第二章 浅基础的地基验算

【解】根据公式
f a f ak b b 3 d m d 0.5 计算。
因基础宽度b=1.2m<3.00m，故只需进行基础深度修正。
f a f ak d m d 0.5
由表2-9查得，ηd=1.6 故 fa=170+1.6×15.3×（4.8-0.5）=275.3kpa
h —承压水位，可按预估的最高承压水位确定，或以孔隙压 力计确定。
四、地基冻融条件 不冻胀土的基础埋深可不考虑冻结深度。对于冻胀性 地基，基础最小埋深应满足： dmin=zd-hmax 式中：
zd z0 zs zw ze
zd—设计冻深； z0 —标准冻深； ψzs、ψzw、ψze— 冻深影响系数，查表2-4、5、6可得；
=0.51×10×1.8+3.06×18.3×1.2+5.66×12
=144Βιβλιοθήκη Baidu3kpa 故地基承载力特征值为：
fak=144.3kpa
【练习题2】某粉土地基如下图所示，试应用《地基 基础规范》理论公式确定地基承载力。
二、岩石地基承载力特征值
f a r f rk
式中：f—岩石地基承载力特征值（kPa） ; frk—岩石饱和单轴抗压强度标准值（kPa)，可按《建筑 地基基础设计规范》附录J确定；
Fk A f a G d
3）为保证基础的整体性，墙下无筋基础按台阶变化基础埋深， 台阶的高宽比为1：2，每级台阶高度不超过0.5m。
三、水文地质条件
当持力层下埋藏有承压含水层时，为防止坑底土被承压 水冲破，引起突涌流砂现象，要求坑底土的总覆盖压力大于 承压含水层顶部的静水压力，即
式中：
z
i i
>
wh
γi—各层土的重度。对潜水位以下的土取饱和重度； zi —各覆盖层厚度； γw—水的重度；
水下 γ=19.2kN/m3
Ip=14 ω=26%
e=0.8 ω=28% Ip=13 e=1.4 ω= ωc N=10
2.8m
γ=17.0kN/m3 ωp=29% ωL=42%, ω= 51%， ds=2.70 N=10
④
1.2m
四、容许地基承载力
对于软土地基
5.14 k p cu 2 h m
对小桥、涵洞基础，也可由下式计算容许承载力
0 2 h 3
第六节 基础底面积尺寸的确定
推导过程
由于
pk ≤ fa
Fk Gk pk A
而 Gk=γGAd
Fk Gk Fk G Ad pk fa A A Fk f a A G Ad
当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。
三、基础设计的技术要求
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： (1)所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规 定； (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；
第四节 地基承载力的确定方法
（一）地基承载力的定义： 由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形阶段 内的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限。 （二）影响地基承载力特征值的主要因素： 1）地基土的成因与堆积年代 2）地基土的物理力学性质 3）地下水 4）建筑物情况
（三）地基承载力的确定方法
1）载荷试验法
土层
①
厚度 （m）
1.8m 1.0m
现场鉴别
多年素填土
土工试验及 动力触探成果
γ=17.8kN/m3 ωp=16% ωL=30% ds=2.70 e=0.86
据以定名及 查表的指标
N=13
② 4.2m ③
粉质粘土， 淡黄色、可 塑、饱和 淤泥质粘土， 黑灰色，流 塑 细砂、饱和、 中密
水上 γ=18.9kN/m3
hmax—基础底面下允许残留冻土层厚度，查表2-7可得。
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。
【例2】某条形基础底宽b=1.8m，埋深d=1.2m，地基 土为粘土，内摩擦角标准值φk=20°，粘聚力标准值 ck=12kpa，地下水位与基底平齐，土的有效重度 γ’=10kN/m3，基底以上土的重度γm=18.3kN/m3。试 确定地基承载力特征值fa。 【解】 由φk=20°查表得， Mb=0.51、Md=3.06、Mc=5.66 f a M b b M d m d M c ck
aw L
【例题3】某住宅楼为6层。经岩土工程勘察得地基承载力 特征值fak=170kpa。设基础底面宽度为1.2m，埋深4.8m， 试求经深宽修正后的地基承载力特征值fa。已知该地基土 的孔隙比e为0.716，液性指数IL为0.66。基底以上土的加权 平均重度γm为15.3kN/m3。
第五节 地基承载力设计值的确定
一、由抗剪强度指标计算地基承载力特征值 二、岩石地基承载力特征值 三、经过深宽修正后的地基承载力特征值 四、容许地基承载力
一、由抗剪强度指标计算地基承载力特征值
f a M b b M d m d M c ck
式中： fa—由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值； Mb、Md、Mc—承载力系数，按φk值查表2-8确定； b—基础底面宽度； φk、ck—基底下1倍短边宽深度内土的内摩擦角和粘聚力标 准值； γ—基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度； γm—基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取 浮重度； d—基础埋置深度。
φr —折减系数。根据岩体完整程度以及结构面的间距、
宽度、产状和组合，由地区经验确定；无经验时，对完整 岩体可取0.5，对较完整岩体可取0. 2~0. 5，对较破碎岩体 可取0. 1~0.2。 对破碎、极破碎的岩石地基承载力特征值，可根据地 区经验取值，无地区经验时，可根据平板载荷试验确定。
三、经过深宽修正后的地基承载力特征值
答案： fak=277.5kpa
2）理论公式法
fa=pu/K
式中：Pu—地基土极限承载力； K —安全系数，其值与地基基础设计等级、荷载的性 质、土的抗剪强度指标的可靠程度以及地基条件等因素 有关，对长期承载力一般取K=2~3。 除按上式计算地基承载力特征值外，也可以采用地 基临塑荷载pcr、地基临界荷载p1/4（p1/3）来计算地基承 载力特征值。
【练习题3】某基础宽度为2m，埋深为1m。地基土为 中砂，其重度为γ=18kN/m3，地基承载力特征值 fak=286kpa ，试确定修正后的地基承载力特征值。 【练习题4】表1是某地基的地质资料，在该地基上有 底面尺寸为6.5m×30m的箱形基础，其埋深d=4.0m 设由试验确定的持力层地基承载力特征值 fak=160kpa ，试确定修正后的地基承载力特征值。 表1见下页！
1/3×（280+238+225）=247.7kpa 极差为 280-225=55kpa 极差与平均值之比为 55/247.7=22%<30% 故该粉土层的承载力特征值为：
fak=247.7kpa
【练习题1】在一粘性土层上做了四个载荷试验，整 理得地基承载力特征值的实测值分别为320、250、 260、280kpa，试求该粘性土层的地基承载力特征 值。
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
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。
第十节 减少不均匀沉降的措施
第一节 概述
一、天然地基上浅基础的设计，包括下述各项内容：
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.确定基础底面尺寸； 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。
第二节 地基基础设计的基本原则
对于同一土层宜选取3个以上的试验点，当 各试验点所得的承载力特征值的极差不超过其 平均值的30%时，取其平均值作为该土层的地基 承载力特征值fak。
【例1】在同一粉土层上进行三个载荷试验，整理得 地基承载力特征值分别为280、238、225kpa，试求 该粉土层的承载力特征值。
【解】实测值的平均值为：
地基基础工程
北华大学交通建筑工程学院 马光述 2011年3月
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
一、与建筑物有关的条件 1.建筑物的类型与用途 2.基础的形式与构造 3.作用在地基上的荷载大小和性质
二、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。 1）若软弱土层厚度小于2m时，应将软弱土挖除，将基础置于 下层坚实土层上； 2）若软弱土层较厚，可考虑采用宽基浅埋的办法，也可考虑 人工加固处理，或桩基础方案。
当基础宽度大于3m或埋深大于0. 5 m时，从载荷试验或 其他原位测试等方法确定的地基承载力特征值，按《建筑地 基基础设计规范》(GB50007-2002)的规定应按下式进行深宽 修正：
f a f ak b b 3 d m d 0.5
式中：fa—修正后的地基承载力特征值； fak—地基承载力特征值； ηb、ηd —基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土 的类别查表2-9确定； γ—基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度； b —基础底面宽度，b<3m时,取b=3m；b>6m时,取b=6m； γm —基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重 度； d—基础的埋置深度，一般自室外地面标高算起。
一、设计等级 地基基础设计等级分甲、乙、丙、丁四级，具体如下表 所述：
二、作用荷载组合
地基基础设计时，所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应按 下列规定采用：
(1)按地基承载力确定基础底面积及埋深时，传至基础底面上的荷载效应 应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。相应的抗力应采用地基承载 力特征值。 (2)计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态 下荷载效应的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。相应的限值应为地 基变形允许值。 (3）计算挡土墙土压力、地基和斜坡的稳定及滑坡推力时，荷载效应应按 承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分项系数均为1.0。 (4)在确定基础高度、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。 (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。