第二章刚性基础与扩展基础

dmin zd hmax
冻土层的最大厚度
计算步骤：按规范确定z0→冻土分类(五类)→计算zd →查表确定hmax→计算dmin
2.3 地基承载力
一、地基承载力设计原则
定义：保证在荷载作用下地基对土体产生剪切破坏而失效方面，有足够安
全度的地基土承受荷载的能力。
总安全系数法：将安全系数作为控制设计的标准。
基础底面下土重度 基础埋深内各土层加权平均重度
特点：实质为p1/4，无需宽度、深度修正。 适用：基底偏心距 e ≤0.033 b(b为偏心方向基础边长)时。 缺陷：没有考虑变形要求，尚应进行地基变形验算。
2.3 地基承载力
三、按承载力公式确定fa
以魏锡克公式（汉森公式等）为基础的理论公式计算 fa：
2.3 地基承载力
五、地基承载力的修正
修正原因：原位试验及经验值法结果只能反映一定宽、深
范围内的承载力，实际承载力随基宽和埋深增加而增加。
修正方法：
《建筑地基基础规范 GB 50007-2011》法：
fa fak b (b 3) d m (d 0.5)
修正后地基承载力特征值
2.2 基础埋置深度选择
三、工程地质条件的影响
地基上好下软，基础应尽量浅 埋，否则可深埋或浅埋加地基 处理；
倾斜持力层，可作台阶形； 边坡上的基础埋深应满足： 当b ≤ 3m，a ≥ 2.5m 时
d≥(b a) tan
不满足时，应按稳定性验算结 果确定。
d
2.2 基础埋置深度选择
3m≤b≤6m
《路桥地基规范JTG D63-2007》法： [ fa ] [ fa0 ] k1（1 b 2） k2（2 h 3)
修正后地基承载力容许值 2m≤b≤10m
3m≤b≤4b
2.4 刚性基础和扩展基础的设计计算
设计思路流程图
浅基础的 埋深确定
浅基础底面 尺寸确定
不满足
与土接触的有效基底面积
fa

A pu A K
地基土极限承载力(可按 普朗特尔公式、太沙基、 魏锡克、汉森公式计算)
基底面积 安全系数，一般取 2～3
特点：安全系数的取值与建筑物安全等级、荷载性质、土 的抗剪强度指标可靠程度、地基条件等有关。因此反映了 各种因素影响。
适用：国外应用广泛；国内用于港工、路桥地基规范。
2.3 地基承载力
四、查规范表格法确定
建工89规范(GBJ 7-89)
查基本值 f0 →统计出标准值 fk→修正得设计值 f
路桥规范(JTG D63)
查容许承载力[fa0]→修正得容许承载力[fa]
现行国标(GB50007-2011)
取消了74、89规范全国统一的承载力表，但是各地区制 定 地方 规范时，给出了地基承载力表等经验参数，实际上 是将原全国统一的经验表地域化。
2.3 地基承载力
一、地基承载力设计原则
现行地基规范虽采用概率极限状态设计原则确定地基承载 力的特征值，但由于地基参数统计困难、资料不足，很大 程度上还需凭经验确定。于是，地基承载力特征值可认为 是在发挥正常使用功能时所允许采用的抗力设计值。因此， 地基承载力特征值实际上就是地基容许承载力。
地基承载力确定方法有： 按现场荷载试验确定 ； 按理论或经验公式法确定； 按地基基础规范法确定。

wh 0k
h0
2.2 基础埋置深度选择
四、地基冻融条件的影响
基底置于标准冻深( z0 )线以下； 对季节性冻土的设计冻深 zd ：
zd z0 zs zw ze
土的类别和冻胀性及 环境对冻深影响系数
基底下允许一定厚度冻土层
时，基础最小埋深为：
基础底面下允许残留
四、水文地质条件的影响
基底应尽量放在地下水位以上；（水对地基承载力影响非 常大）
基底低于潜水面时，应考虑排水、支护和防腐； 桥墩基础应埋置在最大（局部）冲刷线下一定深度； 遇承压水时应验算基坑的稳定性：
槽底安全厚度：h0 z1
0

1z1 2 z2
z1 z2
z2
室外地面0.1m。
应考虑的主要因素：
±0.00
建筑结构及环境条件；
工程地质条件；
d
水文地质条件；
p
地基冻融条件；
持力层 fa（＞p）
2.2 基础埋置深度选择
二、建筑结构及环境条件的影响
建筑物的用途、结构类型以及荷载性质与大小对 基础埋深有重要影响：
设有地下室等建筑物的基础，基础埋深要求要能为其提 供足够的空间；
2.3 地基承载力
二、根据载荷试验等确定 fak
按其他原位测试法确定
静力触探试验：
2.3 地基承载力
二、根据载荷试验等确定 fak
按其他原位测试法确定
标准贯入试验：
2.3 地基承载力
二、根据载荷试验等确定 fak
按其他原位测试法确定
动力触探：
脱钩器
探头
63.5kg重锤
2.3 地基承载力
±0.00
一般自室外地面标高算起； 填方区自填土面算起；但若
填土在上部结构施工后完成， 则应自天然地面算起； 有地下室时：筏基或箱基自室外地面算起； 独基或条基则从室内地面算起。
d
2.2 基础埋置深度选择
一、概述
实质：选择合适的持力层。
一般要求：最小埋深0.5m(岩石基础除外)，且基顶低于
③ K的含义较模糊，难以准确选定。
2.3 地基承载力
一、地基承载力设计原则
容许承载力法：将强度和变形两者作为控制设计的标准。
表达式：
p ≤ p
基础底面压力
地基容许承载力，可取 p-s曲线上 第1个拐点对应的压力，或者由 临塑荷载或界限荷载 p1/4公式确定
应用：我国常用的方法之一。比如现行桥涵地基规范采用。 优点： 采用正常使用极限状态设计原则，选定的地基承载力是在
p-s曲线线性变形段内相应于不超过比例界限点的地基压力；
积累了丰富的工程经验。
缺点：未能充分考虑地基土参数的随机变异性。
2.3 地基承载力
一、地基承载力设计原则
分项系数法：采用概率极限状态设计原则确定地基承载力。
表达式：
0 S ≤ R 抗力设计值（此处为地基承载力设计值fd）
二、根据载荷试验等确定 fak
按其他原位测试法确定
旁压试验：
2.3 地基承载力
二、根据载荷试验等确定 fak
按其他原位测试法确定
十字板剪切试验：
2.3 地基承载力
三、按承载力公式确定fa
以界限荷载 p1/4 为基础的理论公式计算地基承载力特征值 fa：
承载力系数，根据k按规范查取 基底下一倍短边宽深度 fa M b b Md md Mcck 内土的黏聚力标准值
适用：可在竖向荷载较大、地基承载力不高及承受水平力和力矩
等情况下使用，“宽基浅埋” 。
形式：柱下钢筋砼独立基础、墙下钢筋砼条形基础
2.1 概 述
三、扩展基础的构造要求
一般要求：
基础边缘高度： 基础垫层： 混凝土： 钢筋：
2.1 概 述
三、扩展基础的构造要求
现浇柱下独立基础的构造要求：
地下有管道时，基础埋深应低于管道深度，以防影响管 道维修使用；
承受风力或地震力等水平力的高层建筑或者高耸建筑物， 应有足够的基础埋深以满足稳定性要求，或提供足够的 抗拔力；
冷藏库或高温炉窑类建筑物基础的埋深，应考虑热传导 引起地基土因低温而冻胀或因高温而干缩。
2.2 基础埋置深度选择
二、建筑结构及环境条件的影响
第二章 刚性基础与扩展基础
2.1 概 述 2.2 基础埋置深度的选择 2.3 地基承载力 2.4 刚性基础与扩展基础的设计计算
本章提要及要求
重点介绍地基承载力的确定方法及刚性基础和扩展基础的 设计计算内容与方法；简要介绍基础埋置深度的选择、刚性 基础和扩展基础的主要构造措施，以及钢筋混凝土扩展基础 结构设计的基本原理和方法。 要求掌握基础埋置深度的选择方法；熟悉地基承载力验 算原则及地基承载力的确定方法；重点掌握地基承载力验算 和软弱下卧层验算计算方法；了解钢筋混凝土扩展基础结构 设计的基本原理和方法。
2.3 地基承载力
二、根据载荷试验等确定 fak
浅层平板载荷试验
载荷板： 0.25 m2（软土0.5m2） 适用于：确定浅部在载荷板下应力主要影响范围内地基
土承载力
深层平板载荷试验
载荷板：直径d =0.8 m的刚性板 适用于：确定深部在载荷板下应力主要影响正后地基承 载力特征值
max≤
基底处最大压应力
修正后地基容许承载力
2.4 刚性基础和扩展基础的设计计算
一、地基承载力验算
②中心受荷基础
基底面积：
pk
Fk Gk A
Fk G A d
载荷板：直径d =0.3 m的刚性板 适用于：确定完整、较完整、较破碎岩基作为天然地基
或桩基础持力层时的承载力
2.3 地基承载力
二、根据载荷试验等确定 fak
地锚加载法
堆载法
2.3 地基承载力
二、根据载荷试验等确定 fak
荷载试验现场
2.3 地基承载力
二、根据载荷试验等确定 fak
深井载荷试验
表达式：
地基极限承载力，可取 p-s曲线上第 2 个
p ≤ pu K
拐点对应的压力，或由理论公式确定
基础底面压力
总安全系数，一般取2.0～3.0
应用：国外应用较多，国内较少应用，积累的经验不多。 缺点：