浅基础地基承载力验算部分计算题教学内容
土力学及基础工程第七章-浅基础
二、影响基础埋深的因素
2、工程地质条件和水文地质条件 (1)根据工程地质条件选择合适的土层作为地基 持力层是确定基础埋深的主要因素；
密实土
松软土
松软土 密实土
密实土 软弱土
A
B
C
D
二、影响基础埋深的因素
2、工程地质条件和水文地质条件 (2)合理选择地基持力层应考虑动态（渗流力、 浮托力）的作用；
桩基础：在地基中打桩，把建筑物支撑在桩台上，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。
深基础：把基础做在地基深处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。
四、常规设计
常用浅基础体型不大、结构简单，在计算单个 基础时，一般既不遵循上部结构与基础的变形协 调条件，也不考虑地基与基础的相互作用。这种 简化法也经常用于其它复杂基础的初步设计，称 为常规设计。
§7.3 基础埋置深度的选择
一、概念
1、基础埋置深度 基础底面至地面（一般指室外设计地面）的距离。
2、基础埋深选择的意义 影响：建筑物的安全和正常使用；基础施工技术 措施；施工工期；工程造价。 安全方面：对高层稳定、滑移的影响；地基强度、 变形的影响；基础由于冻胀或水影响下的耐久性。
3、基础埋深选择的原则
二、影响基础埋深的因素 3、相邻建筑物的基础埋深
l12h
二、影响基础埋深的因素 4、地基土冻胀和融陷的影响
dmin Zdhmax
天然浅基础设计内容及步骤
1、选择基础的材料和类型 2、选择基础的埋置深度 3、确定地基承载力 4、根据地基承载力，确定基础的构造尺寸， 必要时进行下卧层强度验算。 5、进行必要的地基验算（包括变形与稳定性 验算） 6、进行基础的高度设计 7、绘基础施工图
基础工程——第2章浅基础5
高、中压缩性地基土上的基础 e k l / 6
低压缩性地基土上的基础
(短暂作用）
精品课件
e k l / 4
计算偏心荷载作用下的基础底面尺寸——逐次渐近试算法
• （1）先仅考虑中心荷载，对地基承载力仅进行深度修 正，并按中心荷载作用下的公式（2-18），计算基础 底面积A0;
• （2）考虑偏心影响，加大A0。一般按经验可根据偏心 距的大小增大10%～40%，使A＝（1.1～1.4）A0 。对矩
F k A G k F k b G d 1 b 2 1 . 9 2 1 1 0 . 2 5 5 1 5 K 7 ＜ f a P 1 6 . 9 K a 7
满足要求。
精品课件
2、偏心荷载作用下的基础
要求
pk fa
pmax1.2fae1/6来自偏 心 荷 载 作 用 下 的 p k m 、 p k m 计 算 公 式 a ： i x n
fazfakdm(dz0.5)
631.016(130.5) 11K9N/m2
精品课件
p z p c z 6 7 . 8 2 6 4 1 3 1 . 8 2 k N / m 2 f a z 1 1 9 k N / m 2
不满足要求。 考虑增大基底面积。设条形基础宽3.37m， 由题意，加大基底面积后，持力层承载力也肯定满足要求， 不用再验算。 这时，基底压力：
形底面的基础，按A初步选择相应的基础底面长度l和 宽度b，一般：l/b＝1.2～2.0； • （3）计算偏心荷载作用下的pkmax、pkmin，并对地基承载
力 进 行 深 宽 修 正 ， 再 验 算 是 否 满 足 公 式 （ 2.16 ） 和 （2.21）的要求；如果不适合（太小或过大），可调
东南大学基础工程《浅基础例题与习题》
力值
基底处最大
pk max
k min
Nk (1 6e ) 933.5 (1 6 0.227 )
A
l 1.5 3.0
3
和最小压力
301.6kPa 1.2 113.3kPa 0
fa
282kPa
NO
20
（4）调整底面尺寸再算
取b=1.6m， l=3.2m
基底处总竖向力 Nk 830 201.63.21.15 947.8kN
18.6kN / m3 e 0.90
A
11
概念题 • 5. 按 《 建 筑 地 基 基 础 设 计 规 范 》
(GB50007 － 2002) 的 规 定 选 取 地 基 承 载 力深宽修正系数时，指出那些因素能影响 地基承载力深宽修正系数的取值： • (A) 土的类别； • (B) 土的重度； • (C) 土的孔隙比； • (D) 土的液性指数。
• 要求：计算修正后的地基承载力特征值fa
5
• 解:
• 塑性指数
I p wL wp 35.2 23.2 12.0
• 液性指数
IL
w wp wL wp
26.2 23.2 12
0.25
• 查表2-5
η b＝0.3、 η d=1.6
•
基底以上土的加 权平均重度
m
1h1 2h2
h1 h2
A、C、D 14
概念题
• 8. 对于p～s曲线上存在明显初始直线段的 载荷试验，所确定的地基承载力特征值：
• (A) 一定是小于比例界限值； • (B) 一定是等于比例界限值； • (C) 一定是大于比例界限值； • (D) 上述三种说服都不对。
D
15
简述浅基础地基承载力的计算理论及方法
简述浅基础地基承载力的计算理论及方法1 地基承载力的理论计算方法1.1根据刚塑性理论确定的极限承载力地基极限承载力理论公式首先是由朗肯于1857年提出的，Prandtl（1920）和Reissner（1924）根据塑性理论，导出了刚性基础压入无重力土中的滑动面形状及其相应的承载力公式.不少学者在Pran<="" p="">1. 2 根据弹塑性理论确定的承载力根据弹塑性理论，埋深为 D 的条形基础地基中任意点M 的应力，由计算点以上土层自重引起的应力和基底附加压力引起的应力两部分叠加组成. 当M 点的应力达到极限平衡状态时，该点的应力满足MohrCoulomb 强度条件. 通过分析即可得容许塑性区最大深度Zmax处的承载力计算公式. 当土的物理力学指标已知，地基承载力就取决于塑性区容许开展的深度Zmax及基础埋深 D. 若允许地基中塑性区开展深度达1/ 4基础宽度B，令Zmax= 1/ 4B ，则PV 4= Mb+ MdVDD +MCC . 目前，我国勘察设计规范中多采用其作为地基允许承载力的计算公式. 需要指出的是，在推导公式过程中，假定土的自重应力在各个方向相等（即η = 1），由于M 点的自重应力在各个方向实际上是不等的，因此严格地讲，以上两项在M 点处产生的应力在数值上是不能叠加的，这是此理论公式在推导过程中最大的不足之处. 另外，在临塑荷载的推导中采用弹性力学的解答，对于已出现塑性区的塑性变形阶段，该公式的推导是不够严格的[ 2]。
1. 3 总应力法确定地基承载力土体稳定分析成果的可靠性在很大程度上决定于对抗剪强度试验方法和强度指标的正确选择. 抗剪强度总应力法是用试验方法模拟原位土体的工作条件，其依据有以下两个公式在地基土的承载力计算中，若建筑物的施工速度快，地基土的性大，透水性小，排水差，宜采用不排水强度指标进行计算，以确保工程安全. 在不排水试验中φu= 0，将其代入 A. S. Vesic 公式计算得地基极限承载力[ 3]：P u= 5. 14c + q.. 2 软土地基承载力计算中应考虑的问题2. 1 考虑变形的地基承载力的确定承载力极限状态是在刚塑性或弹塑性假定的基础上推导出来的一系列计算公式，在推导过程中未考虑变形. 将地基强度与变形割裂开来考虑，不仅是目前我国在地基承载力理论上存在的缺陷，而且也是工程设计施工中经常出现事故的原因之一. 从表面上看，浅基础地基承载力的设计似乎比深基础容易，由于土体是一种非均匀各向异性的介质，其土性非常复杂，很难用单一的土体本构关系来精确地确定地基土的地基承载力. 在软土地区以变形为控制因素来决定地基承载力设计应是解决问题的途径之一.。
天然地基上浅基础的设计例题(zhang)
天然地基上浅基础的设计例题一、地基承载力计算【例题3-1】某粘土地基上的基础尺寸及埋深如例图3-1所示，试按强.7=035+=+⨯20+061675.kPa.15112.3.35二、地基承载力验算（基底尺寸确定）【例题3-2】试确定例图3-2所示某框架柱下基础底面积尺寸。
212~5.90.22075.2241600)4.1~1.1()4.1~1.1(75.22475.24200)5.02(5.160.1200)5.0(mdf F A kPa d f f G a k m d ak a =⨯-⨯=-==+=-⨯⨯+=-+=γγη由于力矩较大，底面尺寸可取大些，取b=3.0m ，l =4.0m 。
（2）计算基底压力kPaWM P P kPad blF P kk k G k k 8.358.3106/4321208603.1733.1732204316002minmax =⨯⨯+±=±==⨯+⨯=+=γ（3）验算持力层承载力不满足KPaKPa f KPa P KPaf KPa P a k a k 8.2698.2242.12.18.3108.2243.173max =⨯=>==<=（4）重新调整基底尺寸，再验算，取=l 4.5mkPaf kPa P P kPa f KPa P a k k a k 2.2692.11.2676.1085.1586/5.4321208608.2245.1582205.4316002max =<=+=⨯⨯++==<=⨯+⨯=则所以 取b=3.0m ，l =4.5m ，满足要求。
对带壁柱的条形基础底面尺寸的确定，取壁柱间距离l 作为计算单元长度（图3-16）。
通常壁柱基础宽度和条形基础宽度一样，均为b ；壁柱基【例题3-3】 某仓库带壁柱的墙基础底面尺寸如例图3-3所示，作用于基底形心处的总竖向荷载kNG F k k 420=+，总力矩mkN M k⋅=30，持力层土修正后的承载力特征值kPaf a120=，试复核承载力是否满足要求。
浅基础1( 2.4承载力及变形计算)讲解
2019/5/31
黑龙江工程学院
19
2.刚性基础与扩展基础
3）按规范承载力表确定
规范给出了按野外鉴别结果、室内物理、力学指 标，或现场动力触探试验锤击数,查取地基承载力特
征值的表格，求得fak。
砂土承载力特征值fak
击数N
10
15
30
50
中砂、粗砂
180
250
340
500
粉砂、细沙
140
180
250
η b、η d—基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，查表2-5； γ —基底持力层土的天然重度，地下水位以下取有效重度γ ′；
b—基础底面宽度，当b＜3m按3m计，当b＞6m按6m计； γ m—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； d—基础埋置深度，当d＜0.5m按0.5m计。一般自室外地面标高算起。在填 方整平地区，可自填土地面标高算起，但填土在上部结构施工后完成时，应从天然地
ck ccm 8
2.刚性基础与扩展基础
公式中 ck ,k 的确定
统计修正系数 c
1 1.704 n
4.678 n2
c
1 1.704 n
4.678 n2
c
k m
ck ccm
n
i
i 1
n
基础工程教学第2章
根据
地基复杂程度 建筑物规模和功能特征 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
即按照地基基础设计的复杂性和技术难度
将地基基础设计分为三个设计等级
甲级 乙级 P9表2-1 丙级
P9
根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地 基变形对上部结构的影响程度，地基基础设计应符 合下列规定：（P9～10）
地基、基础与上部结构相互作用的概念（P68～73） 注意：地基与基础的相互作用
➢抗弯刚度很小的柔性基础，基底
反力的分布与作用于基础上的荷
载分布形状完全一致。均布荷载
下基础沉降呈碟形，即中部大，
边缘小。若要使沉降趋于均匀，
作用于基础上的荷载分布应中间 柔性基础的基底反力
小、两端大（P69）
和沉降（P69图3-1）
•多用于：荷载大、地基软弱且软硬不均的高层建筑 用于框架、框剪、剪力墙结构的柱下筏形基础 用于砌体承重结构的墙下筏形基础 ，适用于具有硬 壳持力层、比较均匀的软弱地基上6层及6层以下 承重横墙较密的民用建筑
•筏形基础底面积大，可减小基底压力，也可提高地基
承载力，能有效增强基础的整体性，调整不均匀沉降
和三合土等材料组成的无需配置钢筋的墙下条形基 础或柱下独立基础
•无筋扩展基础适用于：（P11）
由于受台阶宽高比的 限制，刚性基础的高
多层民用建筑和轻型厂房
度一般较大
➢无筋扩展基础（刚性基础）不适宜宽基浅埋的情况
•基础截面常做成
柱
l b 10
墙下条形基础
柱下独立基础
•无筋扩展基础的受力特性：（P11、P39～40）
材料具有较好的抗压性能，但抗拉、抗剪强度都较低
➢ 为保证基础不会挠曲变形、开裂破坏，设计时 需要加大基础的高度，控制基础外伸宽度，即 限制（刚性）基础台阶宽高比，使基础具有足 够的刚度，基础内的拉应力和剪应力不超过材 料的抗拉、抗剪强度
2017第3讲浅基础-地基承载力-基础工程001
2.4 浅基础的地基承载力
地基变形按其特征可分为四种：
沉降量——独立基础中心点的沉降值或整幢建筑物基础的平均沉降值； 沉降差——相邻两个柱基的沉降量之差；
2.4 浅基础的地基承载力
倾 斜——基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值；
局部倾斜——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
f ak 和 f a 的区别
f a ——地基承载力特征值：
由理论公式法、岩石地基的现场和室内试验法直接取得。
f ak ——未经深宽修正的地基承载力特征值：
由土质地基的现场载荷试验和静力触探、动力触探、标准贯入试验 fa 等原位测试法取得，经深宽修正后方得到 。
（25页）某场地地表土层为中砂，厚度2m，γ =18.7kN/m3，标准贯入锤击 数N=13；中砂层之下为粉质粘土，γ =18.2kN/m3，γ sat=19.1kN/m3，抗剪 强度指标标准值φ k=21，ck=10kPa，地下水位在地表下2.1m处。若修建的基 础底面尺寸为2×2.8m，试确定基础埋深分别为1m和2.1m处时持力层的承载 力特征值。
f a ——修正后的地基承载力特征值（kPa） ；
f ak ——地基承载力特征值（kPa） ；
（7.9）
b——基础底面宽度（m）；b取值范围3~6 m d——基础埋置深度（m）；
修正原因 : 考虑增加基础宽度和埋置深度时，地基承载力也将随之提高，应将地基承 载力对不同的基础宽度和埋置深度进行修正，才能供设计使用。
Fk 6M G d w hw 2k bl bl 6e p k 1 l pk max
单向偏心荷载作用下的基础
②e>l/6
pk max
浅基础地基承载力验算部分计算题
、计算题图示浅埋基础的底面尺寸为6.5 mX 7m,作用在基础上的荷载如图中所示（其中竖向力］=240kPa［。
试检算地为主要荷载，水平力为附加荷载）。
持力层为砂粘土，其容许承载力基承载力、偏心距、倾覆稳定性是否满足要求。
K> 1.5 （提示：要求倾覆安全系数）。
［本题15分］参考答案：解:.…<■：U.Af=1300x03+240xl2.6+1.4x]2+26>c6.6=3602.4kbrmCT =——士一幾A~W ）（i J4-6.5x7 = 45.5m2l17= lx7x 6 乎=49.曲6代入后，解得： 飞二 ■ r : I :| /- : ■ -■,满足要求 .f = — =0.611 叨 <p = = 1.08m N 6AT 0 =^= — = —^― = 3> 1.5 ）,2 满足要求（：_ ■ 1 .；）,满足要求 （3 3kN,对应的偏心距e=0.3m X 10。
持力层的=5.0二、图示浅埋基础，已知主要荷 载的合力为N 容许承载力为420kPa,现已确定其中一边的长度为 4.0m（1） 试计算为满足承载力的要求，另一边所需的最小尺寸。
（2） 确定相应的基底最大、最小压应力。
［本题12分］参考答案：解：由题，应有1 ,5000 6x5000x0 3. 1 …a>（—十一^）—=（ -------- 十 ------- : ----- =4..32m b b 2 [a] 4 42 420 N , M N （ 6M 5000 , 6x5000x0.3 420Q 仆cr =—±——=土——= ---------------- + ------------ ■——= kPa露 A~W 泌—必'4.32x4 - 4爻 x 护 159.1）2 （ N =6X 1 mX 3m ，已知作用在基础上的主要荷载为：竖向力图示浅埋基础 的底面尺寸为6三、32M 。
《基础工程》浅基础(第二版)课后习题答案
浅基础习题及参考答案2-4 某承重墙厚240mm，作用于地面标高处的荷载F k=180kN/m,拟采用砖基础，埋深为1.2 m。
地基土为粉质粘土，g＝18kN/m3，e0=0.9，f ak=170kPa。
试确定砖基础的底面宽度，并按二皮一收砌法画出基础剖面示意图。
〔解〕查表2-5，得ηd=1.0，代入式（2-14），得f a= f ak+ηdγm(d-0.5)=170+1.0×18×(1.2-0.5)=182.6kPa按式（2-20）计算基础底面宽度：为符合砖的模数，取b=1.2m，砖基础所需的台阶数为：2-5 某柱基承受的轴心荷载F k=1.05MN，基础埋深为1m，地基土为中砂，γ=18 kN/m3，f ak=280kPa。
试确定该基础的底面边长。
〔解〕查表2-5，得ηd=4.4。
f a= f ak+ηdγ m(d-0.5) =280+4.4×18×(1-0.5)=319.6kPa取b=1.9m。
2-6 某承重砖墙厚240mm，传至条形基础顶面处的轴心荷载F k＝150kN/m。
该处土层自地表起依次分布如下：第一层为粉质粘土，厚度2.2m，γ＝17kN/m3，e =0.91，f ak=130kPa，E s1=8.1MPa；第二层为淤泥质土，厚度1.6m，f ak=65kPa, E s2=2.6MPa；第三层为中密中砂。
地下水位在淤泥质土顶面处。
建筑物对基础埋深没有特殊要求，且不必考虑土的冻胀问题。
（1）试确定基础的底面宽度（须进行软弱下卧层验算）；（2）设计基础截面并配筋（可近似取荷载效应基本组合的设计值为标准组合值的1.35倍）。
解 (1)确定地基持力层和基础埋置深度第二层淤泥质土强度低、压缩性大，不宜作持力层；第三层中密中砂强度高，但埋深过大，暂不考虑；由于荷载不大，第一层粉质粘土的承载力可以满足用做持力层的要求，但由于本层厚度不大，其下又是软弱下卧层，故宜采用“宽基浅埋”方案，即基础尽量浅埋，现按最小埋深规定取d=0.5m。
基础工程第二章_浅基础
不
满
计算地基承受荷载
确定基底平面尺寸
足
必要时的验算
（软弱下卧层强度、变形稳定、抗滑验算等）
计算地基净反力
基础结构设计（基础剖面尺寸、配筋）
编制施工说明、绘施工图
二、浅基础设计方法
常规设计法 考虑地基基础上部结构相互作用的方法
三、地基基础设计原则
1、对地基计算的要求
地基复杂程度
分级 建筑物规模 依据 功能特征
选择地基基础类型时要考虑的因素：
建筑物的性质
用途 重要性 结构形式 荷载形式 荷载大小
地基的工程地质 和水文地质条件
岩土层的分布 岩土的性质 地下水
建筑物的型式与功能 场地勘察与室内试验资料 上部结构荷载资料
场地施工技术条件
基础型式方案比较
设
拟定基础型式及平面布置
计
确定基础埋深
步 骤
确定地基承载力
（5）由永久荷载效应控制的基本组合值可取标准组 合值的1.35倍。
（6）基础设计安全等级、结构设计使用年限、结构 重要性系数应按有关规范的规定采用，但结构重 要性系数γ0不应小于1.0。
第二节 浅基础的类型
▪扩展基础 ▪联合基础 ▪柱下条形基础 ▪柱下十字交叉基础 ▪筏形基础 ▪箱形基础 ▪壳体基础
5、冻胀土中基础埋深的要求
dmin ＝ zd– hmax
Zd 设计冻深； Z0 标准冻深；
hmax允许残留冻土最大厚度
室内地面
Z0 Zd
dmin hmax
基础埋深
冻胀丘Pingo
随冻结面向下发展，当冻结层上水的压力大于上覆土层强度时，地 表就发生隆起，便形成冻胀丘。
基础埋深
基础埋深
第四节 浅基础的地基承载力
基础工程(第二版)2-3地基承载力确定与验算--68页
得，或者由抗剪强度指标 c 、 的设计值 cd、 d直接代入极
限荷载公式求得。
0S R
2021/3/1
cd
ck
c
；
d
k
15
六、地基承载力的确定方法
(1) 地基承载力的定义
地基承载力是指地基土单位面积上所能承受的荷 载，通常把地基土单位面积上所能承受的最大荷载称 为极限荷载或极限承载力(kPa)。
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16
(a) 按现场载荷试验确定地基承载力的方法 地基的载荷试验是在现场试坑中设计基底标高处的
天然土层上设置载荷板，浅层平板载荷试验的承压板面 积不应小于0.25m2，对于软土不应小于0.5m2；试验基坑 宽度不应小于承压板宽度或直径的三倍，并应保持试验 土层的原状结构和天然湿度。根据平板载荷试验所得到 的p-s曲线，可分三种情况确定地基承载力：
受水平力较大的建筑物(如挡土墙)，除验算沉降外， 还需进行沿地基与基础接触面的滑动、沿地基内部滑动和 沿基础边缘倾覆等方面的验算。
地基基础设计应根据使用过程中可能出现的荷载，按 设计要求和使用要求，取各自最不利状态分别进行荷载效 应组合进行设计，最不利组合和对应的抗力限值如下：
(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，传至基础底面上的荷载效应采用正常使 用极限状态下荷载效应的标准组合，抗震设防时，应计入 地震效应组合。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。
(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 限状态荷载效应标准组合。
浅基础的地基验算[详细]
![浅基础的地基验算[详细]](https://img.taocdn.com/s3/m/73d8f6c6f46527d3240ce0ed.png)
第三节 基础埋置深度的确定
（一）基础埋置深度定义：
一般是从室外地面标高算起，至基础底面的深 度为基础埋深。
（二）注意事项：
1）通常基础至少埋深0.5m； 2）基础顶面距设计地面的距离宜大于100mm， 尽量避免基础外露，遭受外界的侵蚀和破坏。 （三）影响基础埋深的主要因素： 1）与建筑物有关的条件 2）工程地质条件 3）水文地质条件 4）地基冻融条件 5）场地环境条件
(2)设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设 计；
(3)表2-2所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形 验算，如有下列情况之一时，仍应作变形验算：
①地基承载力特征值小于130kPa，且体形复杂的建筑；
②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；
五、场地环境条件
1）靠近原有建筑物修建基础，如基坑深度超过原有基础的 埋深，则可能引起原有基础下沉或倾斜。
2）如果在基础影响范围内有管道或沟、坑等地下设施通过 时，基础底面一般应低于这些设施的底面。
3）在河流、湖泊等水位旁建造的建筑物基础，如可能受到 流水冲刷的影响，其底面应位于流水冲刷线之下。
地基基础工程
第二章 浅基础的地基验算
第一节 概述 第二节 地基基础设计的基本原则 第三节 基础埋置深度的确定 第四节 地基承载力的确定方法 第五节 地基承载力设计值的确定 第六节 基础底面积尺寸的确定 第七节 软弱下卧层验算 第八节 地基变形计算 第九节 地基稳定性验算 第十节 减少不均匀沉降的措施
③软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时； ④相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时； ⑤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； ⑥对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土 墙等，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； ⑦基坑工程应进行稳定性验算； ⑧当地下水埋藏较浅，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。
第三讲独立基础(浅基础)
第三讲独立基础（浅基础）天然地基上结构较简单的浅基础，最为经济，如能满足要求，宜优先选用。
天然地基、人工地基上浅基础设计的原则和方法基本相同，只是采用人工地基上的浅基础方案时，尚需对选择的地基处理方法进行设计，并处理好人工地基与浅基础的相互影响。
独立基础：当建筑物上部结构采用框架结构或单层排架结构承重时，基础常采用方行、圆柱形和多边形等形式的独立式基础，这类基础称为独立式基础，也称单独基础，是整个或局部结构物下的无筋或配筋基础。
一般是指结构柱基，高烟囱，水塔基础等的形式（大块实体基础、单柱基础、墙下条形基础）。
独立基础类型：阶形基础、坡形基础、杯形基础。
（3）建筑物平面图、立面图，荷载，特殊结构物布臵与标高（4）建筑物场地环境，临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3.1.2基础设计内容、步骤（1）初步拟定基础的结构型式、材料和平面布臵；（2）确定基础的埋臵深度；（3）计算作用在基础顶面的荷载（4）确定地基承载力；（地基承载力：是指地基土单位面积上承受荷载的能力，以kN／m2或kPa计。
地基承载力特征值：在保证地基稳定的前提下，使建筑物的沉降不超过容许值的地基承载力）（5）根据作用在基础顶面的荷载及地基承载力，计算基础的底面积，并以此确定基础的长、宽；（6）设计基础高度与剖面形状（7）若地基持力层存在软弱下卧层时需验算下卧层的承载力（8）进行地基变形与稳定性验算；（9）进行基础细部结构设计；（10）绘制基础施工图，提出施工说明。
注：（1）~（8）中有不满足要求的情况时，可对基础设计进行调整，如采取改变基础埋臵深度火加大基础宽度、长度等措施，但应注意富余不应过大，应满足经济要求。
3.2基础埋置深度基础埋臵深度确定原则（考虑因素）：（1）基础埋深不应小于按各种破坏因素而定的最小埋深（保证持力层不受外界破坏因素影响）；（2）以满足各种力学验算为前提，应在最小埋深以下选择地基承载力较高的土层作为持力层。
浅基础地基承载力验算部分计算题
之阳早格格创做一、估计题图示浅埋前提的底里尺寸为ｍ×7ｍ，效率正在前提上的荷载如图中所示（其中横背力为主要荷载，火仄力为附加荷载）.持力层为砂粘土，其容许装载力[ ]=240kPa.试检算天基装载力、偏偏心距、颠覆宁静性是可谦脚央供.（提示：央供颠覆仄安系数K0≥）[原题15分]参照问案：解：（1）代进后，解得：,谦脚央供（2）,谦脚央供（3）, 谦脚央供两、图示浅埋前提，已知主要荷载的合力为Ｎ×103kN，对于应的偏偏心距.持力层的容许装载力为420kPa，现已决定其中一边的少度为（1）试估计为谦脚装载力的央供，另一边所需的最小尺寸.（2）决定相映的基底最大、最小压应力.[原题12分]参照问案：解：由题，应有（2）三、图示浅埋前提的底里尺寸为6ｍ×3ｍ，已知效率正在前提上的主要荷载为：横背力Ｎ=6×103kN，直矩M×102kNm.别的，持力层的容许装载力.试估计：（1）基底最大及最小压应力各为几？是可谦脚装载力央供？（2）其偏偏心距是可谦脚e≤ρ的央供？（3）若Ｎ没有变，正在脆持基底没有与土层摆脱的前提下，前提可启受的最大直矩是几？此时基底的最大及最小压应力各为几？[原题12分]参照问案：解：（1）（2）（3）四、某涝天桥墩的矩形前提，基底仄里尺寸为a＝，b＝，四里襟边尺寸相共，埋置深度h ＝2m，正在主力加附加力的拉拢下，简化到基底核心，横背荷载N＝6105kN，火仄荷载H，直矩M.试根据图示荷载及天量资料举止下列名手段检算：（1）检算持力层及下卧层的装载力；（2）检算前提自己强度；（3）检算基底偏偏心距，前提滑动战颠覆宁静性.[原题20分]参照问案：一、持力层与下卧层的容许装载力由持力层土性：粉量粘土e＝，I L＝，查表3-5-2-5，得基原装载力σ0＝180kPa；查表3-5-2-11，得宽度、深度建正系数k1战k2分别为0战.宽深建正：持力层，k1＝0，h<3m，故建正项均为整.主力加附加力时，容许装载力可有20％的普及，[σ]=1.2×180=216kPa由下卧层土性：粘土e＝，I L＝，查表3-5-2-5，得基原装载力σ0＝140kPa；查表3-5-2-11，得宽度、深度建正系数k1战k2分别为0战.宽深建正：下卧层，k1＝0，h＝.故两、持力层强度检算基底仄衡压力< 216kPa基底最大最小压力小偏偏心，基底压力均小于持力层装载力容许值，强度谦脚央供.三、下卧层的强度检算下卧层顶里处自沉应力：下卧层顶里处附加应力：σh与离最大应力面三分之一前提宽度处的应力，如图土中附加应力分散系数α，由a/b=1，z/b，查典型“铁路桥涵天基战前提安排典型”附录C，得α＝.埋深，下卧层强度谦脚央供.四、前提自己强度检算前提自己的强度由刚刚性角去统造.前提资料为混凝土，查刚刚性角，容许刚刚性角[β]为45°，前提的襟边台阶的宽度战下度均为1m，本量的刚刚性角β亦为45°，谦脚央供！五、前提偏偏心距检算查表3-5-4-1，得非岩石天基上的桥墩正在主力加附加力效率下 [eρ＝b/4＝e=0.618m <ρ＝偏偏心距切合央供六、前提滑动战颠覆宁静性检算前提滑动宁静由持力层I L＝（硬塑I L＝～1）硬塑的粘性土，查表3-5-5-1，得f＝.谦脚央供前提颠覆宁静谦脚央供某河流中桥墩的矩形前提，基底仄里尺寸为a＝7m，b＝5m，四里襟边尺寸相共，埋置深度h＝，河床以上火深5m，总冲刷深度1m.正在主力加附加力的拉拢下，简化到基底核心，横背荷载N＝6000kN，火仄荷载H=250kN，直矩M.试根据图示荷载及天量资料举止下列名手段检算：（1）检算持力层及下卧层的装载力；（2）检算前提自己强度；（3）检算基底偏偏心距，前提滑动战颠覆宁静性.[原题20分]参照问案：一、持力层与下卧层的容许装载力由持力层土性：稍稀中砂，查表3-5-2-3，得基原装载力σ0＝330kPa；查表3-5-2-11，得宽度、深度建正系数k1战k2分别为2战4.宽深建正：b＝5m，h＝，持力层透火，γ1＝γ2＝γ’=20-10=10kN/m3，故装载力建正为主力加附加力时，容许装载力可普及20％，[σ]=1.2×410=492kPa由下卧层土性：中稀鼓战细砂，查表3-5-2-3得基原装载力σ0＝210kPa；查表3-5-2-11得宽度、深度建正系数k1战k2分别为战3.宽深建正：下卧层，h+z＝，土层透火，γ1＝γ2＝γ’=20-10=10kN/m3，故装载力建正为两、持力层强度检算基底仄衡压力< [σ]=492kPa基底最大最小压力小偏偏心，基底压力均小于持力层装载力容许值，强度谦脚央供.三、下卧层的强度检算下卧层顶里处自沉应力：下卧层顶里处附加应力：σh与离最大应力面三分之一前提宽度处的应力，如图土中附加应力分散系数α，由，，查典型“铁路桥涵天基战前提安排典型”附录C，得下表，由线性内插得下卧层强度谦脚央供.四、前提自己强度检算前提自己的强度由刚刚性角去统造.前提资料为混凝土，容许刚刚性角[β]为45°，前提的襟边台阶的宽度战下度均为1m，本量的刚刚性角β亦为45°，谦脚央供！五、前提偏偏心距检算查表3-5-4-1得非岩石天基上的桥墩正在主力加附加力效率下 [eρ＝b/4＝e=0.508m <ρ＝偏偏心距切合央供六、前提滑动战颠覆宁静性检算前提滑动宁静由持力层为中砂（砂类土），查表3-5-5-1，得f＝.前提颠覆宁静谦脚央供谦脚央供图示浅埋前提的底里尺寸为4ｍ×3ｍ，效率正在前提上的主要荷载为：横背力Ｎ×103kN，直矩M×[ ]=420kPa.试估计：（1）基底最大及最小压应力各为几？是可谦脚装载力央供？（2）其偏偏心距是可谦脚e的央供？≤ρ（3）最大压应力达到容许装载力时对于应的直距为对于少？[原题12分]参照问案：解：（1）代进后，解得：. 谦脚央供（2）谦脚央供（3）憧憬教死回问的少度为：500-1000字102.图示浅埋前提，已知主要荷载的合力为Ｎ×103kN，直矩M=9×102kNm.持力层的容许装载力为450k 试（1）估计为谦脚装载力的央供，另一边所需的最小尺寸.（2）决定相映的基底最大、最小压应力.[原题12分]参照问案：解：由题，应有（1）（2）憧憬教死回问的少度为：500-1000字103.图示浅埋前提，已决定其一边少为6ｍ，效率正在前提上的横背力Ｎ×103kN，若央供基底最小压力许值380kPa，试决定前提的另一边少b及相映的偏偏心距.[原题12分]参照问案：解：由题知，偏偏心距.憧憬教死回问的少度为：500-1000字104.图示浅埋前提，已知主要荷载正在前提上爆收的力为：横背力Ｎ×103kN，直矩×103kNm.持力层的一边的少度为（1）试估计为谦脚装载力的央供，另一边所需的最小尺寸.（2）决定相映的基底最大、最小压应力.[原题12分]参照问案：解：由题，应有（1）（2）憧憬教死回问的少度为：500-1000字105.图示浅埋前提的仄里尺寸为6ｍ×4ｍ，已知横背荷载Ｎ×103kN，供：（1）若偏偏心距，基底最大及最小压应力各为几？（2）若横背荷载脆持没有变，试估计当基底最小压应力为0时，对于应的基底最大压应力为几？[原题12分] 参照问案：解：（1）。
浅基础设计
第八章浅基础设计
课堂教学
实践教学
课时
8
内容提要
1．浅基础设计的基本原则；
2．浅基础的类型；
3．基础埋深的选择；
4．地基承载力；
5．基础底面尺寸的确定；
6．地基变形验算。
能力培养要求
1．理解浅基础设计的基本原则，了解浅基础类型；
2．熟练掌握地基承载力与基础底面尺寸的计算；
3．了解地基变形验算。
1．浅基础与深基础定义与两者区别
2．浅基础设计原则；
3．浅基础类型。
课后反馈意见
教案表头：
日期
班级
课室
时间
2学时
复习旧课
第三节基础埋深的选择
新课题目
第四节地基承载力确定
教学目标
1．了解载荷试验、静力触探试验和标贯试验原理；
2．掌握按上述原位试验确定地基承载力；
3．能够按地基规范确定地基承载力。
4．能够按地基规范确定地基承载力。
⑴计算标准差：＝2.828
⑵ 计算变异系数：c＝ ＝
⑶ 计算修正系数：＝ ＝0.91
⑷ 计算标准值：ck＝ccm＝0.533×5＝2.665kPa
3．计算承载力。依k＝20.20查表得：
Mb＝0.51，Md＝3.06，Mc＝5.66
所以：
＝0.51×17×1.6＋3.06×15×2.5＋5.66×2.665
墙下钢筋混凝土条形基础
三、柱下条形基础
四、筏型基础
五、壳体基础
第三节基础埋深的选择
一、建筑结构条件与场地环境条件
二、工程地质条件
三、水文地质条件
四、地基冻融条件
1．地基土冻结的危害
2．地基冻胀性分类
第5节 按地基承载力确定基础底面尺寸
大
压力值；
值。
fa—— 修 正 后 的 地 基 承 载 力 特 征
基础底面的压力，可按下列 公式确定：
pkmax
Fk
Gk A
Mk W式中Fra bibliotekMk——相应于荷载效应标准组合 时，作用于基础底面的力矩 值；
W ——基础底面的抵抗力矩；
由于以上公式中的pk、pkmax和fa都与基 底尺寸有关，所以只有预选尺寸并通过反复 试算修改尺寸才能取得满意的结果。 二、软弱下卧层的验算
当地基受力层范围内有软弱下卧层（承 载力显著低于持力层的高压缩性土层）
时，按持力层土的承载力计算得出基础底 面所需的尺寸后，还必须对软弱下卧层按 下式进行验算
pz pcz faz
pz pcz faz
pz
l
2z
lbpk tan b
pc
2z
tan
pk 基底压力标准值； pc 基底处自重压力值；
fa——修正后的地基承载力特征值。
基础底面的压力，可按下列 公式确定：
pk
Fk
Gk A
式中 Fk——相应于荷载效应标准组合时， 上部结构传至基础顶面的竖
向 力值；
Gk——基础自重和基础上的土重； A——基础底面面积。
2.当偏心荷载作用时 除了应满足上式外，还应满足
pkmax 1.2 fa
式中 pkmax——相应于荷载效应标准组合 时，基础底面边缘处的最
应力扩散角；
pc pz
pcz
第5节 按地基承载力 确定基础底面尺寸
一、按地基持力层的承载力计算基底尺寸 设计浅基础时，一般先确定埋深d并初
步选择底面尺寸，求得基底以下持力层的 修正后的承载力特征值，再按下列条件验 算并调整尺寸直至满足设计要求为止。
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一、计算题
图示浅埋基础的底面尺寸为6.5ｍ×7ｍ，作用在基础上的荷载如图中所示（其中竖向力为主要荷载，水平力为附加荷载）。
持力层为砂粘土，其容许承载力[ ]=240kPa。
试检算地基承载力、偏心距、倾覆稳定性是否满足要求。
（提示：要求倾覆安全系数K0≥1.5）
[本题15分]
参考答案：
解：
（1）
代入后，解得：
,满足要求
（2）,满足要求
（3）, 满足要求
二、图示浅埋基础，已知主要荷载的合力为Ｎ=5.0×103kN，对应的偏心距e=0.3m。
持力层的容许承载力为420kPa，现已确定其中一边的长度为4.0m
（1）试计算为满足承载力的要求，另一边所需的最小尺寸。
（2）确定相应的基底最大、最小压应力。
[本题12分]
参考答案：
解：由题，应有
（2）
三、图示浅埋基础的底面尺寸为6ｍ×3ｍ，已知作用在基础上的主要荷载为：竖向力Ｎ=6×1 03kN，弯矩M=1.5×102kNm。
此外，持力层的容许承载力。
试计算：
（1）基底最大及最小压应力各为多少？能否满足承载力要求？
（2）其偏心距是否满足e≤ρ的要求？
（3）若Ｎ不变，在保持基底不与土层脱离的前提下，基础可承受的最大弯矩是多少？此时基底的最大及最小压应力各为多少？
[本题12分] 参考答案：
解：（1）
（2）（3）
四、某旱地桥墩的矩形基础，基底平面尺寸为a＝7.5m，b＝7.4m，四周襟边尺寸相同，埋置深度h＝2m，在主力加附加力的组合下，简化到基底中心，竖向荷载N＝6105kN，水平荷载H=273.9kN，弯矩M=3770.67kN.m。
试根据图示荷载及地质资料进行下列项目的检算：
（1）检算持力层及下卧层的承载力；
（2）检算基础本身强度；
（3）检算基底偏心距，基础滑动和倾覆稳定性。
[本题20分]
参考答案：
一、持力层与下卧层的容许承载力
由持力层土性：粉质粘土e＝0.9，I L＝0.7，查表3-5-2-5，得基本承载力σ0＝180kPa；
查表3-5-2-11，得宽度、深度修正系数k
1和k
2
分别为0和1.5。
宽深修正：
持力层，k
1
＝0，h<3m，故修正项均为零。
主力加附加力时，容许承载力可有20％的提高，[σ]=1.2×180=216kPa
由下卧层土性：粘土e＝1.1，I L＝0.8，查表3-5-2-5，得基本承载力σ0＝140kPa；查表3-5-2-11，得宽度、深度修正系数k1和k2分别为0和1.5。
宽深修正：
下卧层，k1＝0，h＝8.7m。
故
二、持力层强度检算
基底平均压力
< 216kPa 基底最大最小压力
小偏心，基底压力均小于持力层承载力容许值，强度满足要求。
三、下卧层的强度检算
下卧层顶面处自重应力：
下卧层顶面处附加应力：
σh取离最大应力点三分之一基础宽度处的应力，如图
土中附加应力分布系数α，由a/b=1，z/b=(8.7-2)/7.4=0.9，查规范“铁路桥涵地基和基础设计规范”附录C，得α＝0.735。
埋深h=2.0m，
下卧层强度满足要求。
四、基础本身强度检算
基础本身的强度由刚性角来控制。
基础材料为混凝土，查刚性角，容许刚性角[β]为45°，基础的襟边台阶的宽度和高度均为1m，实际的刚性角β亦为45°，满足要求！
五、基础偏心距检算
查表3-5-4-1，得非岩石地基上的桥墩在主力加附加力作用下[e]=1.0ρ＝b/4＝7.4/4=1.85m e=0.618m <ρ＝1.85m
偏心距符合要求
六、基础滑动和倾覆稳定性检算
基础滑动稳定
由持力层I L＝0.7（软塑I L＝0.5～1）软塑的粘性土，查表3-5-5-1，得f＝0.25。
满足要求
基础倾覆稳定
满足要求
某河流中桥墩的矩形基础，基底平面尺寸为a＝7m，b＝5m，四周襟边尺寸相同，埋置深度h＝3.5m，河床以上水深5m，总冲刷深度1m。
在主力加附加力的组合下，简化到基底中心，竖向荷载N＝6000kN，水平荷载H=250kN，弯矩M=3050kN.m。
试根据图示荷载及地质资料进行下列项目的检算：
（1）检算持力层及下卧层的承载力；
（2）检算基础本身强度；
（3）检算基底偏心距，基础滑动和倾覆稳定性。
[本题20分]
参考答案：
一、持力层与下卧层的容许承载力
由持力层土性：稍密中砂，查表3-5-2-3，得基本承载力σ0＝330kPa；查表3-5-2-11，
得宽度、深度修正系数k1和k2分别为2和4。
宽深修正：
b＝5m，h＝3.5m，持力层透水，γ1＝γ2＝γ’=20-10=10kN/m3，故承载力修正为
主力加附加力时，容许承载力可提高20％，[σ]=1.2×410=492kPa
由下卧层土性：中密饱和细砂，查表3-5-2-3得基本承载力σ0＝210kPa；查表3-5-2 -11得宽度、深度修正系数k1和k2分别为1.5和3。
宽深修正：
下卧层，h+z＝9.5m，土层透水，γ1＝γ2＝γ’=20-10=10kN/m3，故承载力修正为
二、持力层强度检算
基底平均压力
< [σ]=492kPa 基底最大最小压力
小偏心，基底压力均小于持力层承载力容许值，强度满足要求。
三、下卧层的强度检算
下卧层顶面处自重应力：
下卧层顶面处附加应力：
σh取离最大应力点三分之一基础宽度处的应力，如图
土中附加应力分布系数α，由a/b=1.4，z/b=(9.5-3.5)/7=0.857，查规范“铁路桥涵地基和基础设计规范”附录C，得下表，
由线性内插得
下卧层强度满足要求。
四、基础本身强度检算
基础本身的强度由刚性角来控制。
基础材料为混凝土，容许刚性角[β]为45°，基础的襟边台阶的宽度和高度均为1m，实际的刚性角β亦为45°，满足要求！
五、基础偏心距检算
查表3-5-4-1得非岩石地基上的桥墩在主力加附加力作用下[e]=1.0ρ＝b/4＝5/4=1.25 m
e=0.508m <ρ＝1.25m
偏心距符合要求
六、基础滑动和倾覆稳定性检算
基础滑动稳定
由持力层为中砂（砂类土），查表3-5-5-1，得f＝0.4。
基础倾覆稳定
满足要求
满足要求
图示浅埋基础的底面尺寸为4ｍ×3ｍ，作用在基础上的主要荷载为：竖向力Ｎ=3.5×103kN，弯矩力[ ]=420kPa。
试计算：
（1）基底最大及最小压应力各为多少？能否满足承载力要求？
的要求？
（2）其偏心距是否满足e
≤ρ
（3）最大压应力达到容许承载力时对应的弯距为对少？
[本题12分] 参考答案：
解：（1）
代入后，解得：
. 满足要求
（2）满足要求
（3）
期望学生回答的长度为：500-1000字
102.
图示浅埋基础，已知主要荷载的合力为Ｎ=4.5×103kN，弯矩M=9×102kNm。
持力层的容许承载力为为3.6m，试
（1）计算为满足承载力的要求，另一边所需的最小尺寸。
（2）确定相应的基底最大、最小压应力。
[本题12分]
参考答案：
解：由题，应有（1）
（2）
期望学生回答的长度为：500-1000字
103.
图示浅埋基础，已确定其一边长为6ｍ，作用在基础上的竖向力Ｎ=3.2×103kN，若要求基底最小压值380kPa，试确定基础的另一边长b及相应的偏心距。
[本题12分]
参考答案：
解：由题知，偏心距
.
期望学生回答的长度为：500-1000字
104.
图示浅埋基础，已知主要荷载在基础上产生的力为：竖向力Ｎ=6.0×103kN，弯矩M=1.8×103kNm。
已知其中一边的长度为4.0m
（1）试计算为满足承载力的要求，另一边所需的最小尺寸。
（2）确定相应的基底最大、最小压应力。
[本题12分]
参考答案：
解：由题，应有
（1）（2）
期望学生回答的长度为：500-1000字
105.
图示浅埋基础的平面尺寸为6ｍ×4ｍ，已知竖向荷载Ｎ=6.5×103kN，求：
（1）若偏心距e=0.25m，基底最大及最小压应力各为多少？
（2）若竖向荷载保持不变，试计算当基底最小压应力为0时，对应的基底最大压应力为多少？
[本题12分]
参考答案：
解：（1）。