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土力学与地基基础第七章
根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的 影响程度，地基基础设计应符合下列规定： 1 .所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定； 2 .设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形规定； 3.表3.0.2所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算，如有下 列情况之一时，仍应作变形验算： 1）地基承载力特征值小于130kpa，且体型复杂的建筑； 2）在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地 基产生过大的不均匀沉降时； 3)软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时； 4)相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时； 5)地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。 4.对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建造在 斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性； 5.基坑工程应进行稳定验算； 6.当地下水埋藏较浅，建筑地下室或地下构筑物存在 地基承载力的确定
一、按土的抗剪强度指标计算 当偏心距e小于或等于0.033倍基础底面宽度时，根据土的抗剪 强度指标确定地基承载力特征值可按下式计算，并应满足变形 要求：
式中 fa---由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值； Mb,Md,Mc---承载力系数，按表5.2.5确定； b---基础底面宽度，大于6m时按6m取值，对于砂土小于 3m时按3m取值； ck---基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力标准值。
第五节 基础底面尺寸的确定
基础底面的压力，应符合下式要求： 1. 当轴心荷载作用时 pk≤fa 式中 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。 2. 当偏心荷载作用时，除符合式要求外，尚应符合下式要求： pkmax≤1.2fa 式中 pkmax--相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最 大压力值。
清华大学《土力学与地基基础》 PPT课件
地下水在土中的渗透速度一般可按达西 Darcy)根据实验得到的直线渗透定律计算，其
v 公式如下(图1—25)： ki
粘性土的达西定律
v k(i i' )
2—8 地基土(岩)的分类
地基土(岩)分类的任务是根据分类用途和土 (岩)的各种性质的差异将其划分为一定的类别。
土(岩)的合理分类具有很大的实际意义，例 如根据分类名称可以大致判断土(岩)的工程特性、 评价土(岩)作为建筑材料的适宜性以及结合其他 指标来确定地基的承载力等等。阅读33-39页内容。
··········································171 第八章 桩基础设计··········································
第一章 绪 论
一、 土力学、地基及基础的有关概念 1.地基—支撑建筑物荷载、且受建筑物荷载影响的那
一部分地层称为地基。地基有天然地基和人工地基之分。 2.基础--建筑物向地基传递荷载的下部结构就是基础。
第三章 土中应力计算
概述
研究地基的应力和变 形，必须从土的应力与应 变的基本关系出发来研究。 当应力很小时，土的应 力·应变关系曲线就不是 一根直线(图2—1)，亦即 土的变形具有明显的非线 性特征。
假设
地基土为均匀、连续、 各向同性的半空间线性变 形体。
3—1 土的自重应力
一、单层土中自重应力的计算
称为界限粒径。 表l-8提供的是一种常用的土粒粒组的划分方法。
表中根据界限粒径200、20、2、0．05和0．005mm把土 粒分为六大粒组：漂石<块石)颗粒、卵石(碎石)颗粒、 圆砾(角砾)颗粒、砂粒、粉粒及粘粒。
土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组 的相对含量(各粒组占土粒总量的百 分数)来表示， 称为土的颗粒级配。
v 公式如下(图1—25)： ki
粘性土的达西定律
v k(i i' )
2—8 地基土(岩)的分类
地基土(岩)分类的任务是根据分类用途和土 (岩)的各种性质的差异将其划分为一定的类别。
土(岩)的合理分类具有很大的实际意义，例 如根据分类名称可以大致判断土(岩)的工程特性、 评价土(岩)作为建筑材料的适宜性以及结合其他 指标来确定地基的承载力等等。阅读33-39页内容。
··········································171 第八章 桩基础设计··········································
第一章 绪 论
一、 土力学、地基及基础的有关概念 1.地基—支撑建筑物荷载、且受建筑物荷载影响的那
一部分地层称为地基。地基有天然地基和人工地基之分。 2.基础--建筑物向地基传递荷载的下部结构就是基础。
第三章 土中应力计算
概述
研究地基的应力和变 形，必须从土的应力与应 变的基本关系出发来研究。 当应力很小时，土的应 力·应变关系曲线就不是 一根直线(图2—1)，亦即 土的变形具有明显的非线 性特征。
假设
地基土为均匀、连续、 各向同性的半空间线性变 形体。
3—1 土的自重应力
一、单层土中自重应力的计算
称为界限粒径。 表l-8提供的是一种常用的土粒粒组的划分方法。
表中根据界限粒径200、20、2、0．05和0．005mm把土 粒分为六大粒组：漂石<块石)颗粒、卵石(碎石)颗粒、 圆砾(角砾)颗粒、砂粒、粉粒及粘粒。
土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组 的相对含量(各粒组占土粒总量的百 分数)来表示， 称为土的颗粒级配。
土力学基础工程ppt课件(完整版)精选全文
b d 0[x ()2z2]2
z p [ n (am n r a cr tn m c a 1 ) t n ( n a m ( 1 n ) n 2 1 ) m 2 ] s p 0
2.4 土的压缩性
土的压缩性高低，常用压缩性指标定量 表示。压缩性指标，通常由工程地质勘 察取天然结构的原状土样，进行室内压 缩试验测定。
<0.005
0 4 0
小 于 某 粒 径 的 土 粒 质 量 /%
100
80
60
40
20
0 10
1
0 .1
0 .0 1
1 E -3
粒 径 /mm
1.1.2 土中水
（1）结合水
强结合水、弱结合水
（2）自由水
重力水、毛细水
（3）气态水
（4）固态水
双电层
• 结合水概念
强结合水、弱结合水
• 双电层概念
k l e 2
2.2.4 基底附加压力
p 0p ch p 0 h
2.3 地基附加应力
2.2.1 基本概念
1、定义
附加应力是由于外荷载作用，在地基中产生的应力增 量。
2、基本假定
地基土是各向同性的、均质的线性变形体，而且在深 度和水平方向上都是无限延伸的。
2.2.2 竖向集中力作用时的地基附加 应力布辛奈斯克解答
• 均布条形荷载下地基中附加应力的分布规律：
(1) 地基附加应力的扩散分布性； (2) 在离基底不同深度处各个水平面上，以基底中心点下轴
线处最大，随着距离中轴线愈远愈小； (3) 在荷载分布范围内之下沿垂线方向的任意点，随深度愈
向下附加应力愈小。
4、三角形分布条形荷载
dp pd
《土力学与地基基础》PPT课件(341张)
在同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的各 部分之间的相互关系的特征称为土的构造，土的构造最 主要特征就是成层性即层理构造。土的构造的另一特征 是土的裂隙性。
1—4 土的三相比例指标
上节介绍了土的 组成，特别是土颗粒 的粒组和矿物成分， 是从本质方面了解土 的性质的根据。但是 为了对土的基本物理 性质有所了解，还需 要对土的三相——土 粒(固相)、土中水(液 相)和土中气(气相)的 组成情况进行数量上 的研究。
为地壳的上拱和下拗，形成大 型的构造隆起和拗陷：水 平运动表现为地壳岩层的水平移动，使岩层产生各种形 态的褶皱和断裂．地壳运动的结果，形成了各种类型的 地质构造和地球表面的基本形态。 3)变质作用--在岩浆活动和地壳运动过程中，原岩 (原来生成的各种岩石)在高温、高压下及挥发性物质的 渗入下，发生成分、结构、构造变化的地质作用。 (2)外力地质作用： 由于太阳辐射能和地球重力位能所引起的地质作 用。它包括气温变化、雨雪、山洪、河流、湖泊、海洋、 冰川、风、生物等的作用。 1)风化作用--外力(包括大气、水、生物)对原岩发生机 械破碎和化学变化的作用。 2)沉积岩和土的生成--原岩风化产物（碎屑物质），在 雨雪水流、山洪急流、河流、湖浪、海浪、冰川或风等
二、本课程的特点和学习要求 1 课程的特点： （1）地基及基础课程涉及工程地质学、土 力学、结构设计和施工几个学科领域，内容广 泛、综合性强； （2）课程理论性和实践性均较强。 2学习要求： (1)学习和掌握土的应力、变形，强度和 地基计算等土力学基本原理； (2)学习和掌握浅基础和桩基础的设计方 法； (3)熟悉土的物理力学性质的原位测试技 术以及室内土工试验方法； （4）重视工程地质基本知识的学习，了解 工程地质勘察的程序和方法，注意阅读和使用 工程地质勘察资料能力的培养。
《土力学与基础工程》课件
土的工程分类
01
02
巨粒土、粗粒土、细粒土
无粘性土、粘性土
03
饱和土、非饱和土
04
粉质粘土、粘质粉土等
土的渗透性与渗流
01
渗透系数的测 定与计算
02
渗透力与渗透 变形
地下水的运动 规律与水头差
03
04
渗流力与渗流 场的概念
02
土力学性质与工程应 用
土的压缩性与地基沉降
土的压缩性
土在压力作用下体积减小的性质。
浅基础设计原则
浅基础设计时需要考虑地质勘察报告、建筑物类型、荷载 大小等因素，并遵循相应的设计规范和标准。
浅基础类型
常见的浅基础类型包括平板基础、独立基础、条形基础等 。这些基础类型根据不同的地质条件和建筑物要求进行选 择和设计。
浅基础施工方法
浅基础的施工方法包括开挖、填筑、排水等措施，施工过 程中需要采取相应的安全措施，确保施工质量和安全。
软土地基处理、边坡稳定等。
水利工程
在水利工程建设中，土力学与基 础工程涉及水库大坝、堤防、水 电站等工程的设计和施工，如坝 基稳定性分析、库岸滑坡治理等
。
城市建筑
在高层建筑、地铁、地下空间开 发等城市建筑领域，土力学与基 础工程涉及深基坑开挖、桩基设 计等方面，对于保障建筑安全具
有重要意义。
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桩基设计
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
桩基设计概述
桩基是一种深基础类型 ，通过在地基中设置桩 基来承受建筑物荷载。 桩基具有较高的承载力 和稳定性，适用于地质 条件复杂或荷载较大的 建筑物。
桩基类型
根据不同的材料和施工 方法，桩基可分为预制 桩、灌注桩、扩基桩等 类型。不同类型的桩基 适用于不同的地质条件
土力学课件(清华大学)-第七章__天然地基上浅基础的设计
3、对材料的要求
基础用材料必须有足够的强度和耐久性。
(1)砖：必须用黏土砖或蒸压灰砖.砖的强度等级不 低于MU10；严寒地区饱和地基砖的强度等级不 低于MU20。
(2) 石料：包括毛石、块石和经加工平整的料石， 应选用不易风化的硬岩石。石料厚度不宜小于15 ㎝，石料强度等级不小于MU25。
1、浅基础设计所需资料： （1）建筑场地的地形图； （2）岩土工程勘察报告； （3）建筑物平面图、立面图，荷载，特殊结构物
布置与标高；
（4）建筑场地环境，邻近建筑物基础类型与埋深， 地下管线分布；
（5）工程总投资与当地建筑材料供应情况； （6）施工队伍技术力量与工期要求。
2、浅基础的设计内容与类型
四、建筑场地的环境条件
1、邻近存在建筑物
建筑场地邻近已存在建筑物时，新建工程的基础 埋深不宜大于原有建筑物。当埋深大于原有的建 筑物时，两基础间应保持一定净距，其数值应根 据原有的建筑荷载大小、基础形式和土质情况确 定。当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，或加固原有的建筑物基础，
2、靠近土坡
建筑物靠近各种土坡，基础埋深应考虑邻近土坡 临空面的稳定性。
7.4 地基计算
一、基本规定
1.地基基础设计等级 根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及 由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用 的程度，将地基基础设计分为甲级、乙级和丙级三 个设计等级（见下表）。
地基基础设计等级
3、当地经验参数法
4、地基承载力特征值的深宽修正
当基础宽度大于3米或埋深大于0.5米时，应对地基 承载力特征值加以修正：
f a f a kb( b 3 ) dm ( d 0 .5 )
土力学与基础工程 ppt课件
16
2.2.5
筏形基础
面积较大或使用要求抗弯刚度大，整体性好。
ppt课件
17
2.2.6
箱型基础
ppt课件
18
2.2.7
发挥抗压性能好特点
壳体基础
ppt课件
19
2.3
基础埋置深度选择
基础埋置深度：指基础底面至地面（设计
地面）的距离。是基础设计重要一环，关
系到地基基础方案的优劣，造价的高低，
施工难易。
ppt课件 21
2.3.2
工程地质条件
1）持力层：直接承受基础的土层，其下的各土层称 为下卧层。 2）地基受力层：条基底面下深度3b，独基下1.5b， 且厚度不小于5m范围（沉降计算深度）。为满足 承载力和变形要求，基础应埋在良好的土层上， 在受力层内有下卧层时，下卧层承载力变形也应 满足要求。 3）良好土层：对小型建筑。粘土坚硬，硬塑，可塑 状态粘土层。中密（15<N<30）密实（N>30）状 态的砂土，碎石土及低、中压缩性土。 4）软弱土层，压缩系数高，软塑、流塑粘土，松散 状态砂土，未处理填土，高压缩性土层；
ppt课件
20
2.3.1 与建筑物有关的条件
1）建筑物用途，有无地下室，设备基础和地 下设施，基础型式和构造，不宜小于0.5m；
2）高层建筑应满足承载力变形，稳定性，箱 基础埋深应满足抗滑要求。筏基、箱基不宜 小于建筑高度的1/15，桩筏或桩箱基础不宜 小于建筑高度的1/18—1/20； 3）作用在地基上荷载大小和性质。
3、在计算地基变形时应符合下列规定： a. 由于建筑地基不均匀，荷载差异很大， 体型复杂等因素，引起的地基变形，对于 砌体承重结构应由局部倾斜值控制，0.002 －0.003。对框架和单层排架结构应由相邻 柱基沉降差控制，对于多层、高层、高耸 结构应由倾斜值控制，必要时，应控制平 均沉降量。 b. 必要时，需预估建筑物在施工期间和使 用期间地基变形值。 一般多层建筑在施工期间完成的沉降量对 砂土完成80%，低压缩性土50%－80%，中压 缩性土20%－50%，高压缩性土5%－20%。
《土力学》电子课件 第七章土力学
堤等的边坡。
坡高 H
坡肩 坡顶
坡面
坡角θ
滑动面
坡脚 边坡各部位名称
§7.2 土坡稳定及其影响因素（二）
▪ 影响土坡稳定的因素 ➢ 边坡的坡角θ，θ越小愈稳定但不经济； θ太大则经济而不
安全。
➢ 坡高H，其他条件相同，H越大越不安全。 ➢ 土的性质，如重度γ和强度参数 φ、c值。φ 、c值大，则
土坡安全。有时由于地震等原因，使得φ值降低或产生孔 隙水压力，可使原来稳定的边坡失稳而滑动，地下水位上 升，对土坡不利。
Ks ttaan n ta1n/332 1.87
稳定
2）有顺坡向渗流时，土坡的安全因数为
K ssa'ttta a n n (19 1 1 9 0 ) 1/ta 3 n320.89
3）若将坡比改成1:4，土坡的稳定安全因数为
'tan (1910)tan32 K ssattan 191/4 1.18
▪ 7.3.2 有渗流作用的无粘性土土坡 ➢ 在坡面上渗流逸出处取一单元土体，除自重外还受到渗
流力作用。若渗流为顺坡，则逸出处渗流方向与坡面平 行，渗流力的方向也与坡面平行，下滑的剪切力为：
T J W s in J
➢ 单元土体所能发挥的最大抗剪力仍为Tf，则安全因数为
J
Tα
N
α
W
有渗流的无粘性土坡
稳定数Ns：
Ns
H
c
查图。
例题2
▪ 已知某工程基坑开挖深度H=5m，地基土的天然重度γ
= 19 kN/m3，内摩擦角φ=15°，内聚力c=12kPa。求 稳定坡角为多少？
解：1）洛巴索夫图解法
Ns
c
H
0.126
查图得：坡角β=64°
坡高 H
坡肩 坡顶
坡面
坡角θ
滑动面
坡脚 边坡各部位名称
§7.2 土坡稳定及其影响因素（二）
▪ 影响土坡稳定的因素 ➢ 边坡的坡角θ，θ越小愈稳定但不经济； θ太大则经济而不
安全。
➢ 坡高H，其他条件相同，H越大越不安全。 ➢ 土的性质，如重度γ和强度参数 φ、c值。φ 、c值大，则
土坡安全。有时由于地震等原因，使得φ值降低或产生孔 隙水压力，可使原来稳定的边坡失稳而滑动，地下水位上 升，对土坡不利。
Ks ttaan n ta1n/332 1.87
稳定
2）有顺坡向渗流时，土坡的安全因数为
K ssa'ttta a n n (19 1 1 9 0 ) 1/ta 3 n320.89
3）若将坡比改成1:4，土坡的稳定安全因数为
'tan (1910)tan32 K ssattan 191/4 1.18
▪ 7.3.2 有渗流作用的无粘性土土坡 ➢ 在坡面上渗流逸出处取一单元土体，除自重外还受到渗
流力作用。若渗流为顺坡，则逸出处渗流方向与坡面平 行，渗流力的方向也与坡面平行，下滑的剪切力为：
T J W s in J
➢ 单元土体所能发挥的最大抗剪力仍为Tf，则安全因数为
J
Tα
N
α
W
有渗流的无粘性土坡
稳定数Ns：
Ns
H
c
查图。
例题2
▪ 已知某工程基坑开挖深度H=5m，地基土的天然重度γ
= 19 kN/m3，内摩擦角φ=15°，内聚力c=12kPa。求 稳定坡角为多少？
解：1）洛巴索夫图解法
Ns
c
H
0.126
查图得：坡角β=64°
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第七章 浅基础设计
• §7.1 地基基础设计的基本原则 • §7.2 浅基础的类型 • §7.3 基础埋置深度的选择 • §7.4 地基承载力 • §7.5 基础底面尺寸的确定 • §7.6 地基变形验算 • §7.7 扩展基础设计 • §7.8 减轻不均匀沉降的措施
§7.1 地基基础设计的基本原则
砼基础 毛石砼基础 钢筋砼基础
• 一、按基础材料分类
1、 砖石砌体
砖:标号不应低于MU10，大放角基础。两皮
一收或两皮一收与一皮一收相间。 毛石：未经加工整平的石料。 注意其构造要求及台阶宽高比要求。
2、混凝土和毛石混凝土
3、钢筋混凝土
4、灰土
石灰和土的体积比一般为3：7或2：8 灰土干重度≥14.5~15.5KN/m3 ,容许承载力可达 250~300KPa。
1、先假定B≤3m，不做宽度修正。
2、如果B>3m，则再考虑宽度修正。
2、对于偏心受压基础
F+G
作用于基础底面 形心上的力矩
M=(F+G)∙e
e e b
l
pmax
pmax F G M
pm in
AW
基础底面的抵 抗矩；矩形截 面W=bl2/6
pmin pmax F G 1 6e
pm in
pmin=0
pmax
pmin<0 基底压力重分布pmax
e>l/6
e=l/6
pmin=0
基底压力重分布
偏心荷载作用在 基底压力分布图 形的形心上
F
G
1 2
pm
ax
3
l 2
e b
2F G
pm ax 3 l e b 2
2、对于偏心受压基础
Pmax Fk Gk (1 6e)
pmin
五、地基基础设计的基本原则
《建筑地基规范》将地基基础设计分为三个设计等级
1. 防止地基土发生剪切破坏和丧失稳定性，应具 有足够的安全度； 2. 控制地基的变形量，使之不超过建筑物的地基 特征变形允许值； 3. 基础本身应具有足够的强度、刚度和耐久性。
§7.2 浅基础的类型
一、按材料分类
砖基础 毛石基础
承压水位 D
h h0
粘土层
卵石层
粘土层底面土压力应大于粘土层底部单位面积上受到承压水的
浮托力，以免开挖基槽，坑底土被承压水冲破引起突涌或流砂 现象。
rh0 rwh
h0
rw h r
二、影响基础埋深的因素
2、工程地质条件和水文地质条件 (3)一般基底宜设置在地下水位以上； (4)必须置于地下水位以下时，则应考虑地下水 对基础是否有侵蚀性，以及施工时基坑排水及坑 壁围护等问题。
二、影响基础埋深的因素 3、相邻建筑物的基础埋深
l 1 2h
二、影响基础埋深的因素 4、地基土冻胀和融陷的影响
dmin Zd hmax
天然浅基础设计内容及步骤
1、选择基础的材料和类型 2、选择基础的埋置深度 3、确定地基承载力 4、根据地基承载力，确定基础的构造尺寸， 必要时进行下卧层强度验算。 5、进行必要的地基验算（包括变形与稳定性 验算） 6、进行基础的高度设计 7、绘基础施工图
应：捏紧成团，落地开花
5、三合土
其体积比一般为1：3：6或1：2：4（石灰：砂 子：骨料）。
二、按构造分类
独立基础
柱下单独基础
墙下单独基础
条形基础
墙下条形基础
柱下钢筋混凝土条形基体基础
二、按构造分类
1、独立基础: 烟囱、水塔、高炉等构筑物， 有时也可采用壳体基础外，更多的是采用 钢筋混凝上圆板或圆环基础及混凝土大块 式基础
在保证建筑物安全、稳定、耐久使用的前提下， 应尽量浅埋，以便节省投资，方便施工。
除基岩外，一般不宜小于0.5米。 基础顶面应低于设计外地面100mm以上，以避 免基础外露。
二、影响基础埋深的因素
1、建筑物的用途类型及荷载大小性质 (1)建筑物的用途，有无地下室、设备基础和地下设 施等 (2)上部结构对不均匀沉降敏感 (3)基础承受较大垂直与水平荷载 (4)在地震区或有振动荷载的基础 (5)同一建筑物基础埋深不同 (6)刚性基础构造要求
§7.4 地基承载力
《规范》规定：当b＞3m或d＞0.5m，地基承载力特征值应该进 行修正
fa fak b (b 3) d m (d 0.5)
fa ——修正后的地基承载力特征值 fak ——地基承载力特征值，根据强度指标确定
ηb、 η d——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数（可查表
7.10）
二、影响基础埋深的因素
2、工程地质条件和水文地质条件 (1)根据工程地质条件选择合适的土层作为地基 持力层是确定基础埋深的主要因素；
密实土
松软土
松软土 密实土
密实土 软弱土
A
B
C
D
二、影响基础埋深的因素
2、工程地质条件和水文地质条件 (2)合理选择地基持力层应考虑动态（渗流力、 浮托力）的作用；
2、条形基础：长度远大于宽度的基础。
3、柱下十字形基础
4、筏板基础(满堂红)
5、箱形基础:目前在高层建筑中多采用
6、壳体基础:一般适用于水塔、烟囱、料仓和 中小型高炉等高耸的构筑物的基础。
§7.2 浅基础的类型
三、按材料性能分类 刚性基础 柔性基础
• 三.按材料性能分类
1、刚性基础
550mm
F1=1800KN
F2=200KN
M=900KN·m
19KN / m3
粉质粘土
V=200KN
1000
粉质粘土
3.0×5.1m
sat 19KN / m3 e 0.72, Il 0.38 Es 7.5MPa , K 26 , Mb 1.10, Md 4.37, MC 6.90, ck 2KN / m2 fak 250KPa
fa ; PK max
1.2 fa
二、软弱下卧层的强度验算
当地基受力层范围内有软弱下卧层 （承载力显著低于持力层的高压缩性土 层）；按持力层土的承载力计算得出基 础底面所需的尺寸后，还必须对软弱下 卧层进行验算
Pz
l
lbPk Pc 2z tan b 2z tan
Pz
b(P 0d) b 2z tan
桩基础：在地基中打桩，把建筑物支撑在桩台上，建筑物的荷 载由桩传到地基深处较为坚实的土层。这种基础叫做桩基础。
深基础：把基础做在地基深处承载力较高的土层上。埋置深度 大于5m或大于基础宽度。在计算基础时应该考虑基础侧壁摩 擦力的影响。这类基础叫做深基础。
四、常规设计
常用浅基础体型不大、结构简单，在计算单个 基础时，一般既不遵循上部结构与基础的变形协 调条件，也不考虑地基与基础的相互作用。这种 简化法也经常用于其它复杂基础的初步设计，称 为常规设计。
fa——修正后的地基承载力特征值
Fk——相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖
向力值
Gk——基础自重和基础上的土重 A——基础底面面积。
pk
Fk Gk A
≤ fa
b×l=A
Fk
fa Gd （独立基础）
b
Fk
fa Gd
（条形基础）
注意： d为基础平均埋深
算法：涉及到fa的宽度修正
bl l
pmax F G 1 6e
pm in
bl l
当e<l/6时，pmax，pmin>0，基底压力呈梯形分布 当e=l/6时，pmax>0，pmin=0，基底压力呈三角形分布 当e>l/6时，pmax>0，pmin<0，基底出现拉应力，基底压力重分布
pmax e<l/6
pmin pmax
p fa
pmax 1.2 fa
s [s]
4、基础本身（强度、刚度、耐久性、 抗裂······）
两种极限状态设计
• 承载能力极限状态：以结构内力（地基荷载）
超过其承载能力为依据-----各种失稳、结构破坏。
• 正常使用极限状态：以结构（地基）的变形、
裂缝、振动参数（老化蠕变）的限值为依据。有 时间接通过应力控制（例如最大塑性深度的限制-----容许承载力）
A
l
同时满足： Pk≤ fa
pk max 1.2 fa
算法： 1、按中心受压计算，求出A0
A0
Fk
fa Gd
2、考虑偏心影响，令A=（1.1~1.4）A0；l/b=1.2～2.0
3、计算Pkmax、 Pkmin，一般应使Pkmin＞0
Pk max (3 4)PK min
4、验证
PK max PK min 2
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 ，再验算并调整尺寸直至满足
设计要求。
1、对于中心受压基础
取室内外平 均埋深计算
G= GAd
p F G A
1、对于中心受压基础
pk
Fk
Gk A
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
三、地基基础方案
1.天然地基上的浅基础 2.人工地基上的浅基础 3.天然地基上的深基础、桩基础
浅基础：做在天然地基上，埋置深度小于5米的一般基础（柱 基或墙基）以及埋置深度虽超过5米，但小于基础宽度的大尺 寸基础（如箱形基础），在计算中基础的侧面摩擦力不必考虑， 统称为天然地基上的浅基础。
人工地基：加固上部土层，提高土层的承载力，再把基础做 在这种经过人工加固后的土层上。这种地基叫做人工地基。
淤泥质土 fak 80KPa , Es 2.5MPa
• §7.1 地基基础设计的基本原则 • §7.2 浅基础的类型 • §7.3 基础埋置深度的选择 • §7.4 地基承载力 • §7.5 基础底面尺寸的确定 • §7.6 地基变形验算 • §7.7 扩展基础设计 • §7.8 减轻不均匀沉降的措施
§7.1 地基基础设计的基本原则
砼基础 毛石砼基础 钢筋砼基础
• 一、按基础材料分类
1、 砖石砌体
砖:标号不应低于MU10，大放角基础。两皮
一收或两皮一收与一皮一收相间。 毛石：未经加工整平的石料。 注意其构造要求及台阶宽高比要求。
2、混凝土和毛石混凝土
3、钢筋混凝土
4、灰土
石灰和土的体积比一般为3：7或2：8 灰土干重度≥14.5~15.5KN/m3 ,容许承载力可达 250~300KPa。
1、先假定B≤3m，不做宽度修正。
2、如果B>3m，则再考虑宽度修正。
2、对于偏心受压基础
F+G
作用于基础底面 形心上的力矩
M=(F+G)∙e
e e b
l
pmax
pmax F G M
pm in
AW
基础底面的抵 抗矩；矩形截 面W=bl2/6
pmin pmax F G 1 6e
pm in
pmin=0
pmax
pmin<0 基底压力重分布pmax
e>l/6
e=l/6
pmin=0
基底压力重分布
偏心荷载作用在 基底压力分布图 形的形心上
F
G
1 2
pm
ax
3
l 2
e b
2F G
pm ax 3 l e b 2
2、对于偏心受压基础
Pmax Fk Gk (1 6e)
pmin
五、地基基础设计的基本原则
《建筑地基规范》将地基基础设计分为三个设计等级
1. 防止地基土发生剪切破坏和丧失稳定性，应具 有足够的安全度； 2. 控制地基的变形量，使之不超过建筑物的地基 特征变形允许值； 3. 基础本身应具有足够的强度、刚度和耐久性。
§7.2 浅基础的类型
一、按材料分类
砖基础 毛石基础
承压水位 D
h h0
粘土层
卵石层
粘土层底面土压力应大于粘土层底部单位面积上受到承压水的
浮托力，以免开挖基槽，坑底土被承压水冲破引起突涌或流砂 现象。
rh0 rwh
h0
rw h r
二、影响基础埋深的因素
2、工程地质条件和水文地质条件 (3)一般基底宜设置在地下水位以上； (4)必须置于地下水位以下时，则应考虑地下水 对基础是否有侵蚀性，以及施工时基坑排水及坑 壁围护等问题。
二、影响基础埋深的因素 3、相邻建筑物的基础埋深
l 1 2h
二、影响基础埋深的因素 4、地基土冻胀和融陷的影响
dmin Zd hmax
天然浅基础设计内容及步骤
1、选择基础的材料和类型 2、选择基础的埋置深度 3、确定地基承载力 4、根据地基承载力，确定基础的构造尺寸， 必要时进行下卧层强度验算。 5、进行必要的地基验算（包括变形与稳定性 验算） 6、进行基础的高度设计 7、绘基础施工图
应：捏紧成团，落地开花
5、三合土
其体积比一般为1：3：6或1：2：4（石灰：砂 子：骨料）。
二、按构造分类
独立基础
柱下单独基础
墙下单独基础
条形基础
墙下条形基础
柱下钢筋混凝土条形基体基础
二、按构造分类
1、独立基础: 烟囱、水塔、高炉等构筑物， 有时也可采用壳体基础外，更多的是采用 钢筋混凝上圆板或圆环基础及混凝土大块 式基础
在保证建筑物安全、稳定、耐久使用的前提下， 应尽量浅埋，以便节省投资，方便施工。
除基岩外，一般不宜小于0.5米。 基础顶面应低于设计外地面100mm以上，以避 免基础外露。
二、影响基础埋深的因素
1、建筑物的用途类型及荷载大小性质 (1)建筑物的用途，有无地下室、设备基础和地下设 施等 (2)上部结构对不均匀沉降敏感 (3)基础承受较大垂直与水平荷载 (4)在地震区或有振动荷载的基础 (5)同一建筑物基础埋深不同 (6)刚性基础构造要求
§7.4 地基承载力
《规范》规定：当b＞3m或d＞0.5m，地基承载力特征值应该进 行修正
fa fak b (b 3) d m (d 0.5)
fa ——修正后的地基承载力特征值 fak ——地基承载力特征值，根据强度指标确定
ηb、 η d——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数（可查表
7.10）
二、影响基础埋深的因素
2、工程地质条件和水文地质条件 (1)根据工程地质条件选择合适的土层作为地基 持力层是确定基础埋深的主要因素；
密实土
松软土
松软土 密实土
密实土 软弱土
A
B
C
D
二、影响基础埋深的因素
2、工程地质条件和水文地质条件 (2)合理选择地基持力层应考虑动态（渗流力、 浮托力）的作用；
2、条形基础：长度远大于宽度的基础。
3、柱下十字形基础
4、筏板基础(满堂红)
5、箱形基础:目前在高层建筑中多采用
6、壳体基础:一般适用于水塔、烟囱、料仓和 中小型高炉等高耸的构筑物的基础。
§7.2 浅基础的类型
三、按材料性能分类 刚性基础 柔性基础
• 三.按材料性能分类
1、刚性基础
550mm
F1=1800KN
F2=200KN
M=900KN·m
19KN / m3
粉质粘土
V=200KN
1000
粉质粘土
3.0×5.1m
sat 19KN / m3 e 0.72, Il 0.38 Es 7.5MPa , K 26 , Mb 1.10, Md 4.37, MC 6.90, ck 2KN / m2 fak 250KPa
fa ; PK max
1.2 fa
二、软弱下卧层的强度验算
当地基受力层范围内有软弱下卧层 （承载力显著低于持力层的高压缩性土 层）；按持力层土的承载力计算得出基 础底面所需的尺寸后，还必须对软弱下 卧层进行验算
Pz
l
lbPk Pc 2z tan b 2z tan
Pz
b(P 0d) b 2z tan
桩基础：在地基中打桩，把建筑物支撑在桩台上，建筑物的荷 载由桩传到地基深处较为坚实的土层。这种基础叫做桩基础。
深基础：把基础做在地基深处承载力较高的土层上。埋置深度 大于5m或大于基础宽度。在计算基础时应该考虑基础侧壁摩 擦力的影响。这类基础叫做深基础。
四、常规设计
常用浅基础体型不大、结构简单，在计算单个 基础时，一般既不遵循上部结构与基础的变形协 调条件，也不考虑地基与基础的相互作用。这种 简化法也经常用于其它复杂基础的初步设计，称 为常规设计。
fa——修正后的地基承载力特征值
Fk——相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖
向力值
Gk——基础自重和基础上的土重 A——基础底面面积。
pk
Fk Gk A
≤ fa
b×l=A
Fk
fa Gd （独立基础）
b
Fk
fa Gd
（条形基础）
注意： d为基础平均埋深
算法：涉及到fa的宽度修正
bl l
pmax F G 1 6e
pm in
bl l
当e<l/6时，pmax，pmin>0，基底压力呈梯形分布 当e=l/6时，pmax>0，pmin=0，基底压力呈三角形分布 当e>l/6时，pmax>0，pmin<0，基底出现拉应力，基底压力重分布
pmax e<l/6
pmin pmax
p fa
pmax 1.2 fa
s [s]
4、基础本身（强度、刚度、耐久性、 抗裂······）
两种极限状态设计
• 承载能力极限状态：以结构内力（地基荷载）
超过其承载能力为依据-----各种失稳、结构破坏。
• 正常使用极限状态：以结构（地基）的变形、
裂缝、振动参数（老化蠕变）的限值为依据。有 时间接通过应力控制（例如最大塑性深度的限制-----容许承载力）
A
l
同时满足： Pk≤ fa
pk max 1.2 fa
算法： 1、按中心受压计算，求出A0
A0
Fk
fa Gd
2、考虑偏心影响，令A=（1.1~1.4）A0；l/b=1.2～2.0
3、计算Pkmax、 Pkmin，一般应使Pkmin＞0
Pk max (3 4)PK min
4、验证
PK max PK min 2
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 ，再验算并调整尺寸直至满足
设计要求。
1、对于中心受压基础
取室内外平 均埋深计算
G= GAd
p F G A
1、对于中心受压基础
pk
Fk
Gk A
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
三、地基基础方案
1.天然地基上的浅基础 2.人工地基上的浅基础 3.天然地基上的深基础、桩基础
浅基础：做在天然地基上，埋置深度小于5米的一般基础（柱 基或墙基）以及埋置深度虽超过5米，但小于基础宽度的大尺 寸基础（如箱形基础），在计算中基础的侧面摩擦力不必考虑， 统称为天然地基上的浅基础。
人工地基：加固上部土层，提高土层的承载力，再把基础做 在这种经过人工加固后的土层上。这种地基叫做人工地基。
淤泥质土 fak 80KPa , Es 2.5MPa