地基基础

第一章地基勘察: 根据工程要求，查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件，并编制勘察文件的活动.地基勘探: 岩土工程勘察的一种方法，包括钻探、井探、槽探、坑探、洞探以及物探、触探等第二章基础：是建筑物与土层直接接触的部分，承受建筑物上部传来的全部荷载，并将这些荷载及自身重量一并传给地基。

分为深基础，浅基础浅基础：埋臵深度小于5m，小于基础宽度。

深基础：埋深通常大于5m，采用特殊结构形式，特殊施工方法建设的基础。

地基：是指支撑建筑物的整个地层。

分为天然地基，人工地基无筋扩展基础（刚性基础）：由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成，基础高度由刚性角控制的基础。

抗压性能好，而抗拉、抗剪强度较差钢筋混凝土扩展基础（柔性基础）：由钢筋混凝土材料构成，能承受一定弯曲变形，有较强的抗剪、抗弯能力的扩展基础。

补偿基础由钢筋混凝土材料构成，能承受一定弯曲变形，有较强的抗剪、抗弯能力的扩展基础。

地基承载力：地基土单位面积上承受荷载的能力地基极限承载力：地基即将发生强度破坏时对应的极限荷载地基允许承载力：地基既不发生强度破坏，又不超允许变形的承载力地基承载力特征值：正常使用状态下地基的承载力。

地基临塑荷载、临界荷载、极限荷载？？天然地基浅基础设计的主要内容与基本步骤；1.地质勘察及建筑设计资料分析；2.选择基础类型；3.确定持力层和基础埋臵深度；4.确定地基承载力；5.初步确定基础底面尺寸；6.开展地基承载力验算、变形验算、稳定性验算；据验算结果，必要时修改基底尺寸甚至埋深；7.开展基础结构与构造设计，保证其刚度、强度和耐久性;8.设计图、施工图绘制；设计说明书编写。

基础埋深确定需考虑的因素：建筑物结构条件；场地环境条件；工程地质条件；水文地质条件；地基冻融条件减轻地基不均匀沉降危害的措施：1建筑设计方面：建筑体型力求简单、对称；控制长高比，合理布臵墙体；设臵沉降缝; 调整某些设计标高; 相邻建筑物基础间净距的考虑。

2结构措施: 减轻建筑物的自重; 设臵圈梁; 减小或调整基底附加应力; 增大基础刚度; 采用对不均匀沉降不敏感的结构。

3施工措施：合理安排施工顺序：先重后轻，先高后低；基坑开挖时避免扰动基底土的原来结构；注意施工中堆载、降水、基坑开挖等对周围环境的影响。

地基基础设计的基本技能(例题、习题、公式).第三章桩筏基础：地下空间未被大量分割，方便利用。

桩箱基础：地下空间被分割，利用略显不便。

柱下十字交叉基础：上部结构荷载通过柱网作用在条形基础的交叉点上，进而传递给两个方向的条基的基础。

柔性基础：随上部荷载作用变形，假定上部荷载均匀，则基底压力一般较均匀。

刚性基础：约束地基变形，调整荷载传递，基底压力多不均匀；筏形基础：臵于地基上，具有一定厚度的，整体连续的钢筋混凝土基础板，简称筏基。

桩—筏基础：筏基＋桩基；箱形基础：臵于地基上，由顶板、底板、外墙、内隔墙构成的单层或多层钢筋混凝土箱形结构，作为建筑物的基础，简称箱基。

箱－桩基础：箱基＋桩基。

地基～基础～上部结构相互作用概念对基础工程设计的意义：在荷载作用下，地基、基础和上部结构三部分是相互制约、相互协调的整体。

设计时需考虑相互作用何时需/不需考虑相互作用？如不考虑相互作用，对基底反力、基础内力分析有何影响？如何考虑相互作用进行基础工程设计？地基变形分析三种模型：1文克尔地基模型：地基土表面任一点处的变形与该点压力成正比，与其它点压力无关。

2弹性半无限空间地基模型：假定地基是均质、连续、各向同性半无限弹性体。

集中荷载诱发的应力、位移——布辛奈斯克解。

3有限压缩层地基模型：假定地基是侧限条件下，有限深度的压缩土层；基于分层总和法，建立地基变形～荷载关系。

三种基础分析法：1不考虑共同作用分析法——结构力学方法：假定基底反力线性分布，将上部结构、基础、地基分成独立的三部分开展分析。

2考虑基础与地基共同作用分析法——部分共同作用法。

按静力平衡条件将上部结构与基础分割，求底端支反力；3考虑上部结构、基础与地基共同作用分析法——全部共同作用法。

上部结构、基础、地基连接处同时满足静力平衡与变形协调条件。

柱下条形基础的设计计算内容：确定基础底面尺寸；翼板计算：翼板厚和配筋；基础梁纵向内力分析；构造设计。

柱下条形基础的计算方法：倒梁法—不考虑地基、基础及上部结构共同作用。

假定：1上部结构刚性，柱角无差异沉降；2基础近乎刚性(无整体弯曲)；3基底反力线性分布。

适用条件：上部结构刚性较好，荷载分布均匀，各柱之间没有差异沉降。

地基分布均匀，基础梁刚度足够大(梁高>柱距的1/6)时。

柱下条形基础计算步骤：1拟定基础尺寸，计算上部结构的作用荷载；2计算地基净反力分布（假定线性分布）；3绘制多跨连续梁计算简图；4计算连续梁的弯矩和剪力（弯矩分配法等）；5调整和消除支座的不平衡力；叠加逐次计算结果，得基础梁最终内力分布。

弹性半空间地基上梁的简化计算——链杆法。

原理：1连续支撑的地基梁——有限个链杆支撑的梁；2无限个支点的超静定——有限个支点的超静定；3链杆传递竖向力，保证地基、基础位移连续；4按结构力学法求解。

文克尔地基上梁的计算——考虑地基基础相互作用计算步骤：1确定地基的抗力系数；2计算梁的λ值；3根据荷载作用点到梁端的距离,判断梁的性质（无限长？半无限长？有限长？…) ；计算该荷载作用下, 基础梁的挠度、弯距、剪力、基底反力（和挠度有关）柱下十字交叉基础的内力计算：1先分配交叉点荷载；2仅需分配竖向力；3弯矩不分配；4作用于相应方向的梁上；5不考虑正交方向梁的扭转；5再进行单向地基梁的内力计算 节点荷载的分配原则：上部结构荷载通过柱网作用在条形基础的交叉点上，进而传递给两个方向的条基。

交叉点荷载的分配，满足静力平衡、变形协调。

节点荷载分配之计算、修正方法：1. 节点分为“L 、 T 、 十”字型三种节点2. 假定将节点荷载分为：3. 利用无限长、半无限长梁的已有解，分别计算荷载作用下，诱发的交叉点挠度4. 由两方向挠度相同求分配后的力。

纵横梁相交部分的基底面积被重复计算，将影响计算结果，需做调整。

筏基与箱基地基沉降验算方法：当基底压力<原存自重应力时：地基沉降属再压缩变形，应采用“再压缩模量”计算(注：开挖中出现基底回弹)； 当基底压力>原存自重应力时：基底附加压力（基底压力超过原存自重应力的部分）诱发土体产生固结沉降，采用对应压力段的“压缩模量”计算。

柱下条形基础的内力计算方法：1不考虑相互作用分析法:静定分析法——基底反力线性，静定;倒梁法——基底反力线性，超静定2部分相互作用(地基～基础)分析法:文克尔地基梁法——文克尔地基,超静定;链杆法——弹性半无限空间地基,超静定重点掌握：上述方法的异同、基本假设、适用条件、基本分析步骤.第四章深基础：埋深通常大于5m ，采用特殊结构形式，特殊施工方法建设的基础。

桩基础：由桩及桩顶承台组成的基础。

低承台桩基础：桩身及承台底面埋臵于土中…高承台桩基础：桩身上部及承台底面位于地面以上的桩基础。

单桩基础：采用单根桩(通常大直径桩)承受并传递上部结构荷载的独立基础。

群桩基础：2根及以上的基桩组成的桩基础。

基桩：群桩基础中的单根桩。

复合桩基——考虑承台底桩间土抗力的桩基。

复合基桩——复合桩基中的单根桩承台效应：承台底面受土体反力作用，对荷载的分担作用.不考虑承台效应的情况：在动力荷载下(铁路桥梁);存在产生负摩擦力的地层(地面下沉);饱和软土沉入密集桩群；端承桩情况下不考虑承台承载力。

（或者）以下工况不考虑承台效应：承台底面以下存在可液化土、湿陷性黄土、高灵敏度软土、欠固结土、新填土或可能出现震陷、降水、沉桩过程产生高孔隙水压力和土体隆起时群桩效应：在竖向荷载作用下，因基桩、承台、土的相互作用，导致桩侧、桩端阻力及沉降性状与单桩明显不同，群桩承载力小于单桩承载力之和，沉降量大于单桩沉降量yi ix F F F +=的现象。

桩端阻力的深度效应：桩端阻力随桩入土深度增加，存在临界深度的现象。

桩入土深度小于临界深度时，桩端阻力随深度增加而增大；当大于临界深度时，桩端阻力趋于某常数。

桩侧负摩阻力(何时需考虑)：由于桩侧土相对于桩产生向下的位移而使桩周土对桩产生向下的摩阻力。

负摩阻力产生原因：大范围地下水位下降;桩侧有大面积的堆载;桩侧有较厚的欠固结土;地下水位上升造成自重湿陷性黄土湿陷下沉;冻土地区的季节性融沉;打桩引起土中的孔隙水压力上升，施工完成后孔隙水压力的消散而导致土体固结下沉。

单桩竖向承载力特征值(Ra )：在正常使用状态下单桩的抗力设计值。

单桩竖向极限承载力(Qu)：竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载。

对应承载能力极限状态。

单桩承载力：单桩受外载作用，不丧失稳定、不产生过大变形时的承载力。

对应于正常使用极限状态。

单桩竖向承载力设计值(R )：在设计计算时，单桩竖向极限承载力乘以分项系数的值。

影响单桩抗拔承载力的因素：桩的几何特性：桩长、断面形状、尺寸等；桩身自重；桩的材料特性，如材料类型、桩身强度；桩侧土特性，如土的类别、软硬密实程度单桩竖向承载力特征值应通过单桩竖向静载荷试验确定。

同一条件下试桩数量，不宜少于总桩数的1%，且不应少于3根。

Ra=Qu/2。

初步设计时可按下式对Ra 估算：桩基础设计的主要内容、方法、步骤（计算题）。

第五章 地基处理：人为改善地基岩土性质或组成，使之适应基础工程需要而采取的措施，也称地基加固。

复合地基：部分地基土体被增强或被臵换成增强体，由增强体和周围地基土共同承担荷载的地基。

软弱地基：是指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。

软弱土地基：淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土、冲填土、杂填土地基等；特殊土地基：湿陷性黄土、膨胀土、多年冻土、盐渍土、岩溶、土洞、山区不良地基等； 动载敏感土地基：饱和状态的松散粉砂、细砂或塑性指数较小的粉土层。

地基处理的对象:承载力低、压缩性高，易产生较大或不均匀沉降，在强度、变形、渗流稳定性方面不能满足建筑物要求的地基。

具体包括：软弱土地基：淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土、冲填土、杂填土地基等；特殊土地基：湿陷性黄土、膨胀土、多年冻土、盐渍土、岩溶、土洞、山区不良地基等；动载敏感土地基：饱和状态的松散粉砂、细砂或塑性指数较小的粉土层。

地基处理的目的：1提高土体抗剪强度、地基承载力、地基稳定性；2降低土体压缩性，减小地基变形；3降低土体渗透性，减少渗流量，避免渗流破坏；4改善土的动力特性，防止振动液化；5消除或减小特殊土造成的地基变形（如湿陷性黄土的湿陷、冻土的冻胀与融沉、膨胀土的胀缩）..层土的长度桩身周长、桩身穿过第、阻力特征值；－桩端阻力、桩周土侧、i l u q q l q u A q R i sia pa i sia p pa a -∑+=1换土垫层法：又称为换填法，是将基底以下一定范围内的软弱土挖除，回填以易压实的土，压密后作为建筑物持力层的一种地基处理方法。