工程地质与地基基础07浅基础设计

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2. 水文地质条件
一般基底宜设置在地下水位以上。 若需置于地下水位以下时，则应考虑施工时基 坑排水、坑壁围护以及地下水对基础是否有侵 蚀性等问题。有承压水时，要防止基坑突涌。
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•当地冻结深度 粉砂、粉土与粘性土为冻胀性土。
- 基础的最小埋深dmin=Zd hmax
式中 Zd----设计冻深,m; hmax ----基底下允许残留冻土层的最大厚度
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二、按结构分类
单独基础
柱下单独基础
墙下单独基础
条形基础
墙下条形基础
柱下钢筋混凝土条形基础
柱下十字形基础
片筏基础
箱形基础
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中商工行大厦片筏基础正在施工
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地基基础设计方案比较 凡较重要的工程，或软弱地基以及土层分布极
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地基承载力特征值的确定方法
• 原位试验法： • 理论公式法：
通过现场直接试验(包括荷载 试验、静力触探试验、标准贯 入试验、旁压试验)确定。
• 经验法：
根据土的抗剪强
度指标计算。 基于地区的使用经验，
进行类比判断。
甲级建筑物，用原位试验法，结合理论公式确定。 乙级建筑物，用标准贯入试验野外鉴别确定。 丙级建筑物，可参照邻近建筑物经验确定。
2.极限荷载能确定，且 值小于对应比例界限的 荷载值的2倍时，取极限 荷载值的一半。
3.不能按上述两点确 定时，取s/b=0.01～ 0.015对应荷载值；但 值不应大于最大加载 量的一半。
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地基承载力特征值的修正
《规范》规定：当b＞3m或d＞0.5m，地基承载力特征值应 该进行修正
fa fak b (b 3) d m (d 0.5)
构物布置与标高；
4. 建筑场地环境，邻近建筑物基础类型与 埋深，地下管线分布；
5. 工程总投资与当地建筑材料供应情况； 6. 施工队伍技术力量与工期要求。
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第二节 浅基础的类型
一、按材料分类
砖基础 毛石基础
砼基础 毛石砼基础 钢筋砼基础
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承载力系数 地基土的重度
基础底面以上 土的加权重度
基底下一倍短边宽深度内 土的粘聚力标准值
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2)、按载荷试验p-s曲线确定
平衡架
千斤顶
拉锚 0
荷载板
p0 pu
p
由拐点得地基极限承
载力pu，除以安全系 s 数K得地基承载力[p]
1. p-s曲线有明确的比 例界限时，取比例界限 所对应的荷载值。
s s
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设计内容和步骤：
选择基础的材料和类型
选择基础的埋置深度 确定地基承载力
确定基础的构造尺寸 必要时进行下卧层强度验算
进行必要的地基验算 （包括变形与稳定性验算）
进行基础的高度设计
绘基础施工图
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设计所需资料： 1. 建筑场地的地形图； 2. 岩土工程勘察成果报告； 3. 建筑物平面图、立面图、荷载，特殊结
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由砖、毛石、素混凝土以及灰土等材料修建的基础， 称为无筋扩展基础（刚性基础）。这类基础抗压强 度大，但不能承受拉力和弯矩。可用于6层以下(三 合土基础不宜超过4层)的民用建筑和墙承重的厂房。
设计要求：
b' h

b'

h

tg
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由钢筋混凝土材料修建的基础称为扩展基础 （柔性基础）。在基础内配置钢筋来承受拉 应力和弯矩。这种基础不受刚性角的限制， 基础剖面可做成扁平形状。适用于上部结构 荷载较大，有时为偏心荷载或承受弯矩、水 平荷载的建筑物基础。在地表有硬壳层需宽 基浅埋时最常用。
第七章 浅基础的常规设计
主要内容
§7.1 概述 §7.2 浅基础的类型 §7.3 基础埋置深度的选择 §7.4 地基承载力特征值 §7.5 基础底面尺寸的确定 §7.6 地基变形验算与建筑物沉降观测 §7.7 无筋扩展基础设计 §7.8 扩展基础设计 §7.9 柱下条基、筏基和箱基简介 §7.10防止不均匀沉降的措施
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例：已知传至基础顶的内力值N=490kN, M=49kN·m, V=9.8kN,地基承载力特征值 fak 180kN / m2
(3)砂浆 白灰、水泥混合砂浆不能用于含水饱和地基。水泥 砂浆在很湿的或饱和的地基中最低标号为M5。
(4)混凝土 混凝土标号常用C10。体积大的混凝土基础，可 以掺入20％～30％毛石，称毛石混凝土，以节约水泥。
(5)钢筋混凝土 钢筋按计算配置，混凝土标号不低于C15。
严格按重量配合比制备混凝土。
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1.地基承载力计算 设计要求： •轴心荷载作用时，
pk fa
pk

Fk
Gk A
修正后的地基承载力特征值
•偏心荷载作用时， pk max 1.2 fa
pk max

Fk
Gk A

Mk W
当偏心矩e>l/6 时
2F G
pm ax 3 l e b 2
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•上部结构情况 • 如需作地下室等，埋深至少大于3m。 • 高层建筑，为抗震稳定性要求埋深不小于 1/10～1/15的建筑物地面以上高度。 • 若上部结构为超静定结构，对地基不均匀 沉降很敏感，基础需座落在坚实地基上。 • 同一建筑物各部分埋深可以不同，做成台 阶式过渡。
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•工程地质和水文地质条件
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地基承载力特征值的影响因素主要有：
•地基土的成因与堆积年代； •地基土的物理力学性质； •地下水； •建筑物情况。
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1）.根据土的抗剪强度指标计算
基础地面宽度,大于6m时,按6m取值， 对于砂土小于3m时按3m取值
当e≤0.033b
fa M bb M d md M cck
• 对经常受水平荷载作用的高层建筑和高耸结构，以及建造在斜 坡上的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性。
• 基坑工程应进行稳定性验算。
• 当地下水埋藏较浅，对地下室(或地下构筑物)应进行抗浮验算。
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荷载效应最不利组合与相应的抗力限值
• 按地基承载力确定基底面积及埋深时，传至基底上的 荷载效应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。 相应的抗力应采用地基承载力特征值。
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对基础材料的要求：
(1)砖 必须用粘土砖，灰砂砖与轻质砖均不得用于基础。一 般地区稍湿地基，砖的标号不低于MU7.5；严寒地区饱和地基， 砖的最低标号为MU20。通常应取比最低标号略高的标号。
(2)石料 包括毛石、块石和经加工平整的料石，均应选用不 易风化的硬岩石。石料的厚度不宜小于150mm。基础用的石料 标号不低于200～300号。
• 计算变形时，传至基底上的荷载效应按正常使用极限 状态下荷载效应的准永久组合，不计风荷载和地震作 用。相应限值应为地基变形允许值。
• 计算挡土墙土压力、地基或斜坡及滑坡推力时，荷载 效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合， 但其分项系数均为1.0。• 在确定基础高来自、配筋和验算材料强度时，上部结构
1. 工程地质条件
地基土层
硬
组成类型
硬 软
软
(A)
(B)
(C)
A:考虑荷载情况，按最小埋深要求确定；
B:考虑人工地基，按最小埋深要求确定；
C:地基土分为两层，上硬下软:
硬土层厚度满足要求时，尽量浅埋；
硬土层厚度很薄时（ ≤ 1/4b)， 按B情况考虑； 硬土层厚度较薄时，可提高室外设计地面。
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灰土施工方法：每层虚铺灰土200mm～250mm，夯实后为 150mm，称为“一步灰土”。根据工程的需要，可设计二步 灰土或三步灰土，即厚度为300mm或450mm。
合格灰土的承载力，可达(250～300)kPa。灰上的缺点是 早期强度低、抗水性差、抗冻性也较差，尤其在水中硬化很 慢。因此，灰土作基础材料，通常只适用于地下水位以上。
传来的荷载效应组合和相应的基底反力，应按承载力
极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系
数。
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地基基础的设计方法 •（1）承载力要求。必须保证地基在抵抗剪切破
坏方面有足够的安全度， pk fa
Pk——基底压力平均值，计算时采用荷载效应标准组合； fa——修正后的地基承载力特征值。
•（2）正常使用要求。必须保证地基基础变形值 小于地基的允许变形值。
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第一节 概述
1.地基基础的重要性
地基基础是建筑物的根基，它影响整个建筑物的 安全。
2.地基基础的复杂性
地基基础设计需根据具体地质条件。
3.地基基础设计需全面考虑以下两方面因素：
建筑物上部结构的情况；
建筑物下部的工程地质条件。
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地基基础方案的类型：
1. 天然地基上浅基础； 2. 人工地基上浅基础； 3. 桩基础； 4. 深基础；
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地基基础设计等级
设计 等级
甲级
建筑和地基类型
重要的工业与民用建筑物 30层以上的高层建筑 体形复杂，层数相差超过10层的高低层连成一体建筑物 大面积的多层地下建筑物 对地基变形有特殊要求的建筑物 复杂地质条件下的坡上建筑物（包括高边坡） 对原有工程影响较大的新建建筑物 场地和地基条件复杂的一般建筑物 位于复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室 的基坑工程