[信息与通信]土力学及基础工程第七章-浅基础.ppt
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
A
l
同时满足: Pk≤ fa
pk max 1.2 fa
算法: 1、按中心受压计算,求出A0
A0
Fk
fa Gd
2、考虑偏心影响,令A=(1.1~1.4)A0;l/b=1.2~2.0
3、计算Pkmax、 Pkmin,一般应使Pkmin>0
Pk max (3 4)PK min
4、验证
PK max PK min 2
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。
说明:《规范》规定地基承载力特征值还可以由载荷试验或
其它原位测试、并结合工程经验等方法综合确定
§7.5 基础底面尺寸的确定
天然地基上浅基础的设计包括内容: 1.选择基础的材料、类型和平面布置; 2.选择基础的埋置深度; 3.确定地基承载力; 4.确定基础尺寸; 5.进行地基变形与稳定性验算; 6.进行基础结构设计; 7.绘制基础施工图,提出施工说明。
在保证建筑物安全、稳定、耐久使用的前提下, 应尽量浅埋,以便节省投资,方便施工。
除基岩外,一般不宜小于0.5米。 基础顶面应低于设计外地面100mm以上,以避 免基础外露。
二、影响基础埋深的因素
1、建筑物的用途类型及荷载大小性质 (1)建筑物的用途,有无地下室、设备基础和地下设 施等 (2)上部结构对不均匀沉降敏感 (3)基础承受较大垂直与水平荷载 (4)在地震区或有振动荷载的基础 (5)同一建筑物基础埋深不同 (6)刚性基础构造要求
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
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。
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。
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;
(1)材料:砖、块石、毛石、砼、三合土等 (2)特性:抗压强度大,抗拉、抗剪强度小 (3)高度由构造满足要求
——允许刚 性角(允许宽高比)
(4)目的:使得基础内部产生压力而不产生拉力
允许刚性角 允许宽高比
• 三.按材料性能
2、柔性基础
(1)材料:钢筋混凝土 (2)特性:抗压、抗拉、抗剪强度都大 (3)高度由抗冲切验算满足 (4)目的:使得基础不产生冲切破坏
fa——修正后的地基承载力特征值
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。
pk
Fk Gk A
≤ fa
b×l=A
Fk
fa Gd (独立基础)
b
Fk
fa Gd
(条形基础)
注意: d为基础平均埋深
算法:涉及到fa的宽度修正
• 一、概述
地基基础设计必须根据建筑物的用途和安全 等级、平面布置和上部结构类型,充分考虑建筑 场地和地基岩土条件,结合施工条件以及工期、 造价等各方面要求,合理选择地基基础方案,因 地制宜、精心设计,以保证建筑物的安全和正常 使用。
二、选择地基基础类型主要考虑因素
1、建筑物的性质 2、地基的地质情况
§7.4 地基承载力
《规范》规定:当b>3m或d>0.5m,地基承载力特征值应该进 行修正
fa fak b (b 3) d m (d 0.5)
fa ——修正后的地基承载力特征值 fak ——地基承载力特征值,根据强度指标确定
ηb、 η d——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数(可查表
7.10)
550mm
F1=1800KN
F2=200KN
M=900KN·m
19KN / m3
粉质粘土
V=200KN
1000
粉质粘土
3.0×5.1m
sat 19KN / m3 e 0.72, Il 0.38 Es 7.5MPa , K 26 , Mb 1.10, Md 4.37, MC 6.90, ck 2KN / m2 fak 250KPa
二、影响基础埋深的因素 3、相邻建筑物的基础埋深
l 1 2h
二、影响基础埋深的因素 4、地基土冻胀和融陷的影响
dmin Zd hmax
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
p fa
pmax 1.2 fa
s [s]
4、基础本身(强度、刚度、耐久性、 抗裂······)
两种极限状态设计
• 承载能力极限状态:以结构内力(地基荷载)
超过其承载能力为依据-----各种失稳、结构破坏。
• 正常使用极限状态:以结构(地基)的变形、
裂缝、振动参数(老化蠕变)的限值为依据。有 时间接通过应力控制(例如最大塑性深度的限制-----容许承载力)
17.2KN / m3
粘质素填 土
粉质粘土
19.2KN / m 3 , sat 19.8KN / m 3
应:捏紧成团,落地开花
5、三合土
其体积比一般为1:3:6或1:2:4(石灰:砂 子:骨料)。
二、按构造分类
独立基础
柱下单独基础
墙下单独基础
条形基础
墙下条形基础
柱下钢筋混凝土条形基础
柱下十字形基础
片筏基础
箱形基础 壳体基础
二、按构造分类
1、独立基础: 烟囱、水塔、高炉等构筑物, 有时也可采用壳体基础外,更多的是采用 钢筋混凝上圆板或圆环基础及混凝土大块 式基础
承压水位 D
h h0
粘土层
卵石层
粘土层底面土压力应大于粘土层底部单位面积上受到承压水的
浮托力,以免开挖基槽,坑底土被承压水冲破引起突涌或流砂 现象。
rh0 rwh
h0
rw h r
二、影响基础埋深的因素
2、工程地质条件和水文地质条件 (3)一般基底宜设置在地下水位以上; (4)必须置于地下水位以下时,则应考虑地下水 对基础是否有侵蚀性,以及施工时基坑排水及坑 壁围护等问题。
五、地基基础设计的基本原则
《建筑地基规范》将地基基础设计分为三个设计等级
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; 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。
§7.2 浅基础的类型
一、按材料分类
砖基础 毛石基础
砼基础 毛石砼基础 钢筋砼基础
• 一、按基础材料分类
1、 砖石砌体
砖:标号不应低于MU10,大放角基础。两皮
一收或两皮一收与一皮一收相间。 毛石:未经加工整平的石料。 注意其构造要求及台阶宽高比要求。
2、混凝土和毛石混凝土
3、钢筋混凝土
4、灰土
石灰和土的体积比一般为3:7或2:8 灰土干重度≥14.5~15.5KN/m3 ,容许承载力可达 250~300KPa。
1、先假定B≤3m,不做宽度修正。
2、如果B>3m,则再考虑宽度修正。
2、对于偏心受压基础
F+G
作用于基础底面 形心上的力矩
M=(F+G)∙e
e e b
l
pmax
pmax F G M
pm in
AW
基础底面的抵 抗矩;矩形截 面W=bl2/6
pmin pmax F G 1 6e
pm in
一、按地基持力层的承载力计算基底尺寸
设计时,先选定埋深d并初步选择基底尺寸,求得
持力层承载力设计值fa ,再验算并调整尺寸直至满足
设计要求。
1、对于中心受压基础
取室内外平 均埋深计算
G= GAd
p F G A
1、对于中心受压基础
pk
Fk
Gk A
fa
Gk G Ad 20 Ad
Pk——相应于荷载效应标准组合时,基础底面处的平均压力值
§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
pk ——基底压力标准值
pc ——基底处自重压力值
pz pcz faz
——应力扩散角(表7-19)
【例1】某一柱
下钢筋混凝土 单独基础如图 所示,已知基 础底面尺寸为 3.0×5.1m, 1000 作用于基础的 荷载标准值如 图所示,试验 500 算地基承载力 是否满足要求。
2500
三、例题分析
fa ; PK max
Байду номын сангаас
1.2 fa
二、软弱下卧层的强度验算
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);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 卧层进行验算
Pz
l
lbPk Pc 2z tan b 2z tan
Pz
b(P 0d) b 2z tan
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
设计基本原则
满足如下要求:
1、承载力 2、变形 3、稳定
bl l
pmax F G 1 6e
pm in
bl l
当e<l/6时,pmax,pmin>0,基底压力呈梯形分布 当e=l/6时,pmax>0,pmin=0,基底压力呈三角形分布 当e>l/6时,pmax>0,pmin<0,基底出现拉应力,基底压力重分布
pmax e<l/6
pmin pmax
2、条形基础:长度远大于宽度的基础。
3、柱下十字形基础
4、筏板基础(满堂红)
5、箱形基础:目前在高层建筑中多采用
6、壳体基础:一般适用于水塔、烟囱、料仓和 中小型高炉等高耸的构筑物的基础。
§7.2 浅基础的类型
三、按材料性能分类 刚性基础 柔性基础
• 三.按材料性能分类
1、刚性基础
淤泥质土 fak 80KPa , Es 2.5MPa
【例2】某一柱 下钢筋混凝土 单独基础如图 所示,基础埋 深2m,基础 1600 建筑在如图所 示地基上,已 1000 知作用于基础 的荷载标准值 如图所示。试 3200 确定该基础基 底尺寸。
三、例题分析
F=800KN
V=50KN
2000
M=220KN·m
第七章 浅基础设计
• §7.1 地基基础设计的基本原则 • §7.2 浅基础的类型 • §7.3 基础埋置深度的选择 • §7.4 地基承载力 • §7.5 基础底面尺寸的确定 • §7.6 地基变形验算 • §7.7 扩展基础设计 • §7.8 减轻不均匀沉降的措施
§7.1 地基基础设计的基本原则
二、影响基础埋深的因素
3、相邻建筑物的基础埋深
(1)当存在相邻建筑物时,新建建筑物的基础埋深不宜大 于原有建筑物的基础埋深。 (2)当埋深大于原有建筑物的基础埋深时,两基础之间应 保持一定净距,其数值应根据原有建筑物荷载大小、基 础型式和土质情况而定。 (3)如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 建筑物的地基。
pmin=0
pmax
pmin<0 基底压力重分布pmax
e>l/6
e=l/6
pmin=0
基底压力重分布
偏心荷载作用在 基底压力分布图 形的形心上
F
G
1 2
pm
ax
3
l 2
e b
2F G
pm ax 3 l e b 2
2、对于偏心受压基础
Pmax Fk Gk (1 6e)
pmin