天然地基基础设计
天然地基上浅基础设计内容提要地基基础是建筑物的重要根基
第8章天然地基上浅基础设计内容提要：地基基础是建筑物的重要根基，若地基基础不稳固，将危及整个建筑物的安全。
本章主要介绍根据基础的受力特性及构造特点划分的浅基础的类型、浅基础的设计计算、浅基础设计方法、减小地基不均匀沉降危害的主要措施及地基基础与上部结构共同作用的设计理念。
第一节浅基础的类型当建筑场地土质均匀、坚实，性质良好，地基承载力特征值fak ＞120kPa时，对于一般多层建筑，可将基础直接做在浅层天然地基上，称为天然地基上浅基础。
根据天然地基上浅基础的受力特性及构造特点可将浅基础类型分为两大类：刚性基础和柔性基础。
一、刚性基础刚性基础的材料都具有较好的抗压性能，但抗拉、抗剪强度却不高。
8.1.2柔性基础柔性基础的材料为钢筋混凝土，故亦称为钢筋混凝土基础，其抗弯和抗剪性能良好，可在竖向荷载较大、地基承载力不高以及承受水平力和力矩荷载等情况下使用。
这类基础的高度不受台阶宽高比的限制。
因此，当刚性基础尺寸不能同时满足地基承载力和基础埋深的要求时，则需选择柔性基础。
柔性基础同样可用扩大基础底面积的办法来满足地基承载力的要求，但不必增加基础的埋深。
1.钢筋混凝土独立基础这种基础主要是柱下基础，其构造形式如图8-1所示，轴心受压柱下基础的底面形状为正方形。
而偏心受压柱下基础的底面图8-1 钢筋混凝土独立基础形状为矩形。
（a）台阶形基础；（b）锥形基础；（c）杯口形基础 2.钢筋混凝土条形基础(1)墙下钢筋混凝土条形基础其横截面根据受力条件可以分为不带肋和带肋两种。
若地基不均匀，为了加强基础的整体性和抗弯能力，可以采用有肋的墙下钢筋混凝土条形基础，肋部配置足够的纵向钢筋和箍筋。
(2)柱下钢筋混凝土条形基础当地基承载力较低且柱下钢筋混凝土独立基础的底面积不能承受上部结构荷载的作用，常将若干柱基连成一条构成柱下条形基础(图8-4)。
图8-2不带肋墙下钢筋混凝土条形基础图8 -3 带肋墙下钢筋混凝上条形基础 (3)交叉钢筋混凝土条形基础当单向条形基础的底面仍不能承受上部结构荷载的作用，可以将纵横柱基础均连在—起，成为十字交叉条形基础(图8-5)。
天然地基上浅基础设计(三)
二、中心荷载作用下基础的计算
在基础的设计中，通常假定基础底面压 力是直线分布，受中心荷载作用时，则为均 匀分布，基础采用对称形式，使荷载作用线 通过基底形心。 计算步骤如下： ： (一) 计算基础底面积 (矩形 或基础底面 矩形)或基础底面 一 计算基础底面积A 矩形 宽度b (条形、正方形) 宽度 条形、正方形 条形 中心荷载作用下的基础，按承载力设计 值计算，应满足条件：
三、基础的构造 刚性基础经常做成台阶形断面，有时也可做成梯形断面。 刚性基础经常做成台阶形断面，有时也可做成梯形断面。确定构造尺寸时最主要 断面各处都能满足刚性角的要求，同时断面又必须经济合理， 的是要保证断面各处都能满足刚性角的要求，同时断面又必须经济合理，便于 施工。 (一) 砖基础 一 1、砖基础大放脚的砌法：1）按台阶的宽高比为1/1.5；2）按台阶的宽高比为l/2。 、砖基础大放脚的砌法： ） ） 2、垫层：100～200mm厚的素混凝土垫层。低层房屋也可在槽底打两步 厚的素混凝土垫层。 、垫层： ～ 厚的素混凝土垫层 低层房屋也可在槽底打两步(300mm)三七 三七 灰土，代替混凝土垫层。 灰土，代替混凝土垫层。 3、防潮措施：在室内地面以下 左右处铺设防潮层。 、防潮措施：在室内地面以下50mm左右处铺设防潮层。防潮层可以是掺有防水剂的 左右处铺设防潮层 l:3水泥砂浆，厚20~30mm；也可以铺设沥青油毡。 水泥砂浆， 水泥砂浆 ；也可以铺设沥青油毡。 4、材料：MU10;砂浆：M5 砂浆： 、材料： 砂浆
为保证基础不发生弯曲破坏或剪切破坏， 为保证基础不发生弯曲破坏或剪切破坏，通常都是限 制台阶的宽高比以满足一定的刚度和强度要求， 制台阶的宽高比以满足一定的刚度和强度要求，即满足如 下要求： 下要求： b2 ≤ ta n α H0
天然地基浅基础设计
天然地基上浅基础的设计概述任何建筑物都必须有可靠的地基和基础。
建筑物的全部重量（包括各种荷载）最终将通过基础传给地基，所以，地基基础的设计是建筑物设计工作中的一项重要内容。
支承建筑物的那部分天然地层，称为天然地基；若天然地基的承载能力不够，经人为加强或改良过的，称为人工地基。
天然地基上的基础，依其埋置的深浅，可分为浅基础和深基础两大类。
大多数建筑物基础的埋深不会很大（例如不大于3~5m），可以用普通开挖基坑和敞坑排水的方法修建，这类基础，称为浅基础。
有时，根据各方面的方案比较，需要将基础埋置到较深的坚实地层上，此时，要采用某些特殊的施工手段和相应的某些基础型式来修建，如桩基、沉井和地下连续墙等，这样的基础称为深基础。
设计工作通常总是从选择方案开始的，地基基础的设计亦不例外。
地基基础的方案，从总的来说，不外下列三类：天然地基的浅基础、人工地基上的浅基础和天然地基上的深基础。
每一类这样的总方案中，还有许多可能的具体方案。
一般来说，天然地基上的浅基础往往比另外二类方案造价低和施工简便，故而应优先考虑。
天然地基上浅基础的设计，不能离开地基条件孤立地进行，故称为地基基础设计。
设计的首要任务是保证建筑物的安全和正常使用，这就需要从地基和基础两方面来考虑。
就地基方面来说，要具有足够的稳定性和不发生过量的变形。
如地基一旦发生强度破坏，其后果十分严重，有时甚至是灾害性的，因此，在设计中必须保证地基有足够的强度安全贮备。
如果地基发生过量的变形，将导致建筑物的开裂或倾斜，削弱了建筑物的坚固性或影响其正常使用，因而必须限制基础的不均匀沉降量。
另外，基础的总沉降量也应当有所限制，因为建筑物的下沉改变了它与室外地面、邻近设施（如工艺管道、下水道、道路等）之间原有的合理标高关系。
而且，大多数情况下，即使地基是比较均匀的，由于各部位荷载不一或基础尺寸及形状的不同，总会有不均匀沉降发生。
总沉降量大，意味着可能出现的不均匀沉降量也大，从这点来看，也应当限制总沉降量。
第八章天然地基上的浅基础设计
二、天然地基上的浅基础：
做在天然地基上，埋置深度小于5米的一般基础（柱基或墙 基）以及埋置深度虽超过5米，但小于基础宽度的大尺寸基础 （如箱形基础），在计算中基础的侧面摩擦力不必考虑，统 称为天然地基上的浅基础。
8.1 概 述
地基基础设计的基本原则
1.防止地基土发生剪切破坏和丧失稳定性，应具有足 够的安全度；
dmi nz0 t dfr (GBJ7-89）
z —标准冻深； 0
—采下允许残留冻土层的厚度。
d z h min d
max
(GB50007-2019）
zd —设计冻深；
h max—基底下允许残留冻土层的最大厚度。
8.3 基础埋置深度的选择
zd z0. zs . zw . ze
对距形基础，当台阶高宽比 tan2.5且荷载偏心距
eb/6 时，任意截面及的弯距按下式计算：
M 1 1a 2 1 22lappmaxpp
M 4 1l8 a 22 b b p pm ap xpmin
（5）构造：混凝土强度等级不低于 C15，底板受力钢筋不小于8 mm, ≤200mm，混凝土保护层厚度有垫 层时不小于35mm，无垫层时不小 于70mm。
2.控制地基的变形量，使之不超过建筑物的地基特征 变形允许值；
3.基础本身应具有足够的强度、刚度和耐久性。 三、地基基础方案
1.天然地基上的浅基础； 2.人工地基上的浅基础； 3.天然地基上的深基础、桩基础。
8.1 概 述
人工地基：加固上部土层，提高土层的承载力，再把基础做 在这种经过人工加固后的土层上。这种地基叫做人工地基。
短期承载力设计值： fv q43.14cu
（三）几点说明
天然地基上的浅基础设计(土力学与地基基础教案)
天然地基上的浅基础设计一、教学目标：1. 让学生了解天然地基的性质和特点；2. 使学生掌握浅基础的设计原理和方法；3. 培养学生分析和解决实际工程问题的能力。
二、教学内容：1. 天然地基的概念及其分类；2. 天然地基的性质及影响因素；3. 浅基础的设计原理；4. 浅基础的设计方法；5. 设计实例分析。
三、教学重点与难点：1. 教学重点：天然地基的性质，浅基础的设计原理和方法。
2. 教学难点：天然地基的性质及其对基础设计的影响，浅基础设计的实际应用。
四、教学方法：1. 讲授法：讲解天然地基的概念、性质及分类，浅基础的设计原理和方法。
2. 案例分析法：分析设计实例，让学生更好地理解浅基础设计的过程和技巧。
3. 互动教学法：引导学生参与课堂讨论，提高学生的思考和分析能力。
五、教学准备：1. 教材：天然地基与浅基础设计相关教材；2. 课件：天然地基的性质、浅基础设计原理和方法的图片和动画；3. 设计案例：挑选具有代表性的设计案例供学生分析。
【导入】简要介绍天然地基的概念和重要性，引导学生关注天然地基对建筑基础的影响。
【新课内容】1. 天然地基的性质及影响因素讲解天然地基的分类，分析不同类型地基的性质及影响因素，如土层的分布、密度、含水率等。
2. 浅基础的设计原理介绍浅基础的设计原理，如静承载力、稳定性和沉降控制等，解释基础底面积、埋深和材料选择等设计参数的确定方法。
3. 浅基础的设计方法讲解浅基础的设计方法，包括初步设计、详细设计和施工图设计等阶段，介绍设计过程中应注意的问题，如地基处理、防水隔离等。
【案例分析】分析一个具有代表性的设计案例，让学生了解天然地基对基础设计的影响，以及如何根据地基条件进行合理的设计。
【课堂小结】总结本节课的主要内容，强调天然地基性质对浅基础设计的影响，以及设计过程中应注意的问题。
【作业布置】1. 复习本节课的内容，整理学习笔记；六、教学评估与反馈：1. 课堂问答：通过提问了解学生对天然地基性质和浅基础设计原理的掌握情况；2. 案例分析报告：评估学生对设计案例分析的能力，检查学生能否运用所学知识解决实际问题；3. 作业批改：检查学生对课堂内容的复习和理解，以及对设计案例的分析和处理能力。
天然地基上浅基础的设计
天然地基上浅基础的设计
对于竖向荷载大、地震力和风力等水平荷载作用 也大旳高层建筑以及其他承受水平荷载作用旳挡土 墙、厂房柱基、烟囱、水塔等构筑物旳基础，则应 加大埋深，以增强土层对基础旳嵌固作用，确保构 筑物旳稳定性。假如基础位于岩石地基之上，基础 埋深则需满足抗滑要求。
天然地基上浅基础的设计
合力偏心矩：
e M 105 67 2.3 F G 1050 3 3.5 2.3 20
天然地基上浅基础的设计 地下室，地下管道（上下水，煤气电缆）应在基底以上，便 于维修 新旧相邻建筑物有一定距离 L/ H=1~2， 不然要求支护，而且要严格限制支护旳水平位移
H L
天然地基上浅基础的设计
2、工程地质和水文地质条件
基础底面应尽量埋于地下水位以上，以防止地下水对基坑 施工旳影响，如必须埋在地下水位下列时，则应采用相应措 施（如基坑排水、坑壁围护等），以确保地基土施工时不受 扰动。地下水对基础材料旳侵蚀作用及防护措施也应充分考 虑。
天然地基上浅基础的设计 基础尺寸旳拟定
初步选择基底尺寸
求地基承载力特征值
验算持力层地基承载力
满足
不满足 重新调整尺寸
验算下卧层地基承载力
满足
不满足 重新调整尺寸
END
天然地基上浅基础的设计
例：某柱下素混凝土基础，作用在设计地面处旳柱荷载设计值、
埋深及地基条件如图所示，柱底荷载原则值为，F 1050kN,
Dmin ＝ z0 t– dfr
z0 原则冻深； dfr 残留冻土层厚度
t 冻深影响系数
天然地基上浅基础设计
天然地基上浅基础设计第一节基础设计的原则一、一般原则1.地基应有足够的强度、刚度和耐久性。
2.地基应有足够的强度和稳定性。
3.基础沉降量应小于地基的允许变形值。
二、地基变形特征及允许变形值地基变形特征可分为沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。
在计算地基变形时，应符合下列规定：1.由于建筑地基不均匀、荷载差异很大、体型复杂等因素引起的地基变形，对于砌体承重结构应由局部倾斜控制；对于框架结构和单层排架结构应由相邻柱基的沉降差控制；对于多层或高层建筑和高耸结构应由倾斜值控制；2.在必要情况下，需要分别预估建筑物在施工期间和使用期间的地基变形值，以便预留建筑物有关部分之间的净空，考虑连接方法和施工顺序。
此时，一般建筑物在施工期间完成的沉降量，对于砂土可认为其最终沉降量已基本完成80%以上，对于低压缩粘性土可认为已完成最终沉降量的50%-80%，对于中压缩粘性土可认为已完成20%-50%,对于高压缩粘性土可认为已完成5%-20%。
建筑物的地基变形允许值，可按表5.3.4规定采用。
对表中未包括的其他建筑物的地基变形允许值，可根据上部结构对地基变形的适应能力和使用上的要求确定。
建筑物的地基变形允许值表5.3.424<H g≤60 60<H g≤100 H g>1000.003 0.0025 0.002体型简单的高层建筑基础的平均沉降量(mm)200高耸结构基础的倾斜H g≤2020<H g≤5050<H g≤100100<H g≤150150<H g≤200200<H g≤2500.008 0.003 0.006 0.005 0.004 0.002高耸结构基础的沉降量(mm)H g≤100100<H g≤200200<H g≤250400 300 200注：1.本表数值为建筑地基实际最终变形允许值;2.有括号者仅适用于中压缩性土；3.l为相邻柱基的中心距离(mm)；H g为自室外地面起算的建筑物高度(m);4.倾斜指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值；5.局部倾斜指砌体承重结构沿纵向6-10m内基础两点的沉降差与其距离的比值。
天然地基基础设计
目录
• 天然地基基础设计概述 • 天然地基勘察 • 天然地基基础设计计算 • 天然地基基础结构设计 • 天然地基基础施工与监测 • 天然地基基础设计案例分析
01
CATALOGUE
天然地基基础设计概述
天然地基的定义与特性
定义
天然地基是指未经人工处理或仅 经过适当的地质开挖而直接作为 建筑物基础持力层的土层。
质量检测与验收
对已完成的施工部分进行质量检测，确保符合设计要求和规范标准。
质量记录与档案管理
建立完善的质量记录和档案管理制度，确保可追溯性。
基础施工安全措施
安全教育培训
对施工人员进行安全教育培训，提高安全意 识。
施工现场安全管理
加强施工现场的安全管理，确保各项安全措 施得到有效执行。
安全技术交底
在施工前进行安全技术交底，明确安全操作 规程和注意事项。
03
CATALOGUE
天然地基基础设计计算
基础设计计算方法
极限状态设计法
根据结构的安全等级和用途，确定结构的极限状态，并以此为基 础进行设计计算。
概率极限状态设计法
基于概率论的方法，考虑各种不确定性因素，对结构进行概率极 限状态设计。
实用设计法
根据工程经验，综合考虑各种因素，进行基础设计计算。
基础承载力计算
安全应急预案
制定完善的安全应急预案，并定期进行演练 ，提高应对突发事件的能力。
基础施工监测与检测
沉降监测
对基础沉降进行实时监测，确保沉降量在允 许范围内。
应力监测
对基础内部的应力进行监测，确保应力分布 合理、不会发生过载现象。
位移监测
对基础的位移进行监测，确保位移量符合设 计要求和规范标准。
简述天然浅基础设计的一般步骤
简述天然浅基础设计的一般步骤
天然浅基础设计的一般步骤如下：
1.充分掌握拟建场地的工程地质条件和地质勘察资料。
2.根据上部结构形式、荷载大小、地基土性质，选择基础的结构形式、材料并进行平面布置。
3.确定基础的埋置深度。
4.确定地基承载力特征值。
5.根据基础顶面荷载值及持力层地基承载力，初步计算基础底面尺寸。
6.若地基持力层下部存在软弱土层，则需验算软弱下卧层的承载力。
7.进行必要的地基变形验算，使地基的沉降不致引起结构损坏、建筑倾斜与开裂。
8.按基础材料强度决定基础剖面形状和各部分的尺寸，必要时应进行基础结构设计和构造设计。
9.绘制基础施工图，并提出必要的技术说明。
以上是天然浅基础设计的一般步骤，具体设计过程中可能会根据工程实际情况有所调整。
简述天然地基上浅基础设计的一般步骤
简述天然地基上浅基础设计的一般步骤
天然地基上浅基础设计是对地基进行改善工程的必备步骤，主要是在建筑物的设计过程中做出一定的处理，以确保建筑物的稳定性和支撑性。
一般步骤包括：
一、准备工作
1.进行地基观察与诊断，观察地基的状况，对其进行诊断并分析，以了解地基条件。
2.土、岩综合检测，对土、岩样本进行综合检测，以确定其物理力学性质，为地基改造提供基础依据。
3.综合考虑地下水位的影响，搜集有关地下水位的信息，考虑地下水位的变化，以确定紧凑度和降水管理的大致原则。
二、总体设计
1.分析建筑物的地基要求，确定设计的地基正拉内力，以及建筑物所能承受的最大应力。
2.确定地基控制原则，根据地下水位和地基极限状态条件，确定地基改造主动及限制原则。
3.确定地基改造方案，根据地基条件和建筑要求，确定地基改造方案，设计浅基础尺寸、位置、结构及施工流程等。
三、施工安全
1.施工前进行安全评估，进行安全绩效监测，研究及汇总施工活动及非活动环境，以确保施工安全性高。
2.安全措施，制定安全管理制度，对施工活动及环境进行详细的控制；设置安全警戒防护措施，以及安全鉴定措施等，以防止施工时出现安全隐患。
四、金属薄板处理工程
1.破坏强度检测，手段进行金属薄板破坏强度测试，以确保其质量。
2.金属薄板成形，确定金属薄板安装位置和支护方法，按规定的形状进行金属薄板的成形。
3.安装监测，以金属薄板的接触压力及偏转角度作为参数，监测金属薄板安装过程安全性，防止因安装不当出现损坏。
以上便是天然地基上浅基础设计的一般步骤，这些步骤虽然并不复杂，但是却至关重要，对于建筑物的稳定性和支撑性有重要。
天然地基基础设计
F
G d
偏心荷载时：
第6页/共87页
刚性基础破坏简图
第7页/共87页
第8页/共87页
第9页/共87页
第10页/共87页
1.砖基础
用途：多用于低层建筑的墙下基础；在寒冷而又潮湿 的地区采用不理想。 优点:可就地取材,建筑方便; 缺点:强度低且抗冻性差. 要求:砖强度>=mu10,砂浆强度>=m5; 大放脚:砖基础剖面一般砌成阶梯形.
二、地基承载力特征值的确定
地基承载力概念： 地基在保证其稳定的前提下，满足建筑物各类变形要求时的承 载能力。分未修正的地基承载力特征值fak和修正后的地基承载 力特征值fa
地基承载力的确定方法： a、按静载荷试验方法确定fak ；b、根据土的抗剪强度指标、C 或强度理论公式计算确定fa； c、根据原位试验、室内实验成果及工程实践经验确定fak ； d、根据相邻条件相似的建筑物经验确定fa。
F ——作用在顶面的荷载，kN G ——基础及台阶上填土总重，kN
G G Ad
G ——平均重度，一般取 20 kN/m3
d ——基础埋深，m
f=fak+dm(d-0.5)
——暂不做宽度修正
第40页/共87页
A F
f Gd
F G
d
第五节 基础尺寸设计
条形基础，中心荷载
F A
f Gdb Ff d第4页/共87页第二节 浅基础的类型 一、浅基础的类型
• 按基础刚度分
无筋扩展基础（刚性基础） 扩展基础（柔性基础）
• 按结构形式分
单独基础（独立基础）、条形基础、 筏型基础、箱型基础、壳型基础····
第5页/共87页
(一) 无筋扩展基础（刚性基础）
对天然地基独立基础设计的一些个人看法
对天然地基独立基础设计的一些个人看法
1、天然地基独立基础设计简介
由于独立基础设计计算简单、配筋量较少，是一种经济、实用的基础设计形式，为此它在建筑结构的基础设计中得到了大量的推广和应用。
所独立结构，尤其是高层建筑框架结构的内柱柱下基础，都可以看作是轴心受力，这种基础在柱子传来的轴向力作用下，使得基地土压力的分布状态与基础扩展部分的刚度息息相关。
当增大扩展部分的刚度时，在力的扩散作用下，接近均匀分布。
当减小扩展部分的刚度时，扩展部分会出现挠曲现象，这时基地土压力的分布将由土的特性来决定，在土比较坚硬的情况下，基底压力呈区线分布，当土质较软时则正好相反。
我们把这样的压力分布状态称为均匀分布，要强调的是后者是偏不安全的。
在现实中，框架结构各柱的受力是并不相同，因此在设计这种柱的柱下单独基础时，要保证各柱基基底的平均压力基本一致，避免由于不均匀而造成沉降的现象。
独立基础的形式主要有现浇柱锥形基础、预制柱杯形基础、高杯口基础。
构造的要求包括对垫层厚度、宽度和强度的要求，对底板尺寸和配筋的要求，对基础与柱连接的要求。
①基础设计的计算：在上部结构承受的荷载不变的情况下，基础底面面积由修正后的地基承载力特征值确定；基础的高度由柱与基础交接处基础的受冲切承载力确定；基础变阶处的高度由基础变阶处的受冲切承载力确定；基础底板的配筋由抗弯计算确定。
②基础高度的确定：选定基础高度后，按冲切验算基础高度，基本原则为：冲切锥体以外的地基净反力所产生的冲切力不大于冲切面。
天然地基上的浅基础设计(土力学与地基基础教案)
一、天然地基上的浅基础设计(土力学与地基基础教案)二、章节名称：第一章天然地基与基础概述三、教学目标：1. 了解天然地基的定义、分类及特性。
2. 掌握基础的概念、分类及功能。
3. 理解天然地基与基础的关系。
四、教学内容：1. 天然地基的定义、分类及特性。
2. 基础的分类、功能及设计原则。
3. 天然地基与基础的相互关系。
五、教学过程：1. 导入：通过展示天然地基与基础的实际案例，引发学生对天然地基与基础的兴趣。
2. 讲解：讲解天然地基的定义、分类及特性，基础的分类、功能及设计原则。
3. 互动：组织学生进行小组讨论，探讨天然地基与基础的相互关系。
4. 案例分析：分析典型天然地基与基础设计的案例，让学生更好地理解理论知识。
六、教学方法：1. 讲授法：讲解天然地基与基础的基本概念、分类及特性。
2. 互动法：组织学生进行小组讨论，提高学生的参与度。
3. 案例分析法：分析实际案例，让学生更好地理解理论知识。
七、教学评价：1. 课堂参与度：观察学生在小组讨论中的表现，评估学生的参与度。
2. 案例分析报告：评估学生在案例分析中的表现，包括分析的深度和广度。
3. 课后作业：检查学生对课堂内容的掌握程度。
八、教学资源：1. PPT课件：展示天然地基与基础的图片、案例等。
2. 案例资料：提供典型天然地基与基础设计案例，供学生分析。
九、教学建议：1. 建议学生在课前预习相关章节，了解天然地基与基础的基本概念。
2. 鼓励学生在课堂积极参与，提出自己的观点和疑问。
3. 学生在课后要认真完成作业，巩固课堂所学知识。
十、课后作业：2. 列举基础的分类和功能。
3. 描述天然地基与基础的相互关系。
六、天然地基上的浅基础设计(土力学与地基基础教案)七、章节名称：第二章地基承载力计算八、教学目标：1. 理解地基承载力的概念及其重要性。
2. 掌握地基承载力的计算方法。
3. 学会根据地基承载力确定基础尺寸。
九、教学内容：1. 地基承载力的概念及其影响因素。
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（4）基础本身的强度满足要求。
7.4.1 设计方法
基础的上方为上部结构的墙、柱，而基础底面以 下则为地基土体。基础承受上部结构的作用并对 地基表面施加压力（基底压力），同时地基表面 对基础产生反力（地基反力）。两者大小相等， 方向相反。基础所承受的上部荷载和地基反力应 满足平衡条件。
为了简化计算，在工程设计中，通常把上部结构、 基础和地基三者分离开来，分别对三者进行计算：
f a f ak b (b 3) d m (d 0.5)
2）公式计算法
当偏心距e小于或等于0.033倍基础底面宽度时，根 据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值可按 下式计算，并应满足变形要求：
f a M bb M d m d M c ck
3）岩石地基承载力特征值，可按《建筑地基基础设 计规范》（GB 50007-2011）附录H确定。对完 整、较完整和较破碎的岩石地基承载力特征值， 可根据室内饱和单轴抗压强度按下式计算：
柱下扩展基础、条形和十字形基础、筏板及箱形 基础.
7.3 浅基础的埋深
基础埋置深度是指基础底面至地面（一般指室外 地面）的距离。基础埋深的选择关系到地基基础 的优劣、施工的难易和造价的高低。影响基础埋 深选择的因素可归纳为五个方面。 （1）与建筑物及场地环境有关的条件 ； （2）土层的性质和分布 （3）地下水条件 （4）土的冻胀影响
7.4.3 基础设计荷载规定 1. 根据《建筑荷载设计规范》（GB50009— 2001）2006版规定：结构上的荷载可分为三类：
（1）永永久荷载：例如结构自重、土压力、预应力 尺寸与材料单位体积的自重计算 确定。
（2）可变荷载：例如楼面活荷载、屋面活荷载和积 灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等；采用标 准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。
（3）计算挡土墙、地基或滑坡稳定以及基础抗浮稳 定时。作用效应应按承载能力极限状态下作用的 基本组合，但其分项系数均为1.0；
（4）在确定基础或桩基承台高度、支挡结构截面、 计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料 强度时。上部结构传来的作用效应和相应的基底 反力、挡土墙土压力以及滑坡推力，应按承载能 力极限状态下作用的基本组合，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 用极限状态下作用的标准组合；
7.2 浅基础类型
浅基础根据材料可分为砖基础、毛石基础、灰土 基础、三合土基础，混凝土基础、钢筋混凝土基 础；根据形状和大小可分成为：独立基础、条形 基础（包括十字形交叉条形基础）、筏板基础、 箱形基础及壳体基础。根据受力条件及构造可分 为刚性基础和柔性基础两大类。 7.2.1 刚性基础 刚性基础又称作无筋扩展基础，系指由砖、毛石、 素混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组 成的墙下条形基础或柱下独立基础。
（5）作用在地基上的荷载大小和性质
7.4 地基基础设计的原则
基础工程设计计算的目的是设计一个安全、经济 和可行的地基及基础，以保证结构物的安全和正 常使用。因此基础工程设计计算的基本原则是： （1）基础底面的压力小于地基的容许承载力；
（2）地基及基础的变形量小于结构物要求的沉降值；
（3）地基及基础整体稳定有足够保证；
7.1 第一节 概述
建筑物是设置在土体上的，通常把在地表以上的 建筑物称为上部结构，在地表以下的结构称为基 础。上部结构的荷载是通过基础传递给土层的， 支承基础的土层称为地基。基础具有承上启下的 作用，它一方面处于上部结构的荷载及地基反力 的共同作用下，承受由此而产生的内力（弯矩、 剪力、轴力和扭矩等）；另一方面，基础底面的 反力反过来作为地基土上的荷载，使地基产生应 力和变形。
（3）偶然荷载：例如爆炸力、撞击力等，按建筑结 构使用的特点确定其代表值。
2. 地基基础设计时，所采用的作用效应与相应的 抗力限值应符合下列规定：
（1）按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩 承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的作 用效应应按正常使用极限状态下作用的标准组合； 相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载 力特征值； （2）计算地基变形时，传至基础底面上的作用效应 应按正常使用极限状态下作用的准永久组合，不 应计入风荷载和地震作用；相应的限值应为地基 变形允许值；
无筋扩展基础稳定性好，施工简便，一般适用于 低层、多层工业与民用建筑和荷载较小的桥梁。 7.2.2 柔性基础 基础在基底反力作用下，在断面产生弯曲拉应力 和剪应力若超过了基础的强度极限值，为了防止 基础断面开裂甚至断裂，必须在基础中配置足够 数量的钢筋，这种基础称为柔性基础。 柔性基础又称扩展基础，柔性基础主要是用钢筋 混凝土灌筑，常见的形式有:
7.5 地基承载力和变形验算
建筑物确定了基础类型和埋置深度后，对于已知 基础底面尺寸，可以进行地基土持力层承载力和 变形验算，若地基受力层范围内存在有承载力低 于持力层的土层，必须对其承载力进行验算 。 1.地基承载力验算
（1）地基承载力特征值
1）当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时，从 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，尚应按下式修正：
7.4.2 安全等级
《建筑结构设计可靠度统一标准》50068-2001中 指出建筑结构必须满足下列各项功能要求：
（1）能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各 种情况，并具有良好的工作性能； （2）在正常维护情况下具有足够的耐久性能；
（3）在偶然事件发生时及发生后，仍能保持必需的 整体稳定性。
（1）视上部结构底端为固定支座或固定铰支座
（2）不考虑荷载作用下各墙柱端部的相对位移，并 按此进行内力分析；
（3）对基础与地基，则假定地基反力与基底压力呈 直线分布，分别计算基础的内力与地基的沉降。 这种设计方法，对于良好均质地基上刚度大的基 础和墙柱布置均匀、作用荷载对称且大小相近的 上部结构来说是可行的。