《地基基础》课件--天然地基基础设计
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《地基基础》PPT课件优选全文
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地基的重要性
2、加拿大特朗斯康谷仓：
加拿大特朗斯康谷仓长59.44m，宽23.47m，高31.00m。 谷仓的基础为钢筋混凝土筏基，厚61cm，基础理深3.66m。谷 仓于1911年开始施工，1913年秋完工。谷仓自重20000t，相 当于装满谷物后满载总重量的42.5％。1913年9月起往谷仓装 谷物，仔细地装载，使谷物均匀分布。10月，当谷仓装了 31822m3谷物时，发现1小时内垂直沉降达30.5cm。结构物向 西倾斜，并在24小时内谷仓倾倒。谷仓西端下沉7.32m，东端 上抬1.52m。
分类 振冲置换法（用于处理不排水粘性土、粉 土、饱和黄土及人工填土）、振冲密实法（用于处 理砂土、人、粉土土基）。
机具设备：振冲器、起重机械、水泵及供水管道、 控制设备。
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地基局部处理及其他加固方法
地基局部处理
①松土坑：当坑的范围较小是，可将坑中松软的土挖除， 回填与天然而土压缩性相近的材料，分层夯实。
构造：厚度一般根据底面的自重应力与附加压应 力之和不大于同一标高处软弱土层的容许承载力 确定。
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材料要求：宜采用颗粒级配良好，质地坚硬的中砂、 粗砂、砾砂、碎石、石悄或基他工废料。
施工要点：先基底表面浮土、淤泥等杂物清除干净， 作好边坡处理。
底面宜铺设在同一标高上，如深度不同时，施工应 按先深后浅的程序进行。
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7
地基的重要性
主要原因：对谷仓地基土层事先未作勘察、试验与 研究，采用的设计荷载超过地基土的抗剪强度，导致 这一严重事故。是地基整体滑动强度破坏的典型工程 实例。
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由相邻建筑物引起的沉降破坏
地基基础讲义ppt课件(共139张PPT)
faE= afa ex、 Mx=（ Fk+ Gk）.
二、内力计算
1、简化计算方法
（1〕静定分析法
（2〕倒梁法
2、弹性地基梁法
（1〕对基础宽度不小于可压缩层厚度二倍的薄压 缩层地基，地基的压缩性比较均匀，可按文克勒地 基上梁的解析解。
（2） 对基础宽度不小于可压缩层厚度二倍的薄 压缩层地基，地基的压缩性不均匀，可按文克勒 地基上梁的数值分析法。
由式3-34节点i的竖向位移：
bx，by—分别为x，y方向基础的底面宽度
Sx，Sy —分别为x，y方向基础梁的特征长度
x， y—分别为x，y方向基础梁的柔度特征值 Ix，Iy—分别为x，y方向基础梁的截面惯性矩
根据变形协调条件
将静力平衡条件代入可解得：
对一端外伸的角柱节点
y=0，Zy=4
对无外伸的角柱节点
（2〕工程实测： （3〕物理模拟：根据相似理论推导相似准则
设计模型试验 （4〕数值模拟：将构件离散成有限个单元
数值模拟 （1〕有限元：ANSYS、ADINS、SAP、I-DIASD 等
（2〕有限差分法：FLAC
（3〕边界元： （4〕离散元：
ANSYS简介：
b、相邻柱荷载及柱距变化较大 Fk——作用于筏基上的竖向荷载总和
例题3-1
例题3-2
第六节、柱下条形基础
适用范围： （1〕地基较软弱，承载力低，地基压缩性
不均匀 （2〕荷载分布不均匀，不均匀沉降较大 （3〕上部结构对基础沉降较敏感
一、构造要求
1、为了使 与基础底面形心重合， 基底压力均匀分布， 基础梁的两端应外伸
2、肋梁的高h由计算定，以为柱距的〔1/4~1/8〕l1
3、翼板的高hf由计算定，当200mm<hf<250mm采用等 厚度，当hf>250mm采用宜采用变厚度翼板，i<1:3
二、内力计算
1、简化计算方法
（1〕静定分析法
（2〕倒梁法
2、弹性地基梁法
（1〕对基础宽度不小于可压缩层厚度二倍的薄压 缩层地基，地基的压缩性比较均匀，可按文克勒地 基上梁的解析解。
（2） 对基础宽度不小于可压缩层厚度二倍的薄 压缩层地基，地基的压缩性不均匀，可按文克勒 地基上梁的数值分析法。
由式3-34节点i的竖向位移：
bx，by—分别为x，y方向基础的底面宽度
Sx，Sy —分别为x，y方向基础梁的特征长度
x， y—分别为x，y方向基础梁的柔度特征值 Ix，Iy—分别为x，y方向基础梁的截面惯性矩
根据变形协调条件
将静力平衡条件代入可解得：
对一端外伸的角柱节点
y=0，Zy=4
对无外伸的角柱节点
（2〕工程实测： （3〕物理模拟：根据相似理论推导相似准则
设计模型试验 （4〕数值模拟：将构件离散成有限个单元
数值模拟 （1〕有限元：ANSYS、ADINS、SAP、I-DIASD 等
（2〕有限差分法：FLAC
（3〕边界元： （4〕离散元：
ANSYS简介：
b、相邻柱荷载及柱距变化较大 Fk——作用于筏基上的竖向荷载总和
例题3-1
例题3-2
第六节、柱下条形基础
适用范围： （1〕地基较软弱，承载力低，地基压缩性
不均匀 （2〕荷载分布不均匀，不均匀沉降较大 （3〕上部结构对基础沉降较敏感
一、构造要求
1、为了使 与基础底面形心重合， 基底压力均匀分布， 基础梁的两端应外伸
2、肋梁的高h由计算定，以为柱距的〔1/4~1/8〕l1
3、翼板的高hf由计算定，当200mm<hf<250mm采用等 厚度，当hf>250mm采用宜采用变厚度翼板，i<1:3
天然地基浅基础ppt课件
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2．在地基中打桩，把建筑物支撑在桩承台上，建筑物的荷载由桩传到地 基深处较为坚实的土层。这种基础叫做桩基础
3 ．把基础做在地基深处在承载力较高的土层上。埋置深度大于5m或大于 基础宽度，在计算基础时应该考虑基础侧壁摩擦力的影响。这类基础叫做深基 础。
地基p基pt精础选类版型
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二、地基的极限状态设计
由砖、砌石、素混凝土和灰土等材料做成满足刚性角要求的基础称为刚性基础。 工作条件：像个倒置的两边外伸的悬臂梁。这种结构受力后，在靠柱边、 墙边或断面高度突然变化的台阶边缘处容易产生弯曲破坏。为了防止弯曲破坏。对 于用砖、砌石、素混凝土和灰土等抗拉性能很差的材料所做成的基础，要求基础 有—定的高度，使弯曲所产生的拉应力不会超过材料的抗拉强度。 控制方法：使基础的外伸长度bt和基础高度h的比值不超过规定的容许比值。
的正常使用，即地基设计实质上是受变形所控制。
ppt精选版
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承载力特征值的含义与材料强度计算值的内涵完全不一样。首先，地基
土体的承载能力f 值不是土的强度，其值不仅与土的性质有关，而且与荷载 的分布范围以及作用的深度等因素有关；其次，f 值在很大程度上仍然是反
映建筑物对变形的限制。如上所述，地基发生失稳破坏的情况极为少见。变 形验算的实质是控制地基内不要出现过大的塑性区，以免变形迅速发展，导 致地基失稳。由此可见，地基的极限状态分析实际上是以验算变形为核心的 分析。这点与结构的极限分析有所不同。
天然地基上的浅基础
地 基：直接承托建筑物的场地土层。 天然地基：不加处理直接用作建筑物地基的天然土层。 人工地基：经过地基处理后才满足建筑物地基要求的土层。 基 础：建筑物在地面以下的结构部分。 持 力 层：直接与基础底面接触的土层。 下 卧 层：持力层以下的其它土层。 浅 基 础：天然地基上，基础埋置深度小于5m的一般基础
天然地基上浅基础设计.ppt
除甲级，丙级以外的工业与民用建筑物
场地和地基条件简单，荷载分布均匀的七层及 七层以下民用建筑及一般工业建筑物;次要的轻 型建筑物
2 柔性基础的结构形式分类
1) 钢筋混凝土独立基础: 柱下或墙下,土质较好 独立基础的 主要受力层深度 1.5b
柱下单独基础最经济，适用于荷载不大，场地 均匀的地基土。
上部结构的荷载小，地基承载力大， 可采用墙下独立基础节约材料。
浅基础分类
2) 钢筋混凝土条型基础 墙下或柱下条形基础, 条型基础是墙基础的主要形式
荷载计算
2 荷载效应
上部结构F：结构自重 屋面楼面荷载 活荷载 基础自重G：设计地面高程（内外地面平均值）F源自FMFHFM
H
G
G
G
G
一般为前两种情况，横向力不大，只做校核
3、 荷载组合极限状态设计
基本组合：承载能力极限状态设计时，永久作用 与可变作用的组合，冲切验算
标准组合：正常使用极限状态设计时，采用标准 值为荷载代表的组合，承载力验算，确定基础底 面积及埋深，确定桩数时
地基基础设计的原则 安全可靠 经济合理 技术先进 便于施工 地基基础设计的一般要求 基础要有足够的强度、刚度和耐久性 地基要有足够的承载力、不产生过大变形
和足够的稳定性 a.承载力：
b.变形：
c.稳定性：
可选择的方案有三种 天然地基上的浅基础 √宜优先选用 人工地基上的浅基础 天然地基上的深基础
第二节 浅基础的计算
一 、地基基础的设计方法 (一) 容许承载力设计方法
地基的容许承载力 (1)基底压力不能超过地基的极限承载力， 并且有足够的安全度。 (2) 地基变形不能超过允许变形值
(二)概率极限状态设计方法
以概率理论为基础的极限状态设计方法
场地和地基条件简单，荷载分布均匀的七层及 七层以下民用建筑及一般工业建筑物;次要的轻 型建筑物
2 柔性基础的结构形式分类
1) 钢筋混凝土独立基础: 柱下或墙下,土质较好 独立基础的 主要受力层深度 1.5b
柱下单独基础最经济，适用于荷载不大，场地 均匀的地基土。
上部结构的荷载小，地基承载力大， 可采用墙下独立基础节约材料。
浅基础分类
2) 钢筋混凝土条型基础 墙下或柱下条形基础, 条型基础是墙基础的主要形式
荷载计算
2 荷载效应
上部结构F：结构自重 屋面楼面荷载 活荷载 基础自重G：设计地面高程（内外地面平均值）F源自FMFHFM
H
G
G
G
G
一般为前两种情况，横向力不大，只做校核
3、 荷载组合极限状态设计
基本组合：承载能力极限状态设计时，永久作用 与可变作用的组合，冲切验算
标准组合：正常使用极限状态设计时，采用标准 值为荷载代表的组合，承载力验算，确定基础底 面积及埋深，确定桩数时
地基基础设计的原则 安全可靠 经济合理 技术先进 便于施工 地基基础设计的一般要求 基础要有足够的强度、刚度和耐久性 地基要有足够的承载力、不产生过大变形
和足够的稳定性 a.承载力：
b.变形：
c.稳定性：
可选择的方案有三种 天然地基上的浅基础 √宜优先选用 人工地基上的浅基础 天然地基上的深基础
第二节 浅基础的计算
一 、地基基础的设计方法 (一) 容许承载力设计方法
地基的容许承载力 (1)基底压力不能超过地基的极限承载力， 并且有足够的安全度。 (2) 地基变形不能超过允许变形值
(二)概率极限状态设计方法
以概率理论为基础的极限状态设计方法
天然地基基础设计
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。
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。
土力学课件(清华大学)-第七章__天然地基上浅基础的设计
3、对材料的要求
基础用材料必须有足够的强度和耐久性。
(1)砖：必须用黏土砖或蒸压灰砖.砖的强度等级不 低于MU10；严寒地区饱和地基砖的强度等级不 低于MU20。
(2) 石料：包括毛石、块石和经加工平整的料石， 应选用不易风化的硬岩石。石料厚度不宜小于15 ㎝，石料强度等级不小于MU25。
1、浅基础设计所需资料： （1）建筑场地的地形图； （2）岩土工程勘察报告； （3）建筑物平面图、立面图，荷载，特殊结构物
布置与标高；
（4）建筑场地环境，邻近建筑物基础类型与埋深， 地下管线分布；
（5）工程总投资与当地建筑材料供应情况； （6）施工队伍技术力量与工期要求。
2、浅基础的设计内容与类型
四、建筑场地的环境条件
1、邻近存在建筑物
建筑场地邻近已存在建筑物时，新建工程的基础 埋深不宜大于原有建筑物。当埋深大于原有的建 筑物时，两基础间应保持一定净距，其数值应根 据原有的建筑荷载大小、基础形式和土质情况确 定。当上述要求不能满足时，应采取分段施工， 设临时加固支撑，打板桩，地下连续墙等施工措 施，或加固原有的建筑物基础，
2、靠近土坡
建筑物靠近各种土坡，基础埋深应考虑邻近土坡 临空面的稳定性。
7.4 地基计算
一、基本规定
1.地基基础设计等级 根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及 由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用 的程度，将地基基础设计分为甲级、乙级和丙级三 个设计等级（见下表）。
地基基础设计等级
3、当地经验参数法
4、地基承载力特征值的深宽修正
当基础宽度大于3米或埋深大于0.5米时，应对地基 承载力特征值加以修正：
f a f a kb( b 3 ) dm ( d 0 .5 )
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）
《地基基础》课件
基础详图与基础平面图以及建筑外墙详图，应互相对照联系，如：轴线编号、轴线与墙的相对位置以及勒脚、防潮层做法是否一致等。
在基础图中，预留孔洞的位置、标高、尺寸等，应与设备施工图相互对照。
读基础平面图的注意事项
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演讲人姓名
柱下条形基础
3.片筏基础
图2-13 筏式基础 板式 b)梁板式
4.箱形基础
01.
02.
图2-15 箱形基础
5.桩基础
01
图2-14 桩基础
02
返回
03
桩基组成： 承台、桩柱
摩擦桩：借土的挤实、利用桩与土的表面摩擦力来支撑建筑荷载。
桩的类型: 端承桩： 直接支撑在坚硬的岩层上。
2
基础图表达建筑物室内地面以下基础部分的平面布置及详细构造。通常用基础平面布置图和基础详图来表示。
3
基础平面图和详图
基础平面图的产生
基础平面图的图示特点
基础平面图的内容
基础平面图的识读
基础平面图
基础平面图的产生
假想在建筑物底层±0.000设置水平剖切平面，剖切后移去上部建筑及基础周围的泥土，将剖切平面下部的所有基础构件向下作水平投影，所得的水平剖视图，称为基础平面图。基础平面图的比例一般与建筑平面图相同（1：100），以便与建筑平面图对照阅读。
01
返回
02
不同埋深的基础
当建筑物设计上要求基础局部深埋时，应采用台阶式逐渐落深，台阶的坡度应不大于1：2。
01
图2-23 不同埋深 基础处理
02
返回
03
01
基础平面图
02
基础详图
8.2基础图
基础是房屋的地下承重部分，承受建筑物的全部荷载，并传递至地基。
基础的设计原理PPT课件
.
21
1 容许承载力方法
我国现行设计规范多数采用容许承载力方法，其设 计表达式为：
p fa 式中 p ──作用于地基土上的平均总压力，kPa；
f a ──地基容许承载力，kPa。
.
22
2 安全系数方法
安全系数方法的设计表达式为：
p fu K
式中 p ──作用于地基上的平均总压力，kPa；
f u ──地基极限承载力，kPa；
.
15
箱形基础
当建筑物很大，或浅层地质情况较差，基础需埋深时，为 增加建筑物的整体刚度，不致因地基的局部变形影响上部 结构时，常采用钢筋砼将基础四周的墙、顶板、底板整浇 成刚度很大的盒状基础，叫箱形基础
图2-10 箱形基础
(a) 构造图
(b. )正在施工的箱形基础
16
箱形基础
内
墙
外
墙
底板
整体空间刚度大，整体性强，能抵抗地基的不均匀沉降
度外，同时还须选择合理的基础尺寸和布置方案，使地基的
反力和沉降在允许的范围之内。因此，基础设计包括地基与
基础两部分，又常称为地基基础设计。
.
2
第一节 浅基础的类型与选用
一、浅基础常用类型及适用条件
天然地基浅基础根据受力条件及构造可分为刚性基 础（也称无筋扩展基础）和钢筋混凝土扩展基础、柱 下条形基础、筏形基础、箱形基础。
S G S G k Q 1 S Q 1 Q k c 2 S 2 Q 1 k Q c S n Q n nk
Qi
G －永久荷载的分项系数按GB50009的规定取值；
－
第i个可变荷载分项系数按GB50009的规定取值。
对由永久荷载效应控制的基本组合，也可采用简化
《地基与基础 》PPT课件
二、土的组成 土是由固体颗粒、水和气体组成的三相分散体系。固体颗
粒构成土的骨架，是三相体系中的主体，水和气体填充土骨 架之间的空隙，土体三相组成中每一相的特性及三相比例关 系都对土的性质有显著影响。 (一)土的固体颗粒 1.土的粒径级配
a
上一页 下一页 返4回
第一节土的构成及其构造
为厂便于研究，将土粒按大小及性质的不同，划分成若干粒 组。土的颗粒越小，与水的相互作用就越强烈。粗颗粒和水 之间儿乎没有物理化学作用，而粒径小于0. 005 mm的钻粒和 胶粒就受水的强烈影响，遇水时出现钻性、可塑性、膨胀性 等粗颗粒所不具有的诸种特性。很显然，土中所含的各个粒 组的相对含量不同，表现出来的土的性质也就不同。
第一章土的物理性质及工程分类
第一节土的构成及其构造 第二节土的物理性质指标 第三节土的物理状态指标 第四节土的压实性与渗透性 第五节地基岩土的工程分类 第六节岩土的野外鉴别方法
a
1
第一节土的构成及其构造
一、土的成因 岩石经过风化、剥蚀、搬运、沉积等过程后，所形成的各
种疏松的沉积物，在建筑工程上都称之为“土”。这是土的 狭义概念。土的广义概念是将整体岩石也包括在内，但人们 一 般都使用土的狭义概念。 风化作用与气温变化、雨雪、山洪、风、空气、生物活动 等(也称为外力地质作用)密切相关，一般分为物理风化、化 学风化和生物风化三种。由于气温变化，岩石胀缩开裂、崩 解为碎块的属于物理风化。这种风化作用只改变颗粒的大小 与形状，不改变矿物成分，形成的土颗粒较大，称为原生矿 物。由于水溶液、大气等因素的影响，使岩石的矿物成分不 断溶解水化、氧化、碳酸盐化引起岩石破碎的属于化学风化。 这种风化作用使岩石的矿物成分发生改变，土的颗粒变得很 细，称为次生矿物。由于动、植物的生长使岩石破碎的属于 生物风化，这种风化作用具有物理风化和化学风化的双重作 用。
粒构成土的骨架，是三相体系中的主体，水和气体填充土骨 架之间的空隙，土体三相组成中每一相的特性及三相比例关 系都对土的性质有显著影响。 (一)土的固体颗粒 1.土的粒径级配
a
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第一节土的构成及其构造
为厂便于研究，将土粒按大小及性质的不同，划分成若干粒 组。土的颗粒越小，与水的相互作用就越强烈。粗颗粒和水 之间儿乎没有物理化学作用，而粒径小于0. 005 mm的钻粒和 胶粒就受水的强烈影响，遇水时出现钻性、可塑性、膨胀性 等粗颗粒所不具有的诸种特性。很显然，土中所含的各个粒 组的相对含量不同，表现出来的土的性质也就不同。
第一章土的物理性质及工程分类
第一节土的构成及其构造 第二节土的物理性质指标 第三节土的物理状态指标 第四节土的压实性与渗透性 第五节地基岩土的工程分类 第六节岩土的野外鉴别方法
a
1
第一节土的构成及其构造
一、土的成因 岩石经过风化、剥蚀、搬运、沉积等过程后，所形成的各
种疏松的沉积物，在建筑工程上都称之为“土”。这是土的 狭义概念。土的广义概念是将整体岩石也包括在内，但人们 一 般都使用土的狭义概念。 风化作用与气温变化、雨雪、山洪、风、空气、生物活动 等(也称为外力地质作用)密切相关，一般分为物理风化、化 学风化和生物风化三种。由于气温变化，岩石胀缩开裂、崩 解为碎块的属于物理风化。这种风化作用只改变颗粒的大小 与形状，不改变矿物成分，形成的土颗粒较大，称为原生矿 物。由于水溶液、大气等因素的影响，使岩石的矿物成分不 断溶解水化、氧化、碳酸盐化引起岩石破碎的属于化学风化。 这种风化作用使岩石的矿物成分发生改变，土的颗粒变得很 细，称为次生矿物。由于动、植物的生长使岩石破碎的属于 生物风化，这种风化作用具有物理风化和化学风化的双重作 用。
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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
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
5.3 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
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。
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
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
（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 =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
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
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
• 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
5.3 地基承载力和基础尺寸初步确定
极限承载力 承载力
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
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
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
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
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