第六章 浅基础设计

第六章浅基础设计

第一节概述

地基基础设计必须根据建筑物的用途和安全等级、建筑布置和仁部结构类型，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。

地基基础的设计和计算应该满足下列三项基本原则：

1．对防止地基土体剪切破坏和丧失稳定性方面，应具有足够的安全度，

2．应控制地基变形量，使之不超过建筑物的地墓变形允许值，以免引起基础不利截面和上部结构的损坏，或影响建筑物的使用功能和外观，

3．基础的型式、构造和尺寸，除应能适应上部结构、符合使用需要，满足地基承载力(稳定性)和变形要求外，

设计浅基础一般要妥善处理下列几方面问题：、

1．充分掌握拟建场地的工程地质条件和地基勘察资料

2．了解当地的建筑经验，施工条件和就地取材的可能性，并结合实际考虑采用先进的施工技术和经济、可行的地基处理方法。

3．选择基础类型和平面布置方案，并确定地基持力层和基础埋置深度．

4．按地基承载力确定基础底面尺寸，进行必要的地基稳定性和变形验算

5．以简化的、或考虑相互作用的计算方法进行基础结构的内力分析和截面设汁

一、地基基础设计的基本规定

1、地基基础设计等级

2、对地基与基础设计的等级

3、荷载取制值

二、地基基础设计资料准备与设计步骤

第二节浅基础的类型

一、无筋扩展基础(刚性基础)

不配筋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。设i计时必须保证发生在基内的拉应力和剪应力不超过相应的材料强度设计值。这种保证通常是通过对基础构造的限制来实现的，即基础每个台阶的宽度与高度之比都不得超过表所列的台阶高宽比的允许值（可用图6－12中角度的正切表示）在这样的限制下，基础的现对高度都比较大几乎不发生挠曲变形，所以无筋扩展基础习惯上称为刚性基础设计时一般先选择适当的基础埋置深度和基础底面尺寸。设基础宽度为b则按上述限制，基础的构造高度应满足下列要求；

二、扩展基础

1、墙下钢筋混凝土条形基础

2、柱下独立基础

三、柱下钢筋混凝土条形基础

四、柱下交叉基础

五、片筏基础

六、箱形基础

第三节基础埋置深度的确定

选择基础的埋置深度是基础设计工作中的重要—环，因为它关系到地基是否可靠、施工的难易及造价的高低

●与建筑物有关的条件

●工程地质条件

直接支承基础的土层称为持力层，其下的各土层称为下卧层。为了保证建筑物的安全，必须根据荷载的大小和性质给基础选择可靠的持力层。

在按地基条件选择埋深时，还经常要求从减少不均匀沉降的角度来考虑。同一建筑物的基础可采用不同的埋深来调整不均匀沉降量．

对墙基础，如地基持力层顶面倾斜，必要时可沿墙长将基础底面分段做成高低不同的台阶状，以保证基础各段都具有足够的埋深。

对修建于坡高和坡角不太大的稳定土坡坡顶的基础

●水文地质条件

选择基础埋深时应注意地下水的埋藏条件和动态。对底面低于潜水面的基础，除应考虑基坑排水、坑壁围护以及保护基土不受扰动等措施外，还应考虑可能出现的其他施工与设计问题。对埋藏有承压含水层的地基，选择基础埋深时，为防止基底因挖土减压而隆起开裂，必须控制基坑开挖深度，使承压含水层顶部的静水压力(u)与总覆盖压力的比值，对宽坑宜取，否则应设法降低承压水头，可按预估的最高承压水位确定，或以孔隙压力计测定。

●地基冻融条件

季节性冻土是冬季冻结，天暖解冻的土层。

对于埋置于可冻胀土中的基础，其最小埋深d应由下式确定：

●场地环境条件

基础埋深应大于因气候变化或树木生长导致地基土胀缩、以及其他生物活动形成孔洞等可能到达的深度，

对靠近原有建筑物基础修建的新基础，其埋深不宜超过原有基础的底面，否则新、旧基础间应保留一定的净距，

如果基础邻近有管道或沟、坑等设施时，基础底面一般应低于这些设施的底面。

濒临河、湖等水涔修建的建筑物基础，如受到流水或波浪冲刷的影响，其底面应位于冲刷线之下。

第四节地基的承载力

地基基础设计首先必须保证在荷载作用下的地基对土体产生剪切破坏而失效方面，应具有足够的安全度。为此，各级建筑物浅基础的地基承载力验算均应满足下列要求：地基竖向承载力(以后都简称承载力)设计值的确定方法可归纳为三类：1)根据土的抗剪强度指标以理论公式计算，2)按现场载荷试验的曲线确定

一、按规定的理论公式计算

二、按静荷载试验确定

现场通过一定尺寸的载荷板对扰动较少的地基土体直接施荷，所测得的成果一般能反映相当于1—2倍载荷板宽度的深度以内土体的平均性质。这样大的影响范围为许多其它测试方法所不及。

三、地基承载力特征值的修正

第五节基础底面尺寸的确定

一、按持力层的承载力计算基础尺寸

（一）中心荷载作用下

（二）偏心荷载作用下

二、软弱下卧层的验算

当地基受力层范围内存在软弱下卧层(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进行验算，要求作用在软弱下卧层顶面处的附加应力与自重应力之和不超过它的承载力设计值

三、地基变形验算

按地基承载力适当选定了基础底面尺寸，一般已可保证建筑物在防止地基剪切破坏方面具有足够的安全度，但是，在荷载作用下，地基的变形总要发生。如何控制地基变形．使之不会导致建筑物开裂破坏、有损其使用条件和外观，这是地基基础设计必须予以充分考虑的另一基本问题。

第六节基础设计

设计原则

1）对地基计算要求，基础设计分三个

等级：甲、乙、丙符合下列相应规定：

a.所有基础均应满足承载力计算规定；

b.甲、乙级基础均应按地基变形设计；

c.表2－2所列丙级可不做变形验算，但

属下列情况之一，仍作变形验算；

d.对高层、高耸、挡土墙尚验算稳定性；

e.基坑工程验算稳定；

f.地下水较浅时进行抗浮验算。

2）关于荷载取值规定

b.计算地基变形时传至基础上荷载效应按正常使用极限状态下荷载效应准永久组合。不计入风、地震作用。限值为地基变形允许值。

计算挡土墙土压力、基础桩承台高度内力时，按承载力极限状态下基本组合。地基土工程特性指标的代表值应分别为标准值、平均值、特征值。抗剪取标准值、压缩取平均值、荷载特征值。

第七节钢筋混凝土梁板式基础简介

一、柱下条形基础简介

地基较软弱，荷载分布不均，用扩展基础可能发生较大不均匀沉降时，将一方向上若干柱子的基础连成一体。

二、筏形基础简介

面积较大或使用要求抗弯刚度大，整体性好。

第八节减轻不均匀沉降危害的措施