浅基础设计的基本原理
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基础工程课件 第2章 浅基础设计原理-1
地基：为支承基础的土体或岩体。 天然地基：地基土有良好土层，不需经人工
处理，而直接承受基础荷载的天然岩土层， 即为天然地基。
天然地基上的浅基础：一般将天然地基上，
埋臵深度小于5m的基础及埋臵深度虽超过5m 但小于基础宽度的基础统称为天然地基上的 浅基础。
人工地基：当天然地基土层较软弱或具有
平板式筏基是一块等厚度（0.5～2.5m）的钢 混平板； 梁板式筏基是在筏板上沿柱轴纵横向设臵基 础梁而形成。
筏板基础可在六层住宅中使用，也可在50层 的高层建筑中使用，如美国休斯敦市的52层壳体 广场大楼就是采用天然地基上的筏板基础，它的 厚度为2.52m。
4．箱形基础
箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板、侧墙、 内隔墙组成，形成一个整体性好、空间刚度大的箱 体。 箱形基础比筏板基础具有更大的抗弯刚度，可 视为绝对刚性基础，产生的沉降通常较为均匀。适 用于软弱地基上的高层、重型或对不均匀沉降有严 格要求的建筑物。
砖墙
肋
底板 垫层
过梁
(a)
(b)
单独基础
图2-2墙下扩展条形基础
图2-3墙下独立基础
(a)
(b)
(c)
柱下独立基础
2. 钢筋混凝土条形基础
条形基础——长度远大于宽度的基础 分为墙下条形基础、柱下条形基础和十字交叉条形基础。 墙下条形基础：横截面积根据受力条件又可分为不带肋 和带肋两种。可看作是钢筋混凝土独立基础的特例，其计算 属于平面应变问题，只考虑在基础横向（扩展方向、基底宽 方向）受力发生破坏。
表3-1 基础材料 混凝土基础 毛石混凝土基 础 砖基础 毛石基础
无筋扩展基础台阶宽高比的允许值 台阶宽高比的允许值 pk≤100 1:1.00 100< pk≤200 1:1.00 200< pk≤300 1:1.25
土力学与砌体结构 第9章 天然地基上浅基础的设计
第 九 章 浅基础设计
1、概述 2、浅基础类型 3、基础埋置深度的选择 4、地基承载力 5、基础底面尺寸的确定 6、地基变形验算 7、无筋扩展基础设计 8、扩展基础设计 9、地基、基础与上部结构的相互作用 10、柱下条形基础设计 11、减轻不均匀沉降危害的措施
本章内容简介
第 九 章 浅基础设计
学习目的和要求
9.2 浅基础类型
浅基础的分类方法
01
按基础材料
02
无筋基础
03
钢筋混凝土基础
04
按基础结构类型
05
扩展基础
06
柱下条形基础
07
柱下交叉条形基础
08
筏形基础
09
箱形基础
10
岩层锚杆基础
11
无筋扩展基础 砖基础 毛石基础 灰土基础 素混凝土基础 指由砖、块石、毛石、素混凝土、三合土和灰土等材料组成的墙下条形基础或柱下独立基础。
承载力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数；
F M
e
F+G
浅基础的设计内容和步骤
充分掌握拟建场地的工程地质条件和地质勘察资料； 综合考虑选择基础类型和平面布置方案； 选择地基持力层和基础埋置深度； 确定地基土的承载力； 确定基础底面尺寸，必要时应验算地基软弱下卧层的强度。 进行必要的地基变形验算，使地基的沉降不致引起结构损 坏、 建筑倾斜与开裂； 进行基础结构和构造设计； 绘制基础施工图，并提出必要的技术说明。
乙级
除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物 Biblioteka 甲级、丙级以外的基坑工程丙级
场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及一般工业建筑物；次要的轻型建筑物 非软土地区且场地地质条件简单、基坑周边环境条件简单、环境保护要求不高且开挖深度小于5.0m的基坑工程
1、概述 2、浅基础类型 3、基础埋置深度的选择 4、地基承载力 5、基础底面尺寸的确定 6、地基变形验算 7、无筋扩展基础设计 8、扩展基础设计 9、地基、基础与上部结构的相互作用 10、柱下条形基础设计 11、减轻不均匀沉降危害的措施
本章内容简介
第 九 章 浅基础设计
学习目的和要求
9.2 浅基础类型
浅基础的分类方法
01
按基础材料
02
无筋基础
03
钢筋混凝土基础
04
按基础结构类型
05
扩展基础
06
柱下条形基础
07
柱下交叉条形基础
08
筏形基础
09
箱形基础
10
岩层锚杆基础
11
无筋扩展基础 砖基础 毛石基础 灰土基础 素混凝土基础 指由砖、块石、毛石、素混凝土、三合土和灰土等材料组成的墙下条形基础或柱下独立基础。
承载力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数；
F M
e
F+G
浅基础的设计内容和步骤
充分掌握拟建场地的工程地质条件和地质勘察资料； 综合考虑选择基础类型和平面布置方案； 选择地基持力层和基础埋置深度； 确定地基土的承载力； 确定基础底面尺寸，必要时应验算地基软弱下卧层的强度。 进行必要的地基变形验算，使地基的沉降不致引起结构损 坏、 建筑倾斜与开裂； 进行基础结构和构造设计； 绘制基础施工图，并提出必要的技术说明。
乙级
除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物 Biblioteka 甲级、丙级以外的基坑工程丙级
场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及一般工业建筑物；次要的轻型建筑物 非软土地区且场地地质条件简单、基坑周边环境条件简单、环境保护要求不高且开挖深度小于5.0m的基坑工程
建筑工程浅基础设计
条形基础设计实例
总结词
适用于墙下条形基础，常用于多层建筑和高层建筑。
详细描述
条形基础是一种连续的基础形式，适用于墙下承载的情况。根据地质勘察报告和上部结构要求，确定条形基础底 面尺寸和埋深，以满足承载力和稳定性要求。同时，需要考虑沉降缝的设置，以减小不均匀沉降的影响。
筏形基础设计实例
总结词
适用于大面积、大荷载的建筑物，如高层建 筑、大型工业厂房等。
浅基础类型
独立基础
独立基础是一种常见的基础类型， 由一块较大的混凝土板构成，能 够承受建筑物上部结构的荷载。
条形基础
条形基础是一种连续的基础类型， 由多块较小的混凝土板构成，适用 于建筑物荷载较大、地质条件较差 的情况。
筏板基础
筏板基础是一种大面积的基础类型， 由一块较大的混凝土板构成，能够 承受建筑物上部结构的全部荷载。
根据建筑物荷载大小 和地质条件，确定基 础底面尺寸和埋深。
确保基础与周边环境 的协调性和安全性。
考虑地下水位的影响， 合理设置排水设施。
基础材料选择
01
根据工程要求和地质条件，选择 合适的基础材料，如混凝土、毛 石、碎石等。
02
考虑材料的强度、耐久性、经济 性和环保性等因素。
基础结构设计
根据建筑物的荷载分布和地质条 件，进行基础结构的详细设计。
基础材料与构造
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
材料选择
根据工程要求和地质条件，选择合适的 基础材料，如混凝土、毛石、砖等。
VS
基础构造
根据建筑物类型和荷载分布，设计合理的 基础构造，以满足承载力和变形要求。
03
浅基础设计步骤
基础选型
独立基础
条形基础
适用于建筑物荷载较小、地 基承载力较好的情况，具有 施工简便、造价低廉的优点。
第八章天然地基上的浅基础设计
1、建筑物的性质；2、地基的地质情况。
二、天然地基上的浅基础：
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。
8.1 概 述
地基基础设计的基本原则
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；
dmi nz0 t dfr (GBJ7-89）
z —标准冻深； 0
—采下允许残留冻土层的厚度。
d z h min d
max
(GB50007-2019）
zd —设计冻深；
h max—基底下允许残留冻土层的最大厚度。
8.3 基础埋置深度的选择
zd z0. zs . zw . ze
对距形基础，当台阶高宽比 tan2.5且荷载偏心距
eb/6 时，任意截面及的弯距按下式计算：
M 1 1a 2 1 22lappmaxpp
M 4 1l8 a 22 b b p pm ap xpmin
（5）构造：混凝土强度等级不低于 C15，底板受力钢筋不小于8 mm, ≤200mm，混凝土保护层厚度有垫 层时不小于35mm，无垫层时不小 于70mm。
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。 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。
8.1 概 述
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。
短期承载力设计值： fv q43.14cu
（三）几点说明
二、天然地基上的浅基础：
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。
8.1 概 述
地基基础设计的基本原则
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；
dmi nz0 t dfr (GBJ7-89）
z —标准冻深； 0
—采下允许残留冻土层的厚度。
d z h min d
max
(GB50007-2019）
zd —设计冻深；
h max—基底下允许残留冻土层的最大厚度。
8.3 基础埋置深度的选择
zd z0. zs . zw . ze
对距形基础，当台阶高宽比 tan2.5且荷载偏心距
eb/6 时，任意截面及的弯距按下式计算：
M 1 1a 2 1 22lappmaxpp
M 4 1l8 a 22 b b p pm ap xpmin
（5）构造：混凝土强度等级不低于 C15，底板受力钢筋不小于8 mm, ≤200mm，混凝土保护层厚度有垫 层时不小于35mm，无垫层时不小 于70mm。
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。 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。
8.1 概 述
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。
短期承载力设计值： fv q43.14cu
（三）几点说明
简述浅基础设计内容。
简述浅基础设计内容。
浅基础设计浅基础是石材、砖砌结构和加固软土地基的基础。
与深基础相比，浅基础具有结构物地面以上高度低、设计荷载小、建造工艺较简单等特点。
对于住宅等轻型建筑，一般采用浅基础。
浅基础设计工作的目的是为了确定基础尺寸、承载能力及施工方案，以满足结构物的要求。
浅基础设计的主要内容包括：一、地质勘查地质勘查是浅基础设计的第一步，它是确定土壤性质、地下水位、地下岩石层等信息的基础，对于基础设计有着重要的意义。
地质勘查主要包括勘探方法的选择、取样、试验及分析等工作步骤。
二、地基承载力计算地基承载力是浅基础设计的重要指标，也是决定基础尺寸和荷载能力的关键因素。
地基承载力计算的基本方法包括：经验法和理论法。
经验法以实践经验为依据，适用于规模较小、地质条件较简单的工程；理论法以土力学理论为基础，适用于规模较大、地质条件较复杂的工程。
三、基础尺寸确定基础尺寸是基础设计中的重要参数之一，它与地基承载力直接相关。
基础尺寸的确定需要考虑土壤类型、地下水位、建筑荷载等因素，一般通过计算和测试来确定。
四、基础材料选择基础材料的选择主要考虑其承载能力、与土壤的相容性、抗冻性、耐久性等因素。
根据工程实际情况，可选择混凝土、钢材、木材等作为基础材料。
五、基础施工工艺基础施工工艺是浅基础设计中的重要环节，它决定了基础的质量、可靠性和经济性。
基础施工工艺包括地面平整、基础模板制作、混凝土浇筑、基础预应力处理等工作步骤。
六、基础检查和验收基础检查和验收是浅基础设计中必不可少的环节，它可以检查施工质量和安全，保证基础质量和可靠性。
基础检查和验收主要包括基础观测、基础水平和垂直度检查、质量验收等工作步骤。
浅基础设计是建筑结构和工程中重要的环节，需要综合考虑地质勘查、地基承载力计算、基础尺寸确定、基础材料选择、基础施工工艺、基础检查和验收等多个方面的因素，以确保基础的质量、可靠性和经济性。
天然地基上浅基础的设计
基础类型是影响埋深旳另一种主要原因。对于由砖石材料 砌筑旳刚性基础，因其高度相对较大，若埋深较小则有露旳 可能。所以，基础旳埋深由基础旳构造高度决定。
天然地基上浅基础的设计
对于竖向荷载大、地震力和风力等水平荷载作用 也大旳高层建筑以及其他承受水平荷载作用旳挡土 墙、厂房柱基、烟囱、水塔等构筑物旳基础，则应 加大埋深，以增强土层对基础旳嵌固作用，确保构 筑物旳稳定性。假如基础位于岩石地基之上，基础 埋深则需满足抗滑要求。
天然地基上浅基础的设计
合力偏心矩：
e M 105 67 2.3 F G 1050 3 3.5 2.3 20
天然地基上浅基础的设计 地下室，地下管道（上下水，煤气电缆）应在基底以上，便 于维修 新旧相邻建筑物有一定距离 L/ H=1~2， 不然要求支护，而且要严格限制支护旳水平位移
H L
天然地基上浅基础的设计
2、工程地质和水文地质条件
基础底面应尽量埋于地下水位以上，以防止地下水对基坑 施工旳影响，如必须埋在地下水位下列时，则应采用相应措 施（如基坑排水、坑壁围护等），以确保地基土施工时不受 扰动。地下水对基础材料旳侵蚀作用及防护措施也应充分考 虑。
天然地基上浅基础的设计 基础尺寸旳拟定
初步选择基底尺寸
求地基承载力特征值
验算持力层地基承载力
满足
不满足 重新调整尺寸
验算下卧层地基承载力
满足
不满足 重新调整尺寸
END
天然地基上浅基础的设计
例：某柱下素混凝土基础，作用在设计地面处旳柱荷载设计值、
埋深及地基条件如图所示，柱底荷载原则值为，F 1050kN,
Dmin ＝ z0 t– dfr
z0 原则冻深； dfr 残留冻土层厚度
t 冻深影响系数
天然地基上浅基础的设计
对于竖向荷载大、地震力和风力等水平荷载作用 也大旳高层建筑以及其他承受水平荷载作用旳挡土 墙、厂房柱基、烟囱、水塔等构筑物旳基础，则应 加大埋深，以增强土层对基础旳嵌固作用，确保构 筑物旳稳定性。假如基础位于岩石地基之上，基础 埋深则需满足抗滑要求。
天然地基上浅基础的设计
合力偏心矩：
e M 105 67 2.3 F G 1050 3 3.5 2.3 20
天然地基上浅基础的设计 地下室，地下管道（上下水，煤气电缆）应在基底以上，便 于维修 新旧相邻建筑物有一定距离 L/ H=1~2， 不然要求支护，而且要严格限制支护旳水平位移
H L
天然地基上浅基础的设计
2、工程地质和水文地质条件
基础底面应尽量埋于地下水位以上，以防止地下水对基坑 施工旳影响，如必须埋在地下水位下列时，则应采用相应措 施（如基坑排水、坑壁围护等），以确保地基土施工时不受 扰动。地下水对基础材料旳侵蚀作用及防护措施也应充分考 虑。
天然地基上浅基础的设计 基础尺寸旳拟定
初步选择基底尺寸
求地基承载力特征值
验算持力层地基承载力
满足
不满足 重新调整尺寸
验算下卧层地基承载力
满足
不满足 重新调整尺寸
END
天然地基上浅基础的设计
例：某柱下素混凝土基础，作用在设计地面处旳柱荷载设计值、
埋深及地基条件如图所示，柱底荷载原则值为，F 1050kN,
Dmin ＝ z0 t– dfr
z0 原则冻深； dfr 残留冻土层厚度
t 冻深影响系数
第7讲浅基础设计ppt课件
g( x1, x2 , xn ) 0 当有作用效应和结构抗力时
R S 0
8
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。
20
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”。
21
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。
26
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。
27
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 [ ]
40
《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；
R S 0
8
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。
20
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”。
21
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。
26
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。
27
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 [ ]
40
《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；
浅基础设计的基本原理
04 浅基础设计的优化建议Biblioteka 优化设计方案方案选择
根据工程地质条件、荷载 要求等因素，选择合适的 浅基础类型，如扩展基础、 桩基等。
参数优化
对基础埋深、宽度、垫层 厚度等参数进行优化设计， 以减小沉降、提高承载力。
结构分析
运用有限元等数值分析方 法，对基础进行详细的结 构分析，确保满足承载力 和稳定性要求。
信息化管理
信息化管理是指利用信息技术对设计过程进行全面管理， 实现信息的实时共享和协同工作。通过信息化管理，可以 提高工作效率、加强团队之间的沟通与协作，并实现更加 精细化的项目管理。
信息化管理主要涉及项目管理软件、协同设计工具等应用 ，通过这些工具可以实现项目进度、资源等方面的实时监 控和管理。
弹性力学原理
研究结构在弹性变形下的力学行为， 包括应力和应变的关系，是浅基础 设计的重要分析方法。
浅基础设计的地质勘察
01
02
03
地质构造勘察
了解地质构造、地层分布、 岩土性质等，为浅基础设 计提供地质基础资料。
地质灾害勘察
了解地质灾害隐患，如滑 坡、泥石流等，为浅基础 设计提供安全保障。
地下水勘察
浅基础设计的应用范围
浅基础设计广泛应用于地质条件良好 、地下水位较低的地区。
在城市和乡村地区，由于浅层土质较 为均匀，且施工方便，浅基础设计成 为常见的选择。
浅基础设计与深基础设计的比较
浅基础设计相对简单，成本较 低，施工周期短。
深基础设计适用于地质条件 复杂、地下水位较高或荷载 较大的情况，需要采用特殊
03 浅基础设计的实践应用
浅基础设计在桥梁工程中的应用
桥梁桥墩基础
浅基础设计常用于桥梁桥墩基础， 如扩大基础、桩基等，以满足桥 梁的承载力和稳定性要求。