1、天然地基上的淺基礎,地 基：直接承托建筑物的場地土層。 天然地基：不加處理直接用作建筑物地基的天然土層。 人工地基：經(jīng)過地基處理后才滿足建筑物地基要求的土層。 基 礎：建筑物在地面以下的結構部分。 持 力 層：直接與基礎底面接觸的土層。 下 臥 層：持力層以下的其它土層。 淺 基 礎：天然地基上，基礎埋置深度小于5m的一般基礎 (柱基或墻基)以及埋置深度超過5m，但小于基礎寬度的大尺寸的基礎(如箱形基礎)。,天然地基：建筑物荷載不大或地基土強度較高時，天然土層不需要經(jīng)過特殊處 理就可承受建筑物荷重的地基。 天然地基上的淺基礎：天然地基上，基礎埋置深度小于5m的一般基礎(柱基或墻基)以及埋置深度

2、超過5m，但小于基礎寬度的大尺寸的基礎(如箱形基礎)。 在選擇地基基礎類型時，主要考慮兩個方面的因素： 一、建筑物的性質(包括它的用途、重要性、結構型式、荷載性質和荷載大小等)； 二、地基的地質條件(包括土層的分布、土的性質和地下水等)。,地基基礎的設計等級,GB500072002建筑地基基礎設計規(guī)范根據(jù)地基復雜程度、建筑物規(guī)則和功能特征，以及由于地基問題可能造成建筑物破壞或影響正常使用的程度，將地基基礎設計劃分為三個設計等級 。,淺基礎的設計規(guī)定,地基基礎的設計與計算應滿足承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)，其規(guī)定為： (1)基礎有應足夠的強度、剛度與耐久性。 (2)地基應具有足夠的強度和穩(wěn)定

3、性。 規(guī)范要求各級建筑物地基均應進行承載力計算；對經(jīng)常承受水平荷載作用的高層建筑和高聳結構，以及建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物和構筑物，尚應驗算其穩(wěn)定性，以保證地基在防止整體剪切破壞方面有足夠的安全儲備。 (3)地基應滿足變形方面的要求。 設計等級為甲級、乙級的建筑物，應按地基變形設計；建筑物情況和地基條件復雜的丙級建筑物地基尚應做變形驗算，以保證建筑物不因地基沉降影響正常使用。,荷載取值規(guī)定,地基基礎設計時,所采用的荷載效應最不利組合與相應的抗力限值應按下列規(guī)定： 按地基承載力確定基礎底面積及埋深或按單樁承載力確定樁數(shù)時，傳至基礎或承臺底面上的荷載效應應按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應的標準組合

4、。相應的抗力應采用地基承載力特征值或單樁承載力特征值。 計算地基變形時，傳至基礎底面上的荷載效應應按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應的準永久組合，不應計入風荷載和地震作用。相應的限值應為地基變形允許值。 計算擋土墻土壓力、地基或斜坡穩(wěn)定及滑坡推力時，荷載效應應按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應的基本組合，但其分項系數(shù)均為1.0,荷載取值規(guī)定,在確定基礎或樁臺高度、支擋結構截面計算、基礎或支擋結構內力確定配筋和驗算材料強度時，上部結構傳來的荷載效應組合和相應的基底反力應按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應的基本組合，采用相應的分項系數(shù)。當需要驗算基礎裂縫寬度時，應按正常使用極限狀態(tài)荷載效應標準組合。 基礎設計安全等

5、級、結構設計使用年限、結構重要性系數(shù)應按有關規(guī)范的規(guī)定采用，但結構重要性系數(shù)0不應小于1.0。,地基基礎設計內容和一般步驟,(1)選擇基礎的材料、類型，確定平面布置； (2)選擇基礎的埋置深度，即確定地基持力層； (3)確定地基承載力特征值； (4)根據(jù)傳至基礎底面上的荷載效應和地基承載力特征值，確定基礎底面積； (5)根據(jù)傳至基礎底面上的荷載效應進行相應的地基驗算(變形和穩(wěn)定性驗算)； (6)根據(jù)傳至基礎底面上的荷載效應確定基礎構造尺寸，進行必要的結構計算； (7)繪制基礎施工圖。,如果地基中有軟弱土層存在(通常指承載力低于100kPa的土層)，不適于做天然地基上的淺基礎時，常用以下3種方法

6、解決： 1加固軟弱土層，提高土層的承 載力，再把基礎做在經(jīng)過人工加固后的土層上。這種地基叫做人工地基。,地基基礎類型,2在地基中打樁，把建筑物支撐在樁承臺上，建筑物的荷載由樁傳到地基深處較為堅實的土層。這種基礎叫做樁基礎 3 把基礎做在地基深處在承載力較高的土層上。埋置深度大于5m或大于基礎寬度，在計算基礎時應該考慮基礎側壁摩擦力的影響。這類基礎叫做深基礎。,地基基礎類型,二、地基的極限狀態(tài)設計 根據(jù)建筑地基基礎設計規(guī)范(GBJ 789)(以下簡稱地基規(guī)范)，為保證建筑物的安全使用，地基必須滿足兩種極限狀態(tài)的要求，即： 1.承載力極限狀態(tài) p f 式中：p 基礎底面處的平均壓力設計值，kPa；

7、在p的計算中，所采用的荷載是荷載的基本組合設計值。 f 地基承載力設計值，kPa。 2.正常使用極限狀態(tài) s s 式中：s 建筑物地基的變形;在s的計算中，應采用荷載的長期效應組合不計入風荷載和地震荷載，且荷載用標準值；s 建筑物地基的變形容許值。,從表面來看，地基的極限狀態(tài)設計與結構物的極限狀態(tài)設計完全相同。旨先滿足承載力極限狀態(tài)，保證地基的穩(wěn)定，其次滿足正常使用極限狀態(tài)，符合變形的要求。 但從已有大量地基事故分析表明，絕大多數(shù)事故是由于地基變形過大和不均勻沉降所造成的。根據(jù)地基載荷試驗和地基承載力理論可知，隨著荷載的增加，地基先產生壓密變形，再產生局部剪切破壞，最后產生整體剪切破壞。而且代

8、表壓密變形階段的界限壓力，即臨塑荷載pcr遠小于整體剪切破壞的極限荷載pu。這就是說地基在充分發(fā)揮其承載力以前，通常都產生較大的變形，影響建筑物的正常使用，即地基設計實質上是受變形所控制。,承載力特征值的含義與材料強度計算值的內涵完全不一樣。首先，地基土體的承載能力f 值不是土的強度，其值不僅與土的性質有關，而且與荷載的分布范圍以及作用的深度等因素有關；其次，f 值在很大程度上仍然是反映建筑物對變形的限制。如上所述，地基發(fā)生失穩(wěn)破壞的情況極為少見。變形驗算的實質是控制地基內不要出現(xiàn)過大的塑性區(qū)，以免變形迅速發(fā)展，導致地基失穩(wěn)。由此可見，地基的極限狀態(tài)分析實際上是以驗算變形為核心的分析。這點與結

9、構的極限分析有所不同。,三、地基的驗算要求 地基規(guī)范按由于地基的原因造成建筑物破壞后果的嚴重性，將建筑物分成3個安全等級，并相應地規(guī)定驗算要求。,不同的安全等級地基的驗算要求 1.一級建筑物和下表所列范圍以外的建筑物以及雖屬于下表以內的建筑，但符合如下規(guī)定之一項者，均應進行地基變形驗算，即除了應該滿足承載力極限狀態(tài)的要求外，還應滿足正常使用極限狀態(tài)的要求。 (1).地基承載力標準值小于130kPa且體型復雜的建筑； (2).在基礎上及其附近有地面堆載或相鄰基礎荷載差異較大，引起地基不均勻沉降時； (3).軟弱地基上的相鄰建筑物距離過近，可能發(fā)生傾斜時； (4).地基內有厚度較大或厚度不均的填土

10、，其自重固結未完成時。 2.不屬于上述范圍內的二級建筑物和三級建筑物只要求驗算地基承載力，可不再進行變形驗算，即滿足地基承載力的要求也就滿足了變形的要求。 3.對于經(jīng)常受水平荷載作用的水工建筑物，擋土結構、高層建筑、高聳結構，以及建造在斜坡上的建筑物和構筑物，還應驗算地基的穩(wěn)定性。,四、淺基礎設計內容及步驟 天然地基上淺基礎的設計內容和順序如下： 1.閱讀和分析建筑物場地的地質勘察資料和建筑物的設計資料，進行相應的現(xiàn)場勘察和調查； 2.選擇基礎的結構類型和建筑材料； 3.選擇持力層，決定合適的基礎埋置深度； 4.根據(jù)地基的承載力和作用在基礎上的荷載，計算基礎的初步尺寸； 5.進行地基計算，包括

11、地基持力層和軟弱下臥層(如果存在)的承載力驗算 ，以及按規(guī)定需要進行的變形驗算，根據(jù)驗算結果修改基礎尺寸； 6.進行基礎的結構和構造設計； 7.繪制基礎的設計圖和施工圖； 8.編制工程預算書和工程設計說明書。,淺基礎：擴展基礎 連續(xù)基礎,擴展基礎：無筋擴展基礎 鋼筋混凝土擴展基礎,淺基礎分類,淺基礎的類型和基礎材料 一、淺基礎的結構類型 基礎的作用就是把建筑物的荷載安全可靠地傳給地基，保證地基不會發(fā)生強度破壞或者產生過大變形，同時還要充分發(fā)揮地基的承載能力；因此，基礎的結構類型必須根據(jù)建筑物的持點(結構型式荷載性質和大小等)和地基土層的情況來選定，淺基礎基礎的基本結構類型分下列四種： 1.單獨

12、基礎：柱的基礎一般都是單獨基礎。 2.條形基礎：墻的基礎通常是連續(xù)設置成長條形，稱為條形基礎；,如果柱子的荷載較大而土層的承載能力又較低，做單獨基礎需要很大的面積，在這種情況也可采用柱下條形基礎，甚至柱下的交叉梁基礎。相反當建筑物較輕，作用于墻上的荷載不大，基礎又需要做在較深處的好土層上時，做條形基礎可能不經(jīng)濟，這時可以在墻下加一根過梁，將過梁支在單獨基礎上，稱為墻下單獨基礎。,3.筏形基礎和箱形基礎 當柱子或墻傳來的荷載很大，地基土較軟弱，用單獨基礎或條形基礎都不能滿足地基承載力的要求時，或者地下水位常年在地下室的地坪以上，為了防止地下水滲入室內時，往往需要把整個房屋底面(或地下室部分)做成

13、一片連續(xù)的鋼筋混凝土板，作為房屋的基礎、稱為筏形基礎。 為了增加基礎板的剛度，以減小不均勻沉降，高層建筑物往往把地下室的底板、頂板、側墻及一定數(shù)量的內隔墻一起構成一個整體剛度很強的鋼筋混凝土箱形結構，稱為箱形基礎。,4.殼體基礎 為改善基礎的受力性能，而做成各種形式的殼體，稱為殼體基礎。殼體結構內主要是軸向壓力，可以充分發(fā)揮鋼筋和混凝土材料的受力特點，具有節(jié)省材料、降低造價、加快施工速度等優(yōu)點。 高聳建筑物，如煙囪、水塔、電視塔等基礎常做成殼體基礎。,二、剛性基礎和擴展基礎 1.剛性基礎 由磚、砌石、素混凝土和灰土等材料做成滿足剛性角要求的基礎稱為剛性基礎。 工作條件：像個倒置的兩邊外伸的懸臂

14、梁。這種結構受力后，在靠柱邊、 墻邊或斷面高度突然變化的臺階邊緣處容易產生彎曲破壞。為了防止彎曲破壞。對于用磚、砌石、素混凝土和灰土等抗拉性能很差的材料所做成的基礎，要求基礎有定的高度，使彎曲所產生的拉應力不會超過材料的抗拉強度。 控制方法：使基礎的外伸長度bt和基礎高度h的比值不超過規(guī)定的容許比值。,剛性角：容許的bt/h值相應的角度。 滿足剛性角要求的基礎，各臺階的內緣應落在墻邊或柱邊鉛垂線成 角的斜線上。,應用范圍 剛性基礎用于6層和6層以下的一般民用建筑和承重墻的輕型廠房，超過此范圍時，必須驗算基礎強度，三合土的基礎不宜用于4層以上的建筑。,2.擴展基礎 當基礎的高度不能滿足剛性角要求

15、時，可以做成鋼筋混凝土基礎。柱下鋼筋混凝土獨立基礎和墻下鋼筋混凝土條形基礎，統(tǒng)稱為擴展基礎。,三、基礎材料 基礎埋在土中、經(jīng)常受潮，容易受侵蝕，而且它是建筑物的隱蔽部分，破壞了不容易發(fā)發(fā)現(xiàn)，也不容易修復，所以必須保證基礎的材料有足夠的強度。 1.磚 基礎所用的磚和砂漿的標號，根據(jù)地基土的潮濕程度和地區(qū)的寒冷程度而有不同的要求。此外，用石灰及砂所制成的灰砂磚和其他輕質磚均不得用于基礎。 2.石料 料石(經(jīng)過加工，形狀規(guī)則的石塊)、毛石和大漂石有相當高的強度和抗凍性， 是基礎的良好材料。 3.混凝土 混凝土的耐久性、抗凍性和強度都比磚好，且便于機械化施工和預制，可建造比磚和砌石有較大的剛性角的基礎

16、。因此，同樣的基礎寬度，用混凝土時，基礎的高度可以小一些。但是混凝上基礎造價稍高，耗水泥量較大，較多用于地下水位以下的基礎及墊層。標號一般采用C7.5C10。為節(jié)約水泥用量，可以在混凝上中摻入2030毛石，稱為毛石混凝土。 4.鋼筋混凝土 鋼筋混凝土具有較強的抗彎、抗剪能力，是質量很好的基礎材料。用于荷載大、土質軟弱的情況或地下水位以下的擴展基礎、筏形基礎、箱形基礎和殼體基礎。對于一般的鋼筋混凝土基礎，混凝土的標號應不低于C15。殼體基礎的混凝土標號應不低于C20。 5.灰土 我國在1000多年以前就采用灰土作為基礎墊層，效果很好。基礎砌體下部受力不大時，也可以利用灰土代替磚、石或混凝土。作為

17、基礎材料用的灰土，一般為三七灰土，即用三分石灰和七分粘性土(休積比)拌勻后分層夯實。若在灰土中加入適量的水泥做成三合土，可以有更高的強度和抗水性。,基礎的埋置深度 基礎底面埋在地面(一般指設計地面)下的深度，稱為基礎的埋置深度。為了保證基礎安全，同時減少基礎的尺寸，要盡量把基礎放在良好的上層上。但是基礎埋置過深不但施工不方便，并且提高基礎的造價。 合理的埋置深度選擇原則：在保證安全可靠的前提下，盡量淺埋。但不應淺于0.5m，因為表土一般都松軟，易受雨水及外界影響，不宜作為基礎的持力層。另外，基礎頂面應低于設計地面100mm以上避免基礎外露，遭受外界的破壞。 影響基礎埋置深度的因素很多，其中最主

18、要的有以下幾方面： 一、建筑物的用途、結構類型和荷載性質與大小 基礎的埋置深度首先決定于建筑物的用途、如有無地下室、設備基礎和地下設施，基礎的型式和構造條件。對于由磚石材料砌筑的剛性基礎，因要滿足剛性角的構造要求，基礎埋深就由基礎構造高度決定。因地基條件或使用上的要求，基礎埋置深度有不同時，應將基礎做成臺階形，由淺到深逐步過渡,臺階高寬比例為1:2。,二、相鄰建筑物基礎的影響 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。基礎理設深度宜淺于或等于相鄰建筑物的埋置深度。如果基礎深于原有建筑物基礎時，要使二基礎之間保持一定距離，其凈距L一般為相鄰兩基礎底面高差H的12倍。以免

19、開挖基坑時，坑壁塌落，影響原有建筑物地基的穩(wěn)定。如不能滿足這一要求時，應采取施工措施，如分段施工、設臨時加固支撐或板樁支撐等。,對荷載較大的高層建筑和對不均勻沉降要求嚴格的建筑物設計中，為減少沉降，取得較大的承載力，需把基礎埋置在較深的良好土層上。此外，承受水平荷載較大的基礎，應有足夠大的埋置深度，以保證地基的穩(wěn)定性。,三、工程地質和水文地質條件 直接支承基礎的土層稱為持力層，其下的各土層稱為下臥層。為了保證 建筑物的安全必須根據(jù)荷載的大小和性質給基礎選擇可靠的持力層。上層土的承載力大于下層土時，盡可能取上層土作為持力層，以減少基礎的埋深。 當上層土的承載力低于下層土時，如果取下層土為持力層，

20、所需的基礎底面積較小、但基礎埋深較大，若取上層土為持力層，則情況適相反。哪一種方案較好，要從施工難易、材料用量等方面作方案比較后才能肯定。當基礎存在軟弱下臥層時，基礎宜盡量淺埋，以便加大基底至軟弱層的距離。,基礎應盡量埋置在地下水位以上， 避免施工時要進行基槽排水。如果地基中有承壓水存在，則要校核開挖基槽后，承壓水層以上的基底隔水層是否會因承壓力水的浮托作用而發(fā)生流土破壞的危險。要考慮地下水對基礎材料的腐蝕作用。,四、地基凍脹和融陷條件 地下一定范圍內，土層的溫度隨氣候而變化，在寒冷地區(qū)，冬季地表附近土層中，水因溫度降低而凍結。土凍結后，含水量增加，體積膨脹，地面隆起這種現(xiàn)象稱為土的凍脹現(xiàn)象。

21、春季氣溫回升土層解凍，凍土層體積縮小，而含水量顯著增加，土的強度大幅度下降而產生融陷現(xiàn)象。凍脹和融陷都是不均勻的。如果基底下面有凍土層，就將產生難以預估的凍脹和融陷變形，影響建筑物的正常使用，甚至導致建筑物破壞。 對于埋置于可凍脹土中的基礎，其最小埋深dmin應由下式確定 式中 zo(標準凍結深度)；t(采暖對凍深的影響系數(shù))和dfr(殘留凍土層厚度)。 建筑地基基礎設計規(guī)范規(guī)定對于凍脹地基上的建筑物應采取防凍害措施。,一、地基承載力驗算 1.持力層的承載力驗算 直接支承基礎的地基土層稱為持力層。對于所有等級的建筑物都必須進行地基承載力驗算。當基礎只承受軸心荷載時，要求滿足式 pk fa 式中

22、 pk 基礎底面的壓力。基底壓力均簡化為按直線分布，用材料力學方法求得 式中 Fk 相應荷載效應標準組合時，上部結構傳至基礎頂面豎向力，kN； Gk 基礎自重和基礎上的土重，kN； A 基礎底面積，m2。,地 基 計 算 采用極限狀態(tài)設計方法，結合地基土的特點和長期積累的工程經(jīng)驗，地基計算包括地基承強力驗算、地基變形驗算、地基穩(wěn)定驗算三個方面內容。,當基礎受偏心荷載作用時，除要求滿足上式外，還應滿足 式中 pmax 基礎底面邊緣最大壓力值，kPa； pmin 基礎底面邊緣最小壓力值，kPa； M 作用于基礎底面的力矩值，kNM； W 基礎底面的抵抗矩，m3； e 偏心矩，m。,當偏心矩eb6時

23、，pmin0，基礎底面與地基土脫開。這種情況下，基底壓力pmax可表示為： 式中 l 垂直于力矩方向的基礎底面邊長，m； a 合力作用點至基礎底面最大壓力邊緣的距離，m。 pmin /pmax 值過小，表示基底壓力分布很不均勻，容易引起過大的不均勻沉降應盡量避免。對高層建筑的箱形和筏形基礎。要求pmin 0。若考慮地震組合，則允許基礎底面可以局部與地基土脫開，但零應力區(qū)的面積不應超過基礎底面積的25，即3a 0.75b 。,2.地基承載力設計值 地基承載力設計值是滿足土的強度條件和變形要求時的地基單位面積上的承載能力。因此承載力驗算可以認為是控制地基中塑性區(qū)域的發(fā)展以免導致地基失穩(wěn)。 地基承載

24、力特征值確定方法： 1按建筑地基基礎設計規(guī)范提供的承載力表，由室內土工試驗和原位測試指標確定地基承載力特征值fak。 2按土的抗剪強度指標，以理論公式fa=Mbb+Md0d+Mcck 計算地基承載力設計值fa。,地基承載力設計值確定 fafak b (b3)d (d0.5) 式中 fa 修正后的地基承載力特征值，kPa； fak 地基承載力特征值，kPa； 基底以下土的天然容重，地下水位以下用浮容重，kNm3； b 基礎寬度，當寬度小于3m時按3m計，大于6m時按6m計； d 基礎埋置深度m；一般基礎自室外地面標高起算。在填方整平地區(qū)，可自填土面標高算起， 但填土在上部結構施工完成后進行，應從

25、天然地面標高算起。 對于地下室，如采用箱形基礎或筏基時，基礎埋置深度自室外地面標高算起，當采用獨立基礎或條形基礎時應從室內地面標高算起。 地下室的外墻基礎埋深，可按下式計算 d=(d1+d2)/2。在其他情況下，從室內地面標高起算； b、d 基礎寬度和埋置深度的承載力修正系數(shù)。,二、中心荷載作用下基礎的計算 在基礎的設計中，通常假定基礎底面壓力是直線分布，受中心荷載作用時，則為均勻分布，基礎采用對稱形式，使荷載作用線通過基底形心。 計算步驟如下： (一) 計算基礎底面積A (矩形)或基礎底面寬度b (條形、正方形) 中心荷載作用下的基礎，按承載力設計值計算，應滿足條件： 初步估算時，可假定基礎

26、與土的平均容重 為19.6kN/m3(工程計算中，常簡化取為 20 kN/m3) 即GG dA。在實際計算時G則為基礎自重的設計值和基礎上土重的標準值，地下水位以下部分均用浮容重計算。,三、偏心荷載作用下基礎的計算 偏心荷載作用下，基礎底面的尺寸一般用逐次漸近法進行計算。計算步驟如下： 1.先不考慮偏心，用條形基礎公式或矩形基礎公式計算出基礎的底面積A1 (對于單獨基礎)或基礎寬度b1(對于條形基礎)。 2.根據(jù)偏心大小，把底面積A1(或b1)適當提高1040，作為偏心荷載作用下基礎底面積(或寬度)的第一次近似值，即： A(1.11.4)A1 3.按假定的基礎底面積A，用下式計算基底的最大和最

27、小的邊緣壓力。 如不滿足要求，或應力過小，地基承載力未能充分發(fā)揮，應調整基礎尺寸，直到既滿足要求又能發(fā)揮地基承載力為止。 基礎高度的確定方法與受中心荷載作用的方法相同。 若地基中有軟弱下臥層時，應進行軟弱下臥層的承載力驗算。若建筑物屬于必需進行變形驗算的范圍，應按要求進行變形驗算。必要時還要對尺寸進行調整，并重新進行各項驗算。,3. 軟弱下臥層承載力驗算 持力層以下存在承載力明顯低于持力層的土層，稱為軟弱下臥層。如果軟弱下臥層埋藏不夠深，擴散到下臥層的應力大于下臥層的承載力時，地基仍然有失效的可能，因此需要進行軟弱下臥層的承載力驗算。 當?shù)鼗芰臃秶鷥扔熊浫跸屡P層時，應按下式驗算： pzpc

28、zfaz 式中 pz軟弱下臥層頂面處的附加壓力設計值； pcz軟弱下臥層頂面處土的自重壓力標準值； faz 軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后地基承載力設計。 當持力層與下臥軟弱土層的壓縮模量比值大于或等于3時，對條形基礎和矩形基礎， pz值可按簡化公式計算。,自重應力標準值 附加壓力設計值 Es1/Es2 ,pzpczfaz,自重應力標準值 附加壓力設計值 Es1/Es2 ,三、地基穩(wěn)定性驗算 對經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑和高聳結構以及建在斜坡上的建筑物，尚應驗算地基地穩(wěn)定性。 地基穩(wěn)定性可用圓弧滑動面法進行驗算。穩(wěn)定安全系數(shù)為最危險的滑動面上諸力對滑動中心所產生的抗滑力矩與滑動力矩的比值，其值

29、應符合下式要求： 若考慮深層滑動時，滑動面可為軟弱土層界面，即為一平面時，穩(wěn)定安全系數(shù)應提高1.3。 位于穩(wěn)定土坡坡頂上的建筑，當垂直于坡頂邊緣線的基礎底面邊長小于或等于3m時，其基礎底面外邊緣線至坡頂?shù)乃骄嚯x應符合下式要求，但不得小于2.5m。 當邊坡坡角大于45o 、坡高大于8m時， 尚應進行坡體穩(wěn)定性驗算。,二、地基變形驗算 建筑物的地基變形計算值，不應大于地基變形允許直。地基變形必須滿足 s s 1.地基變形量計算 采用規(guī)范提供的分層總和法。參見土力學中的闡述。 2.地基的允許變形(參見書p47) 3.地基變形特征可分為 沉降量、沉降差、傾斜、局部傾斜,沉降量指基礎某一點的沉降量，通

30、常指基礎中點的沉降量。沉降量若過大，將影響建筑物的正常使用，如造成室內外上下水管、煤氣管道的斷裂等等。 沉降差一般指相鄰柱基中點的沉降量之差。相鄰柱基沉降差過大，就會導致上部結構產生額外的應力，嚴重時，建筑物將發(fā)生裂縫、傾斜甚至破壞。對于框架結構和排架結構，設計時應由相鄰柱基的沉降差控制。 傾斜指基礎傾斜方向兩端點的沉降差與其距離的比值。對于高聳結構及長高比很小的高層建筑，其地基的主要特征變形是建筑物的整體傾斜。 局部傾斜指砌體承重結構沿縱墻610m內基礎兩點的沉降差與其距離的比值。墻體局部傾斜大時，將會使其撓曲變形、開裂，影響正常使用。,對于不同建筑物應選用對其影響最大的地基變形特征作為地基

31、允許變形的控制依據(jù)。對于砌體承重結構應由局部傾斜控制；對于框架結構和單層排架結構應由相鄰柱基的沉降差控制；對于多層或高層建筑和高聳結構應由傾斜值控制。,由磚、毛石、灰土、混凝土等材料按臺階逐級向下擴展(大放腳)形成的無筋擴展基礎，也稱為剛性基礎。 其優(yōu)點是施工技術簡單，材料可就地取材。造價低廉，在地基條件許可的情況下，是多層民用建筑和輕型廠房適用的淺基礎類型。 剛性基礎所用材料的抗壓強度較高，抗拉、抗剪強度低，稍有撓曲變形，基礎內拉應力就會超過材料的抗拉強度而產生裂縫。,無筋擴展基礎,為保證基礎不發(fā)生彎曲破壞或剪切破壞，通常都是限制臺階的寬高比以滿足一定的剛度和強度要求，即滿足如下要求：,式中

32、: 無筋擴展基礎的剛性角，而tan即為臺階寬高比的允許值。,基礎底面寬度b應符合下式要求：,采用無筋擴展基礎的鋼筋混凝土柱其柱腳高度h1 不得小于b1并不應小于300mm 且不小于20d(d 為柱中的縱向受力鋼筋的最大直徑)當柱縱向鋼筋在柱腳內的豎向錨固長度不滿足錨固要求時可沿水平方向彎折彎折后的水平錨固長度不應小于10d 也不應大于20d。,基礎大放腳采用等高式或二一間隔式砌法，每收一次其兩邊各收1/4磚長。,(a)、(b)灰土基礎; (c)毛石基礎; (d)毛石混凝土基礎,無筋擴展基礎設計 基礎類型和埋置深度確定以后就可以根據(jù)地基土層的承載力和作用在基礎上的荷載，計算基礎底面積和基礎的高度

33、。 一、作用在基礎上的荷載計算 基礎的受力情況可分四種，一般房屋建筑物的基礎主要是承受豎向荷 載。水平荷載如土壓力、風壓力等所占的比例很小。作用在基礎底面上的豎向荷載包括上部結構的自重、屋面荷載、樓面荷載和基礎的自重(包括基礎臺階上的填土)等?；詈奢d應按規(guī)范折減。荷載的計算方法應按規(guī)范要求進行。,二 確定剛性基礎的高度 剛性基礎在寬度確定后(滿足承載力要求)，應該按剛性角的要求，確定剛性基礎的高度。 若墻或柱的寬度為bo，基礎的寬度為b，剛基礎兩側的外伸長度為bt(bbo)/2，按剛性角的要求:,為了保護基礎不受外力的破壞，基礎的頂面必須埋在設計地面以下 100 150mm，所以基礎的埋置深度

34、眾必須大于基礎的高度A加上保護層的厚度。不滿足這項要求時，必須加大基礎的埋深或者采取其他措施。,三、基礎的構造 剛性基礎經(jīng)常做成臺階形斷面，有時也可做成梯形斷面。確定構造尺寸時最主要的是要保證斷面各處都能滿足剛性角的要求，同時斷面又必須經(jīng)濟合理，便于施工。 (一) 磚基礎 磚的尺寸規(guī)則容易砌成各種形狀的基礎。磚基礎大放腳的砌法有兩種，一種按臺階的寬高比為1/1.5；另種按臺階的寬高比為l/2。 在槽底可先澆注100200mm厚的素混凝土墊層。對于低層房屋也可在槽底打兩步(300mm)三七灰土，代替混凝土墊層。,為防止土中水分沿磚基礎上升、可在磚基礎中，在室內地面以下50mm左右處鋪設防潮層。防

35、潮層可以是摻有防水劑的 l:3水泥砂漿，厚2030mm；也可以鋪設瀝青油氈。 (二) 砌石基礎 砌石基礎每臺階至少有兩層砌石，每個臺階的高度要求不小于 300 mm。為了保證上一層砌石的邊能壓緊下一層砌石的邊塊，每個臺階伸出的長度不應大于150mm，實際的剛性角小于允許的剛性角。因此往往要求基礎要有比較大的高度。為了減少基礎的高度，可以把斷面做成梯形。,(三) 素混凝土基礎 素混凝土基礎可以做成臺階形或梯形斷面。做成臺階形時，總高度在350 mm 以內作一層臺階；總高度為350mmH900mm時，作成二層臺階；總高度大于 900mm時、作成三層臺階。每個臺階的高度不宜大于500mm。 (四)

36、灰土基礎 灰土基礎一般與磚、砌石、混凝土等材料配合使用，厚度通常用300至450 mm(2步或3步)，臺階寬高比為1/1.5。由于基槽邊角處灰土不容易夯實。所以用灰土基礎時，實際的施工寬度應該比計算寬度每邊各放出50mm以上。,某磚混結構山墻基礎，傳到基礎頂面的荷載，室內外高差為0.45m，墻厚0.37m，地質條件如例圖所示，試設計條形基礎。,【例題3-5】,某磚混結構山墻基礎，傳到基礎頂面的荷載，室內外高差為0.45m，墻厚0.37m，地質條件如例圖所示，試設計條形基礎。,【例題3-5】,擴展基礎的設計,擴展基礎系指柱下鋼筋混凝土獨立基礎和墻下鋼筋混凝土條形基礎。 特點：不受剛性角的限制，設

37、計上可以做到寬基潛埋，充分利用表層好土層作為持力層。與剛性基礎相比，混凝土基礎具有較大的抗拉、抗彎能力，能承受較大的豎向荷載和彎矩。廣泛使用在單層和多層結構中。,擴展基礎的構造要求,錐形基礎的邊緣高度不宜小于200mm；階梯形基礎的每階高度宜為300。 墊層的厚度不宜小于70mm； 墊層混凝土強度等級應為C10。 擴展基礎底板受力鋼筋的最小直徑不宜小于10mm ；間距不宜大于200mm。也不宜小于100mm。墻下鋼筋混凝土條形基礎縱向分布鋼筋的直徑不小于8mm 間距不大于300mm ；每延米分布鋼筋的面積應不小于受力鋼筋面積的1/10。當有墊層時鋼筋保護層的厚度不小于40mm； 無墊層時不小于

38、70mm。 混凝土強度等級不應低于C20。,擴展基礎的構造要求,當柱下鋼筋混凝土獨立基礎的邊長和墻下鋼筋混凝土條形基礎的寬度大于或等于2.5m 時，底板受力鋼筋的長度可取邊長或寬度的0.9 倍并宜交錯布置。,擴展基礎的構造要求,鋼筋混凝土條形基礎底板在T 形及十字形交接處，底板橫向受力鋼筋僅沿一個主要受力方向通長布置，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。在拐角處底板橫向受力鋼筋應沿兩個方向布置。,鋼筋混凝土單獨基礎,單獨基礎的結構計算主要包括沖切、局部受壓計算(當基礎混凝土強度小于柱時)和受彎。由沖切強度條件控制柱邊處基礎高度和變階處高度；由基礎底板彎矩決定配筋量。,

39、鋼筋混凝土單獨基礎,1基礎高度的確定 基礎在柱荷載作用下，如果沿柱周邊的基礎高度不夠，就會發(fā)生沖切破壞，即沿柱邊45方向斜面拉裂。為保證基礎不發(fā)生沖切破壞，必須使沖切面外的地基凈反力產生的沖切荷載應小于或等于沖切面上混凝土的抗沖切強度，即,Fl相應于荷載效應基本組合時作用在Al上地基土的凈反力設計值； bhp 受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當h800mm時，bhp1.0；h2000mm時，bhp0.9，其間按線性內插法取用； ft 混凝土軸心抗拉設計強度； am沖切破壞錐體最不利一側計算長度，am(atab)2； at 沖切破壞錐體最不利一側斜截面的上邊長，當計算柱與基礎交接處的受沖切承載力

40、時，取柱寬；當計算基礎變階處的受沖切承載力時，取上階寬； ab 沖切破壞錐體最不利一側斜截面在基礎底面積范圍內的下邊長，當沖切破壞錐體的底面落在基礎底面以內時，計算柱與基礎交接處的受沖切承載力時，取柱寬加兩倍基礎有效高度；計算基礎變階處的受沖切承載力時，取上階寬加兩倍該處的基礎有效高度；當沖切破壞錐體的底面在l方向落在基礎底面以外時，即a+h0l時，abl； h0 沖切破壞錐體的有效高度，有墊層時，h0h45mm，無墊層時，h0h75mm； pj 扣除基礎白重及其上土重后相應于荷載效應基本組合時的基底凈反力，對偏心受壓基礎可取基礎邊緣處最大地基土單位面積凈反力； Al沖切驗算時取用的部分基底面

41、積。,鋼筋混凝土單獨基礎,2彎矩計算 基礎底板在荷載效應基本組合時的凈反力作用下，如同固定于臺階根部或柱邊的倒置懸臂板，一般屬于雙向受彎構件，彎矩控制截面在柱邊緣處或變臺階處。,中心受壓基礎 將基底分成四塊梯形面積，截面-的彎矩：,偏心受壓基礎 對偏心受壓基礎，基底壓力呈梯形分布。將(pjmax+pjI)/2代換中心受壓基礎公式中的pj：,鋼筋混凝土單獨基礎,3配徑計算 基礎底板兩個方向上的鋼筋面積可近似按下式計算：,其中，d 為b方向上的鋼筋直徑。,【例題3-6】,某多層框架結構柱400600mm，配有822縱向受力筋；相應于荷載效應標準組合時柱傳至地面處的荷載值Fk=480kN，Mk=55

42、kN.m，Qk=40kN，基礎埋深1.8m，采用C20混凝土和HPB235級鋼筋，設置C10厚100mm的混凝土墊層，已知經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值fa=145kPa，試設計該柱基礎。,【例題3-6】,【例題3-7】,某多層住宅的承重磚墻厚240mm，作用于基礎頂面的荷載Fk=240 kN/m，基礎埋深d=0.8m，經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值fa=150kPa，試設計鋼筋混凝土條形基礎。,【例題3-7】,減輕建筑物不均勻沉降危害的措施,一 建筑措施 1.建筑物體型應力求簡單 建筑物體型包括其平面與立面形狀及尺度。平面形狀復雜的建筑物，如“L”、“”、“ ”、“F”、“工”字形等，在縱橫單元交接處的基礎密集，地基中附加應力相互重疊，導致該部分的沉降往往大于其他部位。,建筑措施,2.控制建筑物的長高比及合理布置縱橫墻 當建筑物的長度與高度之比越大，整體剛度越差，抵抗彎曲變形的能力弱，容易導致建筑物的開裂。 合理布置縱橫墻，使內外墻貫通，減少墻體轉折和中斷的情況，是增強建筑物剛度的重要措施。另外，門窗洞口或管道洞口如開設過大，就會削弱墻體剛度，可在洞口周圈設置鋼筋混凝土邊框予以加強。,建筑措施,3.設置沉降縫 用沉降縫將建筑物由基礎到屋頂分割成若干