基础工程-2浅基础类型及埋深

L (1 2)H
原因？？
不同埋深的相邻基础
基础埋深选择
工程地质条件
土层上硬下软： 基础尽量浅埋—注意持力层厚度； 基础埋深浅，底面积较大 土层上软下硬： 软弱土较薄，将基础置于下层坚实土上； 软弱土较厚，采用宽基浅埋或人工地基； 基础埋深大，底面积小 地基持力层顶面倾斜较大：
k一般取1.0，对宽基坑0.7
隔水层 h 承压含水层
承压水水头hw
基础埋深选择
地基冻融条件
若冻胀产生的上抬力超过基础荷载，可能导致基础 上浮
土体解冻时强度降低，可能发生地基融陷
冻胀丘
热融破坏土体
基础埋深选择
地基冻融条件
冻土地区场地冻结深度：
zd h ' z zd z0 zs zw ze
基础埋深选择
工程地质条件
位于坡高H≤8m，坡角β≤45°稳定边坡之上的拟建工 程，当b≤3m，a≥2.5m时，基础埋深d应符合下列条件: 条形基础
H 8m
d≥(3.5b-a)tanβ 矩形基础
d
d≥(2.5b-a)tanβ
45
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隔 a b
图3-13 土坡坡顶处基础的最小埋深
对基础底面平均压力超过300kPa的混凝土基础，需 要验算墙（柱）边缘或变阶处的抗剪承载力
Vs 0.366 ft A
Vs：剪力设计值，基本组合（对应承载力极限状态） 下地基土平均净反力产生剪力 ft：混净土轴心抗拉强度设计值 A：沿墙（柱）边缘或变阶处基础垂直截面积
浅基础类型——按基础刚度分类
柱下条形基础
当地基较为软弱、柱荷载较大或者分布不均匀，基础可能产生 较大沉降时，将若干个柱下独立基础连成整体。 抗弯性能和抗剪性能良好，具有较大调节不均匀沉降的能力。 该类型基础应用广泛。
浅基础类型——按基础构造分类
柱下交叉条形基础：两个方向均为条形基础，双向抗弯刚 度均较大，抵抗双向不均匀沉降能力强。 连梁式交叉条形基础：一个方向为条形基础，另一个方向为 联系梁，联系梁用于提高基础的整体刚度。
浅基础类型——按基础刚度分类
无筋扩展基础
抗压性能好，而抗拉抗剪性能较差
需要基础具有很大的抗弯刚度，受荷后基础不允 许挠曲变形和开裂，因此也称为“刚性基础”
设计时必须规定基础材料强度及质量，要求基础 台阶宽高比满足一定条件，控制层高 一般不需要进行内力分析和截面强度计算
浅基础类型——按基础刚度分类
冻土地区基础的最小埋深为：
dmin zd hmax
作业
简答题
教材P207 思考题7.1、7.2、7.4
下周一上交，手写
承受动荷载的基础（铁路路基）不宜选择饱和疏松的粉细沙 做为持力层，避免震动液化导致的基础失稳
基础埋深选择
建筑结构条件
抗震设防区(有效抵抗地震水平力）
箱形和筏形基础的埋深不宜小于建筑物高度的1/15； 桩箱和桩筏基础的埋深（不计桩长）不宜小于建筑物高度 的1/18-1/20
H
H
D
载和地震作用。相应的限值应为地基变形允许值。
计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及基础抗浮稳定时， 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。
地基基础设计荷载取值及抗力限值
在确定基础或桩台高度、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
天然地面0.00m
埋置深度D
基础埋深选择
建筑结构条件
建筑物的功能和使用要求：有无地下室、设备基础和地 下设施，基础的型式和构造。 高层建筑由于竖向荷载大，为满足稳定性要求，基础埋 深应随建筑物高度适当增大,对于岩石上的高层建筑，基 础埋深还应满足抗滑要求。 承受上拔力的建筑（输电塔）要求较大埋深提供抗拔阻力
浅基础类型——按基础构造分类
条形基础
独立基础 十字交叉基础
构造类型
筏板基础
箱形基础
壳体基础
浅基础类型——按基础构造分类
独立基础（单独基础）
立柱式结构常采用（柱、烟囱、水塔、高炉……）
是柱基础中最常用最经济的形式
纵剖截面为阶梯形状
独立基础的主 要受力层深度 ≤1.5b。
浅基础类型——按基础构造分类
地基基础设计荷载取值及抗力限值
按地基承载力确定基础底面面积及埋深或按单桩承载力
确定桩数时，传至基础或承台底面上的作用效应应按正
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或单桩承载力特征值。 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
D/H > 1/15
D
桩 D/H > 1/18-1/20
基础埋深选择
场地环境条件
气候、生物活动等——基础应埋置于地表以下，不应浅于0.5m，且基 础顶面宜低于室外设计地面0.1m


相邻建筑物存在时，新建筑基础埋深不宜大于原有建筑基础
如不能满足上述要求，应采取分段施工，临时加固支撑，打板桩，地下 连续墙等施工措施，或加固原有建筑物地基。
烟囱的圆形变厚度筏板基 础
浅基础类型——按基础构造分类
箱形基础：由钢筋混凝土底板、顶板、外墙和内隔墙组成 的有一定高度的整体空间结构。 基础整体刚度很大，抵抗不均匀沉降能力非常强，一般基础 只会发生均匀沉降及倾斜变形。 由于众多内墙存在，地下空间功能布局较困难。 作为软弱地基上重要结构物的基础型式。 造价较高。
浅基础类型——按基础构造分类
筏板基础：将建筑物的柱子和墙体下方做成满堂的基础。 基础底面积大，刚度大，抵抗不均匀沉降能力强，整体性好。 地下空间可以充分利用，功能布局容易。 作为软弱地基上重要结构物的基础型式。 根据基础刚度的要求，可以分为平板式筏板（等厚度）和梁板 式筏板（下翻地梁）。 造价相对较高。多用于框架、框架剪力墙、剪力墙等高层结构
无筋扩展基础
砖、毛石、混凝土、毛石混凝土、灰土和三合 土等材料组成的条形基础或柱下独立基础
适用于多层民用建筑和轻型厂房 基础内不配筋
（a）砖基础， （b）毛石基础， （c）毛石或毛石混凝土基础， （d）灰土或三合土基础
浅基础类型——按基础刚度分类
无筋扩展基础
墙下条形基础
柱下独立基础
砖基础
毛石基础
灰土基础
浅基础类型——按基础刚度分类
无筋扩展基础
砖基础施工时，常在基础底面以下做垫层
垫层材料可选择灰土、三合土和混凝土
垫层边缘伸出基础地面50-100mm，厚度一般为100mm 作为构造层，不加入基础宽度和埋深计算
浅基础类型——按基础刚度分类
扩展基础
刚性角的要求导致荷载越大、土质越差的条件下无 筋扩展基础的尺寸越大，施工不便，成本高 扩展基础：钢筋混凝土独立基础或者墙下钢筋混凝 土条形基础。
直接支撑建筑 物基础的土层 持力层下部的土层
基础埋深选择
基础的埋置深度设计原则
基础应尽量置于良好的土层（持力层），以减小尺寸。
在满足地基稳定和变形要求（保证安全可靠）的前提下， 尽量浅埋。 影响基础埋置深度的因素 建筑物用途
P
作用在地基上的荷载大小和性质
工程地质和水文地质条件 地基冻融条件 相邻建筑物埋深
无筋扩展基础
基础高度需满足：
bt (b b0 ) h tan 2 tan

：基础的刚性角，取决于材料的特性 b ：基础底面宽度 b0 ：柱或者墙的宽度
刚性基础高度

无筋扩展基础台阶宽高比的允许值
tan 1:1.0 – 1:2.0
浅基础类型——按基础刚度分类
无筋扩展基础
浅基础类型——按基础构造分类
壳体基础：适用于水塔、烟囱、料仓和中小型高炉等高 耸的构筑物的基础。使基础径向内力转变为压应力为主， 可以节省用料。
岩层锚杆基础：适用于直接建造在基岩上的柱基以及成 水拉力和水平力较大的结构物。
基础埋深选择
确定基础埋深即为选择合适的地基持力层 结合建筑自身条件以及所处环境共同确定 基础埋深影响建筑物的安全和正常使用、基础施工技术及工 期、工程造价。 结构荷载 基底压力
基础工程
Foundation engineering
刘海龙
liuhailong@dlmu.edu.cn
2016年8月
地基基础设计等级
《建筑地基基础设计规范》将地基基础分为三个设计等级：
建筑与地基类型
重要的工业与民用建筑； 30层以上的高层建筑； 体型复杂，层数相差超过10层的高低层连成一体建筑物； 大面积的多层地下建筑物(地下车库、商场、运动场等)； 甲级 对地基变形有特殊要求的建筑物； 复杂地质条件下的坡上建筑物(包括高边坡)； 对原有工程影响较大的新建筑物； 场地和地基条件复杂的一般建筑物； 位于复杂地质条件及软土地区的2层及2层以上地下室的基坑工程。 乙级 除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物。
柱下钢筋混凝土独立基础
（a）阶梯型基础，（b）锥形基础， （c）杯口基础
浅基础类型——按基础刚度分类
扩展基础
抗弯性能和抗剪性能良好，适用于多种类型的地基 及上部结构荷载，与无筋扩展基础相比，埋置深度 可以较浅（宽基浅埋）。
该类型基础应用广泛
在考虑地基与土相互作用时，需要考虑基础的挠曲 变形（混凝土受压钢筋受拉）（柔性基础）。
基础埋深选择
水文地质条件
基础应尽量埋置在地下水位以上，以避免地下水对基坑 开挖、基础施工和使用期间的影响。 地下水位以下时，要考虑基坑排水、坑壁围护以及可能 出现的涌土、流砂问题。 持力层下有承压水时要校核坑底土是否会因压力水的浮 托作用而发生流土破坏。（基坑抗隆起）
k h whw
丙级
场地和地质条件简单、荷载分布均匀的7层及7层以下民用建筑及一般工业建筑 物；次要的轻型建筑物。
地基基础设计一般规定
所有建筑物的地基计算均应满足承载力计
算的规定；（注意抗浮验算和稳定性验算
条件）
甲级、乙级建筑物均应按地基变形设计；
某些丙级建筑物，仍应作变形验算；
基础结构满足强度、刚度以及耐久性要求
基底面做成台阶形，台阶的高宽比为1∶2。
基础埋深选择
工程地质条件
a.土质对基础埋深影响不大，埋深由其他因素和最小埋深确定。
b.考虑连续基础、人工基础或深基础方案。
c.软土厚在2m以内时，基础宜埋置到下层的好土上。软弱土较厚时按情 况（b）处理 d.采用“宽基浅埋”方案，增大基础至软弱土层的距离（软弱地基下卧 层承载力和沉降验算）。
无筋扩展基础
对采用无筋扩展基础的钢筋混凝土柱，要求：
h1 b1 ,300mm h1 20d
当柱纵向钢筋在柱脚内竖向锚固长度不满足锚固要 求时，可水平弯折，弯折后锚固长度不应小于10d也 不应大于20d
浅基础类型——按基础刚度分类
常见无筋扩展基础形式
二一间隔收 （省材料） 两皮一收
来的荷载效应组合和相应的基底反力等，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。 当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态下 荷载效应标准组合。
基础设计安全等级、结构设计使用年限、结构重要性系
数应按有关规范的规定采用，但结构重要性系数γ0不应 小于1.0。
浅基础类型——按基础刚度分类