《地基基础》课件--天然地基基础设计

h1<2m 基 底 在 好 土； h1=2m~4m 高 楼 好土，低楼软土； h理1>；5m桩基或处
5.2 基础埋置深度 3 地基土的冻胀
5.2 基础埋置深度
冻土
• 多年冻土（冻结时间³3年） • 季节性冻土
发生冻胀的条件
土的冻胀性
内因 （1）土的条件 一般是细颗粒土
外因
（2）温度条件 低于冻结温度
埋深
5.1 概述
基础类型：
§ 天然地基上的浅基础
浅基础：埋深小于5m，或者埋深大于5m，但是小于基 础宽度。两侧（四周）的摩阻力忽略不计。所以不是简 单的深浅概念。
• 人工地基上的浅基础
人工地基： 换土垫层，水泥土桩、碎石桩复合地基等
• 桩基础 • 深基础
埋深>5m 特殊方法施工 考虑侧壁阻力作用
极限状态设计方法 正常使用极限状态
5.1 概述
• 荷载规定
永久荷载
荷载 分类 可变荷载
偶然荷载（特殊荷载）：爆炸力、撞击力
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001） • 荷载的标准值 • 荷载的准永久值
5.1 概述
• 荷载组合
基本组合 n
水平荷载较大的建筑 物、挡土墙等，承载
å S = g G SGk + g Qiy ci SQik
5.2 基础埋置深度 2 工程地质和水文地质条件
• 尽量在地下水位以上，否则开挖降水，费用大 • 有承压水时，防止承压水顶破基底
基坑
5.2 基础埋置深度
• 根据土层分布情况确定
I
好土
II
III
软土 h1 好土
(很深)
软土
IV
软土 好土
在满足其 他要求下 尽量浅埋
只有低层房 屋可用，否 则处理
尽量浅埋。 但 是 如 h1 太 小就为II
5.1 概述
• 按基础刚度分
无筋扩展基础
• 砖、石、灰土，素混凝土
• 材料抗拉强度很低
• 要求基础台阶宽高比（刚性
角）符合一定条件
F
tgα= bt
h0
扩展基础 (柔性基础)
• 钢筋混凝土 • 要满足抗弯、抗剪和抗
冲切等结构要求
F
1:1.0 – 1:2.0
h0
a
与材料和荷
bt
载有关
5.1 概述
• 按基础结构形式分
i =1
风荷载和地震作用
5.2 基础埋置深度
原则： 在满足承载力的条件下尽量浅埋
基本要求： 1. 除岩石以外，D大于50cm（表土扰动，植物， 冻融，冲蚀） 2. 基础顶距离表土大于10cm，保护 3. 桥要求在冲刷深度以下
其它控制因素
5.2 基础埋置深度
1 建筑物的用途、结构类型及荷载性质与大小
1 单独基础
2 条形基础
5.1 概述
3 十字交叉基础
——条形基础的变种
5.1 概述 4 筏形（筏板）基础
5.1 概述 5 箱形基础
由底板、墙和顶板形成箱，整体性更好
底板
外墙 内墙
5.1 概述 6 壳体基础
高耸建筑物
5.1 概述
• 设计要求
满足：承载力、变形要求
• 设计内容
确定：埋深、型式、结构尺寸（长 宽 高）、材料 验算：承载力、变形、结构本身强度
5.3 地基承载力和基础尺寸初步确定
我国规范中取： • 1 通过公式计算 fa=Mbgb+Md g md+Mcck
• 地震区，除岩石地基外，天然地基的筏形和箱形基础 埋深不宜小于建筑物高度的1/15
• 地下管道（上下水，煤气电缆）应在基底以上，便于 维修
• 基础埋深不同时 (1) 主楼与裙房，高度不同,分期施工设置后浇带 (2) 台阶式相连, 如山坡上的房屋
• 新旧及相邻建筑物有一定距离。否则要求支护，并且 要严格限制支护的水平位移。
（3）水力条件 含水量，具有开放性条件，如粉土冻胀最严重
5.2 基础埋置深度
土的冻胀性
• 衡量指标
平均冻胀率： h = Dh h
• 冻胀性分类
不冻胀 h £ 1% 弱冻胀 1% <h £3.5% 冻胀 3.5% <h £6% 强冻胀 6% <h £12% 特强冻胀 h >12%
注意：碎石、砂等中 粒 径 小 于 0.075mm 的 颗粒含量太高也会导 致冻胀
沉井基础 沉箱基础
桩基础也属深基础
5.1 概述
F
d G
持力层（受力层）
主
要
受
下卧层
力 层
主要受力层深度：
条形基础 £ 3b 独立基础 £ 1.5b 且 ³ 5m （二层以下民用建筑除外）
5.1 概述
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····
地基基础
主讲教师：唐 亮 哈尔滨工业大学土木工程学院
天然地基上的浅基础
²本章内容
5.1 概述 5.2 基础埋置深度 5.3 地基承载力和基础尺寸初步确定 5.4 地基承载力验算和变形验算 5.5 基础结构设计 5.6 共同作用概念 5.7 减轻不均匀沉降危害的措施(了解)
几个概念：
5.1 概述
基础 d 地基
5.2 基础埋置深度 考虑冻胀的基础埋深
dmin ³ zd - hmax
zd: 设计冻深 hmax：容许残留冻土层最大厚度
zd=z0 yzs yzw yze
标土
准类
³10 年 的 实 测 最 大冻深平均值
冻 深
别
冻环 胀 性境
影响系数
Z0 标准冻深： 北 京 0.8~1.0m 哈尔滨 2.0m 满洲里 2.8m
i =1
n
力极限状态下的稳定 验算
å S = g G SGk + g S Q1 Q1k + g Qiy ci SQik
i=2
标准组合
ån
正常使用极
S = SGk + SQ1k + y ci SQik 限 状 态 下 的
i=2
承载力验算
准永久组合
å S = SGk +
n
y qi SQik
正常使用极限状态下 的变形验算，不记入
5.3 地基承载力和基础尺寸初步确定
极限承载力 wenku.baidu.com载力
容许承载力：设计承载力 通常所说的承载力指容许承载力
5.3 地基承载力和基础尺寸初步确定
理论公式计算承载力（总结）： 临塑荷载 Pcr 临界荷载 P1/4、P1/3
极限荷载Pu （极限承载力）
普朗特尔-雷斯诺公式 太沙基公式 斯凯普顿公式
汉森公式
• 设计规范
1 《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89） 2《 建 筑 地 基 基 础 设 计 规 范 》 （ GB50007-2002 ） 3 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）
5.1 概述
• 设计等级
2011规范： 设计等级
甲级 乙级 丙级
• 设计方法
允许（容许）承载力设计方法 承载能力极限状态