7.7基礎(chǔ)設(shè)計(jì)按基礎(chǔ)材料、受力性能劃分?jǐn)U展基礎(chǔ)(柔性基礎(chǔ)):能承受一定彎曲變形的基礎(chǔ)，通常指抗彎性能較好的鋼筋混凝土柱下獨(dú)立基礎(chǔ)和墻下條形基礎(chǔ)。無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)(剛性基礎(chǔ)):指由混凝土、毛石、磚、灰土、三合土等材料組成的柱下獨(dú)立基礎(chǔ)和墻下條形基礎(chǔ)（滿足剛性角的要求）。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要承受壓應(yīng)力，抗壓性能好，而抗彎、抗剪強(qiáng)度較差。依據(jù)：可通過(guò)限制基礎(chǔ)外伸寬度b′與基礎(chǔ)高度h的比值來(lái)確定。剛性角：規(guī)范允許的bˊ/h值相對(duì)應(yīng)的角度。一、無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1、基礎(chǔ)高度的確定適用條件:可用于6層及6層以下的民用建筑和磚墻承重的輕型廠房；但是灰土、三合土地基不宜用于超過(guò)4層的民用建筑。滿足臺(tái)階寬高比要求的基礎(chǔ)，各臺(tái)階的內(nèi)緣應(yīng)落在與墻邊或柱邊鉛垂線成

角的斜線上。基礎(chǔ)材料質(zhì)量要求臺(tái)階寬高比的允許值pk≤100100<Pk≤200200<Pk≤300混凝土基礎(chǔ)C15混凝土1:1.001:1.001:1.25毛石混凝土基礎(chǔ)C15混凝土1:1.001:1.251:1.50磚基礎(chǔ)磚不低于MU10,砂漿不低于M51:1.501:1.501:1.50毛石基礎(chǔ)砂漿不低于M51:1.251:1.50-灰土基礎(chǔ)體積比為3:7或2:8的灰土,其最小干密度:

粉土1.55t/m3

粉質(zhì)粘土1.50t/m3

粘土1.45t/m31:1.251:1.50-三合土基礎(chǔ)體積比1:2:4-1:3:6(石灰:砂:骨料),每層約虛鋪220mm,夯至150mm1:1.501:2.00-注：1.pk為荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合基礎(chǔ)底面處的平均壓力值(kPa);

2.階梯形毛石基礎(chǔ)的每階伸出寬度,不宜大于200mm;

3.當(dāng)基礎(chǔ)由不同材料疊合組成時(shí),應(yīng)對(duì)接觸部分作抗壓驗(yàn)算;

4.基礎(chǔ)底面處的平均壓力值超過(guò)300kPa的混凝土基礎(chǔ),尚應(yīng)進(jìn)行抗剪驗(yàn)算;無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)臺(tái)階寬高比的允許值(表7.3)無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的寬度確定以后，可按臺(tái)階寬高比要求（剛性角的要求）確定基礎(chǔ)的高度，基礎(chǔ)的高度應(yīng)符合下式要求：b0－基礎(chǔ)頂面的砌體寬度，m；h－基礎(chǔ)高度，m；tanα－基礎(chǔ)臺(tái)階寬高比的允許值，可按表7.3選用基礎(chǔ)高度h基礎(chǔ)高度h通常小于基礎(chǔ)埋深d，這是為了防止基礎(chǔ)露出地面，遭受外界環(huán)境的影響，需要在基礎(chǔ)頂面覆蓋一層保護(hù)基礎(chǔ)的土層，此保護(hù)層的厚度d0，通常d0≥0.1m。因此，基礎(chǔ)高度h≤d-0.1m

。2、無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的構(gòu)造要求1）鋼筋混凝土柱采用無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的鋼筋混凝土柱，其柱腳高度h1，不得小于柱腳外伸寬度b1，如圖所示，并不應(yīng)小于300mm，且不小于20d。2）磚基礎(chǔ)磚基礎(chǔ)施工簡(jiǎn)單。其剖面一般做成階梯形（又稱大放腳）。大放腳從墊層上開(kāi)始砌筑，為保證大放腳的強(qiáng)度，應(yīng)采用”兩皮一收”或“二、一間隔收”砌法（基底必須保證兩皮）。一皮即一層磚，標(biāo)注尺寸為60mm，每收一次兩邊各收1/4磚長(zhǎng)。為了得到一個(gè)平整的基槽底，保證磚基礎(chǔ)的砌筑質(zhì)量，磚基礎(chǔ)以下設(shè)墊層。3）毛石基礎(chǔ)毛石基礎(chǔ)是用等級(jí)不低于MU20號(hào)的毛石以砂漿砌成，由于毛石尺寸差別較大，為了便于砌筑合保證砌筑質(zhì)量，毛石基礎(chǔ)臺(tái)階高度和基礎(chǔ)厚度不宜小于400mm，石塊應(yīng)錯(cuò)縫搭砌，縫內(nèi)砂漿應(yīng)飽滿。3）4）灰土、三合土基礎(chǔ)為了節(jié)省材料，灰土、三合土基礎(chǔ)一般與磚、砌石、混凝土等材料配合使用，做在基礎(chǔ)的下部，根據(jù)建筑經(jīng)驗(yàn)，三層及三層以上的混合結(jié)構(gòu)和輕型廠房多采用三步灰，厚450mm,三層以下采用兩步，厚300mm。5）混凝土基礎(chǔ)素混凝土的強(qiáng)度等級(jí)一般為C15，剖面形式有階梯形和錐形等，按基礎(chǔ)的尺寸和施工條件而定?；炷林袚饺肷儆诨A(chǔ)體積30％的毛石（毛石強(qiáng)度等級(jí)不低于MU20，其長(zhǎng)度不宜大于30cm），稱為毛石混凝土基礎(chǔ)，混凝土強(qiáng)度C7.5～C10。5）例：某住宅外承重墻厚370mm，基礎(chǔ)受到豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值為250KN/m，彎矩標(biāo)準(zhǔn)值為40kN.m/m。地基土層分布情況是：表層為粘性塑填土，厚度1.3m，重度17.4KN/m3，其下為粉土層，粘粒含量為20％，重度為19.5KN/m3，承載力特征值為180KPa。地下水在地表下2.0m處。試設(shè)計(jì)墻下條形基礎(chǔ)。解：(1)確定基礎(chǔ)埋深為了便于施工，基礎(chǔ)宜建在地下水位以上，選擇粉土層作為持力層，初選基礎(chǔ)埋深d＝1.3m。(2）確定基礎(chǔ)底面積①計(jì)算承載力特征值fa因持力層為粉土層且粘粒含量ρc＝20％>10％，查表得：ηd＝1.5；基底以上土的重度為γm＝17.4kN/m3，持力層經(jīng)深寬修正后初步承載力特征值為：②按中心荷載初估條形基礎(chǔ)寬度：③考慮到偏心荷載作用，將基礎(chǔ)寬度提高11％同時(shí)，b＝1.91<3m，故承載力不做寬度修正，持力層承載力特征值仍為fa＝200.9kPa④計(jì)算基底邊緣壓力單位長(zhǎng)基礎(chǔ)及回填土重：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)基底面的抵抗矩：則基底邊緣的壓力：⑤驗(yàn)算地基承載力地基驗(yàn)算滿足要求，基礎(chǔ)寬度選擇合理。(3)選擇基礎(chǔ)材料，確定基礎(chǔ)高度采用MU10磚和M5砂漿砌筑“二、一間隔收”基礎(chǔ)，基底下做100mm厚C10素混凝土墊層，磚基礎(chǔ)所需的臺(tái)階數(shù)為：基礎(chǔ)高度h＝7×120+6×60=1200mm;由此，基礎(chǔ)頂面距地表的距離為d0＝d－h(huán)＝1300－1200＝100≥100（mm）據(jù)基礎(chǔ)材料查表7.3得[b′/h]=1:1.50;本設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)中則本條形基礎(chǔ)高度選擇合理，基礎(chǔ)斷面設(shè)計(jì)滿足要求。二、擴(kuò)展基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)1、擴(kuò)展基礎(chǔ)特點(diǎn)受力性能：抗彎、抗剪性能好。適用范圍：①荷載情況：上部結(jié)構(gòu)荷載較大，或承受彎矩、水平荷載的建筑物基礎(chǔ)；②地層情況：地基上層土質(zhì)較好，而下層土軟弱的情況，利用表層好土設(shè)計(jì)淺基礎(chǔ)。破壞情況：鋼筋混凝土基礎(chǔ)是一種受彎和受剪的構(gòu)件，在荷載作用下可能發(fā)生純剪切破壞、斜壓破壞、沖切破壞、彎曲破壞。沖切破壞沖切破壞：從柱邊或臺(tái)階變截面處沿45°斜面拉裂，形成沖切破壞錐體；抵抗：基礎(chǔ)底板有足夠的厚度。彎曲破壞受力分析：倒置懸臂梁結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)截面：柱與基礎(chǔ)的交界處和臺(tái)階變截面處抵抗：基礎(chǔ)底板下部配筋為了防止獨(dú)立基礎(chǔ)出現(xiàn)沖切破壞，由沖切破壞錐體以外的地基凈反力所產(chǎn)生的沖切力應(yīng)小于沖切面處混凝土的抗沖切能力。對(duì)于階梯型基礎(chǔ)，除對(duì)柱邊進(jìn)行沖切驗(yàn)算外，還應(yīng)對(duì)變階處進(jìn)行沖切驗(yàn)算。而且往往短邊一側(cè)沖切破壞較長(zhǎng)邊一側(cè)危險(xiǎn)，這時(shí)只需根據(jù)短邊的沖切驗(yàn)算條件確定底板厚度。2、鋼筋混凝土柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)（1）確定基礎(chǔ)高度——抗沖切驗(yàn)算按照混凝土抗沖切公式估算基礎(chǔ)高度，見(jiàn)下式：

βhp—受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當(dāng)基礎(chǔ)高度h≤800mm時(shí)，βhp取1.0；當(dāng)h≥2000mm時(shí)βhp取0.9，其間按線性內(nèi)插法取用；ft—混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；h0—基礎(chǔ)沖切破壞錐體的有效高度；am－沖切破壞最不利一側(cè)計(jì)算長(zhǎng)度；at

—沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面的上邊長(zhǎng)：（a)取柱寬，(b)取上階寬；ab—沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面在基礎(chǔ)底面積范圍內(nèi)的下邊長(zhǎng)(m)，當(dāng)沖切破壞錐體的底面落在基礎(chǔ)底面以內(nèi)（如圖a、b），計(jì)算柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力時(shí)，取柱寬加兩倍基礎(chǔ)有效高度；當(dāng)計(jì)算基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力時(shí)，取上階寬加兩倍該處的基礎(chǔ)有效高度。當(dāng)沖切破壞錐體的底面落在基礎(chǔ)底面以外，即at＋2h0≥l時(shí)(圖c)，ab＝l。（C）沖切錐體超出基礎(chǔ)范圍（a）（b）（c）h0Fl--相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的Al上的地基凈反力。A1—沖切驗(yàn)算時(shí)取用的部分基底面積(圖a、b中的陰影面ABCDEF，或圖c中的陰影面積ABDC)；pj—相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的地基土單位面積凈反力(扣除基礎(chǔ)自重及其上的土重)，對(duì)偏心荷載受壓基礎(chǔ)可取基礎(chǔ)邊緣處最大地基土單位面積凈反力?；A(chǔ)抗沖切公式由上圖可知：基礎(chǔ)高度的確定方法1、先假設(shè)基礎(chǔ)高度h，利用抗沖切公式驗(yàn)算；

h0=h-d0d0-混凝土保護(hù)層厚度有墊層時(shí)h0＝h-40mm無(wú)墊層時(shí)h0＝h-70mm注：混凝土保護(hù)層厚度不宜小于70mm；當(dāng)設(shè)素混凝土墊層時(shí)，保護(hù)層厚度不宜小于40mm。方法2、利用抗沖切公式估算高度整理得：由此可得基礎(chǔ)有效高度式中:h0—基礎(chǔ)底板有效高度，mm；

bt—柱截面的短邊，mm；

at—柱截面的長(zhǎng)邊，mm；

C—系數(shù)。矩形基礎(chǔ)正方形基礎(chǔ)墻下條形基礎(chǔ)底板厚度的確定——抗剪切條件（P182）柱下獨(dú)立基礎(chǔ)彎矩計(jì)算(參考規(guī)范)

在軸心荷載或單向偏心荷載作用下,單獨(dú)基礎(chǔ)受地基反力作用，建立計(jì)算模型。分析時(shí)，按對(duì)角線分成4個(gè)區(qū)域。當(dāng)矩形基礎(chǔ)臺(tái)階的寬高比≤2.5和偏心距≤

1/6b時(shí)，任意截面的彎矩計(jì)算如下。（2）基礎(chǔ)配筋——彎矩計(jì)算計(jì)算模型dxxAxPx與柱短邊平行的截面Ⅰ－Ⅰ的彎矩與柱長(zhǎng)邊平行的截面Ⅱ－Ⅱ的彎矩8.2.7-48.2.7-5式中：MI，

M

Ⅱ—任意截面Ⅰ－Ⅰ、Ⅱ－Ⅱ、處的彎矩設(shè)計(jì)值；

a1—任意截面Ⅰ－Ⅰ至基底邊緣最大反力處的距離。

x—積分點(diǎn)到相應(yīng)計(jì)算截面的垂直距離?；A(chǔ)底板配筋根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010－2002)有關(guān)規(guī)定計(jì)算?；A(chǔ)底板內(nèi)基礎(chǔ)底板受力鋼筋面積，可按下式確定：墻下條形基礎(chǔ)彎矩計(jì)算墻下條形基礎(chǔ)任意截面的彎矩計(jì)算，可取l＝a′＝1m，按規(guī)范公式8.2.7-4進(jìn)行計(jì)算。其最大彎矩截面的位置，應(yīng)符合下列規(guī)定：①當(dāng)墻體材料為混凝土?xí)r，取a1＝b1；②如為磚墻且大放腳不大于1／4磚長(zhǎng)時(shí)，取a1＝b1十0.06。式中：As－基礎(chǔ)底板受力鋼筋面積，mm2；

fy－鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。其它驗(yàn)算當(dāng)擴(kuò)展基礎(chǔ)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)小于柱的混凝土的強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，尚應(yīng)驗(yàn)算柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)頂面的局部受壓承載力。三、擴(kuò)展基礎(chǔ)構(gòu)造要求（一）、現(xiàn)澆柱基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)≥c20受力鋼筋：直徑：≮φ10

間距：＠100~200鋼筋保護(hù)層厚度：有墊層：≮

40

無(wú)墊層：≮

70基礎(chǔ)墊層：厚度≥70

混凝土強(qiáng)度等級(jí)≥c10鋼筋布置：當(dāng)柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)的邊長(zhǎng)和墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)的寬度≥

2.5m時(shí)，底板受力鋼筋的長(zhǎng)度可取邊長(zhǎng)或?qū)挾鹊?.9倍，并宜交錯(cuò)布置；鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)底板在T形及十字形交接處，底板橫向受力鋼筋僅沿一個(gè)主要受力方向通長(zhǎng)布置，另一方向的橫向受力鋼筋可布置到主要受力方向底板寬度1/4處,