崔德山_第二章_天然地基上的浅基础设计教材
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chapt03-天然地基础上的浅基础1-5节
3 计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载 效应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分 项系数均为1.0。
4 在确定基础或桩台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡 结构的内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来 的荷载效应组合和相应的基底反力，应按承载能力极限状 态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。当需要 验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态下荷载效应 的标准组合。
II
IV
软土 好土
h1<2m基底 在好土层；
h1=2m~4m 时，高楼好 土,低楼软土；
h1> 4m宜采 用桩基或处 理
第三节 基础埋置深度的选择
一、建筑场地的地质条件及地下水的影响(续)
a 3.5b d
tg
a 2.5b d
tg
条形基础 矩形基础
h8.0m
a
45
d
b3.0m
土坡坡顶处基础的最小埋深
暖
110 130 150 170 190 210
0.94 0.99 1.04 1.11 1.15 1.20 0.78 0.84 0.91 0.97 1.04 1.10
条形 基础
采暖
不采 暖
—— ——
>2.5 >2.5 >2.5 >2.5 >2.5 >2.5 2.20 2.50 >2.5 >2.5 >2.5 >2.5
一、根据《地基规范》表格确定（新规 范已取消）
“取消”并不意味着完全否定这种方 法的理论与实际意义，而是更强调考 虑地质条件的地区性差异和根据地区 经验确定地基承载力。因此，地方性 的地基基础设计规范仍可以建立反映 当地实际的承载力表。
4 在确定基础或桩台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡 结构的内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来 的荷载效应组合和相应的基底反力，应按承载能力极限状 态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。当需要 验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态下荷载效应 的标准组合。
II
IV
软土 好土
h1<2m基底 在好土层；
h1=2m~4m 时，高楼好 土,低楼软土；
h1> 4m宜采 用桩基或处 理
第三节 基础埋置深度的选择
一、建筑场地的地质条件及地下水的影响(续)
a 3.5b d
tg
a 2.5b d
tg
条形基础 矩形基础
h8.0m
a
45
d
b3.0m
土坡坡顶处基础的最小埋深
暖
110 130 150 170 190 210
0.94 0.99 1.04 1.11 1.15 1.20 0.78 0.84 0.91 0.97 1.04 1.10
条形 基础
采暖
不采 暖
—— ——
>2.5 >2.5 >2.5 >2.5 >2.5 >2.5 2.20 2.50 >2.5 >2.5 >2.5 >2.5
一、根据《地基规范》表格确定（新规 范已取消）
“取消”并不意味着完全否定这种方 法的理论与实际意义，而是更强调考 虑地质条件的地区性差异和根据地区 经验确定地基承载力。因此，地方性 的地基基础设计规范仍可以建立反映 当地实际的承载力表。
xA第二章 天然地基上的浅基础
基坑顶缘 基坑顶缘 基坑顶缘
无荷载
有静载 有动载
1∶1
1∶1.25
1∶1.5
1∶0.75
1∶1
1∶1.25
1∶0.67
1∶0.75
1∶1
1∶0.33
1∶0.5
1∶0.75
1∶0.25
1∶0.33
1∶0.67
1∶0
1∶0.1
1∶0.25
1∶0
1∶0
1∶0
刚性扩大基础施工
第二章 天然地基上的浅基础
围圈混凝土一般采用C15早强混凝土。为使基坑开挖和支 护工作连续不间断地进行，一般在围圈混凝土抗压强度到达 2500kPa强度时，即可拆除摸板，承受土压力。
2-2 刚性扩大基础施工
第二章 天然地基上的浅基础
4、其他方法
在软弱土层中的较深基坑以深层搅拌桩、粉体喷射搅拌 桩、旋喷桩等，按密排或格框形布置成连续墙以形成支档结 构代替板桩墙等，多用于市政工程、工业与民用建筑工程， 桥梁工程也有使用成功的报道。
• 有时为了增强桥柱下基础的承载能力，将同一排若干个柱 子的基础联合起来，也就成为柱下条形基础。其构造与倒 置的T形截面梁相类似，在沿柱子的排列方向的剖面可以 是等截面的，也可以如图那样在柱位处加腋的。在桥梁基 础中，一般是做成刚性基础，个别的也可做成柔性基础。
2-1天然地基上浅基础的类型、构造和适用条件
（二）有围护基坑
1、板桩墙支护
概念：在基坑开挖前先垂直打入土中至坑底以下一定深
度，然后边挖边设支撑，开挖基坑过程中始终是在板桩支护
下进行。
材料：木板桩、钢筋混凝土板桩和钢板桩三种。 断面形式：一字形、槽形和Z字形三种。
一字形
槽形
第二章 天然地基上的浅基础 13-1节[精品]
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7.5 悬臂式围护结构设计计算 7.5.1 围护结构的破坏形式 (1)非重力式围护结构的破坏
1)强度破坏
支护结构的强度破坏
2)稳定性破坏 a墙后填土失稳；b坑底隆起；c管涌或流砂
支护结构的稳定破坏
(2)重力式围护结构的破坏形式
①倾覆破坏。 ②滑移破坏。
③土体整体滑动失稳、坑底隆起、管涌或流砂与非重 力式围护结构相似。
基坑：由地面向下开挖的地下空间。 围护结构：基坑开挖时设置的挡土和截水结构。
Hale Waihona Puke 围护结构满足的基本要求： （1）挡土作用：保证基坑周围土体稳定 （2）控制土体变形：保证周围既有建筑稳定 （3）截水作用：保证作业面在地下水位以上 7.2 基坑工程特点 围护结构与土方开挖两个方面的互相作用。开挖深度 是主导因素，地质条件和周围环境决定支护方案，开 挖方式直接影响基坑安全。 ①工程量大。 ②基坑围护方法多。 ③对工程勘察要求高。 ④基坑工程事故多。
3)浇筑大体积混凝土的防裂措施 4)节省混凝土的措施 2.14 减轻地基不均匀沉降的措施 2.14.1 建筑措施 (1)建筑物体型力求简单 建筑物体型是指其平面形状与立面轮廓。 (2)控制建筑物长高比及合理布置纵横墙 长高比大的建筑物整体刚度小，纵墙很容易因挠曲 变形过大而开裂(图2.88)。 (3)设置沉降缝 根据经验，沉降缝的位置通常选择在下列部位上。
⑤基坑工程技术标准滞后。 ⑥基坑工程技术有待提高。 7.3 围护结构类型及适用范围 7.3.1 围护结构的分类
按结构形式分类： （1)放坡开挖及简易支护 （2)悬臂式围护结构 （3)重力式围护结构 （4)内撑式围护结构 （5)拉锚式围护结构 （6)土钉墙围护结构 （7)其他围护结构：门架式围护、拱式组 合围护、喷锚网围护、沉井围护、加筋水 泥土围护、冻结围护等。
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2-2 刚性扩大基础施工
第二章 天然地基上第的二浅章基天础然地基上的浅基础
施工方法：基坑自上而下分层垂直开挖，开挖一层后随即灌注一层混凝土壁。为
防止已浇筑的围圈混凝土施工时因失去支承而下坠，顶层混凝土应一次整体浇筑，以 下各层均间隔开挖和浇筑，并将上下层混凝土纵向接缝错开。开挖面应均匀分布对称 施工，及时浇筑混凝土壁支护，每层坑壁无混凝土壁支护总长度应不大于周长的一半。 分层高度以垂直开挖面不坍塌为原则，一般顶层高2m左右，以下每层高1m～1.5m。
2-1天然地基上浅基础的类型、构造和适用条件
第二章 第天二然章地基天上然的地浅基基上础的浅基础
钢筋混凝土扩展基础的概念
基础在基底反力作用下，在a-a断面产生弯曲拉应力和 剪应力若超过了基础圬工的强度极限值，为了防止基础在aa断面开裂甚至断裂，可将刚性基础尺寸重新设计，并在基 础中配置足够数量的钢筋，这种基础称为钢筋混凝土扩展基 础。
要求：在一般土质条件下开挖基坑时，应采用放坡开 挖的方法，基坑深度在5m以内，施工期较短，地下水在基 底以下，且土的湿度接近最佳含水量，土质构造又较均匀 时，基坑坡度可参考下表选用。
2-2 刚性扩大基础施工
第二章 天然地基上第的二浅章基天础然地基上的浅基础
坑壁土类
砂
土
碎石土
粉
土
黏性土
极软岩
软质岩
硬质岩
第二章 天然地基上第的二浅章基天础然地基上的浅基础
（二）有围护基坑
1、板桩墙支护
概念：在基坑开挖前先垂直打入土中至坑底以下一定深度，然后边挖边设支撑， 开挖基坑过程中始终是在板桩支护下进行。
材料：木板桩、钢筋混凝土板桩和钢板桩三种。 断面形式：一字形、槽形和Z字形三种。
第二章 天然地基上的浅基础 第7节
7.7.1 基础的破坏形式 (3)弯曲破坏 基底反力在基础截面产生弯矩，过大的弯矩将引起 基础弯曲破坏，这种破坏沿着墙边或柱边发生，裂 缝平行于墙或柱边，见图7.29d。
7 图7.29 扩展基础破坏形式 12/27/2019
7.7.2 柱下独立基础的抗冲切验算
对矩形截面柱的矩形基础，按照规范要求应验算基 础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力。
扩展基础埋置深度及基底平面尺寸的确定方法与 刚性基础相同；
不同的是基础高度的确定，基础高度可以不满足 刚性角要求，但基础本身需满足抗弯、抗剪和抗 冲切破坏的要求。
3
12/27/2019
7.7.1 基础的破坏形式 (1)纯剪切破坏 纯剪切破坏是指沿墙或柱子边缘，以及基础变截面 处(如图7.26()中的1-1或2-2截面)，产生竖向剪切破 坏。
4 图7.26 扩展基础破坏形式 12/27/2019
7.7.1 基础的破坏形式 (2)斜截面剪切破坏 构件在弯、剪荷载共同作用下，先在弯剪区域出现 斜裂缝，随荷载增加，裂缝向上扩展，未开裂部分 的正应力和剪应力迅速增加。当正应力和剪应力组 合后的主应力出现拉应力，且大于混凝土的抗拉强 度时，发生斜拉破坏，这种破坏形式在扩展基础中 也称为冲切破坏（图7.27c）。
基础工程
第7章 天然地基上的浅基础
7.7 钢筋混凝土扩展基础设计
7.7 钢筋混凝土扩展基础设计
钢筋混凝土扩展基础系指柱下钢筋混凝土独立
基础和墙下钢筋混凝土条形基础。
构造和受力特
属于柔性基础，基础的抗弯和抗剪能力高，在 构造上可以不受刚性角的限制，基础剖面可做 成扁平状，用较小的基础高度把荷载传递到较 基大础的设基计 础方 底面 面与 上刚去性。基础的联系与区别？
第二章天然地基上的浅基础1
图 2.19 基坑放坡示意（尺寸单位：m）
29
基础的定位放样
B B’ A’ A
f
e d
b c
a
基础横中线
h
D’ D
ห้องสมุดไป่ตู้
g
C’ C
0.5—1m
桥位中线
其中：A、B、C、D为基坑顶部四角的边桩； A’、B’、C’、D’为基坑底部四角的边桩； a、b、c、d、e、f、g、h为基底边角。
30
2.3.3 旱地上浅基础施工
基 坑 顶 缘 有 静 载 1∶1.25 1∶1 1∶0.75 1∶0.5
砂
类
土
碎卵石类土 亚 砂 土
亚粘土、粘土
极
软 硬
软
质 质
岩
岩 岩
1∶0.25
1∶0 1∶0
1∶0.33
1∶0.1 1∶0
1∶0.67
1∶0.25 1∶0
34
无围护基坑放坡开挖工程实例
35
2）有支护基坑
当地下水位高于基底且渗透量大，影响坑壁稳定； 坡度不宜保持，放坡开挖工作量过大，不符合多快好省 的要求；基坑较深，土方量大，施工期较长；受施工场 地限制或邻近有建筑物，不能采用放坡开挖时，可采用 坑壁支护进行加固施工。 加固坑壁常用的支护形式： 挡板支撑 混凝土护壁（喷射或支模现浇）支撑 板桩支撑 地下连续壁
MU30石材 C20混凝土（现浇） C25混凝土（预制块）
M5
16
（2）柔性基础
概念：基础在基底反力作用下，在a-a截面产生弯曲拉应力和 剪应力若超过了基础圬工的强度极限值，为了防止基础 在a-a截面开裂甚至断裂，可将刚性基础尺寸重新设 计，并在基础中配臵足够数量的受力钢筋，这种基础称 为柔性基础。 特点：整体性能较好，抗弯刚度较大。在外力作用下只产生均 匀沉降或整体倾斜，基本上消除了由于地基沉降不均匀 引起结构物损坏的影响。其缺点是钢筋和水泥的用量较 大，施工技术的要求也较高。
vAAA第二章天然地基上的浅基础
④对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙，以及建造在斜 坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性； ⑤基坑工程应进行稳定性验算； ⑥建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算。
12/25/2020
（3）作用效应与相应抗力限值基本规定 （4）地基基础设计作用组合的设计值基本规定 （5）地基基础的设计使用年限
• 壳体基 础
箱型基础（箱基）
12/25/2020
一、扩展基础
1．无筋扩展基础
为扩散上部结构传来的荷载，使作用在基底的压应力满足地基承 载力的设计要求，且基础内部的应力满足材料强度的设计要求，通过 向侧边扩展一定底面积的基础称为扩展基础。
无筋扩展基础是指由砖、毛石、混凝土、灰土和三合土等材 料组成的，且不需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础 。
①所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定； ②设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计； ③设计等级为丙级的建筑物，如有下列情况之一时，应作变形验算：
12/25/2020
• a、地基承载力特征值小于130kPa，且体形复杂的建筑； • b、在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起 地基产生过大的不均匀沉降时； • c、软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时； • d、相邻建筑物距离近，可能发生倾斜时； • e、地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。
1．柱下条形基础
当地基软弱或地基土压缩性分布不均匀而荷载较大时，可将同一方 向上若干柱子的基础连通而成为柱下条形基础。
2．柱下交叉条形基础
荷载较大的高层建筑，若土质较弱或地基两个方向都存在不均匀沉 降时，可在柱网下纵横两方向设置钢筋混凝土条形基础，形成柱下交 叉条形基础 。
12/25/2020
（3）作用效应与相应抗力限值基本规定 （4）地基基础设计作用组合的设计值基本规定 （5）地基基础的设计使用年限
• 壳体基 础
箱型基础（箱基）
12/25/2020
一、扩展基础
1．无筋扩展基础
为扩散上部结构传来的荷载，使作用在基底的压应力满足地基承 载力的设计要求，且基础内部的应力满足材料强度的设计要求，通过 向侧边扩展一定底面积的基础称为扩展基础。
无筋扩展基础是指由砖、毛石、混凝土、灰土和三合土等材 料组成的，且不需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础 。
①所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定； ②设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计； ③设计等级为丙级的建筑物，如有下列情况之一时，应作变形验算：
12/25/2020
• a、地基承载力特征值小于130kPa，且体形复杂的建筑； • b、在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起 地基产生过大的不均匀沉降时； • c、软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时； • d、相邻建筑物距离近，可能发生倾斜时； • e、地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。
1．柱下条形基础
当地基软弱或地基土压缩性分布不均匀而荷载较大时，可将同一方 向上若干柱子的基础连通而成为柱下条形基础。
2．柱下交叉条形基础
荷载较大的高层建筑，若土质较弱或地基两个方向都存在不均匀沉 降时，可在柱网下纵横两方向设置钢筋混凝土条形基础，形成柱下交 叉条形基础 。
xA第二章 天然地基上的浅基础
第二章 天然地基上的浅基础
第二章 天然地基上的浅基础
第二章 天然地基上的浅基础
定义：通常将埋置深度较浅（一般在数米以内），且施
工相对简单的基础称为浅基础。
特点：施工一般采用敞开挖基坑修筑基础的方 法，故
亦称为明挖基础。设计计算时可以忽略基础侧面土体对基础 的影响，基础结构形式和施工方法也较简单。
回顾
• 有时为了增强桥柱下基础的承载能力，将同一排若干个柱 子的基础联合起来，也就成为柱下条形基础。其构造与倒 置的T形截面梁相类似，在沿柱子的排列方向的剖面可以 是等截面的，也可以如图那样在柱位处加腋的。在桥梁基 础中，一般是做成刚性基础，个别的也可做成柔性基础。
2-1天然地基上浅基础的类型、构造和适用条件
2-1天然地基上浅基础的类型、构造和适用条件
第第二二章章 天天然然地地基基上上的的浅浅基基础础
刚性基础的特点
• 形式：刚性扩大基础，单独柱下刚性基础、条形基础等 。 • 优点：稳定性好、施工简便、能承受较大的荷载，所以只
要地基强度能满足要求，它是桥梁和涵洞等结构物首先考 虑的基础形式。 • 缺点：自重大，并且当持力层为软弱土时，由于扩大基础 面积有一定限制，需要对地基进行处理或加固后才能采用， 否则会因所受的荷载压力超过地基强度而影响建筑物的正 常使用。
施工一般要求：
开挖: 刚性扩大基础的施工可采用明挖的方法进行基 坑开挖，开挖工作应尽量在枯水或少雨季节进行，且不宜 间断。基坑挖至基底设计标高应立即对基底土质及坑底情 况进行检验，验收合格后应尽快修筑基础，不得将基坑暴 露过久。基坑可用机械或人工开挖，接近基底设计标高应 留30cm高度由人工开挖，以免破坏基底土的结构。基坑开 挖过程中要注意排水，基坑尺寸要比基底尺寸每边大 0.5m～1.0m，以方便设置排水沟及立模板和砌筑工作。
第二章 天然地基上的浅基础
第二章 天然地基上的浅基础
定义：通常将埋置深度较浅（一般在数米以内），且施
工相对简单的基础称为浅基础。
特点：施工一般采用敞开挖基坑修筑基础的方 法，故
亦称为明挖基础。设计计算时可以忽略基础侧面土体对基础 的影响，基础结构形式和施工方法也较简单。
回顾
• 有时为了增强桥柱下基础的承载能力，将同一排若干个柱 子的基础联合起来，也就成为柱下条形基础。其构造与倒 置的T形截面梁相类似，在沿柱子的排列方向的剖面可以 是等截面的，也可以如图那样在柱位处加腋的。在桥梁基 础中，一般是做成刚性基础，个别的也可做成柔性基础。
2-1天然地基上浅基础的类型、构造和适用条件
2-1天然地基上浅基础的类型、构造和适用条件
第第二二章章 天天然然地地基基上上的的浅浅基基础础
刚性基础的特点
• 形式：刚性扩大基础，单独柱下刚性基础、条形基础等 。 • 优点：稳定性好、施工简便、能承受较大的荷载，所以只
要地基强度能满足要求，它是桥梁和涵洞等结构物首先考 虑的基础形式。 • 缺点：自重大，并且当持力层为软弱土时，由于扩大基础 面积有一定限制，需要对地基进行处理或加固后才能采用， 否则会因所受的荷载压力超过地基强度而影响建筑物的正 常使用。
施工一般要求：
开挖: 刚性扩大基础的施工可采用明挖的方法进行基 坑开挖，开挖工作应尽量在枯水或少雨季节进行，且不宜 间断。基坑挖至基底设计标高应立即对基底土质及坑底情 况进行检验，验收合格后应尽快修筑基础，不得将基坑暴 露过久。基坑可用机械或人工开挖，接近基底设计标高应 留30cm高度由人工开挖，以免破坏基底土的结构。基坑开 挖过程中要注意排水，基坑尺寸要比基底尺寸每边大 0.5m～1.0m，以方便设置排水沟及立模板和砌筑工作。
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和特强冻胀 • 防止冻害的措施：10cm中粗砂；地势高、
地下水位低、防雨水、地表水、圈梁、 基础梁；冻胀缝
考虑地基土的冻胀性确定埋深
①按土类别、土冻胀性及环境对冻深的影响确定
相应的影响系数ψzs、ψzw、ψze（见表2-2、
2-3、2-4）；
②计算季节性冻土的设计冻深zd：
zd＝z0·ψzs·ψzw·ψze
➢膨胀性 ➢湿陷性 ➢均匀性 ➢土洞 ➢滑坡 ➢液化与震陷 ➢水土的腐蚀性…………….
二、确定地基承载力
•（一）按理论公式确定地基的极限荷载；
• 太沙基公式 • 汉森公式 • 规范公式
•（二）按原位测试法； •（三）规范查表法。
（一）按理论公式确定地基承载力
1. 太沙基公式：
条形基础：
pu
1 2
（二）按原位测试法求地基承载力
在不易取土样或避免原状土扰动的情 况下确定地基承载力最合适。
常见的原位测试方法如载荷试验、十 字板剪切、静力触探、动力触探、标准贯 入试验和旁压试验等，都可用其测试结果 推算出相应的地基承载力特征值fak。
（三）规范查表法求地基承载力
根据室内试 验指标查表f0
统计处理 后得fak
地基基础方案的类型
• 天然地基上的浅基础 • 人工地基 • 桩基础 • 深基础
• 其中：天然地基上的浅基础，技术简单， 工程量小，施工方便，造价低，就优先 选用。同时设计2~3个不同方案。
本章解决的内容
地基 • 天然地基 基础 • 浅基础
• 人工地基 • 深基础
天然地基上的浅基础
定义：一般指建造在天然地基上，埋深小于 5m的一般基础，或者埋置深度虽然超过 5m，但小于基础宽度的大尺寸的基础（如 筏板基础和箱形基础）。 特点：埋深浅，结构形式简单，施工方法简 便，造价也较低，因此是建筑物最常用的 基础类型。
设计内容与步骤
1. 基础的结构、材料 2. 埋深 3. 承载力 4. 底面积 5. 剖面形状 6. 软弱下卧层的承载力 7. 变形 8. 稳定 9. 施工图
准备资料
1 建筑场地的地形图； 2 建筑场地的工程地质勘察资料； 3 建筑物的平面、立面、剖面图、荷载 4 建筑场地环境 5 建筑材料的供应情况，以及施工单位的
第二章 天然地基上浅基础设计
Shallow Foundation Analysis & Design in Original Subgrade
概述
• 地基基础的重要性与复杂性 • 1. 重要性：根基；造价1/4~1/3；隐蔽 • 2. 复杂性：不同于上部结构 • 3. 设计考虑因素：上部结构、下部场地
设备和技术力量。
基础工程设计
➢ 地基设计 ➢ 基础设计
地基设计
1 确定基础的埋置深度； 2 确定(修正后)地基承载力特征值； 3 按地基承载力特征值确定基础的底面尺寸； 4 验算地基的变形（需做变形验算的建筑物）； 5 验算地基的稳定性（建筑在斜坡上的建筑物）。
基础设计
1 选择基础材料和类型； 2 对基础内力进行计算(剪力和弯矩)； 3 根据剪力确定基础竖直剖面尺寸； 4 根据弯矩进行配筋计算(钢筋混凝土基础)；
第一节 天然地基设计计算
一、选择基础埋置深度 基础埋置深度：设计地面标高至基础底面的 标高差。
室内设计地面
室外设计地面 D
原则
• 满足地基稳定和变形要求的前提下，基 础宜浅埋，为防止日晒雨淋、人来车往 造成损伤，不应浅于0.5m（岩石地基除 外）
• 确定埋深，应考虑以下四个因素： • 上部结构情况 • 工程地质和水文地质情况 • 当地冻结深度 • 建筑场地环境条件
(2-2）
z0— 标准冻深。
③按表2-5确定基底允许残留冻土层厚度hmax，
计算季节性冻土地基中基础最小埋深：
dmin＝zd－hmax
(2-1)
建筑场地环境条件
• 新建不宜大于原有建筑基础，净距大于 基础底面高差的1-2倍
• 考虑临空面的稳定性
Δh L
L>(1~2) Δh
许许多多其它工程地质条 件也必须被考虑！！
承压水位
ho
h
h0
w sat
•h
考虑地基土冻胀和融陷的影响
• 冻胀：在寒冷地区，一定深度范围内的 土在温度低于0℃时会产生冻结，体积膨 胀并引起地基土隆起；
• 融陷：温度高于0℃时，冻土融化，土体 压缩性增大，引起地基沉降。
当地冻结深度
• 危害：地下水运移 • 分类：不冻胀、弱冻胀、冻胀、强冻胀
BN
r
cNc
dNq
方形基础： pu 0.4BN r 1.2cNc dN q
地基为松砂、软土时：
pu
B 2
Nr
2c 3
N
c
qN
Hale Waihona Puke q地基承载力系数不同！
2 汉森公式：
pu
1 2
BN r sr drir
g r br
qN q sq d qiq
g q bq
cNcscdcic gcbc
计算时，抗剪强度指标取标准值ck、φk，将上式计算 出的地基极限承载力pu除以安全系数K，所得承载力相当 于修正后的地基承载力特征值fa。
上部结构情况
• 车库、文化体育，应大于3米 • 高层建筑为抗震稳定不小于1/10~1/15 • 阶形基础高宽比1：2，台阶高小于50cm
工程地质和水文地质情况
• 工程地质：都是好土；表层好，下层弱；表 层弱，下层好（小于2米，挖；2~4米，扩大 底面；大于5米，加固或桩）；均是软土
• 水文地质：基坑底安全厚度
即： pu / K＝fa （安全系数K=2~3）
倾斜荷载
适用条件 基础形状已经考虑
基础埋深d<b
3 《地基基础设计规范》公式
fa M bb M d md M cck (2 4)
式中：fa—按土抗剪强度指标确定的地基承载力特征值；
b—基底宽度，大于6m按6m,对于砂土，小于3m按3m;
γm —基础底面以上土的加权平均重度地下水位以下取有效重度； γ—基础底面以下土的重度，地下水位以下取有效重度； ck—基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力标准值。 注意：按上式计算时，应在小偏心距e≤0.033b的前提下使用，且应进 行地基变形验算。
（四）地基承载力特征值的修正
按载荷试验或其他原位测试、经验值等方法确定的 地基承载力特征值，只在基础宽度b≤3m，埋深d≤0.5m 的条件下方可适用。
当b＞3m，d ＞0.5m时，应对特征值 fak 进行宽度及
深度修正，除岩石地基外，修正后的地基承载力特征值
地下水位低、防雨水、地表水、圈梁、 基础梁；冻胀缝
考虑地基土的冻胀性确定埋深
①按土类别、土冻胀性及环境对冻深的影响确定
相应的影响系数ψzs、ψzw、ψze（见表2-2、
2-3、2-4）；
②计算季节性冻土的设计冻深zd：
zd＝z0·ψzs·ψzw·ψze
➢膨胀性 ➢湿陷性 ➢均匀性 ➢土洞 ➢滑坡 ➢液化与震陷 ➢水土的腐蚀性…………….
二、确定地基承载力
•（一）按理论公式确定地基的极限荷载；
• 太沙基公式 • 汉森公式 • 规范公式
•（二）按原位测试法； •（三）规范查表法。
（一）按理论公式确定地基承载力
1. 太沙基公式：
条形基础：
pu
1 2
（二）按原位测试法求地基承载力
在不易取土样或避免原状土扰动的情 况下确定地基承载力最合适。
常见的原位测试方法如载荷试验、十 字板剪切、静力触探、动力触探、标准贯 入试验和旁压试验等，都可用其测试结果 推算出相应的地基承载力特征值fak。
（三）规范查表法求地基承载力
根据室内试 验指标查表f0
统计处理 后得fak
地基基础方案的类型
• 天然地基上的浅基础 • 人工地基 • 桩基础 • 深基础
• 其中：天然地基上的浅基础，技术简单， 工程量小，施工方便，造价低，就优先 选用。同时设计2~3个不同方案。
本章解决的内容
地基 • 天然地基 基础 • 浅基础
• 人工地基 • 深基础
天然地基上的浅基础
定义：一般指建造在天然地基上，埋深小于 5m的一般基础，或者埋置深度虽然超过 5m，但小于基础宽度的大尺寸的基础（如 筏板基础和箱形基础）。 特点：埋深浅，结构形式简单，施工方法简 便，造价也较低，因此是建筑物最常用的 基础类型。
设计内容与步骤
1. 基础的结构、材料 2. 埋深 3. 承载力 4. 底面积 5. 剖面形状 6. 软弱下卧层的承载力 7. 变形 8. 稳定 9. 施工图
准备资料
1 建筑场地的地形图； 2 建筑场地的工程地质勘察资料； 3 建筑物的平面、立面、剖面图、荷载 4 建筑场地环境 5 建筑材料的供应情况，以及施工单位的
第二章 天然地基上浅基础设计
Shallow Foundation Analysis & Design in Original Subgrade
概述
• 地基基础的重要性与复杂性 • 1. 重要性：根基；造价1/4~1/3；隐蔽 • 2. 复杂性：不同于上部结构 • 3. 设计考虑因素：上部结构、下部场地
设备和技术力量。
基础工程设计
➢ 地基设计 ➢ 基础设计
地基设计
1 确定基础的埋置深度； 2 确定(修正后)地基承载力特征值； 3 按地基承载力特征值确定基础的底面尺寸； 4 验算地基的变形（需做变形验算的建筑物）； 5 验算地基的稳定性（建筑在斜坡上的建筑物）。
基础设计
1 选择基础材料和类型； 2 对基础内力进行计算(剪力和弯矩)； 3 根据剪力确定基础竖直剖面尺寸； 4 根据弯矩进行配筋计算(钢筋混凝土基础)；
第一节 天然地基设计计算
一、选择基础埋置深度 基础埋置深度：设计地面标高至基础底面的 标高差。
室内设计地面
室外设计地面 D
原则
• 满足地基稳定和变形要求的前提下，基 础宜浅埋，为防止日晒雨淋、人来车往 造成损伤，不应浅于0.5m（岩石地基除 外）
• 确定埋深，应考虑以下四个因素： • 上部结构情况 • 工程地质和水文地质情况 • 当地冻结深度 • 建筑场地环境条件
(2-2）
z0— 标准冻深。
③按表2-5确定基底允许残留冻土层厚度hmax，
计算季节性冻土地基中基础最小埋深：
dmin＝zd－hmax
(2-1)
建筑场地环境条件
• 新建不宜大于原有建筑基础，净距大于 基础底面高差的1-2倍
• 考虑临空面的稳定性
Δh L
L>(1~2) Δh
许许多多其它工程地质条 件也必须被考虑！！
承压水位
ho
h
h0
w sat
•h
考虑地基土冻胀和融陷的影响
• 冻胀：在寒冷地区，一定深度范围内的 土在温度低于0℃时会产生冻结，体积膨 胀并引起地基土隆起；
• 融陷：温度高于0℃时，冻土融化，土体 压缩性增大，引起地基沉降。
当地冻结深度
• 危害：地下水运移 • 分类：不冻胀、弱冻胀、冻胀、强冻胀
BN
r
cNc
dNq
方形基础： pu 0.4BN r 1.2cNc dN q
地基为松砂、软土时：
pu
B 2
Nr
2c 3
N
c
qN
Hale Waihona Puke q地基承载力系数不同！
2 汉森公式：
pu
1 2
BN r sr drir
g r br
qN q sq d qiq
g q bq
cNcscdcic gcbc
计算时，抗剪强度指标取标准值ck、φk，将上式计算 出的地基极限承载力pu除以安全系数K，所得承载力相当 于修正后的地基承载力特征值fa。
上部结构情况
• 车库、文化体育，应大于3米 • 高层建筑为抗震稳定不小于1/10~1/15 • 阶形基础高宽比1：2，台阶高小于50cm
工程地质和水文地质情况
• 工程地质：都是好土；表层好，下层弱；表 层弱，下层好（小于2米，挖；2~4米，扩大 底面；大于5米，加固或桩）；均是软土
• 水文地质：基坑底安全厚度
即： pu / K＝fa （安全系数K=2~3）
倾斜荷载
适用条件 基础形状已经考虑
基础埋深d<b
3 《地基基础设计规范》公式
fa M bb M d md M cck (2 4)
式中：fa—按土抗剪强度指标确定的地基承载力特征值；
b—基底宽度，大于6m按6m,对于砂土，小于3m按3m;
γm —基础底面以上土的加权平均重度地下水位以下取有效重度； γ—基础底面以下土的重度，地下水位以下取有效重度； ck—基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力标准值。 注意：按上式计算时，应在小偏心距e≤0.033b的前提下使用，且应进 行地基变形验算。
（四）地基承载力特征值的修正
按载荷试验或其他原位测试、经验值等方法确定的 地基承载力特征值，只在基础宽度b≤3m，埋深d≤0.5m 的条件下方可适用。
当b＞3m，d ＞0.5m时，应对特征值 fak 进行宽度及
深度修正，除岩石地基外，修正后的地基承载力特征值