第二章 浅基础tang

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现,其值很大,且持续时间很短的作用。
三、 荷载取值
• 标准值 可取均值或某个分位数值。 • 准永久值 对于可变荷载,在设计基准期内的,其超过的总时间约为设
计基准期一半的荷载值: • 组合值:荷载组合系数与荷载的乘积; 设计值:荷载代表值与荷载分项系数的乘积。 P34-35
四、荷载组合
• 基本组合(P35)
意大利比萨斜塔
原因:
地基持力层为粉砂,下面为粉土和粘土 层,强度较低,变形较大。
比萨斜塔
处理措施
1838-1839:挖环形基坑卸载 1933-1935:基坑防水处理
基础环灌浆加固 1990年1月: 封闭 1992年7月:加固塔身,用压重
法和取土法进行地 基处理 目 前: 已向游人开放。
案例2-2 苏州市虎丘塔
2.2 浅基础设计方法
• 一、设计方法 • (一)容许(允许)承载力设计法
• 要求基底压力不超过地基的容许承载力;
pk fa
最早的容许承载力主要是参照工程师的经验或类比确定, 安全度有多大就不得而知。
2.2 地基基础设计方法
• (二)极限状态设计方法
• 地基强度与变形是地基两种不同的要求, 为了充分发挥地基的承载力,要分析对地 基的控制因素,选择薄弱环节采取工程措 施。
绪论总结
一、本课程涉及的基本概念?
基础工程、基础(浅基础、深基础)、地基(天然地基与人工地 基)、持力层、下卧层、软如弱下卧层
二、基础工程三大特点? 三、地基、基础设计要求?
四、本课程的目的和任务?
根据土力学的基本概念和基本原理,结合有关结构设计和施工 技术知识,分析和解决工业与民用建筑中一般地基基础设计问题。
方 天然地基 案 组 合 人工地基
浅基础
方 案 选
造价低 易施工
深基础 择 安全合理
技术先进
天然地基上的浅基础由于埋深浅,结构形式简单,施工方法简 便,造价也较低,因此是建筑物(最)常用的基础类型。
地基基础在工程中的重要性
• 隐蔽工程,处理困难,事故危害大; • 工程造价高,占20~40%;
特点
比萨斜塔
1590: 伽利略在此塔做落体实验
目前:塔向南倾斜,南北两端沉降差1.80m, 塔顶离中心线已达5.27m,倾斜5.5°
1360:再复工,至1370年竣工,全塔共8 层,高度为55m
1272:复工,经6年,至7层,高48m,再 停工
1178:至4层中,高约29m,因倾斜停工 1173:动工
地基基础设计包括两方面的内容:地基、基础
对地基的要求:
① 承载力(强度) ②稳定性(倾倒与滑动) ③沉降和差异沉降
对基础的要求:
①基础要满足结构构造与强度要求; ②基础应有足够的耐久性与良好的经济效果
本课程涉及的技术规范
1.《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2011) 2.《建筑桩基技术规范》 (JGJ 94-2008) 3.《建筑地基处理技术规范》 (JGJ 79-2012) 4.《建筑结构荷载规范》 (GB50009-2012)
五 地基基础设计方法要点
地基基础设计等级
地基基础设计要求
地基基础 设计
地基计算 基础设计
防止地基强度破坏:承载力满足要求 控制地基的变形:正常使用极限状态 地基的稳定性验算:斜坡,高耸结构
基础结构的强度 刚度 耐久性
设计要求:P37 (1)满足承载力要求:基底应力要小于地基承载力特 征值;承载力验算时:采用荷载效应的标准组合。 (2)甲级和乙级要瞒足变形要求:地基沉降要小于地 基变形容许值; (3)丙级:可不作变形验算; (4)地基稳定性验算:采用荷载的基本组合,但分项 系数均取为1。
经常承受水平荷载的高层建筑、斜坡上或边坡附近 的建筑物、基坑工程等要验算稳定性。
2.3 天然地基上浅基础的类型、构造和 适用条件

基 ➢按构造分类
础 分
➢按受力性能分类

单独基础
按构造 联合基础 分类 壳体基础
条形基础
十字交叉 筏板 箱形
1.单独基础 墙下砼基础
柱下砼基础
掺入毛石 节约水泥
深基础:当基础埋置深度较大(一般大于 5m或大于基础 最小宽度),须借助特殊的施工方法和装备建造的基础称为 深基础。
江阴长江大桥沉井,为世界第一大沉井
地基
天然地基:没有经过人为处理,直接修建。 人工地基:承载力低,高压缩性地基,人工处
理后才能修建。
地基:承受建筑物荷载应 力与变形不能忽略的地层。 (有一定深度和范围)
二、 作用分类
• 作用分直接作用(荷载)和间接作用。 • 作用分永久作用、可变作用和偶然作用。 • 永久作用(恒载):是指结构在设计使用期内其值不随时
间变化,或其变化与平均值相比可忽略不计的作用; • 可变作用:是指结构在设计使用期内其值随时间变化,且
其变化与平均值相比不可忽略的作用; • 偶然作用是指结构在设计使用期内不一定出现,但一旦出
• 作为刚性基础,每边扩大的最大尺寸应受到材料 容许的宽高比的限制。(P42表2-8)
• 刚性角:满足容许宽高比时,相应于自柱底边
(二)极限状态设计的两方面:
(1)承载力极限状态 基底应力要小于极限承载力除以安全系数。
(2)正常使用极限状态 地基沉降要小于建筑物对地基的变形要求;
(三)可靠度设计方法
可靠度设计方法是建立功能函数,以失效概率来 保证结构物的安全使用,用可靠度指标(类似于 极限状态的安全系数)为安全标准的设计方法。 在基础工程设计中要对结构上所有荷载和结构抗 力进行统计分析。 在工程实用上就采用分项系数的形式。
可变荷载起控制作用 式(2-21)
n
S rGSGk S Q1 Q1k QjcSQjk ) j2
永久荷载起控制作用 式(2-22) 或(2-23)
n
S G SGk QicSQik ) i 1
标准组合:P36 永久荷载标准值与可变荷载組合值的组合。
准永久组合:P36 永久荷载标准值与可变荷载准永久值的组合
基础结构设计原理
基础结构设计原理
主讲: 唐 芬 教授 岩土与地质工程系
教材: “基础工程” 出版社: 清华大学出版社
课程要求:
• 理论课学时:40课时 • 课程设计:一周(18周) • 理论课考试方式:闭卷 • 平时30%+考试70%。 • 课程设计:现场指导,交设计资料(不返
还)。
基础工程内容
▪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≤300mm 。
掺入毛石 节约水泥
2. 条形基础
• 条形基础分为墙下和柱下条形基础,墙下条形基础是 挡土墙下或涵洞下常用的基础形式。其横剖面可以是矩形 或将一侧筑成台阶形。
• 有时为了增强柱下基础的承载能力,将同一排若干个 柱子的基础联合起来,也就成为柱下条形基础。其构造与 倒置的T形截面梁相类似,在沿柱子的排列方向的剖面可 以是等截面的,也可以在柱位处加腋的。一般是做成刚性 基础,个别的也可做成柔性基础。
案例2-3:墨西哥城某建筑
建筑物过长:长高比7.6:1 一般要求不超过3:1
建筑物立面高差过大
案例2-4:一致沉降过大
上海展览中心馆
淤泥质粘土,箱形基础
1954:开工,沉降60cm 1957:沉降最大146.55cm,
最小122.8cm 1979:沉降160cm
1957年7月,经苏联专家及清 华大学陈希哲教授、陈梁生教 授的观察、分析,认为对裂缝 修补后可以继续使用(均匀沉 降)。
人工处理
•持力层 :直接支撑建筑物基础的土层。 •下卧层(软弱) :持力层下部的土层。
结构荷载
基底压力
上部结构、基础、地基间的关系:
上部结构(荷载)、基础(压力)、地基( 应力、 变形 ),三者间相互制约协同工作。
设计方法: 柱下独立基础和墙下条形基础采用简化设计 将三部分相对独立分开,按静力平衡原则,采用不 同的简化假定进行分析计算. 联合基础:可采用简化设计或者考虑三者的相互制 约
扩展基础
无筋扩展基础
刚性扩大基础的概念

基础在外力(包括基础自重)作用
下,基底的地基反力为σ,此时基础的 悬出部分a-a断面左端,相当于承受着 均布荷载的悬臂梁,在荷载作用下,aa断面将产生弯曲拉应力和剪应力。当 基础具有足够的截面使材料的容许应力
大于由地基反力产生的弯曲拉应力和剪
应力时,a-a断面不会出现裂缝,这时, 基础内不需配置受力钢筋,这种基础称
基础
浅基础
深基础
无筋扩展基础 有筋扩展基础 条形基础 筏板和箱形基础 桩基础
墩基础
沉井基础
浅基础:当基础埋置深度不大(一般浅于 5m或小于基础最 小宽度),只须经过普通施工方法就可以建造起来的基础统 称为浅基础。
特点:施工一般采用敞开挖基坑修筑基础的方 法,故亦称 为明挖基础。设计计算时可以忽略基础侧面土体对基础的影 响,基础结构形式和施工方法也较简单。
条形基础
挡土墙下条形基础
柱下条形基础
3.联合基础——柱下十字 交叉基础


联合基础——筏板基础
梁百度文库

底板
联合基础——筏形基础(板式 与梁板式)
联合基础——箱形基础
柱 顶板
隔板 梁
底版
按受力性能分类
无筋扩展基础:也叫 刚性扩大基础
扩展基础:柔性基础
无筋扩展基础和扩展基础的概念
案例1-1:加拿大特朗斯康谷仓
加拿大特朗斯康谷仓
原因:
地基土事先未进行调查,据邻近 结构物基槽开挖取土试验结果, 计算地基承载力应用到此谷仓。 1952年经勘察试验与计算,地 基实际承载力远小于谷仓破坏时 发生的基底压力。因此,谷仓地 基因超载发生强度破坏而滑动。
处理:
事后在下面做了七十多个支撑于基岩上的混凝土墩,使用388个50t千斤顶
虎丘塔位于苏州市西北虎丘公园山顶,原 名云岩寺塔,落成于公元961年,距今已 有1000多年悠久历史。 1980年6月虎丘塔现场调查,当时由于全 塔向东北方向严重倾斜,不仅塔顶离中心 线已达2.31m,而且底层塔身发生不少裂 缝,成为危险建筑而封闭、停止开放。 虎丘塔地基为人工地基,由大块石组成, 块石最大粒径达1000mm。人工块石填土 层厚1-2m,西南薄,东北厚。下为粉质 粘土,呈可塑至软塑状态,也是西南薄, 东北厚。塔倾斜后,使东北部位应力集中, 超过砖体抗压强度而压裂。
• 设计上应做方案比较。
案例一:建筑地基承载力不足
案例1-1:加拿大特朗斯康谷仓
加拿大的特朗斯康谷仓建于1913年,谷仓的平面为矩形, 长59.44m,宽23.47m,高度为31m,由65个圆柱形筒仓组 成,采用钢筋混凝土阀板基础。设计时对地基未作勘察,不了解 基底下有厚达15m左右的软粘土层,仅根据对临近建筑的调查判 定地基承载力。建成后于当年9月开始均匀地向谷仓内装载谷物, 至10月发现谷仓产生大量快速沉降,1小时内的垂直沉降量竟达 到30.5cm,在其后的24小时内谷仓倾倒,倾倒后谷仓的西侧 下沉达7.32m,东侧则抬高了1.53m,整体倾斜达尽27度。因 谷仓整体性很强,筒仓本身完好无损。
地基勘察 天然地基上的浅基础的设计 条形基础、筏形基础、箱形基础 桩基础、沉井基础和墩基础等深基础 地基处理:人工地基 基坑开挖与地下水控制 特殊土地基
2.1 概 述
基础工程:地基与基础的总称
基础工程包括建筑物的 地基与基础的 勘测、设计与施工。
基础:埋入土层一定深度并将荷载传给地基的 建筑物下部结构。
为刚性基础。它是桥梁、涵洞和房屋等
建筑物常用的基础类型。
刚性扩大基础
• 由于地基强度一般较上部结构的强度低,因而 需要将基础平面尺寸扩大以满足地基强度要求, 这种刚性基础称无筋扩展基础(刚性扩大基础)。 房屋建筑:每台扩大的尺寸最小值0.1~0.15m。 桥涵基础:其每台扩大的尺寸最小值0.2~0.5m
以及支撑系统,才把仓体逐渐纠正过来,但其位置比原来降低了4米。
案例1-2 民房倾倒
案例二:不均匀沉降与一致沉降
• 当同一结构基底的相邻地基所产生的沉降量的差值 过大时。
• 危害:不均匀沉降会引发建筑物倾斜或倒塌破坏, 使结构内力发生变化,诱发裂缝产生或构件断裂等。
案例2-1 意大利比萨斜塔
举世闻名的比萨斜塔就是一 个典型实例。因地基土层强 度差,塔基的基础深度不够, 再加上用大理石砌筑,塔身 非常重,1.42万吨。600多 年来以每年倾斜1cm的速度 增加,比萨斜塔向南倾斜, 塔顶离开垂直线的水平距离 已达5.27m,比萨塔的倾斜 归因于它的地基不均匀沉降。
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