第2章淺基礎(chǔ)

2-1概述2-2淺基礎(chǔ)的類型2-3基礎(chǔ)埋置深度的選擇2-4淺基礎(chǔ)的地基承載力2-5基礎(chǔ)底面尺寸的確定2-6擴展基礎(chǔ)設(shè)計2-7聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)計2-8減輕不均勻沉降危害的措施9/28/2023基礎(chǔ)工程課件2-1概述天然地基上的淺基礎(chǔ)（本章討論）

人工地基上的淺基礎(chǔ)

2.1.1淺基礎(chǔ)設(shè)計內(nèi)容2.1.2淺基礎(chǔ)設(shè)計方法2.1.3地基基礎(chǔ)設(shè)計原則9/28/2023基礎(chǔ)工程課件1.地基的類型9/28/2023基礎(chǔ)工程課件2.基礎(chǔ)的類型9/28/2023基礎(chǔ)工程課件2.1.1淺基礎(chǔ)設(shè)計內(nèi)容主要內(nèi)容：1.選擇基礎(chǔ)方案（確定材料、類型，進行基礎(chǔ)平面布置）；2.確定地基持力層和基礎(chǔ)埋置深度；3.確定地基承載力；4.確定基礎(chǔ)的底面尺寸，必要時進行地基變形與穩(wěn)定性驗算；5.進行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計（內(nèi)力分析、截面計算、構(gòu)造要求）；6.繪制基礎(chǔ)施工圖，提出施工說明。9/28/2023基礎(chǔ)工程課件2.1.2淺基礎(chǔ)設(shè)計方法常規(guī)設(shè)計法（簡化計算法）、相互作用設(shè)計法。常規(guī)設(shè)計法要點：特點：滿足靜力平衡條件；不滿足變形協(xié)調(diào)條件。結(jié)論：地基越軟弱或越不均勻，按常規(guī)設(shè)計法計算的結(jié)果與實際情況的差別就可能越大。9/28/2023基礎(chǔ)工程課件合理的設(shè)計方法：考慮地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的相互作用（分析難度較大）。常規(guī)設(shè)計法適用條件：1.地基沉降較小或較均勻；2.基礎(chǔ)剛度較大。9/28/2023基礎(chǔ)工程課件2.1.3地基基礎(chǔ)設(shè)計原則9/28/2023基礎(chǔ)工程課件5)地基內(nèi)有厚度較大或厚薄不勻的填土，其自重固結(jié)未完成時。即應(yīng)驗算地基變形。9/28/2023基礎(chǔ)工程課件9/28/2023基礎(chǔ)工程課件9/28/2023基礎(chǔ)工程課件9/28/2023基礎(chǔ)工程課件標準值9/28/2023基礎(chǔ)工程課件設(shè)計值9/28/2023基礎(chǔ)工程課件按結(jié)構(gòu)型式分：擴展基礎(chǔ)、聯(lián)合基礎(chǔ)、柱下條形基礎(chǔ)、柱下交叉條形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、殼體基礎(chǔ)等。2.2.1擴展基礎(chǔ)作用：把墻或柱的荷載側(cè)向擴展到土中，使之滿足地基承載力和變形的要求。2.2淺基礎(chǔ)類型按材料分：無筋基礎(chǔ)（剛性基礎(chǔ)）、鋼筋混凝土基礎(chǔ)。9/28/2023基礎(chǔ)工程課件1.無筋擴展基礎(chǔ)指由磚、毛石、砼、毛石砼、灰土、三合土等材料組成的無需配置鋼筋的墻下條形基礎(chǔ)或柱下獨立基礎(chǔ)。俗稱“剛性基礎(chǔ)”。適用于多層民用建筑和輕型廠房。磚：強度等級不低于MU10。砂漿：不低于M5。在地下水位以下或當?shù)鼗脸睗駮r，應(yīng)采用水泥砂漿砌筑。適用于6層及6層以下的民用建筑和磚墻承重的廠房。(1)磚基礎(chǔ)9/28/2023基礎(chǔ)工程課件墊層作用（素砼，100厚，C10）：保護坑底土體不被人為擾動和雨水浸泡；改善基礎(chǔ)的施工條件。(2)毛石基礎(chǔ)毛石是指未經(jīng)加工鑿平的石料。應(yīng)采用未風(fēng)化的硬質(zhì)巖石，禁用風(fēng)化毛石。9/28/2023基礎(chǔ)工程課件(3)灰土基礎(chǔ)石灰和土料按體積比3:7或2:8拌和均勻，在基槽內(nèi)分層夯實（每層虛鋪220~250mm,夯實至150mm）?；彝粱A(chǔ)宜在比較干燥的土層中使用。在我國華北和西北地區(qū)，廣泛用于5層和5層以下的民用房屋。(4)三合土基礎(chǔ)由石灰、砂、骨料（礦渣、碎磚、碎石）加水混合而成。體積比1:2:4或1:3:6。用于4層和4層以下的民用房屋。9/28/2023基礎(chǔ)工程課件四合土基礎(chǔ)（南方個別地區(qū)用）：水泥：石灰：砂：骨料＝1:1:5:10或1:1:6:12(5)砼基礎(chǔ)C15?？箟簭姸?、耐久性、抗凍性較好。毛石砼基礎(chǔ)：在砼基礎(chǔ)中埋入體積占25%~30%的毛石，石塊尺寸不宜超過300mm。可節(jié)省水泥用量，減少水化熱。9/28/2023基礎(chǔ)工程課件2.鋼筋砼擴展基礎(chǔ)（簡稱擴展基礎(chǔ)）特點：抗彎、抗剪性能較好，基礎(chǔ)高度較小。(1)墻下鋼筋砼條形基礎(chǔ)9/28/2023基礎(chǔ)工程課件(2)柱下鋼筋砼獨立基礎(chǔ)圖2-4柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)(a)階梯形基礎(chǔ)；(b)錐形基礎(chǔ)；(c)杯口基礎(chǔ)9/28/2023基礎(chǔ)工程課件2.2.2聯(lián)合基礎(chǔ)9/28/2023基礎(chǔ)工程課件2.2.3柱下條形基礎(chǔ)9/28/2023基礎(chǔ)工程課件特點：整體抗彎剛度較大，因而具有調(diào)整不均勻沉降的能力；基底壓力較均勻；造價高于擴展基礎(chǔ)。常用作軟弱地基或不均勻地基上框架或排架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。9/28/2023基礎(chǔ)工程課件2.2.4柱下交叉條形基礎(chǔ)9/28/2023基礎(chǔ)工程課件2.2.5筏形基礎(chǔ)特點：底面積大，故可減小基底壓力；可提高地基承載力（尤其在有地下室時）；能增強基礎(chǔ)的整體性，調(diào)整不均勻沉降。其他功能：見教材。注意：當?shù)鼗@著軟硬不均時，要慎用。9/28/2023基礎(chǔ)工程課件(1)墻下筏形基礎(chǔ)為一塊厚度約200~300mm的鋼筋砼平板。主要在華東地區(qū)采用，淺埋或不埋。

適用于具有硬殼持力層、比較均勻的軟弱地基上六層及六層以下承重橫墻較密的民用建筑。

硬土軟土9/28/2023基礎(chǔ)工程課件(2)柱下筏形基礎(chǔ)9/28/2023基礎(chǔ)工程課件2.2.6箱形基礎(chǔ)特點：剛度極大；抗震性能好；有補償效應(yīng)。地下室用途受限制；工期長；造價高；施工技術(shù)復(fù)雜。柱下條形基礎(chǔ)、柱下交叉條形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)又統(tǒng)稱為連續(xù)基礎(chǔ)。9/28/2023基礎(chǔ)工程課件2.2.7殼體基礎(chǔ)其他基礎(chǔ)：折板基礎(chǔ)等。9/28/2023基礎(chǔ)工程課件2-3基礎(chǔ)埋置深度的選擇

基礎(chǔ)的埋置深度是指基礎(chǔ)的底面至室外設(shè)計地面的距離。確定基礎(chǔ)埋深時，除了要考慮持力層的情況外，還應(yīng)考慮使用功能、地下室、地下設(shè)施、基礎(chǔ)形式、荷載、地質(zhì)水文條件、相鄰建筑物以及凍脹、沖刷等因素。

9/28/2023基礎(chǔ)工程課件基礎(chǔ)埋深的確定原則是：在保證安全可靠的前提下盡量淺埋。但基礎(chǔ)埋深不得小于0.5m，基礎(chǔ)頂面距地面的距離宜大于0.1m。

同一建筑物下面各部分的基礎(chǔ)埋深可以不一致。

9/28/2023基礎(chǔ)工程課件2.3.1與建筑物有關(guān)的條件建筑物在使用功能和用途方面的要求；高層建筑；承受上拔力的基礎(chǔ)；高聳結(jié)構(gòu)；冷庫等。9/28/2023基礎(chǔ)工程課件2.3.2工程地質(zhì)條件持力層下臥層軟弱下臥層9/28/2023基礎(chǔ)工程課件對于中小型建筑物：

良好土層——堅硬、硬塑、可塑狀態(tài)的粘性土層；密實或中密狀態(tài)的砂土層和碎石土層；其他中低壓塑性土層。

軟弱土層——軟塑、流塑狀態(tài)的粘性土層；松散狀態(tài)的砂土層；未經(jīng)處理的填土；其他高壓縮性土層。9/28/2023基礎(chǔ)工程課件(1)良好土層埋深由其他條件和最小埋深確定。淺埋，一般取d=0.5~1.5m。(2)軟弱土層1~2層：按情況(1)處理3~5層：可采用連續(xù)基礎(chǔ)方案、或人工地基方案。6層以上：樁基方案。9/28/2023基礎(chǔ)工程課件(3)軟弱土層良好土層h當h>2m時：按情況(2)處理。當h<2m時：選良好土層為持力層。墊層

做法一做法二9/28/2023基礎(chǔ)工程課件(4)2~3m厚的“硬殼層”持力層頂面傾斜時：柱下獨立基礎(chǔ)對于中小型建筑物，宜盡量選硬殼層為持力層。采用“寬基淺埋”方案。9/28/2023基礎(chǔ)工程課件2.3.3水文地質(zhì)條件

否則，應(yīng)考慮：流砂；流土。對有侵蝕性的地下水，還應(yīng)考慮：地下結(jié)構(gòu)防滲；地下結(jié)構(gòu)抗浮，例如設(shè)置抗浮錨桿基礎(chǔ)應(yīng)盡量埋置在地下水位以上。9/28/2023基礎(chǔ)工程課件2.3.4地基凍融條件多年凍土；季節(jié)性凍土：凍脹、融陷；最小埋深規(guī)定。2.3.5場地環(huán)境條件≥0.5m≥0.1m管道；河流沖刷線。9/28/2023基礎(chǔ)工程課件2.4淺基礎(chǔ)的地基承載力2.4.1地基承載力概念

·地基承載力是指地基承受荷載的能力。

·在保證地基穩(wěn)定的條件下，使建筑物的沉降量不超過允許值的地基承載力稱為地基承載力特征值fa。地基承載力是一個定值，對嗎？9/28/2023基礎(chǔ)工程課件工程中通常以兩個指標來表示地基承載力，即地基的容許承載力和極限承載力?！兜鼗?guī)范》所稱的地基承載力特征值相當于通常所說的地基容許承載力。《地基規(guī)范》規(guī)定，淺基礎(chǔ)的基底壓力應(yīng)滿足下列要求：9/28/2023基礎(chǔ)工程課件當需要滿足抗震設(shè)防要求時，應(yīng)按相關(guān)規(guī)定進行檢算。（見第9章）9/28/2023基礎(chǔ)工程課件2.4.2地基承載力特征值的確定1.按土的抗剪強度指標以理論公式計算；2.按地基載荷試驗確定；3.按規(guī)范承載力表確定；4.按建筑經(jīng)驗確定。四類方法：9/28/2023基礎(chǔ)工程課件1.按土的抗剪強度指標以理論公式計算(1)地基極限承載力理論公式

fa=pu/K

K=2~3常用公式：魏錫克公式、漢森公式等等。該方法不常用，原因主要有：1）該方法未考慮地基變形；2）c、φ的取值可靠度較低；3）不同公式的計算結(jié)果相差較大。9/28/2023基礎(chǔ)工程課件(2)規(guī)范推薦的理論公式當荷載為中心荷載或偏心很?。ㄆ木鄀≤l/30，l為偏心方向基礎(chǔ)邊長）時：fa＝Mbγb+Mdγmd+Mcck≈p1/4（2－5）b——基礎(chǔ)底面寬度，大于6m時按6m考慮；對于砂土，小于3m時按3m考慮。地基沉降可能過大9/28/2023基礎(chǔ)工程課件長期承載力：地基承載力隨建筑物荷載的增加而增大。短期承載力：類似方法又稱為φ=0法。長期承載力>短期承載力（超強固結(jié)土可能例外）。9/28/2023基礎(chǔ)工程課件9/28/2023基礎(chǔ)工程課件2.按地基載荷試驗確定（最可靠）淺層平板載荷試驗、深層平板載荷試驗、螺旋板載荷試驗。9/28/2023基礎(chǔ)工程課件地基靜載試驗概況平板載荷試驗裝置示意圖百分表堆載荷載板主梁平臺千斤頂9/28/2023基礎(chǔ)工程課件9/28/2023基礎(chǔ)工程課件優(yōu)缺點：能較好的反映天然土體的壓縮性；試驗工作量和費用較大，時間較長。fa的確定方法：9/28/2023基礎(chǔ)工程課件(1)當p~s曲線上有比例界限p1時，取fak=p1；確定地基承載力實測值：(2)當pu<2p1時，取fak=pu/2；(3)當不能按上述二款要求確定時，可取s/b=0.01~0.015所對應(yīng)的荷載作為fak，但其值不應(yīng)大于最大加載量的一半。對同一土層，應(yīng)選擇三個以上的試驗點，當試驗實測值的極差（最大值與最小值之差）不超過其平均值的30%時，取其平均值作為該土層的地基承載力特征值fak。確定地基承載力特征值：9/28/2023基礎(chǔ)工程課件3.按規(guī)范承載力表確定野外鑒別結(jié)果室內(nèi)物理力學(xué)指標現(xiàn)場動力觸探試驗錘擊數(shù)fak

9/28/2023基礎(chǔ)工程課件注意：埋深d的取法，見教材。超載q=γmdqd=q/γm主裙樓一體的情況9/28/2023基礎(chǔ)工程課件與土力學(xué)中介紹的理論公式具有相同的形式，但兩者含義不同。還需要注意下列兩點：1）公式中已經(jīng)包含了基礎(chǔ)寬度和埋深的影響；2）公式中的b是指基礎(chǔ)的短邊。9/28/2023基礎(chǔ)工程課件9/28/2023基礎(chǔ)工程課件4.按建筑經(jīng)驗確定基槽檢驗和地基的局部處理：在基槽挖至接近槽底時，應(yīng)由設(shè)計、施工和勘察人員對槽底土層進行檢查，即所謂“驗槽”。對沒有地基勘察資料的輕型建筑物，地基淺層情況只能憑驗槽了解；有地基勘察報告的工程，主要是核實勘察資料是否符合實際。通過驗槽，可以判斷持力層的承載力、地基的均勻程度是否滿足設(shè)計要求，以防止產(chǎn)生過量的不均勻沉降。驗槽以細致的觀察為主，輔以輕便簡易的勘探方法，如輕便觸探和夯擊聽音等。9/28/2023基礎(chǔ)工程課件通過觀察驗槽和釬探后，如不滿足要求，應(yīng)根據(jù)具體情況更改設(shè)計或進行地基處理。對于槽底的局部人工填土和墓坑、松土坑、廢井，一般宜挖除并用碎石、砂、灰土等分層回填夯實。對于局部松軟土，一般應(yīng)挖除至原土。當上述挖、填方法由于施工困難等緣故而不宜采用時，可考慮采用鋼筋混凝土梁板基礎(chǔ)，以跨越局部松軟土，或采用增大基礎(chǔ)埋深、擴大基礎(chǔ)面積、布置聯(lián)合基礎(chǔ)、加設(shè)擠密樁或局部設(shè)置樁基等方法加以解決。當柱基或部分基槽下方存在過于堅硬的舊基礎(chǔ)、樹根和巖石等障礙物時，均應(yīng)盡可能挖除，以防建筑物產(chǎn)生不均勻沉降或開裂。9/28/2023基礎(chǔ)工程課件2.4.3地基變形驗算建筑物的地基變形計算值△應(yīng)不大于地基變形允許值[△]，即要求滿足下列條件：

△≤[△]（2–15）回顧9/28/2023基礎(chǔ)工程課件地基變形按其特征可分為四種：沉降量——獨立基礎(chǔ)中心點的沉降值或整幢建筑物基礎(chǔ)的平均沉降值；沉降差——相鄰兩個柱基的