地基承载力特征值

2.从设计角度来看，浅基础的埋置深度 一般较浅，因此可以只考虑基础底面以下 土的承载力，而忽略基础侧面土提供的竖 向承载力。
5
浅基础的设计，不能离开地基条件孤立 地进行，故常称为地基基础设计。
地基基础设计是建筑物结构设计的重要 组成部分。基础的型式和布置，要合理地 配合上部结构的设计，满足建筑物整体的 要求，同时要做到便于施工、降低造价。
4.同一土层实验不应少于三点，当试验实测值 的极差不超过其平均值的30%时，取此平均值 作为该土层的地基承载力特征值fak。
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(四)、地基承载力特征值的修正
当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时，从 载荷试验或其它原位测试、经验值等方法确定的地基 承载力特征值，尚应按下式修正：
fa fak b (b 3) d m (d 0.5)
弯和抗剪性能。相同条件下基础高度小， 适于荷载大或土质软的情况下采用。
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现浇柱下钢筋砼单独基础： 台阶形: 施工支模、浇筑简单，用材相对多。
结构柱
结
基础底板配筋
构 柱
配
筋
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现浇柱下钢筋砼单独基础： 锥形：受力与用材合理，施工浇注成型较难。
基础 底板 配筋
结构 柱
配筋
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钢筋砼条形基础： 墙下条形基础：不带肋与带肋 柱下条形基础：带肋
地基濒临破坏（即弹塑性变形阶段转变为破坏阶段）时，地基 所承受的基地压力称为极限荷载pu
(二)地基的破坏形式
1.整体剪切破坏
a. p-s曲线上有两个明显的转折点，可区分地基变形的三个阶段
b. 地基内产生塑性变形区，随着荷载增加塑性变形区发展成连续
的滑动面
c. 荷载达到极限荷载后，基础急剧下沉，并可能向一侧倾斜，基
式中
fa—修正后的地基承载力特征值（kPa）； fak—地基承载力特征值（kPa）； γ—基础底面以下土的重度，地下水位以下
取有效重度（kN／m3）；
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γm —基底以上土的加权平均重度，地下水位以 下取有效重度（kN／m3）；
b —基底宽度(m)，小于3m时按3m取值，大于 6m 按6m取值；
ηb、ηd —基础宽度和埋深的地基承载力修正
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※地基承载力确定方法
1.当p～s曲线上有比例界限时，取该比例界限
所对应的荷载值； 2.当极限荷载小于对应比例界限的荷载值的2
倍时，取极限荷载值的一半； 3.当不能按上述要求确定时，当压板面积为
0.25～0.50m2，可取s/b=0.01～0.015所对应的荷 载，但其值不应大于最大加载量的一半。
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基础埋置深度： 指设计室外地 坪至基础底面 的距离。
－0.45
原则： 在满足稳定和 变形要求的前 提下应浅埋。
埋深d≥0.5m
±0.00
≥0.1m
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影响因素
• 一、建筑物用途及基础构造
• 地下室、设施及设备基础
• 无筋扩展基础构造要求
基础深埋
• 二、作用在地基上的荷载大小与性质
• 荷载大小:
柱
墙
翼板
肋梁
砼垫层
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预制柱下钢筋砼单独杯口基础： 分为单支与双支（视柱情况）；低杯口与高杯口。
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第三节 基础埋置深度
确定基础的埋置深度是地基基础设计中 的重要内容，它涉及到结构物建成后的牢 固、稳定及正常使用问题。在确定基础埋 置深度时，必须考虑把基础设置在变形较 小，而强度又比较大的持力层上，以保证 地基强度满足要求，而且不致产生过大的 沉降或沉降差。
45
四、地基基础设计规定
• 所有建筑地基均应满足承载力计算要求； • 设计为甲、乙级的建筑均按地基变形设计； • 丙级建筑物符合规范要求的可不验算变形； • 经常受水平荷载的高层建筑与结构、挡土 墙、
斜坡上建筑与构筑物尚应验算稳定性； • 基坑工程应进行稳定性验算； • 地下水位较浅，有上浮问题，应验算抗浮。
系数，按基底下土的类别取值； d —基础埋置深度（m）,一般自室外地面标高算 起。在填方整平地区，可自填土地面标高算 起，但填土在上部结构施工后完成时，应从 天然地面标高算起。对于地下室，如采用箱 形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面 标高算起；当采用独立基础或条形基础时， 应从室内地面标高算起。
3
第一节 概 述
建筑物地基可分为天然地基和人工地基， 基础可分为浅基础和深基础。
深基础埋深较大，其主要作用是把所承 受的荷载相对集中地传递到地基深部；而 浅基础则是通过基础底面、把荷载扩散分 布于浅部地层。
4
浅基础不同于深基础主要 表现在 ：
1.从施工角度看，开挖基坑过程中降低 地下水位（当地下水位较高时）和保证坑 壁（或边坡）稳定的问题比较容易解决；
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第二节 浅基础的类型
※浅基础分类 •按材料分类 •按构造分类 •按受力性能分类
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一﹑按材料分类
• 毛石基础 • 砼及毛石砼基础 • 钢筋砼基础 • 灰土及三合土基础 • 砖基础
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二﹑按构造分类
• 单独基础 • 条形基础 • 联合基础:
当为了满足地基土的强度要求，必须扩大基础平面尺寸， 而扩大结果与相邻的单个基础在平面上相接甚至重叠 时，则可将它们连在一起成为联合基础。
2.计算方法:tan
s1
l
s2
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二、地基允许变形值
• 地基允许变形值的确定是一项十分复杂 的工作，应通过建筑物沉降观测，并根 据建筑物的结构类型及使用情况，从大 量资料中加以总结，以及考虑地基和上 部结构的共同工作进行全面分析研究确 定的。《建筑地基基础设计规范》对容 许变形值的规定，见表1-7。
• 1.十字交叉 • 2.筏 形 • 3.箱 形
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毛石基础：砌筑较方便，抗冻性好，适于6 层及以下墙承重结构。砌法：
≥ MU20毛石 M5砂浆
每阶≥两皮
≥400
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砼与毛石砼基础：强度、耐久性和抗冻性均较好，适于 荷载大及地下水位以下结构。掺入毛石要求：占体积 20~30%，尺寸≤300 。
掺入毛石 节约水泥
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第五节 地基承载力
➢ 概述： 地基承载力特征值是指在保证地基稳定条件下，
地基单位面积上所能承受的最大应力。 影响因素：土性质、基础埋深与宽度、施工方法
地基承载力特征值应按下列规定综合考虑： 1.甲、乙级的建筑物采用载荷试验、理论公式计 算及其他原位试验等方法综合确定； 2.丙级的建筑物可按土的物理力学指标、标准贯 入、轻便触探等方法确定。 3.次要建筑物可根据邻近建筑物的经验确定。
(三)平板载荷试验确定地基承载力
➢由试验结果可绘制
p～s关系曲线，并推 0
断出地基的极限荷载 s1
与承载力特征值。
pcr pu p
a b
➢承载力特征值由载
荷试验p～s关系曲线
s
c
确定
荷载试验p～s曲线
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支墩
荷载
次梁
百分表
主梁
基准梁
试坑
千斤顶
承压板
原位荷载试验装置
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按地基载荷试验确定地基的承载力特值
6
天然地基上结构较简单的浅基础，最为 经济，如能满足要求，宜优先选用。天然 地基、人工地基上浅基础设计的原则和方 法基本相同，只是采用人工地基上的浅基 础方案时，尚需对选择的地基处理方法进 行设计，并处理好人工地基与浅基础的相 互影响。
7
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。
墙下砼 基础
柱下砼基础
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联合基础
相邻两柱距小或一柱在边
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条形基础
条形基础
18
柱下十字交叉基础
梁 柱
基础底板
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筏形基础（板式与梁板式）
梁
柱
底板
20
箱形基础
21
箱型基础
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三﹑按受力性能分类
• 刚性(无筋扩展)基础 • 柔性(扩展)基础
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※（有筋）扩展基础
（钢筋砼基础）
• 适用条件： • 在砼优点的基础上，更具良好的抗
• ΔH 原基础
L≥(1~2)ΔH
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五、工程地质条件影响
地基土层 组成类型
好
软
(A)
(B)
A:考虑荷载情况，按最小埋深要求确定； B:考虑人工地基，按最小埋深要求确定； C:地基土分为两层，上硬下软: • 硬土层厚度满足要求时，尽量浅埋； • 硬土层厚度很薄时（ ≤ 1/4b)， 按B情况考虑； • 硬土层厚度较薄时，可提高室外设计地面。
有效重度（kN／m3）； γm—基础底面以上土的加权平均重度，地下
水位以下取有效重度（kN／m3）；
础两侧地面明显隆起
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2.局部剪切破坏
a. p-s曲线转折点不明显，没有明显的直线段 b. 塑性变形区不延伸到地面，限制在地基内部某一区域内 c. 荷载达到极限荷载后，基础两侧地面微微隆起
3. 冲剪破坏
a. p-s曲线没有明显的转折点 b.地基不出现明显连续滑动面
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c. 荷载达到极限荷载:选高承载力的作持力层
• 小:承载力合适，宜浅埋 相对比较
• 荷载性质:
• 水平荷载、上拔力作用
深埋
• 震动荷载
避开细粉砂土层
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三、水文地质条件影响
地下水水位
宜在地下水水位以上
地下水水质
防侵蚀性破坏
地下水流动
基坑排水防产生流砂与 管涌
32
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四、相邻建筑物影响
新基础
新基础埋深≤相邻的 否则：L≥(1~2)ΔH 否则：分段施工；加固。
山东大学
地基基 础 工程
第一章
主讲教师 王广月
1
第一章 浅基础设计的基本原理
基本内容
浅基础的类型 基础埋置深度 地基基础的设计原则 地基承载力 按地基承载力确定基础底面尺寸 防止不均匀沉降损害的措施
2
本章学习要点
本章将主要介绍浅基础的类型与适用 条 件，浅基础的设计程序与方法。 • 重点掌握： • ①基础埋深确定原则； • ②地基承载力的确定 • ③基础底面积尺寸计算；
8
9
上述浅基础设计的各项内容是相互关联 的，设计时可按上述顺序，首先选择基础 材料、类型和埋深，然后逐项进行计算， 如果发现前面的选择不妥，则需修改设计， 直至各项计算均符合要求，各数据前后一 致为止。
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必须强调的是：地基基础问题的解决， 不宜单纯着眼于地基基础本身，按常规设 计时，更应把地基、基础与上部结构视为 一个统一的整体，从三者相互作用的概念 出发考虑地基基础方案。
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二、理论公式确定地基承载力
➢塑性区范围不超过一定限度，可采用一定深度的 塑性区的基底压力pcz作为地基承载力特征值。
➢当偏心距e≤0.33倍基础底面宽度时，通过抗剪强 度指标计算地基土承载力特征值。
fa M b b M d md M cck
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fa—地基承载力特征值（kPa）； γ—基础底面以下土的重度，地下水位以下取
线，地基中局部产生剪切破坏，出现塑
性变形区
s
c 3.失稳阶段(完全破坏阶段）：p≥pu bc段，塑性区扩大，发展成连续滑动面，
塑性变 形区
荷载增加，沉降急剧变化 pcr＜p＜pu
p＜pcr
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连续滑动面 p≥pu
地基开始出现剪切破坏（即弹性变形阶段转变为弹塑性变形阶 段）时，地基所承受的基地压力称为临塑荷载pcr
好 软 (C)
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六、地基土冻胀和融陷的影响
地基土冻胀性分类
• 《规范》将冻胀性分为如下五类：
• 不冻胀 • 强冻胀
影 响
• 弱冻胀 因
• 特强冻胀 素
•冻 胀
土类型 含水量 地下水位
危害: 降低承载力 不均匀沉降
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第四节 地基基础设计的原则
37
38
一﹑地基变形的分类
• (一)沉降量
1.定义:基础中心的沉降量
43
44
• 三、地基基础设计等级
• 《建筑地基基础设计规范》 （GB50007-2002）规定：（考虑地基、 建筑物规模与功能）
• 甲级：重要的工业与民用建筑物、30层 以上高层、体型复杂且高低层差超10、 对沉降有特殊要求、 场地与地质条件复 杂等。
• 乙级：甲、丙以外的工业与民用建筑。
• 丙级：场地与地基条件简单7层及以下建 筑、次要轻型建筑。
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一、平板载荷试验确定地基承载力
（一）地基变形的三个阶段
0
pcr a
pu p1．oa直段线，变荷形阶载段小（，压主密要阶段产）生：压p≤缩p变cr 形，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 2．局部剪切阶段（塑性变形阶段）： pcr＜p＜pu
ab段，荷载增加，荷载与沉降关系呈曲
2.计算方法:基础中心点 沉降量计算方法
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• (二)沉降差
1.定义:相邻两个单独基 沉降量的差
2.计算方法: s s1 s2
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• （三）、倾斜
1.定义:单独基础在倾斜方向 两端点的沉降差与其距离的比值
2.计算方法ta:n s1 s2
b
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• （四）、局部倾斜
1.定义:砖石承重墙结构沿纵墙6-10m内 沉降差与其距离的比值