第二章浅基础设计基本原理资料
第二章讲义浅基础
荷载计算
3 荷载的代表值 标准值:为设计基准期内最大荷载统计分布的特 征值，如均值 组合值：对于可变荷载，组合超越概率与其出 现概率相同 频遇值：对于可变荷载，超越概率为规定的较 小比率 准永久值：对于可变荷载，设计基准期内，其 超越的总时间为设计基准期一半的荷载值。
荷载计算
4 荷载的设计值＝代表值×分项系数 5 荷载效应
软土
IV
h1 软土 好土
只有低层 房屋可用, 否则处理
尽量浅埋 但是如h1 太小就为 II
h1< 2m 基底 在好土
h1=2m~4m 高楼好土,低 楼软土
h1>4 m 桩基 或处理
三 基础埋深和尺寸
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基础埋深不同时
(1) 主楼与裙房 高度不同,分期施工设置后浇带
(2) 台阶式相连, 如山坡上的房屋
Rigid foundation
Spread foundation
砖、石、灰土，素混凝土 钢筋混凝土
材料抗拉强度很低
有基础台阶宽高比(刚性角)
要求
F tg b t
要满足抗弯,抗剪和 抗冲切等结构要求
F
h0
1.1 1.5h0源自与材料和b0bt
荷载有关
(1)无筋扩展基础(刚性基础） 适用于多层民用建筑和轻型厂房
差,两侧单独基础相连
Strip foundation
4 十字交叉条形基础
柱下:土质更差,或荷载很大,四面基础相连
横向条形基础
纵向条形基础
5 片筏基础（筏形基础）
土质更差,单独基础联成整体,游泳馆,筏下 有肋,板下处理
Mat foundation
6 箱形基础
有筏、墙和顶板形成箱，整体性更好
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
基础工程之二浅基础设计
基础工程之二浅基础设计二浅基础设计是基础工程中的一项重要内容，其目的是为了确保建筑物具备良好的稳定性和承载能力。
本文将从浅基础设计的基本原理、设计步骤和实际应用等方面进行阐述。
浅基础是指直接传递建筑物荷载至地下土层的基础形式。
它的设计原理是通过增大基底面积，降低地表下的应力集中度，使地基承受的应力均匀分布，从而提高地基的承载能力。
浅基础设计的主要目标是确保建筑物的安全性，在土壤承载能力允许的范围内最大限度地减小基础的面积和深度。
浅基础设计的步骤包括场地勘察、设计载荷确定、基础类型选择、基础尺寸计算和稳定性分析等。
场地勘察是浅基础设计的第一步，通过对场地土壤的性质和地下水位等要素的调查，确定设计时需要考虑的参数。
设计载荷是根据建筑物的重要性、使用功能和土壤承载能力等因素确定的，它直接影响到基础的尺寸和设计方案。
基础类型选择是根据土壤的性质和建筑物的特点来确定的，一般包括浅基础中的板基础、连续墙基础和独立墙基础等。
基础尺寸计算是根据设计载荷和土壤承载力等参数进行的，直接影响到基础的安全性和经济性。
稳定性分析是对基础的稳定性进行评估，包括基础的侧移、沉降和承载能力等方面。
在浅基础设计中，需要考虑的主要问题包括稳定性、承载能力和沉降等。
稳定性是指基础在荷载作用下不会发生破坏或失稳的能力，包括侧移稳定和倾覆稳定等方面。
承载能力是指基础能够承受的最大荷载大小，要求其大于或等于设计荷载。
沉降是指基础在荷载作用下发生的下沉变形，一般要求其在允许范围内，以保证建筑物的安全和使用性。
浅基础设计在实际应用中最常见的是板基础和连续墙基础。
板基础适用于承受均布荷载的建筑物，其特点是基础底面积大，分布均匀。
连续墙基础适用于承受集中荷载的建筑物，通过设置连续墙体来承担垂直荷载，使地基的应力分布均匀。
在实际设计中，还需要考虑基础与土层的相互作用、基础与地下水位的关系以及基础的防水和加固等问题。
总之，浅基础设计是基础工程中的重要内容，通过合理的设计和施工，可以确保建筑物的稳定性和安全性，并满足建筑物的使用要求。
基础工程之二浅基础设计
基础工程之二浅基础设计浅基础是基础工程中的一种常用设计，适用于土层较浅、荷载较轻的情况。
与深基础相比，浅基础具有施工简单、经济高效的优点，因此在建筑物、桥梁、道路等工程中被广泛采用。
本文将介绍浅基础设计的基本原理、常用类型和设计要点。
一、浅基础设计的基本原理浅基础设计的基本原理是通过承担建筑物或结构荷载的重量，将荷载传递到地下的土层中，并通过合理的尺寸和形状分布荷载到土层中，使得土层的承载能力能够满足建筑物或结构的要求。
基础设计需要考虑以下几个方面：1.土层的性质和承载能力：根据土层的物理性质、力学性质和承载能力，确定基础的类型和尺寸。
2.建筑物或结构的荷载：根据建筑物或结构的重量、使用要求和设计要求，确定基础的尺寸和承载能力。
3.基础的稳定性和安全性：考虑基础在承载荷载时的稳定性和安全性，例如基础的倾覆、沉降和滑动等。
二、浅基础设计的常用类型1.隔离基础：适用于建筑物或结构的单点荷载较大或者荷载分布不均匀的情况。
隔离基础通过承担荷载的重量，将荷载传递到土层中，并将荷载分散到较大的面积上，减小了土层的承载压力。
2.连续基础：适用于建筑物或结构的均布荷载较大的情况。
连续基础是指基础沿建筑物或结构的外周连续分布，通过较大的面积承担荷载，使得土层的承载压力分布均匀。
3.浇注桩基础：适用于土层较深或者承载能力较差的情况。
浇注桩基础是指在土层中钻孔并灌注混凝土形成的桩体，通过桩体的摩擦力和承载力来承担荷载。
三、浅基础设计的要点1.合理选择基础类型和尺寸：根据建筑物或结构的荷载和土层的承载能力，选择合适的基础类型和尺寸。
一般情况下，建筑物的基础厚度不应小于600mm，且基础的宽度和长度应根据荷载情况合理确定。
2.建立合理的荷载计算模型：根据建筑物或结构的重量、使用要求和设计要求，建立合理的荷载计算模型，确保基础可以承受设计荷载的要求。
3.考虑土层的承载能力变化：土层的承载能力受到土壤湿度、季节变化、荷载的作用时间等因素的影响，因此在基础设计中需要考虑这些因素的变化，采取相应的措施以保证基础的稳定性和安全性。
第二章 浅基础设计的基本原理及地基计算2
第二章 浅基础设计的基本原理及地基计算§1 概述§2 基础工程设计基本原理一、浅基础二、地基基础设计的技术要求三、荷载效应及其组合标准组合、准永久组合、基本组合五、地基基础设计方法（一）极限状态设计方法（二）可靠度设计方法( 三）地基承载力验算的三种表达式六、《建筑地基基础设计规范》(2002) 的有关规定七、浅基础设计步骤§2 浅基础的类型§3 基础的埋置深度（选择持力层）一、基础构造基本要求二、构筑物的用途三、荷载的大小和性质四、工程地质和水文地质五、相邻建筑物的基础埋深六、地基土的冻胀和融陷七、补偿基础§4 地基承载力的确定及验算Ⅰ地基承载力的确定一、承载力的有关概念（一）地基的变形阶段及界限荷载（二）地基破坏的三种类型（三）地基的极限状态1、剪切强度极限2、压缩变形极限极限承载力、承载力容许值（特征值）（四）地基承载力的确定方法二、静载荷试验确定地基承载力容许值（一）承载力特征值f ak（二）承载力特征值的修正f a三、规范表格法确定地基承载力容许值四、理论公式确定地基容许承载力（一）临塑荷载与临界荷载的计算公式（二）极限荷载的计算公式1、普朗特尔公式2、斯肯普顿公式3、太沙基公式3、汉森公式（三）建筑地基基础规范推荐的理论公式例题Ⅱ地基承载力验算一、持力层验算二、软弱下卧层验算§5 基础底面尺寸的确定（一）轴心荷载作用下的基础底面尺寸的确定（二）偏心荷载作用下的基础底面尺寸的确定§6 地基变形验算（一）地基变形验算的建筑物范围（二）地基变形验算的方法（三）建筑物的地基变形允许值（四）地基变形特征（五）建筑物的结构类型与地基变形特征对应关系§7 地基基础稳定性验算（一）需作稳定性验算的情况（二）受水平荷载情况的验算内容（三）斜坡上建筑物的验算§8 减轻不均匀沉降危害的措施。
基础工程第二章_浅基础
不
满
计算地基承受荷载
确定基底平面尺寸
足
必要时的验算
（软弱下卧层强度、变形稳定、抗滑验算等）
计算地基净反力
基础结构设计（基础剖面尺寸、配筋）
编制施工说明、绘施工图
二、浅基础设计方法
常规设计法 考虑地基基础上部结构相互作用的方法
三、地基基础设计原则
1、对地基计算的要求
地基复杂程度
分级 建筑物规模 依据 功能特征
选择地基基础类型时要考虑的因素：
建筑物的性质
用途 重要性 结构形式 荷载形式 荷载大小
地基的工程地质 和水文地质条件
岩土层的分布 岩土的性质 地下水
建筑物的型式与功能 场地勘察与室内试验资料 上部结构荷载资料
场地施工技术条件
基础型式方案比较
设
拟定基础型式及平面布置
计
确定基础埋深
步 骤
确定地基承载力
（5）由永久荷载效应控制的基本组合值可取标准组 合值的1.35倍。
（6）基础设计安全等级、结构设计使用年限、结构 重要性系数应按有关规范的规定采用，但结构重 要性系数γ0不应小于1.0。
第二节 浅基础的类型
▪扩展基础 ▪联合基础 ▪柱下条形基础 ▪柱下十字交叉基础 ▪筏形基础 ▪箱形基础 ▪壳体基础
5、冻胀土中基础埋深的要求
dmin ＝ zd– hmax
Zd 设计冻深； Z0 标准冻深；
hmax允许残留冻土最大厚度
室内地面
Z0 Zd
dmin hmax
基础埋深
冻胀丘Pingo
随冻结面向下发展，当冻结层上水的压力大于上覆土层强度时，地 表就发生隆起，便形成冻胀丘。
基础埋深
基础埋深
第四节 浅基础的地基承载力
第二章 浅基础设计基本原理
第二节 浅基础的类型
一、按基础材料的性能分类
1. 刚性基础(无筋扩展基础)
F
材料：通常由砖，毛石、素混凝土，三合土和灰土 等材料建造的基础。 特点：抗压性能较好，但抗拉、抗剪强度不高。 应用范围：刚性基础可用于六层和六层以下（三合土基 础不宜超过四层）的民用建筑和砌体承重的厂房。
设计要求：发生在基础内的拉应力和剪应力不超过其 材料强度设计值。可通过限制基础外伸宽度与基础高 度的比值(宽高比)来实现。
第二章 浅基础设计的基本原理
第一节. 概 述
1. 浅基础的定义
通常将基础的埋臵深度小于5m，或小于基础最小宽度。 一般只需经过挖槽、排水等普通施工程序就可建造的基 础称作浅基础。 侧壁的摩阻力忽略不计。
2. 浅基础的荷载传递
荷载
上部结构
基底压力 基础 地基
应力和变形
浅基础设计时应考虑的主要因素
除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物。
乙级 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。
地基的允许变形值按其变形特征可分为 沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜 ：
沉降量：独立基础或刚性特别大的基础中心的沉降量；
沉降差：相邻两个单独基础的沉降量之差；
倾斜：独立基础在倾斜方向两端点的沉降差与其距离的 比值； 局部倾斜：指砌体承重结构沿纵向6~10m内基础两点的 沉降差与其距离的比值。
1. 独立基础 主要是柱下基础, 需土质较好
2. 条形基础(十字交叉条形基础) 墙下或柱下条形基础
3.十字交叉基础
柱下:土质更差或荷载很大时,将纵横向条形基础相连
纵向条形基础
3浅基础设计--建筑基础
第二章 天然地基上的浅基础
2.1 概述 2.2 基础设计
一、埋深的确定 二、基础尺寸的确定 三、基础的结构设计
2.3 减轻不均匀沉降危害的措施 2.4 地基基础可靠性分析 2.5 基础的设计算例
二 基础设计－尺寸确定
1、基础上荷载计算
e 或 IL 均小于 0.85 的粘性土；
0.3 1.6
粉砂、细砂(不包括很湿与饱和时的稍密 状态)
2.0
3.0
中砂、粗砂、砾砂和碎石土
3.0 4.4
(2)理论公式
•通过公式计算
fv=Mb b+Md 0d+Mcck fvP1/4
当荷载偏心距（为偏心方向基础边长）时， 可以采用《建筑地基基础设计规范》推荐的、 以地基临界荷载为基础的理论公式来计算地 基承载力特征值
黑龙江地区：冻胀引起的房屋开裂
2 发生冻胀的条件
（1） 土的条件 一般是细颗粒土。
砂土的毛细高度小，发生冰冻体积膨胀，孔隙水 排走，骨架不变。太细的土，水分供应不及时， 冻胀也不明显。
（2） 温度条件 低于冻结温度 （3） 水力条件
含水量，具有开放性条件，如粉土冻胀最严重
3 按冻胀的地基分类（四类）
主要受力层
一。地基分类
一、天然地基与人工地基 天然地基: 未处理的天然状态的地基。 人工地基: 人工处理过的地基
二。基础分类
浅基础: 埋深小于5m，或者埋深大于5m，但是小
于基础宽度。采用基坑法施工
深基础: 埋深大于5m，且一般采用特殊方法施工。 桩基础：桩＋承台
两侧（四周）的 摩阻力忽略不计。 所以不是简单的
(I)一级建筑物,高、重、重要（20层）
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F
tg bt
h0
h0
-刚性角
bt
2. 柔性基础(扩展基础)
F
材料：钢筋混凝土。
特点：具有较好的抗剪能力和 抗弯能力。
设计要求：采用扩大基础底面积的方法来满足地基承载力 的要求，但不必增加基础的埋深；选择合适的基础材料、 高度与配筋来满足基础抗剪和抗弯要求。
F
二、按基础形状和大小分类
1. 独立基础 主要是柱下基础, 需土质较好
若基础埋深
d N
A 0
基地附加压力p0=0 ， 此时称为全补偿基础。
d N
A 0
d N
A 0
p0 > 0称为部分补偿基础 p0<0称为超补偿基础
第三节 基础的埋置深度
一 、基础埋深确定的基本原则
在满足承载力和变形的条件下尽量浅埋。但应遵循如 下基本原则： D大于50cm； 基础顶距离表土大于10cm； 桥要求在冲刷深度以下；
>10cm
D>50cm
二、工程地质和水文地质条件
利用较好的表层土作为地基的持力层。反之，则用下 面的土层。基础尽量做在地下水位以上。
I
硬土层
II
III
h1 硬土层
软土层
软土层
IV
h1 软土层 硬土层
在满足设计要 只有低层房屋 求下尽量浅埋 可用,否则进行
地基处理
尽量浅埋但 是如h1太小 就进行地基 处理
第二章 浅基础设计的基本原理
第一节. 概 述
❖ 1. 浅基础的定义
通常将基础的埋置深度小于5m，或小于基础最小宽度。 一般只需经过挖槽、排水等普通施工程序就可建造的基 础称作浅基础。
侧壁的摩阻力忽略不计。
❖ 2. 浅基础的荷载传递
荷载
基底压力
上部结构
基础
地基
应力和变形
❖ 浅基础设计时应考虑的主要因素
第二节 浅基础的类型 F 一、按基础材料的性能分类
1. 刚性基础(无筋扩展基础)
材料：通常由砖，毛石、素混凝土，三合土和灰土 等材料建造的基础。
特点：抗压性能较好，但抗拉、抗剪强度不高。 应用范围：刚性基础可用于六层和六层以下（三合土基 础不宜超过四层）的民用建筑和砌体承重的厂房。
设计要求：发生在基础内的拉应力和剪应力不超过其 材料强度设计值。可通过限制基础外伸宽度与基础高 度的比值(宽高比)来实现。
；
（2）软弱下卧层承载力的验算
(一) 持力层承载力验算
（1）轴心荷载作用
pk
Fk
Gk A
fa
pk ─相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值。
h1< 2m 基底在好 土 h1=2m~4m高楼 好土,低楼软土 h1>4 m 桩基或处 理
三、建筑物场地的环境条件 新建建筑物的基础埋深不宜深于相邻原有建筑物的 基础埋深。
H L
地下室的地下管道（上下水，煤气电 缆）应在基底以上
F
管道
主楼与裙房 分期施工设置后浇带
四、地基土冻胀和融陷的影响 基础尽量埋在冰冻线以下。
5. 箱形基础 有底板、墙和顶板形成箱，整体性好、空间刚度大
内
墙
外
墙
“套箱式”
箱形基础
底板
箱形基础埋深较深，基础空腹，卸除了基底处原有土体的自重应力 ，因此大大地减小了作用于基础底面的附加应力，减少建筑物的沉 降，这种基础又称之为补偿基础。
补偿基础概念
基底附加压力：
p0
p -c
N A
-0dLeabharlann N －作用在基底的荷载 d －基础的埋深 A－基础底面积 0─－埋置深度内土重度的加权平均值
dmin＝ z0 – hmax
室内地面
Z0 Z0
dmin hmax
z0 标准冻深；冻深影响系数; hmax残留冻土层最大厚度；
第四节 地基承载力的确定及验算
一、地基基础设计原则
地基基础作为承重土层和建筑物的下部结构，应满足下列 功能要求： （1）在偶然事件发生时及发生后，仍能保持必需的整体稳定性。 （2）能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种情况；并具 有良好的工作性能； （3）在正常维护情况下具有足够的耐久性能；
二、 荷载规定
作用在基础上的荷载
F
FM
FH
FM
H
荷载效应组合
荷载组合极限状态设计时，为保证结构可靠性对于同时 出现底各种荷载设计值的规定
基本组合：承载能力极限状态设计时，永久作用与可 变作用的组合（分项系数）
标准组合：正常使用极限状态设计时，采用标准值 （或组合值）为荷载代表的组合
准永久组合：正常使用极限状态设计时，对于可变荷 载采用准永久值为荷载代表的组合
2. 条形基础(十字交叉条形基础) 墙下或柱下条形基础
3.十字交叉基础 柱下:土质更差或荷载很大时,将纵横向条形基础相连
纵向条形基础 横向条形基础
十字交叉条形基础可承担10层以下民用住宅。
4 . 片筏基础
土质更差,单独基础彼此之间满堂布置，联成整体－满堂基础
a)、b)平板式
c)、d)梁板式
6层住宅～50层高层建筑都可使用，如美国休斯敦市的52层 壳体广场大楼，天然地基上的筏板基础厚度为2.52m。
（3）在确定基础或承台高度、支挡结构高度、计算它们 的内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷 载效应组合和相应的基底反力，采用承载能力极限状态下 荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数；
（4）计算挡土墙、地基或斜坡稳定基滑坡推力时，荷载 效应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分 项系数均为1。
✓ (1) 建筑基础所用的材料及基础的结构型式； ✓ (2) 基础的埋置深度； ✓ (3) 地基土的承载力； ✓ (4)基础的形状和布置，以及与相邻基础、地下构
筑物和地下管道的关系； ✓ (5) 上部结构类型、使用要求及对不均匀沉降的敏
感性； ✓ (6) 施工期限、施工方法及所需的施工设备等; ✓ (7)在地震区，还应考虑地基和基础的抗震要求。
地基基础设计的荷载效应组合
（1）按地基承载力确定基础底面积及埋深，传至基础底 面上的荷载应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合 。 承载力采用特征值。
（2）计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按 正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合。不应计入风 荷载和地震荷载。相应的限值应为地基变形的允许值。
几种荷载组合的应用－总结概括
地基承载力－标准组合 稳定分析—基本组合，分项系数＝1.0 即单一安全系数法 结构设计－基本组合 沉降计算－准永久组合
三、地基承载力的确定 1. 按承载力理论计算公式确定 2. 按现场载荷试验确定 四、地基承载力特征值修正
五、地基承载力验算 （1）地基持力层承载力验算