土建工程基础课件——4.3 基础设计

静力压桩机分机械式和液压式两种。其中机械式由桩架、卷扬 机、加压钢丝绳、滑轮组和活动压梁组成，如图2.9所示，施压 部分在桩顶端部，施加静压力约600kN～2000kN，此种桩机装 配费用较低，但设备高大笨重，行走移动不便，压桩速度较慢 。液压式由压拔装置、行走机构及起吊装置等组成，采用液压 操作，自动化程度高，结构紧凑，行走方便快速，施压部分在 桩身侧面，它是当前国内较广泛采用的一种新型压桩机械。
图2.15 沉管灌注桩施工程序
锤击沉管灌注桩成桩过程
人工挖孔灌注桩
钢筋混凝土护壁形式
壳体基础
概念： 由正圆锥形及其 组合型式构成；
特点 ⑴ 充分利用基础 材料的抗压性能；
⑵ 节省材料，具有 良好的经济效果
用途： 主要用于特种结构；
4.3.2 基础的埋置深度及其影响因素
基础的埋置深度 由室外设计地面到基础底面的距离，
桩基础
当建筑物的荷载较大，而地基的弱土层较厚 ，地基承载力不能满足要求，采取其他措施 又不经济时，可采用桩基础。
桩基础由承台和桩柱组成(图2.13)。
钢筋混凝土预制桩施工
打桩
打桩用的机具主要包括桩锤、桩架和动力装置三部分。 桩锤
桩锤是对桩施加冲击力，将桩打入土中的主要机具，施工中常 用的桩锤有落锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油锤和振动桩锤， 桩架 桩架是将桩吊到打桩位置，并在打桩过程中引导桩的方向不致 发生偏移，保证桩锤能沿要求方向冲击的主要备。桩架种类和 高度的选择，应根据桩锤的种类、桩的长度、施工地点的条件 等确定。桩架目前应用最多的是多功能桩架、步履式桩架和履 带式桩架。 动力装置 落锤以电源为动力，再配置电动卷扬机、变压器、电缆等。蒸 汽锤以高压蒸汽为动力，配以蒸汽锅炉、蒸汽绞盘等；气锤以 压缩空气为动力，配有空气压缩机、内燃机等；柴油锤的桩锤 本身有燃烧室，不需要外部动力。
砖条形基础 砖条形基础一般由垫层、大放脚和基础墙
三部分组成。大放脚的做法有间隔式和等高式 两种(图2.5)。
毛石基础 毛石基础是用毛石和水泥砂浆砌筑而成，
其剖面形状多为阶梯形 (图2.6)。 混凝土基础
混凝土基础是用不低于C15的混凝土浇捣而 成，其剖面形式有阶梯形和锥形(图2.7)。
独立基础常用的断面形式有阶梯形、锥形、 杯形等，如图2.11所示。
整片基础
整片基础包括筏板基础和箱形基础。 筏板基础
当建筑物上部荷载较大，或地基土质很差， 承载能力小，采用独立基础或井格基础不能满足 要求时，可采用筏板基础。图2.12(a)、(b)。 箱形基础
箱形基础是一种刚度很大的整体基础，它是 由钢筋混凝土顶板、底板和纵、横墙组成的，如 图2.12(c）所示。
按构造形式分：条形基础、独立基础、井格基础、筏式 基础、箱形基础和桩基础等
无筋扩展基础：由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰 土和三合土等材料制成的墙下条形基础或柱下独立基础
扩展基础：由钢筋混凝土制成的柱下独立基础和墙下条 形基础
深度：浅基础和深基础
条形基础
条形基础：基础沿墙体连续设置成长条状，是砌 体结构建筑墙下基础的基本形式。
压密变形阶段 局部剪切阶段 整体破坏阶段
压密变形阶段Oa
O
p（kPa）
a
基础 p
地面 s
S（mm）
局部剪切阶段ab
O
p（kPa）
a
b
S（mm）
基础 p
地面 p
整体破坏阶段bc
O
p（kPa）
a
b
c S（mm）
基础 p
地面
地基承载力、极限承载力、容许承载力
地基承载力：地基对基础及上部结构载 荷的承受能力，其大小取决于地基、基础及 上部结构两个方面。
极限承载力：地基由塑性变形达到整体破坏阶段的界限
静力压桩是用静力压桩机或锚杆将预制钢筋混凝土桩分节压入 地基土中的一种沉桩施工工艺。
静力压桩适用于在软土、填土及一般黏性土层中应用，特别适 合于在居民稠密及危房附近、环境要求严格的地区沉桩，但不 宜用于地下有较多孤石、障碍物或有厚度大于2m 的中密以上砂 夹层，以及单桩承载力超过1600kN 的情况。
土建工程基础
4.3 基础设计
主要内容
基础概述 基础埋置深度 地基承载力的确定和验算 浅基础设计
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4.3.1 基础的概念
基 础：建筑物上部承重结构向下的延伸和扩大， 它承受建筑物的全部荷载，并把这些荷载 连同本身的重量一起传到地基上。
地 基：承受由基础传来荷载的土层，不是建筑物 的组成部分。其中： 持力层：具有一定的地耐力，直接承受建 筑荷载， 并需进行力学计算的土层。 下卧层：持力层以下的土层。(图2.1)
称为基础的埋置深度，简称基础的埋深( 图2.2)。埋深大于等于5m为深基础，小于 5m为浅基础。
影响基础埋深的因素
土） 冻结深度(图2.4） 相邻建筑物基础 其他因素
4.3.3 地基承载力计算和验算
地基变形的三个阶段
钢筋混凝土灌注桩施工
灌注桩是直接在施工现场的桩位上成孔，然后在孔内 灌注混凝土或钢筋混凝土而成。与预制桩相比，具有 施工噪声低、振动小、挤土影响小、无需接桩等优点 。但成桩工艺复杂，施工速度较慢，质量影响因素较 多。根据成孔工艺的不同，分为泥浆护壁钻孔灌注桩 、沉管灌注桩、爆扩成孔灌注桩和人工挖孔灌注桩。

钢筋混凝土基础因配有钢筋，可以做得宽 而薄，其剖面形式多为扁锥形(图2.8)。当房屋 为骨架承重或内骨架承重，且地基条件较差时 ，为提高建筑物的整体性，避免各承重柱产生 不均匀沉降，常将柱下基础沿纵横方向连接起 来，形成柱下条形基础(图2.9)或十字交叉的井 格基础(图2.10)。
独立基础
地基按土层性质不同，分为天然地基和人工 地基两大类。
天然地基：凡天然土层具有足够的承载力，不需 经人工加固或改良便可作为建筑物地 基
人工地基：当建筑物上部的荷载较大或地基的承 载力较弱，须预先对土壤进行人工加 固或改良后才能作为建筑物地基
基础的类型和构造
按材料分：砖基础、毛石基础、混凝土基础、毛石混凝 土基础、灰土基础和钢筋混凝土基础