土力学与地基基础教案

在常规设计中，一般都针对各类建筑物的结构特点、整体刚度和使用要求的不同，计算地基变形的某一特征值 ，验证其是否不超过相应的允许值[ ]，即要求满足下列条件：
≤[ ] (7-27)
上式中各种特征变形值 的预估应以对应于荷载标准值时的基础底面处的附加压力，按第三章的方法计算沉降量后求得。传至基础底面的荷载应按长期效应组合，不应计入风荷载和地震作用。对重要的柱下条形基础、筏板基础和箱形基础等连续基础，初步设计时，可先按常规方法验算，以确定方案的可行性，在详细设计时，可进一步，以考虑地基与基础相互作用的方法计算地基变形。
(2)采用桩基或其它深基础；
(3)采用各种地基处理方法；
(4)从地基、基础、上部结构相互作用的观点出发，在建筑、结构或施工方面采取本节介绍的某些措施。
前三类措施造价偏高，桩基、深基和许多地基处理方法还需要具备一定的施工条件才能采用。此外，只处理地基有时还不能完全解决问题，往往需同时辅以某些建筑、结构和施工措施，才能取得预期的效果。在很多场合下，采取了这些措施以后，便可降低对地基处理的要求，有时还可免于处理。
有关载荷试验方法以及确定承载力和变形参数的内容已经分别在第三章和第六章中介绍，此处不再赘述。
新书198页，“由于建筑物基础面积。。。。。”
我国国家标准《建筑地基基础设计规范GBJ7—89》以各地区静载荷试验资料为基础，通过统计分析，对各类土建立了按野外鉴别结果、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基本值 或标准值 的表格。除岩石地基外，所有表格都是针对基础宽度 ≤3m、埋置深度 ≤0.5m的情况作出的，具体的计算步骤可以看规范。
三、要求验算地基变形的建筑物范围
进行地基变形验算，必须具备比较详细的勘探资料和土工试验成果。这对于建筑物安全等级不高的大量中、小型工程来说，往往不易办到。为此，《建筑地基基础设计规范》在制订各类土的地基承载力表时，已经考虑了一般中、小型建筑物在地质条件比较简单的情况下对地基变形的要求。所以，只要是安全等级为三级，或地基条件和建筑类型符合规范要求的二级建筑物，在按规范表格提供的承载力确定基础底面尺寸之后，就可以不进行地基变形验算。
解决问题的理想途径是：从地基、基础、上部结构三者之间的变形协调条件和静力平衡条件出发，进行整体的相互作用分析。这种计算如果可以实现，当然就能全面地预测整个体系的内力和变形情况，从而作出理想的设计方案。然而，建筑物与地基变形的相互影响与建筑物的结构类型、整体刚度、体型大小、荷载分布、基础结构、地基土层分布及其工程特性、乃至施工过程和方法等许多因素有关，其复杂程度是可想而知的。目前充其量还只能部分遵循以上原则，采用可行的简化方法进行局部的相互作用计算(例如将在第七章介绍的地基上梁和板的分析)。
教学内容与设计
第7章天然浅基础设计
本章内容：
一、规范推荐的理论公式
对竖向荷载偏心和水平力都不大的基础来说，当荷载偏心距 ≤ /30( 为偏心方向基础边长)时，还可以场通过一定尺寸的载荷板对扰动较少的地基土体直接施荷，所测得的成果一般能反映相当于1—2倍载荷板宽度的深度以内土体的平均性质。这样大的影响范围为许多其它测试方法所不及。载荷试验虽然比较可靠，但费时、耗资而不能多做。规范只要求对一级建筑物采用载荷试验，理论公式计算及其它原位试验等方法综合确定，对于成份或结构很不均匀的土层，如杂填土、裂隙土、风化岩等，它则显出用别的方法所难以代替的作用。规范地基承载力表所提供的经验性数值也是以静载荷试验成果为基础的。
地基变形允许值[ ]的确定涉及的因素很多，它除了要考虑各类建筑物对地基不均匀沉降反应的敏感性以及结构强度贮备等有关情况外，还与建筑物的具体使用要求有关。我国《建筑地基基础设计规范》综合分析了国内外各类建筑物的有关资料，提出了附表7-16所列的地基变形允许值供设计时采用。对表中未包括的其它建筑物的地基变形允许值，可根据上部结构对地基变形的适应能力和使用上的要求自行确定。
二、地基变形特征
地基变形特征一般分为：
沉降量—基础某点的沉降值；
沉降差—基础两点或相邻柱基中点的沉降量之差；
倾斜—基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值；
局部倾斜—砌体承重结构沿纵向6～l0m内基础两点的沉降差与其距离的比值。
具体建筑物所需验算的地基变形特征取决于建筑物的结构类型、整体刚度和使用要求。
前面已反复说明，地基的过量变形将使建筑物损坏或影响其使用功能。特别是高压缩性土、膨胀土、湿陷性黄土以及软硬不均等不良地基上的建筑物，如果考虑欠周，就更易因不均匀沉降而开裂损坏。因此，如何防止或减轻不均匀沉降造成的损害，是设计中必须认真考虑的问题。
通常的办法不外有：
(1)采用柱下条形基础、筏基和箱基等；
当地基受力层范围内存在软弱下卧层(承载力显著低于持力层的高压缩性土层)时，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，要求作用在软弱下卧层顶面处的附加应力与自重应力之和不超过它的承载力设计值，即
新书201页7-7。讲到201页结束
旧书232页例题6-8
一、概述
按地基承载力适当选定了基础底面尺寸，一般已可保证建筑物在防止地基剪切破坏方面具有足够的安全度，但是，在荷载作用下，地基的变形总要发生。如何控制地基变形，使之不会导致建筑物开裂损坏、有损其使用条件和外观，这是地基基础设计必须予以充分考虑的另一基本问题。
周次
第12周，第 1、2 次课
章节名称
第7章天然浅基础设计
授课方式
课堂讲授（ √ ）；实践课（ ）
教学时数
4
教学目标
1、掌握天然浅基础的类型；
2、掌握地基承载力设计；
3、掌握浅基础的设计与计算；
教学重点与难点
重点：基础埋置深度，天然浅基础的设计，地基承载力计算
难点：天然浅基础的设计，地基承载力计算地基、基础与上部结构相互作用的概念。地基承载力设计值；基础底面尺寸的确定；软弱下卧层地基承载力的验算方法
一、建筑物的体型应力求简单
建筑物平面和立面上的轮廓形状，构成了建筑物的体型。复杂的体型常常是削弱建筑物整体刚度和加剧不均匀沉降的重要因素。因此，地基条件不好时，在满足使用要求的前提下，应尽量采用简单的建筑体型，如长高比小(建筑物长度或沉降单元长度与自基础底面算起的总高度之比)的等高“一”字形建筑物。实践表明，这样的建筑物，由于整体刚度好，地基受荷均匀，所以较少发生开裂。