同济大学基础工程课件3
同济大学基础工程课件1
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基础:建筑物向地基传递荷载的下部结构。
浅基础:
通常把埋置深度较浅，且施工简单的基础， 称为浅基础。
深基础:
若浅层土质不良，须将基础埋置在较深的好 土层上，且需要借助于特殊施工方法的基础， 称为深基础。
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2. 基础工程的重要性
基础工程是隐蔽工程。 建筑物事故很多与地基基础问题有关。 工程实例： 加拿大特朗斯康谷仓 意大利比萨斜塔 苏州虎丘塔 上海一幢在建13层楼整体倒塌
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• 5.
课堂教材及辅导教材
教材 《基础工程设计原理》(“十一五”国家级规划 教材)，袁聚云、楼晓明、姚笑青、熊巨华、李 镜培编著，人民交通出版社，2011.5 《土质学与土力学》(第四版)，袁聚云、钱建固、 张宏鸣、梁发云编著，人民交通出版社， 2009.2 (地基承载力教学时需要用) 辅导教材 《基础工程复习与习题全解》，袁聚云、汤永 净编，同济大学出版社，2005.2
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比萨斜塔 (Leaning Tower of Pisa)
比萨斜塔是比萨大教堂的钟楼， 8层圆柱形建筑，白色大理石砌成， 塔高54.5米。始建于1173年，设计为垂直建造，但是在工程开始后不久便 由于地基不均匀和土层松软而倾斜， 1372 年完工时塔顶中心点已偏离垂 直中心线2.1米，1990年1月起斜塔全部关闭，塔身重心线已偏离10％。 经过11年的纠倾工作，2001年12月15日向游人重新开放，比萨斜塔被 扳“正”0.44米，目前还倾斜4.5米，基本恢复到18世纪末的水平。
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6.教学学时分配
序号 1 2 3 绪论 第一章 地基模型 第二章 浅基础地基计算 教学内容 课堂讲课 学 时 1 3 8 1 2 习题课 学 时 小计 1 4 10
基础工程课程设计——同济大学
目录1 设计资料..................................................... -2 -1.1初始条件 (2)1.2设计荷载 (2)1.3材料 (3)1.4地质资料，上部尺寸见所附图纸。
(3)2 基础类型的选择............................................... -3 -3 荷载计算..................................................... - 3 -3.1上部构造恒载反力及桥台台身、基础上的土重计算 (3)3.2土压力的计算 (4)3.2.1 台后填土表面无活载时土压力的计算...................... - 4 - 3.2.2台后填土表面有汽车荷载时.. (5)3.2.3 台后填土表面为挂车荷载时.............................. - 6 -3.2.4 台前溜坡填土自重对桥台前侧面上的主动土压力............ - 6 - 3.3支座活载反力计算 (7)3.3.1 桥上有汽车及人群荷载，台后无活载...................... - 7 -3.3.2 桥上、台后均有汽车荷载，重车在台后.................... - 8 -3.3.3 桥上有挂车荷载........................................ - 9 - 3.4支座摩阻力计算. (10)3.5荷载组合 (10)4 桩径、桩长的拟定............................................. - 11 -5 基桩根数及平面布置........................................... - 11 -5.1桩的根数的估算 (11)5.2桩的间距的确定 (12)5.3桩的平面布置 (12)6 桩基础内力的计算............................................. - 13 -6.1桩的计算宽度 (13)6．2桩的变形系数Α (13)6．3桩顶刚度系数值计算 (14)6．4计算承台底面原点O处位移 (15)6．5计算作用在每根桩顶上作用力 (15)6．6计算地面处桩身弯距、水平力及轴力 (16)6．7计算地面以下深度Z处桩身截面弯距与水平压应力 (16)7 桩基础内力验算............................................... - 18 -7．1群桩基础承载力验算 (18)7．2群桩基础沉降验算 (19)7．3承台计算 (19)7．4．1 桩顶处的局部受压验算............................... - 19 - 7．4．2 桩对承台的冲剪验算................................. - 19 -7．4．3 承台抗弯抗剪强度验算............................... - 20 -8 配筋计算..................................................... - 20 -8.1桩基础配筋计算 (20)8.1.1 计算偏心距增大系数................................... - 20 -8.1.2配筋率的计算及钢筋的选择............................ - 21 -8.1.3 承载力复核........................................... - 22 - 8.2承台的配筋计算. (22)9 结束语：..................................................... - 23 -10 参考文献：.................................................. - 23 -基础工程课程设计计算书1 设计资料1.1 初始条件东莞市常虎高速公路某高架桥梁，上部构造采用装配式钢筋混凝土简支T 梁，标准跨径20m ，计算跨径19m 。
基础工程(同济大学第二版)2-1
(1) 建筑物的用途和荷载性质
• 如果有地下室，则基础埋置深度受地下室空间高度的控 制，一般埋深较深；如有地下设施，基础埋置深度还决定于 设施的空间要求。 • 对于高层建筑，为了满足稳定性要求，减少建筑物整 体倾斜，防止倾覆和滑移，在地震区，基础埋深不宜小于 建筑物高度1/15。 • 对于受有上拔力的结构（如输电塔）基础，也要求有 较大的埋深以满足抗拔要求。 • 当管道与基础相交时，基础埋深应低于管道，并在基 础上面预留足够间隙的孔洞，以防止基础沉降压坏管道。 • 与基础刚度也有关，如用砖石等脆性材料砌筑的刚性 基础，为了防止基础本身材料的破坏，基础的构造高度往 往很大，因此刚性基础埋深要大于钢筋混凝土柔性基础。 • 对于桥墩基础，其基础顶面应位于河流最低水位以下 ，其埋置深度还应考虑河床的冲刷深度。
分为墙下条形基础、柱下条形基础和十字交叉条形基础。 墙下条形基础： 墙下条形基础：横截面积根据受力条件又可分为不带肋和 带肋两种。可看作是钢筋混凝土独立基础的特例，其计算属 于平面应变问题，只考虑在基础横向受力发生破坏。
图2-4
2. 钢筋混凝土条形基础
柱下条形基础： 柱下条形基础：当地基承载力较低且柱下钢筋混凝土独立 基础的底面积不能承受上部结构荷载时，常把若干柱子的基 础连成一条，构成柱下条形基础。目的是将承受的集中荷载 较均匀地分布到条形基础底面积上，以减小地基反力，并通 过形成的基础整体刚度来调整可能产生的不均匀沉降。 一个方向的单列柱基连在一起便成为单向条形基础。
第二章 浅基础设计的基本原理
第一节. 第一节. 概述
1. 浅基础的定义 通常将基础的埋置深度小于基础最小宽度，且只需经过挖 槽、排水等普通施工程序就可建造的基础称作浅基础。 2. 浅基础的荷载传递 上部结构 荷载 基础 基底压力 地基 应力和变形
基础工程(同济大学第二版)2-2
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2.局部剪切破坏
局部剪切破坏p-s曲线转折点不明显，没有明显的直线
段，其破坏的特征为： 随着荷载的增加，基础下也产生压密区I及塑性区II，但
塑性区仅仅发展到地基某一范围内，土中滑动面并不延伸
到地面，基础两侧地面微微隆起，没有出现明显的裂缝。
其p-s曲线如图中曲线b所示。
p-s曲线在转折点后， 其沉降量增长率虽较前一
地基容许承载力(pa): 考虑一定安全储备后的地基承载力。
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➢ 地基变形的三个阶段
0
pcr
pu p
a. 线性变形阶段（压密阶段） oa段，荷载小，主要产生压缩变形，
a
荷载与沉降关系接近于直线，土中τ＜τf ,
地基处于弹性平衡状态。
b. 弹塑性变形阶段（剪切阶段）
b
ab段，荷载增加，荷载与沉降关系
一、塑性区边界方程的推导
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在地基表面作用条形均布荷载p0，计算土中任意点M 由p引起的最大与最小主应力 1及 3时，可按前面有关 均布条形荷载作用下的附加应力公式计算：
1 p0 2 sin 2
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若条形基础的埋置深度为D时，计算基底下深度处
M点的主应力时，可将作用在基底水平面上的荷载(包
刺入剪切破坏常发生在松砂及软土中。
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地基的剪切破坏形式，除了与地基土的性质有关外， 还同基础埋置深度、加荷速度等因素有关。如在密砂地 基中，一般会出现整体剪切破坏，但当基础埋置很深时， 密砂在很大荷载作用下也会产生压缩变形，而出现刺入 剪切破坏；在软粘土中，当加荷速度较慢时会产生压缩 变形而出现刺入剪切破坏，但当加荷很快时，由于土体 不能产生压缩变形，就可能发生整体剪切破坏。
基础工程课件——第3章连续基础PPT
3.3.4 相互作用分析的基本条件和常用方法
1. 选择适当的地基模型
2. 满足下面两个基本条件
• 静力平衡条件 外荷载与基底反力抵消。 外荷载和基底反力对基础任一点的力矩之和为0。
微分方程
• 变形协调条件 基底与地基保持接触不脱开。
wi si
解析解3.4节 数值解3.5节
基底挠度 地基沉降
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3.4文克勒地基上梁的计算
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3.1概述
连续基础——柱下条形基础、交叉条形基础、筏板基础、箱形 基础统称。
a ) 柱下单向条形基础
b) 十字交叉条形基础
c) 平板式筏板基础
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d) 肋梁式筏板基础
e) 箱形基础
连续基础特点
1、基底面积较大；
承担较大的建筑物荷载
2、整体刚度大；
减小不均匀沉降
3、箱形基础和有地下室的筏基用补偿性概念
kb EI
w
0
4
kb 4EI
四阶常系数线性常微分方程
w e x ( c 1 c o s x c 2 s i n x ) e x ( c 3 c o s x c 4 s i n x )
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特解（定出系数c1、c2、c3、c4）
3.4.4基床系数的确定
• 基床系数——表征土力学性质的力学指标。单位：kN / m3
• 定义式：k=p/s
• 影响因素：基底压力大小及分布；土的压缩性；土层厚 度；邻近荷载影响等。
• 确定方法：（1）按基础预估沉降量确定
k p0 / sm P0-基底附加应力；sm-基础的平均沉降量。
厚度为h的薄压缩层地基：smzh/E sp0h/E s
k Es /h
（2）按载荷试验成果确定
《基础工程第二版》PPT课件
2. 钢筋混凝土条形基础
✓ 十字交叉条形基础：当单向条形基础的底面积仍不能承受上部结构荷载时， 可将纵横柱基础均连在一起，构成十字交叉条形基础。十字交叉条形基础可承担 10层以下民用住宅。
图2-6
3. 筏板基 础
图2-7
3. 筏板基础
当地基承载力低，而上部结构的荷重又较大，以至于十字交叉条形基础 仍不能提供足够的底面积来满足地基承载力的要求时，或相邻基槽间距很小时， 可采用钢筋混凝土满堂基础即筏板基础。
✓在桥梁基础中，通常采用如图2-2所示的刚性扩大基础。 图2-2 桥梁工程中常用的刚性扩大基础
二、钢筋混凝土扩展基础）
当刚性基础的尺寸不能同时满足地基承载力和基础埋深的要求时，则需则需 采用钢筋混凝土扩展基础。钢筋混凝土扩展基础具有较好的抗剪能力和抗弯能力， 通常也称之为柔性基础或有限刚度基础。
✓ 设计要求：在宽高比的限制下，基础相对高度一般较大，几乎不会发生弯曲变
形，此类基础习惯上称之为刚性基础。
✓ 应用范围：无筋扩展基础可用于六层和六层以下（三合土基础不宜超过四层） 的民用建筑和砌体承重的厂房。
无筋扩展基础又可分为墙下条形基础和柱下独立基础。
（a）墙下条形基础；（b）柱下独立基础 图2-1 无筋扩展基础分类（d为柱中纵向钢筋直径）
✓ 特点：具有较好的抗剪能力和抗弯能力。 ✓ 设计要求：采用扩大基础底面积的方法来满足地基承载力的要求，但不必增 加基础的埋深；选择合适的基础材料、高度与配筋来满足基础抗剪和抗弯要求。
✓ 钢筋混凝土扩展基础种类：独立基础、条形基础、筏板基础、箱形基础 和壳体基础等。
1. 柱下钢筋混凝土独立基础
钢筋混凝土独立基础主要是指柱下单独基础。常见于桥梁工程、工业厂房等。
基础工程(同济大学第二版)4-3
式中：α — 桩的变形系数，α＝ mb1 。
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式(4-36)为四阶线性变系数齐次常微分方程，可用幂 级数展开的方法，并结合桩底的边界条件求出桩挠曲微 分方程的解。 理论与实测成果表明，在水平荷载作用下，桩的变 形与受力主要发生在上部，当 α z≥4时，桩身的变形与内 力很小，可以略去不计，土中应力区和塑性区的主要范 围也在上部浅土层。因此，桩周土对桩的水平工作性状 影响最大的是地表土和浅层土，改善浅部土层的工程性 质可收到事半功倍的效果。 对于αh≥4的桩，桩底边界条件对桩的受力变形影响 很小，各种类型的桩，摩擦桩、端承桩可统一用以下公 式计算桩身在地面以下任一深度处内力及位移：
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σzx＝Cx z 式中 σzx—横向土抗力(kN/m2)； C —地基系数(kN/m3)，表示单位面积土在弹性限 度内产生单位变形时所需加的力； xz —深度z处桩的横向位移(m)。 （一）地基系数及其分布规律 大量的试验表明，地基系数C值不仅与土的类别及其性 质有关，而且也随着深度而变化。由于实测的客观条件和 分析方法不尽相同等原因，所采用的C值随深度的分布规律 也各有不同。常采用的地基系数分布规律如图所示的几种 形式，相应产生几种基桩内力和位移计算的方法，
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上述四种方法均为按文克勒假定的弹性地基梁法， 但各自假定的地基系数随深度分布规律不同，其计算结 果是有差异的。从实测资料分析表明，宜根据土质特性 来选择恰当的计算方法。目前应用较广的是“m”法。 按“m”法计算时，地基土的比例系数m值可根据试验 实测决定，无实测数据时可参考表4-9中的数值选用；对 于岩石地基系数C0 ，认为不随岩层面的埋藏深度而变， 可参考表4-10采用。 （二）单桩、单排桩与多排桩 单桩、 计算基桩内力先应根据作用在承台底面的外力N、H、 M，计算出作用在每根桩顶的荷载Pi、Qi、Mi值，然后才 能计算各桩在荷载作用下各截面的内力与位移。
同济大学基础工程课件3
准永久组合S’k ：按正常使用极限状态计算时，对可 变荷载采用准永久值为荷载代表值的组合。
基本组合S ：按承载能力极限状态计算时，永久作
用与可变作用的组合设计值。 S =1.35Sk
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二、地基基础设计的技术要求及原则
地基基础设计必须满足的三个基本要求是：
地基强度要求 地基变形要求 基础结构的强度、刚度及耐久性要求
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(2)承载能力极限状态或稳定极限状态
承载能力极限状态一般采用安全系数法进行验算:
p fu K
式中 p ──作用于地基上的平均总压力，kPa；
fu ──地基极限承载力，kPa；
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■ 我国《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011) 采用了地基承载力特征值的概念。 ■ 地基承载力特征值是指地基土压力-变形曲线(p-s 曲线)在线性变形范围内规定的变形所对应的压力值， 其最大值为比例界限值。 ■ 地基承载力特征值可由载荷试验或其它原位测试、 理论公式计算，并结合工程实践经验等方法综合确 定。
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3、荷载的设计值
荷载代表值与荷载分项系数的乘积称为荷载的设
计值。
4、荷载的组合
设计时为了保证结构的可靠性，需要确定同时作
用在结构上有几种荷载、每种荷载采用何种代表值，
这一工作称为荷载组合或荷载效应组合。
在地基基础设计中，一般有如下几种荷载组合：
标准组合Sk：按正常使用极限状态计算时，采用标 准值或组合值为荷载代表值的组合。
基础
地基
应力和变形
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天然地基上的浅基础
基础工程(同济大学第二版)3
Fl 0.7hp f t amh0
am (at ab ) 2
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Fl p j Al
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（a）基础剖面 图3-7 柱下独立基础的抗冲切验算
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式中 hp 受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于 800mm时，取1.0；当2000mm时，取0.9，中间值线性内插； ft 混凝土抗拉强度设计值（kPa）； h0 基础冲切破坏锥体的有效高度（m）； am 基础冲切破坏锥体最不利一侧的计算长度(m)； at 基础冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，在 验算柱与基础交接处的抗冲切能力时，取柱宽a；在验算柱与 基础变阶处的抗冲切能力时，取上阶宽； ab 基础冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积 范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内 （如图3-7b），计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，ab取 柱宽a加两倍基础有效高度h0；计算基础变阶处的受冲切承载 力时，ab取上阶宽加该处的两倍基础有效高度。当冲切破坏锥 体的底面在l方向落在基础底面以外(如图3-7c)，即 a 2h0 l 此时，ab＝l；
Fk (2) 根据地基承载力初步确定基础宽度b。A f d a G
(3) 验算基础宽度是否满足。
b b0 2Htg
tg ─ 基础台阶宽高比的允许值； 称为刚性角； b2 tg b2 ─基础的外伸长度。 H
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（a） 墙下无筋扩展基础 （b） 柱下无筋扩展基础 图3-1 无筋扩展基础验算
二、无筋扩展基础的构造要求
刚性基础应按其材料特点满足相应的构造要求。
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1. 砖基础
砖基础采用的砖强度等级应不低于MU10，砂浆不低于 M5，在地下水位以下或地基土潮湿时应采用水泥砂浆砌筑。 基础底面以下一般先做100mm厚的混凝土垫层，混凝土强度等 级为C10。
基础工程同济大学第二版3
5. 设计理论简介
常规设计法：一般工程中常用的设计方法； 共同作用设计方法：尚未推广至常规的工程设计中，但 是，是今后地基基础设计的发展方向。 2019/3/7 5
在目前工程设计中，通常把上部结构与地基基础分离 开来进行计算，视上部结构底端为固定支座或固定铰支 座，不考虑荷载作用下各墙柱端部的相对位移，并按此 进行内力分析，这种分析与设计方法称为常规设计法。 地基、基础和上部结构之间实际上是互相影响、互相 制约的，基础内力和地基变形除与基础刚度、地基土性 质有关外，还与上部结构的荷载和刚度有关。它们在荷 载作用下应满足变形协调条件，这种考虑上部结构与地 基基础相互影响并满足变形协调条件的设计方法称为共 同作用设计方法。 变形协调条件：原来互相连接或接触的部位，在各部 分荷载、位移和刚度的综合影响下，一般仍然保持连接或 接触，如墙柱底端的位移与该处基础的变位及地基表面的 沉降三者相一致。
3. 石灰三合土基础
4. 灰土基础
5. 混凝土和毛石混凝土基础
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混凝土基础一般用C15以上的素混凝土做成。
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三、无筋扩展基础的设计计算步骤
(1) 根据构造及建筑模数初步确定基础高度H。
混凝土基础的高度不宜小于 20cm ，一般为 30cm 。对 于石灰三合土基础和灰土基础，基础高度应为15cm的倍 数。砖基础的高度应符合砖的模数，标准砖的规格为 240×115×53 。在布置基础剖面时，大放脚的每皮宽度 b1和高度h1值见表3-1。
二、无筋扩展基础的构造要求
刚性基础应按其材料特点满足相应的构造要求。
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1. 砖基础
砖基础采用的砖强度等级应不低于 MU10 ，砂浆不低于 M5 ，在地下水位以下或地基土潮湿时应采用水泥砂浆砌筑。 基础底面以下一般先做100mm厚的混凝土垫层，混凝土强度等 级为C10。
基础工程(同济大学第二版)0
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0. 绪论
1. 地基基础的定义 地基: 地基: 承受建筑物荷载的地层。 • 天然地基: 天然地基: 当选定合适的基础形式后，若地基不加处理 就可以满足设计要求的，称为天然地基。 • 人工地基: 人工地基: 当地基强度不足或压缩性很大而不能满足设 计要求时，则需要对地基进行处理，经过人工 处理后的地基则称为人工地基。
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1. 地基基础的定义 基础: 基础:建筑物向地基传递荷载的下部结构 • 浅基础: 浅基础: 通常把埋置深度较浅，且施工简单的基础称 为浅基础。 • 深基础: 深基础: 若浅层土质不良，须将基础埋置在较深的好 土层上，且需要借助于特殊施工方法的基础， 则称为深基础。
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3. 基础工程的发展历史和现状
最近几十年来，由于土木工程建设的需要，特别是电 子计算机和计算理论的发展及其在土木工程中的应用， 使得基础工程，无论是设计理论，还是施工技术都得到 了迅速的发展，出现了许多新的基础形式。 深、大、复合型方向发展：超长桩、巨型钢筋混凝 土浮运沉井、大型盾构、顶管、地下连续墙等。 地基基础形式多样化(尤其在地基处理技术中)：强 夯、深层搅拌桩、树根桩、复合桩基、锚杆、加筋 土等。 新型基础材料不断涌现：最初的砖、石到混凝土、 钢，以及到现在的水泥土、PHC桩、混凝土管桩、 土工织物合成类材料等。 由于基础工程的复杂性(地质条件，隐蔽工程)，目前 基础工程领域还有许多问题需要进一步研究和探讨。
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比萨斜塔是比萨大教堂的钟楼， 8层圆柱形建筑，白色大理石砌成，塔 高54.5米。1370年完工时塔顶中心点已偏离垂直中心线2.1米，1990年1月 起斜塔全部关闭，塔身重心线已偏离10％。 经过11年的纠倾工作，2001年12月15日向游人重新开放，比萨斜塔被 扳“正”0.44米，目前还倾斜4.5米，基本恢复到18世纪末的水平。 2010-11-19 6
《基础工程教案》课件
《基础工程教案》PPT课件第一章：基础工程概述1.1 课程介绍解释基础工程的概念和重要性概述基础工程的基本原理和目的1.2 基础工程的定义解释基础工程的定义和作用强调基础工程在建筑和工程领域的重要性1.3 基础工程的分类介绍不同类型的基础工程，如浅基础、深基础、扩展基础等解释每种类型的特点和适用场景1.4 基础工程的设计和施工概述基础工程的设计过程和方法介绍基础工程施工的步骤和技术第二章：浅基础工程2.1 浅基础工程概述解释浅基础工程的定义和特点强调浅基础工程的安全性和稳定性2.2 浅基础工程的类型介绍不同类型的浅基础工程，如扩展基础、浅埋式基础等解释每种类型的适用场景和优缺点2.3 浅基础工程的设计和施工概述浅基础工程的设计过程和方法介绍浅基础工程施工的步骤和技术2.4 浅基础工程的案例分析提供一些浅基础工程的实际案例分析案例中的设计选择和施工方法第三章：深基础工程3.1 深基础工程概述解释深基础工程的定义和特点强调深基础工程在承载力和稳定性方面的优势3.2 深基础工程的类型介绍不同类型的深基础工程，如桩基、地下连续墙等解释每种类型的适用场景和优缺点3.3 深基础工程的设计和施工概述深基础工程的设计过程和方法介绍深基础工程施工的步骤和技术3.4 深基础工程的案例分析提供一些深基础工程的实际案例分析案例中的设计选择和施工方法第四章：基础工程的施工技术4.1 施工准备介绍施工前的准备工作，如场地平整、测量定位等强调准备工作的重要性4.2 基础工程的施工方法介绍不同的施工方法，如开挖、浇筑、养护等解释每种方法的适用场景和操作要点4.3 施工中的质量控制强调质量控制的重要性介绍质量控制的方法和指标4.4 施工安全与环保介绍施工安全的重要性和注意事项强调环保意识和可持续发展第五章：基础工程的案例分析5.1 案例一：高层建筑浅基础工程分析高层建筑浅基础工程的设计和施工方法强调浅基础工程在高层建筑中的作用和重要性5.2 案例二：桥梁深基础工程分析桥梁深基础工程的设计和施工方法强调深基础工程在桥梁建设中的关键作用5.3 案例三：工业厂房浅基础工程分析工业厂房浅基础工程的设计和施工方法强调浅基础工程在工业厂房建设中的应用和重要性5.4 案例四：地下工程深基础工程分析地下工程深基础工程的设计和施工方法强调深基础工程在地下工程中的关键作用5.5 案例五：地震区基础工程分析地震区基础工程的设计和施工方法强调地震区基础工程的特殊要求和重要性第六章：基础工程的检测与监控6.1 基础工程检测概述解释基础工程检测的概念和重要性概述基础工程检测的方法和目的6.2 基础工程的检测技术介绍不同的基础工程检测技术，如声波检测、振动检测等解释每种技术的适用场景和操作要点6.3 基础工程的监控系统介绍基础工程监控系统的组成和功能强调监控系统在确保工程安全性和稳定性方面的作用6.4 案例分析：基础工程检测与监控实例提供一些基础工程检测与监控的实际案例分析案例中的检测方法和技术应用第七章：基础工程的维护与修复7.1 基础工程维护概述解释基础工程维护的概念和重要性概述基础工程维护的方法和目的7.2 基础工程的维护技术介绍不同的基础工程维护技术，如补强、加固等解释每种技术的适用场景和操作要点7.3 基础工程的修复工程介绍基础工程修复工程的类型和方法强调修复工程在延长工程寿命和提高安全性方面的作用7.4 案例分析：基础工程维护与修复实例提供一些基础工程维护与修复的实际案例分析案例中的维护和修复方法和技术应用第八章：地基处理技术8.1 地基处理概述解释地基处理的概念和重要性概述地基处理的方法和目的8.2 地基处理技术介绍不同的地基处理技术，如压实、加固、排水等解释每种技术的适用场景和操作要点8.3 地基处理的监测与评估介绍地基处理监测与评估的方法和指标强调监测与评估在确保工程安全性和稳定性方面的作用8.4 案例分析：地基处理技术实例提供一些地基处理技术的实际案例分析案例中的处理方法和技术应用第九章：基础工程的经济性与环境影响9.1 基础工程的经济性解释基础工程经济性的概念和重要性概述基础工程经济性的评估方法和指标9.2 基础工程的经济影响因素介绍影响基础工程经济性的因素，如材料成本、施工周期等强调这些因素对工程经济性的影响9.3 基础工程的环境影响解释基础工程环境影响的概念和重要性概述基础工程环境影响的评估方法和指标9.4 基础工程的可持续发展强调可持续发展的重要性介绍基础工程在环保和可持续发展方面的实践和方法第十章：基础工程的未来发展趋势10.1 基础工程的技术创新介绍基础工程领域中的新技术和创新强调技术创新对基础工程发展的重要性10.2 基础工程的数字化与智能化解释数字化和智能化在基础工程中的应用强调数字化和智能化对基础工程发展的影响10.3 基础工程的绿色与环保解释绿色和环保在基础工程中的重要性概述基础工程在绿色和环保方面的实践和方法10.4 基础工程的可持续发展强调可持续发展的重要性介绍基础工程在可持续发展方面的未来趋势和方向重点和难点解析1. 基础工程的分类：浅基础和深基础的不同类型、适用场景和优缺点。
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刚性基础应按其材料特点满足相应的构造要求。
1. 砖基础 砖基础采用的砖强度等级应不低于MU7.5，砂浆不低
于M2.5，在地下水位以下或地基土潮湿时应采用水泥砂 浆砌筑。基础底面以下一般先做100mm厚的混凝土垫层 ，混凝土强度等级为C10或C7.5。 2. 毛石浆砌基础
3. 石灰三合土基础
第二节. 刚性基础
一、刚性基础的设计原则
刚性基础通常是由砖、块石、毛石、素混凝土、三合土 和灰土等材料建造的，这些材料具有抗压强度高而抗拉、 抗剪强度低的特点，所以在进行刚性基础设计时必须使基 础主要承受压应力，并保证基础内产生的拉应力和剪应力 都不超过材料强度的设计值。
上述设计目标主要通过对基础的外伸宽度与基础高度 的比值进行验算来实现。同时，其基础宽度还应满足地 基承载力的要求。
地基、基础和上部结构之间实际上是互相影响、互相 制约的，基础内力和地基变形除与基础刚度、地基土性 质有关外，还与上部结构的荷载和刚度有关。它们在荷 载作用下应满足变形协调条件，这种考虑上部结构与地 基基础相互影响并满足变形协调条件的设计方法称为共 同作用设计方法，它是地基基础设计理论的发展方向。
变形协调条件：原来互相连接或接触的部位，在各部 分荷载、位移和刚度的综合影响下，一般仍然保持连接或 接触，如墙柱底端的位移与该处基础的变位及地基表面的 沉降三者相一致。
基础工程设计原理
3
第三章 浅基础结构设计
第一节. 概 述
浅基础除受到1来. 自浅上基部础结结构构的荷受载力作用外，同时还
受到地基反力的作用，其截面内力(弯矩、剪力、扭矩等 )是这两种荷载的共同作用。
2. 浅基础结构设计内容
浅基础结构设计内容与建造材料(基础类型)有关： ➢ 刚性基础(无筋扩展基础)：采用控制基础宽高比的方 法使基础主要承受压应力，并保证基础内产生的拉应力和 剪应力都不超过材料强度的设计值。
础边缘至墙脚的距离a；当墙体材料为砖墙且墙脚伸出
1 4砖长时，验算截面I在墙面处，bI a 0.06 m 。
砖墙情况
➢ 柔性基础(扩展基础)：截面设计验算的内容主要包括 基础底面尺寸、截面高度和截面配筋等。
钢筋混凝土扩展基础的基底面积通常根据地基承载力 和对沉降及不均匀沉降的要求确定；
基础高度由混凝土的抗剪切条件确定； 基础受力钢筋配筋量由基础验算截面抗弯能力确定。
3. 地基反力确定方法
地基反力当用于不同的计算目的时，其取值应有所 区别，例如：
(2)
根据地基承载力初步确定基础宽度b。
A
f
F
G d
(3) 验算基础宽度是否满足。
b b0 2Htg
tg ─ 基础台阶宽高比的允许值；
b2
称为刚性角；
─基础的外伸长度。 tg
b2 H
如验算符合要求，则可采用选定的基础宽度和高度， 否则应调整基础高度重新验算，直至满足要求为止。
(4) 当刚性基础由不同材料叠合而成时，应对叠合部 分作抗压验算。
在确定基础底面尺寸或计算基础沉降时，应考虑设 计地面以下基础及其上覆土重力的作用(平均总压力)；
在进行基础截面设计(基础高度的确定、基础截面配 筋)中，采用不计基础与上覆土重力作用时的地基净反 力计算(地基净反力) 。
4. 地基反力分布假定
基底反力的分布假设是基础内力计算的前提，应根据基 础形式和地基条件等正确确定。 对墙下条形基础和柱下独立基础，地基反力通常采用直 线分布； 对柱下条形基础和筏板基础等，当地基持力层土质均匀 ，上部结构刚度较好，各柱距相差不大，柱荷载分布较 均匀时，地基反力可认为符合直线分布，基础梁的内力 可按简化的直线分布法计算； 当不满足上述条件时，宜按弹性地基梁法计算。
二、基础截面的设计计算步骤
1. 地基净反力计算
地基净反力：由基础顶面的荷载设计值所产生的地基反
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力，以 p j表示。
pj
m m
ax in
N b
6M b2
2. 基础高度的确定
基础验算截面I的剪力设计值VI(kN/m)为
VI
bI 2b
2b bI p j max bI p j min
当bI为墙验体算材截料面为I混距凝基土础时边，缘验的算距截离面，Im在。墙脚处，bI 等于基
三、刚性基础的设计计算步骤
(1) 根据构造及建筑模数初步确定基础高度H。
混凝土基础的高度不宜小于20cm，一般为30cm。对于
石灰三合土基础和灰土基础，基础高度应为15cm的倍数
。砖基础的高度应符合砖的模数，标准砖的规格为
240×115×53。在布置基础剖面时，大放脚的每皮宽度
b1和高度h1值见表3-1。
5. 设计理论简介
常规设计法：一般工程中常用的设计方法； 共同作用设计方法：尚未推广至常规的工程设计中。
在目前工程设计中，通常把上部结构与地基基础分离 开来进行计算，视上部结构底端为固定支座或固定铰支 座，不考虑荷载作用下各墙柱端部的相对位移，并按此 进行内力分析，这种分析与设计方法称为常规设计法。
截面设计验算内容：主要包括基础底面宽度b、基础高度h 及基础底板配筋等。
基底宽度根据地基承载力要求确定； 基础高度由混凝土的抗剪切条件确定； 基础底板受力钢筋由基础验算截面的抗弯能力确定。 荷载：基础截面设计(基础高度确定、底板配筋)中，应采用 不计基础与上覆土重力作用时的地基净反力计算； 确定基础底面尺寸或计算基础沉降时，应考虑设计地面以 下基础及其上覆土重力的作用。
(5) 对混凝土基础，当基础底面平均压力超过300kPa 时，尚应对台阶高度变化处的断面进行抗剪验算，验 算公式为：
V 0.07 fc A
式中 V fc A
剪力设计值； 混凝土轴心抗压强度设计值； 台阶高度变化处的剪切断面面积。
第三节 墙下条形基础
一、墙下条形基础的设计原则
内力计算：一般可按平面应变问题处理； 在长度方向可取单位长度计算。
石灰三合土基础由石灰、砂和骨料加适量的水充分搅 拌均匀后，铺在基槽内分层夯实而成。三合土的体积配合 比为1∶2∶4或1∶3∶6，在基槽内夯实。
4. 灰土基础 灰土基础由熟化石灰和粘土按比例拌和并夯实而成。
常用的体积配合比有3∶7和2∶8。
5. 混凝土和毛石混凝土基础
混凝土基础一般用C10以上的素混凝土做成。