3浅基础设计建筑基础
浅基础设计与工程施工
浅基础设计与工程施工一、前言建筑物的基础是承担整个建筑物重量的重要部分，其设计合理与否直接关系到建筑物的安全、稳定与使用寿命。
浅基础作为一种常见的基础形式，具有施工方便、成本较低等特点，在各类建筑工程中得到了广泛应用。
本文将从浅基础的设计原则、施工技术及质量控制等方面进行探讨。
二、浅基础设计原则1. 安全性：基础设计首先要保证建筑物在正常使用过程中的安全稳定，防止因基础不均匀沉降、倾斜等现象导致建筑物损坏。
2. 经济性：在满足安全性的前提下，基础设计应力求经济合理，降低工程成本。
3. 可靠性：基础设计应考虑施工条件、地质环境等因素，确保设计方案的可靠性。
4. 适应性：基础设计应具有一定的适应性，以应对地质条件变化、上部结构调整等因素。
三、浅基础施工技术1. 土方开挖：根据设计要求，进行土方开挖，清理基础部位的杂物，为后续施工创造条件。
2. 垫层施工：在开挖后的基础上铺设垫层，垫层材料一般为砂、石等，起到排水、加固作用。
3. 绑筋支模：按照设计图纸，进行钢筋绑扎和模板安装，为混凝土浇筑做准备。
4. 浇筑混凝土：在绑筋支模完成后，进行混凝土浇筑，注意控制混凝土的配合比、浇筑速度和养护条件。
5. 拆模养护：混凝土浇筑后，待强度达到一定要求时，拆除模板并进行养护，确保混凝土质量。
6. 回填土：基础工程施工完毕后，对开挖的土方进行回填，并按设计要求进行夯实。
四、浅基础质量控制1. 施工过程中，严格遵循设计图纸和施工规范，确保施工质量。
2. 加强对原材料的质量检测，确保原材料合格。
3. 加强施工过程的控制，对关键工序进行验收，确保施工质量。
4. 施工完成后，进行基础验收，确保基础工程满足设计和使用要求。
五、结论浅基础设计与工程施工是建筑行业中的重要环节，关系到建筑物的安全、稳定与使用寿命。
通过遵循设计原则、掌握施工技术及质量控制要点，可以确保浅基础工程的顺利进行，为建筑物的安全稳定打下坚实基础。
在实际工程中，还需根据具体情况，灵活运用设计原则和施工技术，克服各种困难，为我国建筑事业贡献力量。
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。
试述浅基础设计的内容及步骤
试述浅基础设计的内容及步骤浅基础设计的内容和步骤如下：一、设计内容1. 地基土的勘探与评价：进行地质勘探，获取地基土的物理、力学性质等参数，对地基土进行评价。
2. 基础形式的选择：根据建筑荷载、地基土的性质、工程环境等因素，选择适当的基础形式，如条形基础、板式基础、筏板基础等。
3. 基础尺寸的确定：根据上部荷载、地基承载力等因素，确定基础的尺寸。
4. 基础厚度的确定：根据上部荷载、地基承载力、沉降量等因素，确定基础的厚度。
5. 基础宽度的确定：根据上部荷载、地基承载力、基础厚度、土壤抗力等因素，确定基础的宽度。
6. 基础埋深的设计：根据上部荷载、地基承载力、沉降量、地下水位等因素，确定基础的埋深。
7. 基础与上部结构的连接设计：确定基础与上部结构的连接方式，保证上部结构的稳定。
8. 基础的施工图设计：绘制基础施工图，包括基础平面图、基础详图等。
二、设计步骤1. 收集资料：收集相关地质资料、建筑荷载资料、工程环境资料等。
2. 地基土的勘探与评价：进行地质勘探，获取地基土的物理、力学性质等参数，对地基土进行评价。
3. 基础形式的选择：根据建筑荷载、地基土的性质、工程环境等因素，选择适当的基础形式。
4. 基础尺寸的确定：根据上部荷载、地基承载力等因素，确定基础的尺寸。
5. 基础厚度的确定：根据上部荷载、地基承载力、沉降量等因素，确定基础的厚度。
6. 基础宽度的确定：根据上部荷载、地基承载力、基础厚度、土壤抗力等因素，确定基础的宽度。
7. 基础埋深的设计：根据上部荷载、地基承载力、沉降量、地下水位等因素，确定基础的埋深。
8. 基础与上部结构的连接设计：确定基础与上部结构的连接方式，保证上部结构的稳定。
9. 基础的施工图设计：绘制基础施工图，包括基础平面图、基础详图等。
10. 审核与修改：审核设计方案，根据审核意见进行修改，形成最终设计成果。
浅基础设计的基本内容
2、电梯缓冲坑：自地面向下至少1.4m
(二)考虑建筑物的高度和荷载大小的影响 高层建筑基础 承载力 变形
筏形基础和箱形基础 桩箱或桩筏基础
埋深不小于1/15建筑高度
1/18～1/20
（不计桩长）
以上规定不包括岩石地基，岩石地基上的高层主要考 虑抗滑要求
输电塔基础 要求较大的埋深 提供足够的抗拔阻力
h0
w h 0 k
0 （ 1 z1 2 z 2 ) /(z1 z 2 )
k 一般取0.7~0.9。
2.3.4 地基冻融条件
冻胀：冻胀力，地面隆起 融陷：强度降低，建筑物下陷 1.冻土分类 季节性冻土：是冬季冻结、天暖解冻，每年冻融交替一次的 土层，在我国北方地区分布广泛。 多年性冻土：指连续保持冻结状态三年以上的土层，其性质 较复杂，属特殊土地基，另见专著。 不均匀沉降
注：以 p1/4=NB /2+Nq d+Ncc为理论依据
k ≥24°时，Mb实际比理论大
讨论： （1）增大b? （2）增大d? （3）地下 水对承载力 的影响
该公式确定承载力时相应的理论模式是 基底压力呈条形均匀分布。所以仅适用于 e l / 30 的情况。
2.载荷试验法
规范要求 : 对地基基础设 计等级为甲级的建筑物采 用载荷试验、理论公式计 算及其他原位试验等方法 综合确定。 千 斤 顶 荷载板
注：冻胀区的基础，应保证有足够的埋深，使基底达到或基本达到冻胀 影响深度以下，从而避免冻害。
冻胀土中基础埋深的要求
dmin ＝ zd– hmax
zd 设计冻深；zd ＝ z0 t；z0 标准冻深；t 采暖对冻深的影响系数 hmax允许残留冻土最大厚度
室内地面
浅基础设计
如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
建筑物的地基。
28
2、工程地质条件
合理选择地基持力层
位于稳定边坡之上的拟建工程，要保证地基有
足够的稳定性。对于坡高H≤8m，坡角≤45°，且
b≤3m，a≥2.5m时，基础埋深d应符合下列条件时， 可以认为已满足稳定要求：
f a M b b M d m d M c ck
b—基础底面宽度，大于6m按6m考虑，对于砂土，小于 3m时按3m考虑； Mb、Md、Mc—承载力系数，按 k 值查表；
37
k 、 k 、γ—基底下一倍基宽深度内土的内摩擦角标准值、 c 粘聚力标准值、土的重度，水位下取有效重度。
35
按载荷试验确定； 根据土的强度理论公式确定； 经验法确定，用于次要的小型建筑物或为参考性数据。
36
一、按土的抗剪强度指标确定承载力特征值 根据建筑物地基等级、荷载性质、抗剪强度指标的可 靠程度以及地基条件等因素，可取临塑荷载Pcr作为承载 力值，也可用汉森、太沙基等极限荷载Pu除以安全系数， 得到承载力值特征值。 《建筑地基基础设计规范》（GB5007—2002）规定，当 基底偏心距e≤b/30（b为基础边长）时，根据土的抗剪强 度指标确定的地基承载力特征值可按下式计算：
说明： 1.上式相当于临界荷载P1/4，只不过规范对 k ≥24° 的Mb值结合载荷试验数据予以提高。另外，对偏心距的 限制，主要是避免基底压力分布很不均匀的情况出现。 使用土的强度理论公式确定承载力特征值时，应进行地 基变形验算。 2.按理论公式计算地基承载力,关键是土的抗剪强度 指标的取值,要求采取原状土样以三轴剪切试验测定。 3.对饱和软土，不固结不排水剪的内摩擦角等于0，这 时增大基底尺寸不可能提高地基承载力。
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。
浅基础设计步骤
浅基础设计步骤
浅基础设计是土木工程中非常重要的一部分，下面是一般的浅基础设计步骤：
1. 工程地质勘察：对建筑场地进行勘察，了解场地的地质条件，包括土层分布、地下水位、土的物理力学性质等。
2. 确定基础类型：根据上部结构的形式、荷载大小、地质条件等因素，选择合适的基础类型，如独立基础、条形基础、筏形基础等。
3. 确定基础尺寸：根据上部结构传来的荷载和地基承载力，计算基础的底面尺寸。
4. 计算基础内力：根据基础底面尺寸和上部结构传来的荷载，计算基础的内力，包括弯矩、剪力、轴力等。
5. 设计基础配筋：根据基础内力计算结果，设计基础的配筋，以保证基础的强度和刚度。
6. 绘制施工图：根据设计结果，绘制基础施工图，包括基础平面图、剖面图、配筋图等。
7. 施工与监测：按照施工图进行施工，并在施工过程中进行监测，确保基础的施工质量和安全。
需要注意的是，浅基础设计需要综合考虑多种因素，包括地质条件、上部结构形式、荷载大小、基础类型等，因此在设计过程中需要进行反复计算和校核，以确保设计结果的准确性和可靠性。
同时，在施工过程中也需要严格按照设计要求进行施工，以保证基础的质量和安全。
浅基础设计
fak f f0
f
1 ( 2.884 7.918 )
n
n2
25
三、按提供的承载力表格确定
2．修正后的承载力特征值fa（b＞3m,d＞0.5m)
fa fak b (b 3) d m(d 0.5)
式中 fa—修正后的地基承载力特征值；
fak—地基承载力特征值；
6
7
刚性角要求： b' tan
h
8
一、按基础刚度分类
2. 柔性基础（钢筋混凝土基础）
1）指用抗拉、抗压、抗弯、 抗剪均较好的钢筋混凝土材 料做基础（不受刚性角的限 制）。
2）用于地基承载力较差、 上部荷载较大、设有地下室 且基础埋深较大一）独立基础
柱下独立基础
2．偏心荷载作用下的基础
pk fa
pk
max
1.2
fa
其中：
pk max
Fk Gk A
Mk W
pk min
Fk
Gk A
Mk W
pk
pk max pk min A
31
Ｆk
Vk
Mk
Gk
Pkmin
Pkmax
试验步骤
（1）先按轴心荷载作用公式计算基础底面积A0 （2）考虑偏心影响，加大A0，A=（1.1~1.4）A0。对
28
362.92kPa
§9.4 基础底面尺寸的确定
天然地基上浅基础的设计，包括下述各项内容： 1.选择基础的材料、类型和平面布置； 2.选择地基持力层和基础的埋置深度； 3.确定地基承载力； 4.确定基础尺寸； 5.进行地基变形与稳定性验算； 6.进行基础结构设计； 7.绘制基础施工图，提出施工说明。
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陈立宏
博士 副教授
北京交通大学土建学院 隧道与岩土工程研究所
第二章 建筑工程刚性基础与扩展基础
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
2.1 概述
预备知识：基础工程分类 一、设计原则 二、设计内容 三、设计依据 四、设计步骤
▪ (I) 单独刚性基础 blA,
确定b, l l
F
h
l0 b0 b bt
• (II)条形基础
F
取单位长度,确定基础宽度
F db bf
b F
f d
h
bb0+2htg 确定h 砖墙:承重墙b 60~70cm, b0为24,37,48cm
三、设计依据
规范 各种相关地质、水文、建筑物、材
料供应、施工技术水平等等
• GB 50007-2002 《建筑地基基础设 计规范》
• TB10002.1-99《铁路桥涵设计基 本规范》
四、设计步骤
1.收集必需资料 2.确定基础所受荷载 3.确定基础埋深 4.确定基础尺寸 5.结构设计 6.进行各种强度、承载力以及沉降的验算 7.经济技术比较，方案优化
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）
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
2·2 基础设计－埋深确定
一、基本原则 在满足承载力的条件下尽量浅埋。省工省时省料，
但是有如下基本要求： 1. 除岩石以外，D大于50cm,（表土扰动，植物，
含水比>0.8 红粘土 含水比<=0.8
b
d
0 1.0
0 1.0
0 1.2
0.15 1.4
大 面 积 压实系数大于 0.95、粘粒含量
压 实 填 >=10%的粉土
0 1.5
土
最大干密度大于 2.1 的级配砂 0 2.0
石
粘粒含量>10%的粉土 粉土 粘粒含量<10%的粉土
0.3 1.5 0.5 2.0
➢ pu为荷载试验的极限承载力 ➢ F为安全系数，一般取2～3
▪ 取fa的平均值为fak ▪ 考虑深度和宽度修正，计算承载力设计值
f fak d (d 0.5) b (B 3)
b>6m按6m, 砂土<3m按3m 综合分析确定
承载力修正系数
土的类别 淤泥和淤泥质土 人工填土；e 或 IL 大于等于 0.85 的粘土
冻融，冲蚀） 2. 基础顶距离表土大于10cm，保护
（二） 结构要求
1.地下室，地下管道（上下水，煤气电缆） 应在基底以上，便于维修
F
要求地下室,作用: 提高承载力 减少变形
（补偿基础）
（二） 结构要求
2. 新旧及相邻建筑 物有一定距离
否则要求支护
并且要严格限制支 护的水平位移
L/ H=1~2
H L
预备知识：地基基础分类
一、天然地基与人工基础 二、基础的分类 三、浅基础的分类
上部建筑 Construction
F 基础 Foundation
地基
G
D
埋深D q = D 均布荷载
Ground
主
持力层（受力层） 要
下卧层
受 力
层
地基与基础
F
基础
地基
G
持力层（受力 层） 下卧层
d 埋深d： q=d:均布荷 载
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
不冻胀
岩,砾,粗中细砂，பைடு நூலகம்干的其他土
粉砂 14% 地下水位>1.5m
粉土 19%
>2.0m
粘性土 p+2
>2.0m
弱冻胀
粉砂 14% 地下水位 1.5m
14% 19%
>1.5m
粉土 19%
2.0m
19% 22%
>2.0m
粘性土 p +2
2.0m
p+2 p+5 >2.0m
与材料和荷 载有关
（一）按基础刚度分
扩展基础(柔性基础) •钢筋混凝土 •要满足抗弯,抗剪和抗冲切等结构要求
F
(二)按基础的结构形式分类
1独立基础: 柱下或墙下（土质较好）
Individual footing, pad foundation
2 条型基础
墙下条形基础, 柱下（一般是土质差）
Strip foundation
内
墙
外
墙
底板
6壳体基础：高耸建筑物
2.1 概述
一、设计原则 二、设计内容 三、设计依据 四、设计步骤
一、设计原则
1.安全性 基础强度、地基土强度（承载力） 2.可用性 沉降、差异沉降、倾斜、耐久性 3.耐久性 4.经济性
二、设计内容
1.结构材料、型式 2.基础埋深 3.基础尺寸 4.基础结构：配筋、构造。。。 5.方案比选
1.冻胀危害及机理
（1）冻胀及冻拔 地面隆起(不均匀) 翻浆,融陷,强度降低
结合水 冰
如果冻结深度大于融沉， 称为永冻土
毛细水 土颗粒
冻胀丘Pingo
冬季季节融化层，由上而下和由下而上冻结，过水断面缩小， 冻结层上水处于承压状态，同时冻结过程中水分发生迁移产生
聚冰层。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。
5.31
20
0.51
3.06
5.66
22
0.61
3.44
6.04
24
0.80
3.87
6.45
(3)规范查表
按野外鉴别结果、室内物理、力学指标，或现场动力触 探试验锤击数查取地基承载力特征值的表格，这些表 格是将各地区荷载试验资料经回归分析并结合经验编 制的
砂土承载力特征值（kPa）
土类
N
10
15
30
▪ 建筑功能 ▪ 结构要求 ▪ 工程地质、水文地质条件 ▪ 地基冻胀
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
深浅概念。
三。浅基础的分类
（一）按基础刚度分
刚性（无筋扩展）基础 扩展基础 （二）按基础的结构型式分： 独立基础、条形基础、箱型基础、 筏型基础、壳型基础····
（一）按基础刚度分
刚性基础
▪砖、石、灰土，素混凝土
▪材料抗拉强度很低
▪有基础台阶宽高比（刚性角）要求
F
h0
b0 bt
tg bt
h0
1:1.0 – 1:1.5
中砂、粗砂
180
250
340
粉砂、细砂
140
180
250
f fak d (d 0.5) b (B 3)
(4)工程类比
在拟建场地附近，常有不同时期建造的各类建筑物。 调查这些建筑物的结构类型、基础形式、地基条件 和使用现状，对于确定拟建场地的地基承载力具有 一定的参考价值。 在按建筑经验确定承载力时，需要了解拟建场地是 否存在人工填土、暗浜或暗沟、土洞、软弱夹层等 不利情况。对于地基持力层，可以通过现场开挖， 根据土的名称和所处的状态估计地基承载力。这些 工作还需在基坑开挖验槽时进行验证。
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
（二） 结构要求
3. 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
L/ H=1~2
（三）地基及地质水文条件
1.地下水位以上,否则开挖降水,费用大扰动 2.土层分布情况
(1)浅基础还是深基础(桩基础) (2)天然还是人工地基 (3)如果是天然地基,基础埋深的确定
冻胀
粉砂 14% 19% 地下水位 1.5m
19%
1.5m
粉土 19% 22%
2.0m
22% 26%
>2.0m
粘性土 p+2 p+5 p+5 p+9
2.0m > 2.0m