1、第九章 天 然 地 基 基 礎設計,9.1 概述,幾個概念：,9.1 概述,基礎類型：,天然地基上的淺基礎,樁基礎,人工地基上的淺基礎,深基礎,換土墊層，水泥土樁、碎石樁復合地基等,人工地基：,埋深5m,特殊方法施工,考慮側(cè)壁阻力作用,沉井基礎沉箱基礎,樁基礎也屬深基礎,淺基礎：埋深小于5m，或者埋深大于5m，但是小于基礎寬度。兩側(cè)（四周）的摩阻力忽略不計。所以不是簡單的深淺概念。,地基基礎設計包括兩方面的內(nèi)容： 地基、基礎 對基礎的要求： 結構強度、剛度和耐久性 與上部結構相適應， 共同作用 對地基的要求： 承載力（強度） 沉降 (變形),9.1 概述,在基礎設計時，一般要考慮下列幾個因素：

2、 建筑基礎所用的材料及基礎的結構型式； 基礎的埋置深度； 地基土的承載力； 基礎的形狀和布置，與相鄰建筑的關系； 上部結構的類型，使用要求； 6. 施工期限，施工方法，施工設備。,9.1 概述,按基礎材料的性能（基礎剛度）分,無筋擴展基礎（剛性基礎）,單獨基礎（獨立基礎）、條形基礎、筏型基礎、箱型基礎、殼型基礎,按結構形式分,擴展基礎（柔性基礎）,9.2 淺基礎的類型,按基礎剛度分,一、 剛性基礎,二、柔性基礎,1:1.0 1:2.0 與材料和荷載有關,磚、石、灰土，素混凝土 材料抗拉強度很低 要求基礎臺階寬高比（剛性角）符合一定條件,鋼筋混凝土 要滿足抗彎、抗剪和抗沖切等結構要求,9.2 淺

3、基礎的類型,（柔性基礎）按基礎結構形式分,1 獨立基礎,2 條形基礎,9.2 淺基礎的類型,十字交叉基礎,條形基礎的變種,9.2 淺基礎的類型,3 筏形（筏板）基礎,9.2 淺基礎的類型,4 箱形基礎,由底板、墻和頂板形成箱，整體性更好,9.2 淺基礎的類型,5 殼體基礎,高聳建筑物,9.2 淺基礎的類型,9.3 地基基礎設計原則,設計要求,滿足：正常使用、耐久性、應付偶發(fā)事件 （強度、變形）,設計內(nèi)容,確定：埋深、型式、結構尺寸（長 寬 高）、材料,驗算：承載力、變形、結構本身強度,設計規(guī)范,1 建筑地基基礎設計規(guī)范（GBJ7-89）,2 建筑地基基礎設計規(guī)范（GB50007-2002）,設

4、計等級,02規(guī)范：,設計等級,甲級,乙級,丙級,設計方法,允許（容許）承載力設計方法,極限狀態(tài)設計方法,承載能力極限狀態(tài),正常使用極限狀態(tài),9.3 地基基礎設計原則,荷載規(guī)定,荷載 分類,靜荷載,活荷載,偶然荷載（特殊荷載）：爆炸力、撞擊力,建筑結構荷載規(guī)范（GB50009-2001）,荷載的標準值,荷載的準永久值,9.3 地基基礎設計原則,9.4 基礎埋置深度,原則：,在滿足承載力的條件下盡量淺埋,基本要求：,除巖石以外，D大于0.5m（表土擾動，植物，凍融，沖蝕） 基礎頂距離表土大于10cm，保護 橋要求在沖刷深度以下,其它控制因素,一、 建筑物的用途類型及荷載大小性質(zhì),地震區(qū)，除巖石地基

5、外，天然地基的筏形和箱形基礎埋深不宜小于建筑物高度的1/12,地下管道（上下水，煤氣電纜）應在基底以上，便于維修,基礎埋深不同時 (1) 主樓與裙房，高度不同,分期施工設置后澆帶 (2) 臺階式相連, 如山坡上的房屋,新舊及相鄰建筑物有一定距離。否則要求支護，并且要嚴格限制支護的水平位移。,9.4 基礎埋置深度,9.4 基礎埋置深度,二、 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件,主要受力層,持力層（受力層）,下臥層,條形基礎 3b 獨立基礎 1.5b 且 5m （二層以下民用建筑除外）,主要受力層深度：,9.4 基礎埋置深度,根據(jù)土層分布情況確定,在滿足其他要求下盡量淺埋,只有低層房屋可用，否則處理,盡量淺埋

6、。但是如h1太小就為II,h1 5m樁基或處理；,盡量在地下水位以上,否則開挖降水,費用大,有承壓水時，防止承壓水頂破基底,9.4 基礎埋置深度,9.4 基礎埋置深度,3 相鄰建筑物基礎埋深的影響,如果與鄰近建筑物的距離很近時，為保證相鄰原有建筑物的安全和正常使用，基礎埋深宜淺于或等于相鄰建筑物的埋深。如果基礎深于原有建筑物基礎時，要使二者之間保持一定距離,9.4 基礎埋置深度,4地基土凍脹和融陷的影響 在季節(jié)性凍土地區(qū)，冬季因溫度下降，地面下一定厚度范圍內(nèi)的地下水會發(fā)生凍結，體積膨脹，產(chǎn)生凍脹力，可使基礎與墻體上抬而開裂；春季氣溫回升解凍，凍土層不但體積縮小而且含水量顯著增加；強度大幅度下降

7、而產(chǎn)生融陷。多次凍融會使建筑物遭致嚴重的破壞。 根據(jù)地基土的的種類（土的粒徑大小），土中含水量的多少以及地下水補給的可能性，地基土的凍脹性可分為以下4類 （見教材表93）,9.4 基礎埋置深度,凍土,多年凍土（凍結時間3年）,季節(jié)性凍土,發(fā)生凍脹的條件,（1）土的條件 一般是細顆粒土,（2）溫度條件 低于凍結溫度,（3）水力條件 含水量，具有開放性條件，如粉土凍脹最嚴重,外因,內(nèi)因,土的凍脹性,考慮地基土的凍脹性確定基礎埋深的原則： 在季節(jié)性凍土地區(qū)，基礎應埋在凍結深度以下。 對于不凍脹地基，基礎的埋深可不考慮凍結深度的影響； 對于弱凍脹、凍脹和強凍脹土的基礎最小埋深，按下式計算：,9.4 基

8、礎埋置深度,9.4 基礎埋置深度,5.補償基礎概述,為了減小建筑物的沉降，可采用補償基礎。 全補償基礎理論上的沉降等于零。,9.5 地基承載力和變形驗算,極限承載力,承載力,容許承載力：設計承載力,通常所說的承載力指容許承載力,P = f,9.5 地基承載力和變形驗算,一、地基承載力驗算,（一）持力層承載力驗算,我國規(guī)范中?。?fv=Mbb+Md 0d+Mcck,以臨界荷載P1/4為理論基礎,1 通過公式計算,2 通過載荷試驗確定,3 通過經(jīng)驗確定,GBJ7-89 規(guī)范：,推薦查表方法,GB50007-2002 規(guī)范：,取消了相關表格,9.5 地基承載力和變形驗算,承載力公式計算：,fv=Mb

9、b+Md 0d+Mcck, fv：承載力特征值（設計值）,5.3 地基承載力和基礎尺寸初步確定, Mb、Md 、Mc：承載力系數(shù)，由 k 查表, b：基底寬度，大于6m按6m考慮， 對于砂土小于3m按3m考慮, ck：基底下一倍短邊寬深度內(nèi)土的粘聚力,對于飽和軟粘土上快速施工地基 0：,條形基礎下：,斯凱普頓公式,5.3 地基承載力和基礎尺寸初步確定,查表計算：,5.3 地基承載力和基礎尺寸初步確定,GBJ7-89 規(guī)范,fk=f f0, fk：承載力標準值, f0：承載力基本值（查表）, f ：承載力修正系數(shù),變異系數(shù),粘性土 e、IL 粉 土 e、w 砂 土 N63.5 淤 泥 w,5.3 地基承載力和基礎尺寸初步確定,f=fk+b(b