基础工程第一章2 浅基础2.1-2.2
基础工程课后思考题与习题
基础工程课后思考题与习题第二章天然地基上的浅基础2-1 浅基础与深基础有哪些区别？答：天然地基上基础，由于埋置深度不同，采用的施工方法、基础结构形式和设计计算方法也不相同，通常可分为浅基础和深基础两类。
浅基础埋入地层深度较浅，施工一般采用敞开挖基坑修筑基础的方法，故亦称为明挖基础。
浅基础在设计计算时，可以忽略基础侧面土体对基础的影响，基础结构形式和施工方法也比较简单。
深基础埋入地层较深，结构形式和施工方法较浅基础复杂，在设计计算时需考虑基础侧面土体的影响。
在深水中修筑基础有时也可以采用渗水围堰清除覆盖层，按浅基础形式将基础直接放在基岩上，但施工方法较复杂。
2-2 何谓刚性基础？刚性基础有什么特点？答：1）基础在外力（包括基础自重）作用下，基底的地基反力为ｐ（图２-１），此时基础的悬出部分［图２-１ｂ）］，ａ-ａ断面左端，相当于承受着强度为p的均布荷载的悬臂梁，在荷载作用下，ａ-ａ断面将产生弯曲拉应力和剪应力。
当基础圬工具有足够的截面使材料的容许应力大于由地基反力产生的弯曲拉应力和剪应力时，ａ-ａ断面不会出现裂缝，这时，基础内不需配置受力钢筋，这种基础称为刚性基础［图２-１ｂ）］。
2）刚性基础的特点是稳定性好、施工简便。
能承受较大的荷载，所以只要地基强度能够满足要求，它是桥梁和涵洞等结构物首先考虑的基础形式。
它的主要缺点是自重大，并且持力层为软土时，由于扩大基础面积有一定限制，需要对地基进行处理或加固后才能使用，否则会因所受的荷载压力超过地基强度而影响建筑物的正常使用。
所以，对于荷载大或上部结构对沉降差较敏感的建筑物，当持力层的土质较差又较厚时，刚性基础作为浅基础是不适宜的。
2-10 某一基础施工时，水深3m，河床以下挖基坑身10.8m。
土质条件为亚砂土γ=19.5kN/m3，φ=15º，c=6.3kPa，透水性良好。
拟采用三层支撑钢板桩围堰，钢板桩为拉森IV型，其截面模量为W=2200c m3，钢板桩容许弯应力[δ]=240MPa。
基础工程考试题(名词解释、填空、选择、判断)
一．名词解释第一章1.地基：承担建筑物荷载的地层。
2.基础：介于上部结构与地基之间的部分，即建筑物最底下的一部分。
3.天然地基：自然状态下即可满足承担基础全部荷载要求，不需要人工处理的地基4.人工地基：天然地基的承载力不能承受基础传递的全部荷载，需经人工处理后作为地基的土体称为人工地基5.浅基础：基础埋深小于5m，在设计计算中可忽略基础侧面土体的摩阻力和侧向抗力的基础6.深基础：基础埋深大于5m，在设计计算中不能忽略基础侧面土体的摩阻力和侧向抗力的基础7.最不利荷载组合：参与组合起来的荷载，能产生相应的最大力学效能第二章1.刚性基础：不需配置受力钢筋的基础2.柔性基础：用钢筋砼修建的基础3.刚性角；刚性基础的宽度大小应能使所产生的基础截面弯曲，拉应力和剪应力不超过基础材料的强度极值，从而得到墩台边缘处的垂线与基底边缘的连线间的最大夹角。
4.刚性扩大基础；也叫无筋扩展基础，由砖，毛石，混凝土，灰土和三合土等材料组成的墙下条基或柱下独立基础5.地基容许承载力：指地基稳定有足够安全度的承载能力，它由地基极限承载力除以一个安全系数所得6.持力层：直接支承基础的土层。
其下的土层为下卧层。
7.下卧层：持力层地基承受的荷载是随着土体深度的加深而慢慢减小，到一定深度后土体承受的荷载就可以忽略不计了，这时我们就把这一层往下的土体叫做下卧层8.软弱下下卧层：地基由多层土组成时，持力层以下存在容许承载力小于持力层容许承载力的土层时，这样的土层叫做软弱下卧层9.桩的横向承载力：桩在与桩横轴线垂直方向受力时的承载力。
第三章1.高桩承台基础；承台在地面或冲刷线以上的基础2.低桩承台基础；承台在地面或冲刷线以下的基础3.基桩；就是指群桩基础中的单桩4.灌注桩；在现场地基中钻挖桩孔，然后在孔内放入钢筋骨架，再灌注桩身混凝土而成的桩5.端承桩；桩顶极限荷载绝大部分由桩端阻力承担，桩侧阻力可忽略不计的桩6.摩擦桩；桩顶极限荷载绝大部分都由桩侧阻力承担，桩端阻力可以忽略的桩7.柱桩；也称为端承桩8.单桩承载能力；单桩在荷载作用下，地基土和桩本身的强度和稳定性均能得到保证，变形也在容许范围内，以保证结构物的正常使用所能承受的最大荷载9.深度效应；桩的承载力(主要是桩端承载力)随着入土深度，特别是进入持力层的深度而变化，这种特性称之为深度效应10.单桩轴向承载能力：指单桩在外荷载作用下，不丧失稳定，不产生过大变形所能承受的最大荷载11.负摩阻力；当桩身穿越软弱土层支承在坚硬土层上，当软弱土层因某种原因发生地面沉降时，桩周围土体相对桩身产生向下位移，这样使桩身承受向下作用的摩擦力12.中性点：在ln深度处桩周土与桩截面沉降相等，两者无相对位移发生，其摩阻力为零，正、负摩阻力交换处为零的点即为中性点。
基础工程第一章
基 础 工 程
课程内容
第一章 绪论
第二章
第三章
天然地基上的浅基础
桩基础和深基础
第四章
第五章 第六章 第八章 第九章
基 础 工 程
复合地基
地基处理 挡土墙 基坑工程 特殊土地基
第 一章
绪论
基 础 工 程
内容提要
地基及基础的概念 本学科发展概况 国内外基础工程事故举例 本课程的特点和学习要求
基 础 工 程
加拿大特朗斯康谷仓的地基事故
建于1914年的加拿大特朗斯康谷仓。该谷仓由65 个圆柱形筒仓构成，高31m，宽23.5m，厚达16m的软粘土层，谷仓建成后初次贮存谷 物达27000t后，发现谷仓明显下沉，结果谷仓西 侧突然陷入土中7.3m，东侧上抬1.5m，仓身倾斜 近27 o 。后查明谷仓基础底面单位面积压力超过 300kPa，而地基中的软粘土层极限承载力才约 250kPa，因此造成地基产生整体破坏并引发谷仓 严重倾斜。该谷仓由于整体刚度极大，因此虽倾 斜极为严重，但谷仓本身却完好无损。后于土仓 基础之下做了七十多个支承于下部基岩上的混凝 土墩，使用了388个50t千斤顶以及支撑系统才把 仓体逐渐扶正，但其位臵比原来降低了近4.0m。 这是地基产生剪切破坏，建筑物丧失其稳定性的 典型事故实例。
基础工程
主讲教师：左熹
课 程 简 介
本课程主要讲授常见的地基基础的设计
理论和计算方法方面的内容，包括地基基础 设计原则、浅基础、桩基础、地基处理等。 通过学习使学生掌握地基基础设计的基 本原理，具有从事一般工程基础设计和施工 管理的能力。
基 础 工 程
教材 参考书 规 范
《基础工程》 王秀丽等 重庆大学出版社 《地基与基础》 顾晓鲁等 建筑工业出版 社 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002 ） 《建筑抗震设计规范》（GBJ50011-2001） 《建筑结构荷载规范》（GBJ50009-2001）
第一章 绪论和第二章浅基础
第一章绪论第二章基础工程：研究下部结构物与岩土相互作用共同承担上部结构物所产生各种变形与稳定问题。
持力层：在地基基础设计时，直接承受基础荷载的土层。
（持力层受附加应力影响，随深度增加而减小；当附加应力与自重应力之比满足一定条件时，此时深度为持力层底面）下卧层：承受压力的这一部分为持力层；持力层以下部分为下卧层。
（注：根据承受荷载不同，持力层和下卧层也不同）地基：建筑物的全部荷载都由它地层来承担，受建筑物影响的那一部分地层。
地基可分为：①天然地基：开挖基坑后可以直接修筑基础的地基；②人工地基：不能满足要求而需要事先进行人工处理的地基。
基础：建筑物向地基传递荷载的下部结构。
基础的作用：扩散压力；传递压力；调整地基变形；抗滑或抗倾覆及减振。
基础可分为：①浅基础：指埋深不大的基础（d<5m)；（1）采用常规施工方法修建；大开挖——降水——建造基础——回填土（2）不计基础侧面的摩擦力。
②深基础：对于浅层土质不良，需要利用深处良好地层；（1）采用专门的施工方法和机具建造的基础；（2）计算承载力时需要计入基础侧面的摩擦力。
③深浅结合的基础：桩——筏基础、桩——箱基础。
地基基础设计方案：①天然地基上的浅基础（优先选用）——天然地基②人工地基上的浅基础③天然地基上的深基础④深浅结合的基础（桩-筏基础、桩-箱基础）对地基基础设计的基本要求：①地基承载力要求②地基变形要求③基础强度、刚度、耐久性要求④对坝基，有抗渗要求。
基础分类：地基液化：——液化层常采用原位测试方法来判别。
地震液化在地质上有如下的宏观现象:①喷水冒砂:土体中剩余孔隙水压力所产生的管涌所导致的水和砂在地面上喷出。
②地下砂层液化：地基中某些砂层，在其上虽覆盖有一定厚度的非液化土层，但当地震烈度大于7度时，地下饱和砂层可发生液化，地基的强度降低。
液化土层的判别：影响土层液化的主要因素有振动强度、透水性、密度、粘性、静应力状态等。
当地基内存在如下土层特点时应注意：（1）若土的密度大，振动下体积收缩的趋势小，不易液化。
基础工程PPT--第二章-浅基础
2. 构筑物环境的安全性问题即土压力问题 挡土墙、基坑等工程中，墙后土体强度破坏将造成过大的侧向土压力，导致墙体滑动、倾覆或支护结构破坏事故 。
2.构筑物环境的安全性问题即土压力问题
3. 土工构筑物的稳定性问题 土坝、路堤等填方边坡以及天然土坡等，在超载、渗流乃至暴雨作用下引起土体强度破坏后将产生整体失稳边坡滑坡等事故。
柱下独立基础
3. 联合基础
联合基础主要指同列相邻二柱公共的钢筋混凝土基础，即双柱联合基础（图2－5），但其设计原则，可供其他型式的联合基础参考。
联合基础
联合基础
4 柱下条形基础
当地基较为软弱、柱荷载或地基压缩性分布不均匀，以至于采用扩展基础可能产生较大的不均匀沉降时，常将同一方向（或同一轴线）上若干柱子的基础连成一体而形成柱下条形基础。（图2－6） 特点：长度远大于宽度；纵向刚度大。
第二章 浅基础
进行地基基础设计时，必须根据建筑物的用途和设计等级、建筑布置和上部结构类型，充分考虑建筑场地和地基岩土条件，结合施工条件以及工期、造价等各方面的要求，合理选择地基基础方案。常见的地基基础方案有：天然地基或人工地基上的浅基础；深基础；深浅结合的基础（如桩－筏、桩箱基础等）。
2.3 基础埋置深度的选择
基础埋置深度的选择（简称埋深）是指基础底面至天然地面的距离。 主要影响因素 基础埋深选择的原则：
在满足承载力和变形要求的条件下尽量浅埋
与建筑物有关的条件
工程地质条件
水文地质条件
地基冻融条件
场地环境条件
2.3.1与建筑物有关的条件
建筑功能：地下室布置、半埋式结构等； 基础埋深不同时： 主楼与裙房，高度不同，分期施工设置后浇带； 台阶式相连, 如山坡上的房屋。 荷载效应：上部荷载大小、抗震要求、上拔荷载、动荷载（避免饱和和疏松的细砂土层）；p16 设备条件：地下管线、水道、隧道等。
基础工程(同济大学第二版)0
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0. 绪论
1. 地基基础的定义 地基: 地基: 承受建筑物荷载的地层。 • 天然地基: 天然地基: 当选定合适的基础形式后，若地基不加处理 就可以满足设计要求的，称为天然地基。 • 人工地基: 人工地基: 当地基强度不足或压缩性很大而不能满足设 计要求时，则需要对地基进行处理，经过人工 处理后的地基则称为人工地基。
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1. 地基基础的定义 基础: 基础:建筑物向地基传递荷载的下部结构 • 浅基础: 浅基础: 通常把埋置深度较浅，且施工简单的基础称 为浅基础。 • 深基础: 深基础: 若浅层土质不良，须将基础埋置在较深的好 土层上，且需要借助于特殊施工方法的基础， 则称为深基础。
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3. 基础工程的发展历史和现状
最近几十年来，由于土木工程建设的需要，特别是电 子计算机和计算理论的发展及其在土木工程中的应用， 使得基础工程，无论是设计理论，还是施工技术都得到 了迅速的发展，出现了许多新的基础形式。 深、大、复合型方向发展：超长桩、巨型钢筋混凝 土浮运沉井、大型盾构、顶管、地下连续墙等。 地基基础形式多样化(尤其在地基处理技术中)：强 夯、深层搅拌桩、树根桩、复合桩基、锚杆、加筋 土等。 新型基础材料不断涌现：最初的砖、石到混凝土、 钢，以及到现在的水泥土、PHC桩、混凝土管桩、 土工织物合成类材料等。 由于基础工程的复杂性(地质条件，隐蔽工程)，目前 基础工程领域还有许多问题需要进一步研究和探讨。
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比萨斜塔是比萨大教堂的钟楼， 8层圆柱形建筑，白色大理石砌成，塔 高54.5米。1370年完工时塔顶中心点已偏离垂直中心线2.1米，1990年1月 起斜塔全部关闭，塔身重心线已偏离10％。 经过11年的纠倾工作，2001年12月15日向游人重新开放，比萨斜塔被 扳“正”0.44米，目前还倾斜4.5米，基本恢复到18世纪末的水平。 2010-11-19 6
基础工程2013第1章2.0
应满足以下各项强度、稳定性及变形的要求： （1）基础埋深应足以防止基础底面下的土向侧面挤出； （2）埋深应在冻融及植物生长引起的季节性体积变化区 以下； （3）基础结构体系在抗倾覆、转动、滑动或防止地基发 生抗剪强度破坏方面必须是安全的； （4）基础结构体系对土中的有害物质所引起的锈蚀或腐 蚀方面必须是安全的，在利用杂填土地基及对有些海洋基 础，这点尤其重要； （5）基础结构体系应足以对付以后在场地或施工几何尺 寸方面出现的某些变化，并在万一出现重大变化时能便于 变更； （6）从设臵方法的角度看，基础应选择最经济的； （7）地基总沉降量及沉降差，应不超过上部结构允许值； （8）基础及其施工应符合环境保护标准的要求。
（四）灰土
灰土基础一般多用于5层和5层以下的民用建筑和小型砖墙 承重的单层工业厂房。灰土用石灰和黄土（或粘性土）混 合而成。石灰以块状生石灰为宜，经消化1—2 d，用5-10 mm的筛子筛后使用。土料一般以粉质粘土为宜，若用粘土 则应采取相应措施，使其达到松散程度。土在使用前也应 过筛（10--20 mm的筛孔）。石灰和土的体积比一般为3：7 或2:8。拌合均匀，并加适量的水分层夯实，每层虚铺22 25 cm，夯至15 cm为一步。施工时注意基坑保持干燥，防止 灰土早期浸水。灰土早期强度虽不高，但用于普通民用房 屋基础，完全能满足要求，并且年代愈久，强度不断增长。 在干燥或稍湿环境下，灰土具有抗冻性；但在有补给水源 及灰土早期强度不高的情况下，灰土会产生冻胀现象，对 于有一定龄期的灰土（如超过一个月），受冰冻作用后， 灰土的结构可遭冰冻破坏，但仍有一定强度。
第一节 概述
1. 浅基础的定义
2. 浅基础的荷载传递 3. 地基基础设计考虑的主要因素 4、设计资料 5、设计原则 6、天然地基浅基础设计内容
基础工程-浅基础
pkmax ≤1.2fa
2.5.2 软弱下卧层承载力验算
当地基受力层范围内有软弱下卧层时应按 下式验算：
f z cz az
基底处附加应力：
条形基础
p b( )
z
k
cd
b2ztan
矩形基础
p lb( )
z
k
cd
(l2ztan)b(2ztan)
当软弱下卧层为压缩性高而且较厚的软粘 土，或当上部结构对基础沉降有一定要求 时，除承载力应满足上述要求外，还应验 算包括软弱下卧层的基础沉降量。
SK SGK q1SQ 1K
SGSGKQ1SQ1K
S1.35SK
c.计算挡土墙土压力、基础桩承台高度内力 时，按承载力极限状态下基本组合。地基 土工程特性指标的代表值应分别为标准值、 平均值、特征值。抗剪取标准值、压缩取 平均值、荷载特征值。
SGSGKQ1SQ1K
S1.35SK
2.2 浅基础类型
d.上部为良好土层，下部为软弱土层。对低层建筑 宜选上层为持力层尽量浅埋、加大基底到软弱层 距离，应力扩散，需验算下弱层承载力。
e.当地基持力层倾斜时，同一建筑基础可以采用不 同埋深，由深到浅过渡。
2.3.3 水文地质条件
a.基础应埋在地下水位以上，对底面低于地 下水位的基础，应考虑施工问题，地基保 护，基坈降水，是否产生流砂、管涌等现 象，对侵蚀性水，基础采用防蚀水泥。
浅基设计存在问题
1）满足了静力平衡条件，但忽略了三者变形 的连续性，地基础变形与沉降应相一致， 满足变形协调条件。 地基越软，计算与实际差距越大，合理分 析应满足静力平衡，变形两个条件，复杂 情况应采用上下结构相互作用。
2）常规法应满足下列条件：沉降较小或较均 匀，基础刚变较大；对连续基础荷载柱距 均匀。
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特点： 底面积大，故可减小基底压力；可提高地基承载力（尤其在有 地下室时）；能增强基础的整体性，调整不均匀沉降。
其他功能：见教材。
注意：当地基显著软硬不均时，要慎用。
(1)墙下筏形基础
为一块厚度约200~300mm的钢筋砼平板。 主要在华东地区采用。
浅埋或不埋。
适用于具有硬壳持力层、比较均匀的软弱地基上六层及六层 以下承重横墙较密的民用建筑。
抗滑移安全系数Ks＝抗滑力/滑移力≥1.3 计算基底面积：标准组合（标准值），没有荷载分项系数。不
增大荷载，因为地基承载力已具有足够的安全度。 例：pk≤fa=pu/K=pu/2
计算沉降：准永久组合，不计风荷载和地震作用。
2.2 浅基础类型
按结构型式分：扩展基础、联合基础、柱下条形基础、柱下交
叉条形基础、筏形基础、箱形基础、壳体基础等。
特点：抗弯、抗剪性能较好，基础高度较小。
(1)墙下钢筋砼条形基础
底板
肋
(a)
(b)
垫层
图2-3 墙下钢筋混凝土条形基础 (a)无肋的； （b）有肋的
(2)柱下钢筋砼独立基础
图2-4 柱下钢筋混凝土独立基础
(a)阶梯形基础；(b)锥形基础；(c)杯口基础
2.2.2 联合基础
2.2.3 柱下条形基础
(a)
肋梁 翼板
(b)
图2-6 柱下条形基础
(a）等截面的 （b）柱位处加腋的
特点： 整体抗弯刚度较大，因而具有调整不均匀沉降的能力； 基底压力较均匀；
造价高于扩展基础。
常用作软弱地基或不均匀地基上框架或排架结构的基础。
2.2.4 柱下交叉条形基础
2.2.5 筏形基础（筏板基础、
片筏基础、满堂红基础）
第 2章
2.1 概述
浅基础
地基基础设计方案： 天然地基上的浅基础（优先选用）本章讨论 人工地基上的浅基础 天然地基上的深基础 深浅结合的基础（桩-筏基础、桩-箱基础）
2.1.1 浅基础设计内容
主要内容： 1.选择基础方案（确定材料、类型，进行基础平面布置）；
2.确定地基持力层和基础埋置深度；
3.确定地基承载力；
硬土
软土
(2)柱下筏形基础
(a)
(b)
图2-9
筏形基础
（a）平板式（b）梁板式
2.2.6 箱形基础
顶板
柱
外墙
内横墙
底板
特点：
图2-10 箱形基础
刚度极大；抗震性能好；有补偿效应。 地下室用途受限制；工期长；造价高；施工技术复杂。 与筏基的区别
柱下条形基础、柱下交叉条形基础、筏形基础、箱形基础又 统称为连续基础。
(3)灰土基础
石灰和土料按体积比3:7或2:8拌和均匀， 在基槽内分层夯实（每层虚铺220~250mm,
夯实至150mm）。 灰土基础宜在比较干燥的土层中使用。在我国华北和西北地
区，广泛用于5层和5层以下的民用房屋。
(4)三合土基础
由石灰、砂、骨料（矿渣、碎砖、碎石）加水混合而成。 体积比1:2:4或1:3:6
4.确定基础的底面尺寸，必要时进行地基变形与稳定性验算；
5.进行基础结构设计（内力分析、截面计算、构造要求）； 6.绘制基础施工图，提出施工说明。 方案比较
2.1.2 浅基础设计方法
常规设计法（简化计算法）、相互作用设计法 常规设计法要点： 特点： 满足静力平衡条件；
不满足变形协调条件。
结论： 地基越软弱或越不均匀，按常 规设计法计算的结果与实际情 况的差别就可能越大。
(1)砖基础 砖：强ຫໍສະໝຸດ 等级不低于MU10砂浆：不低于M5
在地下水位以下或当地基土潮湿时，应采 用水泥砂浆砌筑。 适用于6层及6层以下的民用建筑和砖墙承 重的厂房。
垫层作用（素砼，100厚，C10）：
保护坑底土体不被人为扰动和雨水浸泡； 改善基础的施工条件。 (2)毛石基础 毛石是指未经加工凿平的石料。 应采用未风化的硬质岩石，禁用风化 毛石。
2.2.7 壳体基础
（a）正圆锥壳
（b）M形组合壳
（c）内球外锥组合壳
图2－11 壳体基础的结构型式
其他基础：折板基础等。
按材料分：无筋基础（刚性基础）、钢筋混凝土基础。
2.2.1 扩展基础
作用：把墙或柱的荷载侧向扩展到土中，使之满足地基承载 力和变形的要求。
1. 无筋扩展基础
指由砖、毛石、砼、毛石砼、灰土、三合土等材料组成的无需 配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础。俗称“刚性基础”。
适用于多层民用建筑和轻型厂房。
用于4层和4层以下的民用房屋。
四合土基础（南方个别地区用）： 水泥：石灰：砂：骨料＝1:1:5:10或1:1:6:12
(5)砼基础 C15 抗压强度、耐久性、抗冻性较好。 毛石砼基础：
在砼基础中埋入体积占25%~30%的
毛石，石块尺寸不宜超过300mm。 可节省水泥用量，减少水化热。
2. 钢筋砼扩展基础（简称扩展基础）
合理的设计方法：
考虑地基、基础与上部结构的相互作用（分析难度较大）。
常规设计法适用条件：
1.地基沉降较小或较均匀； 2.基础刚度较大。
2.1.3 地基基础设计原则
即应验算地基变形。
5)地基内有厚度较大或厚薄不匀的填土，其自重固结未完成时。
标准值
设计值
计算基础内力、配筋：基本组合（设计值），荷载分项系数为 1.2~1.4，与混凝土设计规范相适应，通过增大荷载 来提高安全度。 计算挡土墙土压力：基本组合，荷载分项系数为1.0，安全度通 过安全系数来反映，例如：