西南交通大学基础工程学.pdf
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稳定性：不会在外荷载作用下发生浅层和深层滑移。
2．基础 强 度：保证基础结构不发生破坏。
刚 度：保证荷载的良好传递、分配，降低地基沉降的不均匀性。
参考书：
（1）陈仲颐，叶书麟. 基础工程学.北京：中国建筑工业出版社，1990 （2）钱力航. 高层建筑箱形与筏形基础的设计计算. 北京：中国建筑工业 出版社，2003 （3）郑刚，高等基础工程学. 北京：机械工业出版社，2007 （3）董建国，赵锡宏. 高层建筑地基基础. 上海：同济大学出版社，1997 （4）宰金珉，宰金璋. 高层建筑基础分析与设计. 北京：中国建筑工业出 版社，1993 （5）《桩基工程手册》编写委员会. 桩基工程手册. 北京：中国建筑工 业出版社，1995 （6）H. G. Poulos & E. H. Davis. Pile Foundation Analysis And Design.
沉井基础
桩基础
沉井基础
地下连续墙基础
（1） 相比之下，房建基础的类型更为丰富。 （2） 无论是桥梁还是房建，桩基础因承载力高，沉降小，因此应 用十分广泛，尤其是在大型建筑结构中。
独立基础
柱下条形基础
墙下条形基础 十字交叉基础
筏形基础（梁板式）
箱形基础
壳体基础（正圆锥壳）
桩基础 地下连续墙基础
沉井基础
——
路世 大界 桥上 锚最 碇大 。的
沉 井
江 阴 长 江 公
沉井平面长69m，宽51m，下沉深度为58m，相当于9个半篮球场大的20 层高楼埋进地下。
1.3 对基础的要求
一是满足地基承载和变形的要求，二是基础自身强度和刚度的要求。
承载力：地基不发生破坏。
1．地基 变 形：地基不能产生过大的变形（如沉降、不均匀沉降、倾斜等）。
John Wiley & Sons.Inc, 1976 (卢世深，林亚超. 桩基础的计算和分析.北京:人民交通出版社,1987 )
2. 浅基础的地基计算
2.1 地基承载力的确定 2.2 地基承载力验算 2.3 地基稳定性验算 2.4 地基变形计算
2.1 地基承载力的确定
1．现场试验
直接法：载荷试验。
/ 2)
−1) cotϕ
Nγ
=
1 2
( kpγ
cos2ϕ
−1)tanϕ
2.2 地基承载力验算
2.2.1 持力层承载力验算
中心荷载 pk ≤ fa
偏心荷载（小偏心）
pk ≤ fa pkmax ≤ 1.2 fa
pkmin ≥ 0
大偏心
pkmax
=
2(Fk + Gk ) 3la
a =b/2−e
d
pkmax
fu = cNc + γ 0DNq + 0.5γ bNγ （条形基础）
fu = 1.3cNc + γ 0DNq + 0.4γ bNγ （矩形基础）
fu = 1.3cNc + γ 0DNq + 0.6γ rNγ （圆形基础）
Nc = (Nq −1)cotϕ
Nq
=
e(3π / 2−ϕ ) tanϕ (
2 cos2 (π / 4 + ϕ
z Vesic公式 假设：地基材料为刚塑性，基础与地基之间无摩擦（光滑），但地基有重量。
fu = ck Nc + γ 0DNq + 0.5γ bNγ
Nq
=
eπ tanϕk
tan
2
π
(
4
+ ϕk
2
)
Nc = (Nq −1)cotϕk
Nγ = 2(Nq +1)tanϕk
z Terzaghi公式
假 设：地基材料为刚塑性，考虑重度，基础与地基之间完全粗糙（或光滑）。
间接法：旁压仪试验、标准贯入试验、静力及动力触探试验等其中载荷 试验是最常用和可靠的方法。
2．经验法
通过对大量实测数据进行整理、分析、归纳等得到的计算公式， 如规范中的经验公式。
3．理论法
Rankine (1857)
Prandtl (1920)
Reissner (1924) Terzaghi (40年代)
Meyerhof (50年代) Hansen (60年代)
Vesic (70年代)
z Prandtl公式
假 设：地基材料为刚塑性，无重量，基础与地基之间光滑。
fu = cNc + γ 0D ⋅ Nq
Nq
=
eπ tanϕ
tan
2
π
(
4
+
ϕ
) 2
Nc = (Nq −1)cotϕ
出现的问题：置于砂土表面的基础（c=0，D=0）承载力为0。
（1）上部结构-基础-地基系统中的重要
组成部分。 （2）与地基直接接触而使其行为十分
复杂，与岩、土的联系密切。 （3）对整个工程的工期和造价可产生
上部结构
较大的影响。 （4）属隐蔽性工程，出现问题难以补
救。
地基
基础
1. 2 基础分类
独立基础
条形基 础
明挖基础
筏形基础
桥梁基础 桩 基 础
房建基础
箱形基础 壳形基础
Cs 1
lg p
基
结基 构础
坑
施及
开
工上
挖
部
p
基
pc
底 最自 终重 压压 力力
（1）浅基坑 （p >> pc） 再压缩量可忽略不计。
（2）地基沉降计算的特点 （2）中深基坑 （p > pc ） 再压缩量不能忽略。
（3）深基坑 （p ≤ pc） 沉降全部为再压缩量。
2.4.2 地基沉降计算方法
1. 利用压缩模量、回弹再压缩模量计算地基沉降 （《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》）
基础工程学
岩土工程系
课程主要内容
1. 基础工程概述 2. 浅基础的地基计算 3. 柱下条形基础计算 4. 筏形基础计算 5. 箱形基础结构计算 6. 桩基础 7. 深基坑工程简介
1.基础工程概述
1.1 基础的作用和特点 1.2 基础的分类 1.3 对基础的要求
1.1 基础的作用和特点
基础的作用是将结构所受外力传入地基，并保证地基不发生破 坏和产生过大的变形。
± 0.00
F k+Gk Mk
b×l pkmin
b
ae F k+Gk
pkmax
3a b
2.2.2 软弱下卧层承载力验算
d
pz + pcz ≤( pk − (b + 2z
pc )b
tanθ )
条形基础
ztanθ
pz
=
(b
+
2z
( pk − pc )bl
tanθ )(l + 2z
tanθ )
矩形基础
2.3 地基稳定性验算
1．水平荷载作用下的滑移 2．偏心、水平荷载作用下的建筑物倾斜 3．地基整体滑动、建筑物倾覆
F k+Gk
± 0.00 p0=p k −pc
持力层
θ
b 软弱下卧层
pz ztanθ
2.4 地基变形计算
e
e
2.4.1 土的压缩及地基变形计算
1
（1）土的压缩的特点
Cc
加载 卸载→再加载 不同的压缩量
2．基础 强 度：保证基础结构不发生破坏。
刚 度：保证荷载的良好传递、分配，降低地基沉降的不均匀性。
参考书：
（1）陈仲颐，叶书麟. 基础工程学.北京：中国建筑工业出版社，1990 （2）钱力航. 高层建筑箱形与筏形基础的设计计算. 北京：中国建筑工业 出版社，2003 （3）郑刚，高等基础工程学. 北京：机械工业出版社，2007 （3）董建国，赵锡宏. 高层建筑地基基础. 上海：同济大学出版社，1997 （4）宰金珉，宰金璋. 高层建筑基础分析与设计. 北京：中国建筑工业出 版社，1993 （5）《桩基工程手册》编写委员会. 桩基工程手册. 北京：中国建筑工 业出版社，1995 （6）H. G. Poulos & E. H. Davis. Pile Foundation Analysis And Design.
沉井基础
桩基础
沉井基础
地下连续墙基础
（1） 相比之下，房建基础的类型更为丰富。 （2） 无论是桥梁还是房建，桩基础因承载力高，沉降小，因此应 用十分广泛，尤其是在大型建筑结构中。
独立基础
柱下条形基础
墙下条形基础 十字交叉基础
筏形基础（梁板式）
箱形基础
壳体基础（正圆锥壳）
桩基础 地下连续墙基础
沉井基础
——
路世 大界 桥上 锚最 碇大 。的
沉 井
江 阴 长 江 公
沉井平面长69m，宽51m，下沉深度为58m，相当于9个半篮球场大的20 层高楼埋进地下。
1.3 对基础的要求
一是满足地基承载和变形的要求，二是基础自身强度和刚度的要求。
承载力：地基不发生破坏。
1．地基 变 形：地基不能产生过大的变形（如沉降、不均匀沉降、倾斜等）。
John Wiley & Sons.Inc, 1976 (卢世深，林亚超. 桩基础的计算和分析.北京:人民交通出版社,1987 )
2. 浅基础的地基计算
2.1 地基承载力的确定 2.2 地基承载力验算 2.3 地基稳定性验算 2.4 地基变形计算
2.1 地基承载力的确定
1．现场试验
直接法：载荷试验。
/ 2)
−1) cotϕ
Nγ
=
1 2
( kpγ
cos2ϕ
−1)tanϕ
2.2 地基承载力验算
2.2.1 持力层承载力验算
中心荷载 pk ≤ fa
偏心荷载（小偏心）
pk ≤ fa pkmax ≤ 1.2 fa
pkmin ≥ 0
大偏心
pkmax
=
2(Fk + Gk ) 3la
a =b/2−e
d
pkmax
fu = cNc + γ 0DNq + 0.5γ bNγ （条形基础）
fu = 1.3cNc + γ 0DNq + 0.4γ bNγ （矩形基础）
fu = 1.3cNc + γ 0DNq + 0.6γ rNγ （圆形基础）
Nc = (Nq −1)cotϕ
Nq
=
e(3π / 2−ϕ ) tanϕ (
2 cos2 (π / 4 + ϕ
z Vesic公式 假设：地基材料为刚塑性，基础与地基之间无摩擦（光滑），但地基有重量。
fu = ck Nc + γ 0DNq + 0.5γ bNγ
Nq
=
eπ tanϕk
tan
2
π
(
4
+ ϕk
2
)
Nc = (Nq −1)cotϕk
Nγ = 2(Nq +1)tanϕk
z Terzaghi公式
假 设：地基材料为刚塑性，考虑重度，基础与地基之间完全粗糙（或光滑）。
间接法：旁压仪试验、标准贯入试验、静力及动力触探试验等其中载荷 试验是最常用和可靠的方法。
2．经验法
通过对大量实测数据进行整理、分析、归纳等得到的计算公式， 如规范中的经验公式。
3．理论法
Rankine (1857)
Prandtl (1920)
Reissner (1924) Terzaghi (40年代)
Meyerhof (50年代) Hansen (60年代)
Vesic (70年代)
z Prandtl公式
假 设：地基材料为刚塑性，无重量，基础与地基之间光滑。
fu = cNc + γ 0D ⋅ Nq
Nq
=
eπ tanϕ
tan
2
π
(
4
+
ϕ
) 2
Nc = (Nq −1)cotϕ
出现的问题：置于砂土表面的基础（c=0，D=0）承载力为0。
（1）上部结构-基础-地基系统中的重要
组成部分。 （2）与地基直接接触而使其行为十分
复杂，与岩、土的联系密切。 （3）对整个工程的工期和造价可产生
上部结构
较大的影响。 （4）属隐蔽性工程，出现问题难以补
救。
地基
基础
1. 2 基础分类
独立基础
条形基 础
明挖基础
筏形基础
桥梁基础 桩 基 础
房建基础
箱形基础 壳形基础
Cs 1
lg p
基
结基 构础
坑
施及
开
工上
挖
部
p
基
pc
底 最自 终重 压压 力力
（1）浅基坑 （p >> pc） 再压缩量可忽略不计。
（2）地基沉降计算的特点 （2）中深基坑 （p > pc ） 再压缩量不能忽略。
（3）深基坑 （p ≤ pc） 沉降全部为再压缩量。
2.4.2 地基沉降计算方法
1. 利用压缩模量、回弹再压缩模量计算地基沉降 （《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》）
基础工程学
岩土工程系
课程主要内容
1. 基础工程概述 2. 浅基础的地基计算 3. 柱下条形基础计算 4. 筏形基础计算 5. 箱形基础结构计算 6. 桩基础 7. 深基坑工程简介
1.基础工程概述
1.1 基础的作用和特点 1.2 基础的分类 1.3 对基础的要求
1.1 基础的作用和特点
基础的作用是将结构所受外力传入地基，并保证地基不发生破 坏和产生过大的变形。
± 0.00
F k+Gk Mk
b×l pkmin
b
ae F k+Gk
pkmax
3a b
2.2.2 软弱下卧层承载力验算
d
pz + pcz ≤( pk − (b + 2z
pc )b
tanθ )
条形基础
ztanθ
pz
=
(b
+
2z
( pk − pc )bl
tanθ )(l + 2z
tanθ )
矩形基础
2.3 地基稳定性验算
1．水平荷载作用下的滑移 2．偏心、水平荷载作用下的建筑物倾斜 3．地基整体滑动、建筑物倾覆
F k+Gk
± 0.00 p0=p k −pc
持力层
θ
b 软弱下卧层
pz ztanθ
2.4 地基变形计算
e
e
2.4.1 土的压缩及地基变形计算
1
（1）土的压缩的特点
Cc
加载 卸载→再加载 不同的压缩量