地基基础设计的基本原理150页PPT
地基基础工程设计第一章绪论PPT
第1章 绪论
2021/2/3
内容提要
➢基础工程的含义 ➢地基基础设计的基本要求 ➢基础工程的发展状况 ➢基础工程课程的特点及学习要求
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1.1 基础工程的含义
上部结构 建筑物 基础
地基
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建筑物三部分示意图
“万丈高楼平地起”，说明了基础工程的重要 性。
建筑物的全部重力荷载和水平荷载都由其下面 的地层来承担。受建筑物荷载影响的那部分地层称 为地基；建筑物向地基传递荷载的下部结构物称为 基础。地基与基础是保证建筑物安全和满足使用要 求的关键之一。
通过本课程的学习，应重点掌握浅基础、桩基础，掌握基坑支护和 挡土墙计算设计的基本原理、适用范围、作用和机理等内容，具备合理 选择基础类型与基坑支护方法的能力；掌握常用的基础与挡土墙的设计 计算知识，并具备常用的基础工程设计计算能力；熟悉常用的深基础与 基坑工程施工技术方法、常用机具与施工工艺。
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基础工程发展至今在设计理论和施工技术及测试工作中 都存在很多有待进一步完善和解决的问题。我国基础工程科 学技术着重开展了以下工作：地基强度、变形特性的基本理 论研究；各种基础型式的创新，基础设计理论与施工方法的 创新。
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1.4 基础工程课程的特点及学习要求
本教材主要介绍浅基础、深基础、挡土墙、地基处理、 基坑工程、特殊土地基以及基础工程抗震等内容。
自建桥到现在，桥 基仅下沉了50mm，至 今安然无恙。1991年美 国土木工程师学会选定 赵州桥为“国际历史土 木工程第12个里程碑”。
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作为应用科学，基础工程又是一门年轻的学科。十八世 纪欧洲产业革命以后，水利、道路以及城市建设工程中大型 建筑物的兴建，提出了大量与土的力学性态有关的问题，并 要求在大量实践基础上建立起一定的理论来指导以后的工程 实践。库仑（Coulomb,C.A.1773）提出著名的抗剪强度公式 和土压力理论。1857年英国人W.J.M朗肯（Rankine）又从不 同途径提出了挡土墙的土压力理论。1885年法国学者J.布辛 奈斯克（Boussinesq）求得了弹性半空间体在竖向集中力作 用下的应力和位移解。1852年法国的H.达西（Darcy）创立 了砂性土的渗流理论“达西定律”。
《地基基础》PPT课件优选全文
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地基的重要性
2、加拿大特朗斯康谷仓：
加拿大特朗斯康谷仓长59.44m，宽23.47m，高31.00m。 谷仓的基础为钢筋混凝土筏基，厚61cm，基础理深3.66m。谷 仓于1911年开始施工，1913年秋完工。谷仓自重20000t，相 当于装满谷物后满载总重量的42.5％。1913年9月起往谷仓装 谷物，仔细地装载，使谷物均匀分布。10月，当谷仓装了 31822m3谷物时，发现1小时内垂直沉降达30.5cm。结构物向 西倾斜，并在24小时内谷仓倾倒。谷仓西端下沉7.32m，东端 上抬1.52m。
分类 振冲置换法（用于处理不排水粘性土、粉 土、饱和黄土及人工填土）、振冲密实法（用于处 理砂土、人、粉土土基）。
机具设备：振冲器、起重机械、水泵及供水管道、 控制设备。
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地基局部处理及其他加固方法
地基局部处理
①松土坑：当坑的范围较小是，可将坑中松软的土挖除， 回填与天然而土压缩性相近的材料，分层夯实。
构造：厚度一般根据底面的自重应力与附加压应 力之和不大于同一标高处软弱土层的容许承载力 确定。
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材料要求：宜采用颗粒级配良好，质地坚硬的中砂、 粗砂、砾砂、碎石、石悄或基他工废料。
施工要点：先基底表面浮土、淤泥等杂物清除干净， 作好边坡处理。
底面宜铺设在同一标高上，如深度不同时，施工应 按先深后浅的程序进行。
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地基的重要性
主要原因：对谷仓地基土层事先未作勘察、试验与 研究，采用的设计荷载超过地基土的抗剪强度，导致 这一严重事故。是地基整体滑动强度破坏的典型工程 实例。
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由相邻建筑物引起的沉降破坏
地基基础讲义ppt课件(共139张PPT)
二、内力计算
1、简化计算方法
（1〕静定分析法
（2〕倒梁法
2、弹性地基梁法
（1〕对基础宽度不小于可压缩层厚度二倍的薄压 缩层地基，地基的压缩性比较均匀，可按文克勒地 基上梁的解析解。
（2） 对基础宽度不小于可压缩层厚度二倍的薄 压缩层地基，地基的压缩性不均匀，可按文克勒 地基上梁的数值分析法。
由式3-34节点i的竖向位移：
bx，by—分别为x，y方向基础的底面宽度
Sx，Sy —分别为x，y方向基础梁的特征长度
x， y—分别为x，y方向基础梁的柔度特征值 Ix，Iy—分别为x，y方向基础梁的截面惯性矩
根据变形协调条件
将静力平衡条件代入可解得：
对一端外伸的角柱节点
y=0，Zy=4
对无外伸的角柱节点
（2〕工程实测： （3〕物理模拟：根据相似理论推导相似准则
设计模型试验 （4〕数值模拟：将构件离散成有限个单元
数值模拟 （1〕有限元：ANSYS、ADINS、SAP、I-DIASD 等
（2〕有限差分法：FLAC
（3〕边界元： （4〕离散元：
ANSYS简介：
b、相邻柱荷载及柱距变化较大 Fk——作用于筏基上的竖向荷载总和
例题3-1
例题3-2
第六节、柱下条形基础
适用范围： （1〕地基较软弱，承载力低，地基压缩性
不均匀 （2〕荷载分布不均匀，不均匀沉降较大 （3〕上部结构对基础沉降较敏感
一、构造要求
1、为了使 与基础底面形心重合， 基底压力均匀分布， 基础梁的两端应外伸
2、肋梁的高h由计算定，以为柱距的〔1/4~1/8〕l1
3、翼板的高hf由计算定，当200mm<hf<250mm采用等 厚度，当hf>250mm采用宜采用变厚度翼板，i<1:3
地基基础设计 PPT课件
一、建筑措施 1.建筑物的体型力求简单 2.在应力突变处，宜设置沉降缝 3.相邻建筑物基础间的净距 地基中附加应力的向外扩散，使得相
邻建筑物的沉降相互影响。在软弱地基上， 两建筑物基础的距离太近时，相邻影响产 生的附加不均匀沉降，可能造成建筑物的 开裂或互倾。
为了避免相邻影响的损害， 软弱地基上的建筑物基础之间 要有一定的净距。
一、按地基持力层的承载力计算基底尺寸 设计时，先选定埋深d并初步选择基底尺寸，求得
持力层承载力设计值fa ，在按下列条件验算并调整尺
寸直至满足设计要求。 1、对于中心受压基础：
Pk≤ fa Gk G Ad 20 Ad
Pk——相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值。
fa——修正后的地基承载力特征值。
pz pcz faz
pc pz
pcz
pz pcz faz
pz
l
2z
lb pk tan b
pc
2z
tan
pk 基底压力标准值；
pc 基底处自重压力值；
应力扩散角（表7-14）；
防止不均匀沉降损害的措施
地基的过量变形将使建筑物损坏或影 响其使用功能。特别是高压缩性土、膨胀 土、湿陷性黄土以及软硬不均等不良地基 上的建筑物，如果考虑欠周，就更易因不 均匀沉降而开裂损坏。如何防止或减轻不 均匀沉降造成的损害，是设计中必须认真 考虑的问题。
新建建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑 物的基础埋深。
当埋深大于原有建筑物的基础埋深时， 两基础之间应保持一定净距，其数值应根 据原有建筑物荷载大小、基础型式和土质 情况而定。
如上述要求不能满足时， 应采取分段施工，设临时加固 支撑，打板桩，地下连续墙等施工措施， 或加固原有建筑物的地基。 五、地基土冻胀和融陷的影响
地基基础设计的基本原理
地基基础设计的基本原理1.土壤力学原理：地基基础的设计首先需要对所处的土壤进行详细的土壤力学性质分析。
通过土壤试验，可以确定土壤的密实度、强度、渗透性等参数，进而评估土壤的承载能力。
还需要对土壤的变形特性进行分析，例如压缩、弯曲和剪切等。
2.荷载计算：建筑物在使用期间将会受到各种静、动荷载的作用，地基基础的设计需要根据建筑物的类型和用途，计算和估算这些荷载的大小和作用方式。
静荷载包括自重、建筑物及其附属设备的重量、加上可能出现的附加荷载，如人员活动、设备和家具等。
动荷载则包括风荷载、地震荷载和振动荷载等。
3.基础形式选择：根据土壤力学参数和荷载计算结果，地基基础的设计需要选择合适的基础形式。
常见的基础形式包括浅基础（如板基础、连续墙基础、独立柱基础）和深基础（如桩基础、桩承台基础），根据土壤承载力和变形特性来决定。
4.基础尺寸确定：地基基础的设计需要根据承载力与变形要求来确定基础的尺寸。
承载力要求保证基础能够承受建筑物在正常使用和临时荷载条件下产生的力和力矩，以及地震和风灾等极限荷载下的作用。
变形要求则需要考虑土壤的沉降、倾斜和挤压等变形的限制。
5.基础材料选择：地基基础的设计需要选择合适的基础材料。
常见的基础材料包括混凝土和钢筋混凝土，它们具有较高的强度和耐久性，并且能够适应土壤的湿度和温度变化。
6.基础施工技术：地基基础的设计需要考虑基础的施工过程。
施工必须满足施工规范的要求，并确保基础能够达到设计的要求。
施工过程中需要注意土壤的加固和加密、混凝土的浇筑和养护等环节。
在地基基础设计过程中，需要综合考虑土壤和基础之间的相互作用，确保基础能够承受荷载并稳定地传递给地下土层，同时避免土壤的过度沉降和基础的破坏。
因此，地基基础设计需要深入研究土壤力学和结构力学的原理，并依据实际情况进行综合分析和设计。
地基基础设计的基本原理
地基基础设计的基本原理地基基础设计的基本原理是根据建筑物的重量、荷载传递规律、地基的承载能力和稳定性等因素，合理选择地基的类型、尺寸和深度，确保建筑物在施工和使用过程中能够稳定、安全地承受荷载。
以下是地基基础设计的基本原理。
1.荷载传递原理：地基基础的主要作用是将建筑物上的荷载传递到地下的土层中。
地基基础应该能够合理分布荷载，减小或避免集中荷载对地基造成的压力过大，造成地基沉降或失稳。
2.地基承载能力：地基的承载能力取决于土壤的物理力学性质，如土壤的压缩性、强度和稳定性等。
在地基基础设计中，需要通过实地勘察和室内试验，确定地基的承载能力，以便确定合理的基础尺寸和深度。
3.规范要求：地基基础设计需要按照国家或地区相关的规范和标准进行。
这些规范和标准通常包括土壤分类、地基承载能力计算方法、地基基础的尺寸和深度、基础材料的使用等方面的要求，以确保设计的地基具备足够的稳定性和安全性。
4.动态荷载考虑：地基基础设计需要考虑建筑物在地震、风荷载等外部荷载作用下的动态响应。
这包括对地震力的计算和结构的抗震设计，在地基基础设计中，需要合理选择地基的类型和加固措施，以提高地基的抗震能力。
5.地基沉降控制：地基沉降是指建筑物在使用过程中由于地基的挤压、软弱地层的沉降等因素引起的垂直变形。
地基沉降对建筑物的影响较大，因此在地基基础设计中需要考虑控制地基沉降的措施，如选择合适的基础类型、深度、加固方法等，减小地基沉降的风险。
6.监测和加固：地基基础设计完成后，需要对地基和建筑物进行监测，以确保地基的稳定性和安全性。
当地基存在问题时，需要及时采取加固措施，如加固土层、增加基础深度等，以保证建筑物的正常使用。
综上所述，地基基础设计的基本原理是根据建筑物的荷载特点、地基的承载能力和稳定性，通过合理选择地基类型、尺寸和深度等措施，保证建筑物能够稳定、安全地承受荷载。
在设计过程中需要考虑荷载传递原理、地基承载能力、规范要求、动态荷载、地基沉降控制以及监测和加固等方面的因素。
地基基础设计的基本原理ppt课件
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。
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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。
(1)砖基础
砖：强度等级不低于MU10。
体积比1:2:4或1:3:6。
用于4层和4层以下的民用完房整屋版P。PT课件
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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。
层以下承重横墙较密的民用建筑。
硬土
软土
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(2)柱下筏形基础
(a)
(b)
图2-9 筏形基础
（a）平板式（b）梁板式
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2.2.6 箱形基础
特点：
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 顶板
柱
价高；施工技术复杂。
外墙
内横墙
底板
图2-10 箱形基础
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，提出完整施版P工PT课说件 明。
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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
第7讲浅基础设计ppt课件
R S 0
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三、地基基础设计基本规定 为了保证建筑物的安全与正常使用，根
据建筑物的安全等级和长期荷载作用下地基 变形对上部结构的影响程度，地基基础设计 和计算应该满足下述三项基本原则： （1）防止地基土体剪切破坏和丧失稳定性 方面，应具有足够的安全度。
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砖基础是一般做成台阶式，其砌筑方式 有两种，一是“二皮一收”，另一是“二、 一间隔收”。
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2.扩展基础（柔性基础或弹性基础） 扩展基础系指柱下钢筋混凝土独立基础和 墙下钢筋混凝土条形基础（图2、图3）。 扩展基础主要是用钢筋混凝土浇筑，其抗 弯和抗剪性能良好，可在竖向荷载较大、地 基承载力不高以及承受水平力和力矩荷载等 情况下使用，这类基础的高度不受台阶宽高 比的限制，故适宜于需要“宽基浅埋”的场 合下采用。
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第3节 基础埋置深度
确定基础的埋置深度是地基基础设计中 的重要内容，它涉及到结构物建成后的牢 固、稳定及正常使用问题。在确定基础埋 置深度时，必须考虑把基础设置在变形较 小，而强度又比较大的持力层上，以保证 地基强度满足要求，而且不致产生过大的 沉降或沉降差。
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此外，还要使基础有足够的埋置深度， 以保证基础的稳定性，确保基础的安全。 确定基础埋置深度时，必须综合考虑地基 的地质、地形、水文条件，当地的冻结深 度、上部结构形式，以及保证持力层稳定 所需的最小埋深和施工技术条件、造价等 因素。
《路桥地基规范》 max [ ]
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《路桥地基规范》规定
[ ] [ 0 ] K1 1(b 2) K2 2(h 3)
适用范围：基础宽度大于2m或埋置深度大于
3m且h/b≤4。
式中 [ 0 ] —地基容许承载力；