天然浅基础主要设计步骤与内容
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1 天然浅基础主要设计步骤与内容
1.1浅基础设计步骤
1. 选择基础的材料和构造形式
从土层资料、上部结构及荷载情况等进行基础选型。常见浅基础类型从结构上看有以下几种:独立基础、联合基础、墙下条基、柱下条基、交叉基础、筏板基础、箱形基础等。
2. 确定基础的埋置深度
应按照下列条件确定:
1. 建筑物用途,有无地下室、设备基础、基础形式和构造;
2. 作用在地基上的荷载大小和性质;
3. 工程地质和水文地质条件;
4. 地基土的冻胀和融陷的影响;
5. 相邻建筑物基础埋深的影响。
在满足地基稳定和变形条件下,基础应尽量浅埋。当上层地基承载力大于下层土时,宜利用上层土作为持力层,除岩石地基外,基础埋深不宜小于0.5米。
3. 计算地基承载力特征值
确定地基承载力,应结合当地经验,按下列规定综合考虑:
1. 对一级建筑物采用静载荷试验、理论公式及其它原位试验等方法综合确定;
2. 对规定的二级建筑物可按照理论公式或其它原位试验方法确定;
3. 对于三级建筑物可根据相邻建筑物经验确定,
1. 基础底板尺寸的确定
根据作用在基础上的荷载以及地基承载力特征值,可初步确定基础底板面积。
1、中心受压
a k f p ≤ 式中:A
G F p K K k += 荷载标准组合时基础底面平均值(标准值), K F -上部传来标准值;
K G -自重标准值,d A G G K ⋅⋅=γ, 代入上式得:d
f F A G a K γ-≥ 如有地下水,应扣去浮托力w w G k Ah Ad G γγ-= 得
w
w k h d f F A γγαα+-≥ 对于单独基础 a)方形基础 w
w k h d f F A L b γγαα+-≥== b)矩形基础 w
w k h d f F A L b γγαα+-≥=⨯ 令)2,2.1(h b
L =代入上式 对于条形基础 w
w k h d f F A b γγαα+-≥=⨯1 注意:求b先知a f ,而a f 与b有关,所以一般假定3≤b ,即
)5.0(-+=d f f m d ak a γη
2、偏心受压
基底边缘最大、最小压应力为 )61(min max l
e A G F W M A G F p p K K K K K K ±+=±+= 为了保证基础不至于过分倾斜,通常要求0min ≥p
规范规定:在偏心荷载作用下一般要求:
⎩⎨⎧≤≤a a k f p f p 2.1max
根据上述要求,计算偏心荷载下基础底板尺寸一般通过试算方法确定:
1. 先按照中心受压,确定出底板尺寸,求出W G a K
f F A γγ+-≥0
2. 计算偏心距,根据偏心大小,把基底面积适当提高0)
3.1~1.1(A A =,并以适当比
例确定基础底面长度和宽度。
3. 求p p p 、min max ,验算强度条件,如不满足重新选A 代入验算。
3、地基软弱下卧层承载力验算
除按持力层承载力确定基底尺寸外,还必须对软弱下卧层进行验算,要求软弱土层顶面处总应力不超过它的承载力特征值。即az CZ Z f ≤+σσσ=总。
1)土中附加应力求解如下:
附加应力可直接求解,但当上层土体压缩模量与下卧层压缩模量之比大于3,可按扩散原理简化计算。即基底处附加应力p0按某一扩散角向下扩散,根据扩散前后力的大小不变的原则,可得深处为Z 处附加应力。
✓ 对条基(仅考虑基础宽度方向扩散)
)tan 2(10θσz b b p z +=⨯⋅,可得θ
γθσtan 2)(tan 200z b d p b z b p b K z +-⋅=+⋅=
✓ 对矩形基础 )tan 2)(tan 2(0θθσz l z b l b p z ++=⨯⋅, 可得)
tan 2)(tan 2()()tan 2)(tan 2(00θθγθθσz l z b d p b z l z b p b K z ++-⋅=++⋅= ✓ 可见,要想减小附加应力可采取如下措施:
⏹ 加大b或基底底板面积,使扩散面积加大;
⏹ 减小d,增大z。
2) θ的确定 根据21S S E E =
α比值大小以及b z 的比值大小而定。 ●
b z 25.0< 取0=θ ●
b z 25.0= 可直接查表 ●
)5.0,25.0(b b z ⊂ 线性插入 ● b z 25.0≥ 按0.5b取值。
5. 地基稳定性验算
1、基本规定
对经常遭受水平荷载作用的高层建筑物、高耸结构以及建在斜坡上或边坡附近的建筑物,
应对地基进行稳定性验算。
2、验算方法 一般采用圆弧滑动面法,要求:2.1≥=滑动力矩
抗滑力矩K 3、特例 对于坡高和坡角不太大的稳定土坡坡顶的基础
1. m h 8≤;
2. 45≤β
3. 当垂直于坡顶边缘线的基础底面边长小于3m;
4. 基础底面外边缘至坡顶水平距离不小于2.5m
当埋深满足下列条件时,可保证由基础引起的附加应力,不影响土坡稳定性:
◆ 对条形基础 βt a n )5.3(a b d -≥
◆ 对矩形、圆形 βtan )5.2(a b d -≥
2.2基础剖面设计与配筋计算
1.墙下钢筋砼条基设计内容
上部荷载作用下,基底产生均布净反力(可不考虑基础及其上面土的重力,因这些重力所产生的那部分地基反力将重力相抵消),它的受力情况如倒置的悬板受地基反力作用,其破坏形式为:底板弯曲破坏和冲剪破坏两种。 中心受压时,地基净反力为b
F b F p j =⨯=1,最不利截面在根部,此处: )(2
1a b P V j -= 2221)(8
1)2(2121a b p a b p b P M j j j -=-== 基础有效高度0h 由混凝土的抗剪强度确定,即
t
f V h 7.00≥
则每米墙长的受力钢筋截面面积为 0
9.0h f M As y ≥