精选推荐基础工程 第二章浅基础设计
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基础工程-浅基础设计(2)
c ( b a ) tan
χ ：3 .5 （ 条 形 基 础 ） ，.5 （ 矩 形 基 础 ） 2
水文地质条件
尽量置于地下水位以上 置于地下水位以下时，要考虑：
基坑排水、坑壁围护 涌土、流砂等情况 地下水的腐蚀作用； 上浮托力； 地下室防渗。
h0
h0
b－基础验算底面的最小宽度或直径（m）
粘性土地基承载力不考虑宽度修正,砂土：b>10m，按10m修正
h－基础的埋置深度（m） 1－基底下持力层的容重（kN/m3） 2－基底以上土的容重（kN/m3） K1 K2 －按持力层类确定的宽度和深度修正系数
课堂习题1
已知某拟建建筑物场地地质条件，第一层： 杂填土，层厚1.0m，＝18kN/m3；第二 层：粉质粘土，层厚 4.2m， ＝ 18.5kN/m3，e＝0.92，IL=0.94，地基承 载力特征值fak=136kPa，试按以下基础 条件分别计算修正后的地基承载力特征 值：（1）基础底面为4.0m×6.0m的矩 形独立基础，埋深1.0m；（2）基础底面 为9.5m×36m的箱形基础，埋深3.5m。
2-16
对一级建筑物，确定抗剪强度指标ck，fk，要求采取原 状土样以三轴剪切试验测定； 确定抗剪强度指标ck，fk的试验方法必须和地基土的工 作状态相适应； 仅适用于e≤0.033b的情况，这是因为用该公式确定承 载力时相应的理论模式是基底压力呈条形均匀分布; 按以上承载力确定基础底面尺寸后，还应进行地基变 形特征验算； 当 k 0，增加b对地基承载力的提高无明显效果。
f a r f rk
fa ——岩石地基承载力特征值（kPa)
frk ——岩石饱和单轴抗压强度标准（kPa)
《基础工程》第2章浅基础知识分享
（4）上部结构型式
上部结构的型式不同，对基础产生的位移要求也 不同。
对中、小跨度简支梁来说，这项因素对确定基 础的理直深度影响不大。
对超静定结构 ， 便基础发生较小的不均匀沉降 也会使内力产生一定变化。
如对拱桥桥台，为了减少可能产生的水平位移和 沉降差值，有时需将基础设置在埋 藏较深的坚实上 层上。
《基础工程》
第2章 浅基础
主要内容
地基基础的类型？ 浅基础地基承载力的确定？ 刚性扩大基础的设计与计算？
天然地基上的基础：
优先选用
浅基础 深基础
埋入地层深度较浅 <5m 施工 敞开挖基坑 明挖基础 设计计算，忽略基础侧面土体对基础的影响 基础结构形式和施工方法也较简单 造价也较低
入地层较深 >5m 结构形式和施工方法复杂 设计计算时需考虑基础侧面土体的影响
式中： [fa0], ——原位测试、或者从规范查取。称为地基承载 力基本容许值。
b——基础验算剖面底面最小边宽(或直径)（m），当b<2m时，取b=2m计 ；当b>10m时，按10m计算；
h——基础底面的埋置深度(m)，对于受水流冲刷的基础，由一般冲刷线算 起；不受水流冲刷的基础，由天然地面算起，位于挖方内的基础，由开挖后地面 算起；当h<3m时，取h=3m；
新鲜岩面上。 如岩石的风化层很厚： 难以全部清除时，基础放在风化层中的埋置深度应根
据其风化程度、冲刷深度及相应的容许承载力来确定。 岩层表面倾斜时： 不得将基础的一部分置于岩层上，而另一部分则置于
土层上，以防基础因不均匀沉降而发生倾斜甚至断裂。 在陡峭山坡上修建桥台： 还应注意岩体的稳定性。
非岩石地基：
缺点： 自重大，并且当持力层为软弱土时，由于扩大基础面
基础工程——第2章浅基础5
精品课件
高、中压缩性地基土上的基础 e k l / 6
低压缩性地基土上的基础
(短暂作用）
精品课件
e k l / 4
计算偏心荷载作用下的基础底面尺寸——逐次渐近试算法
• （1）先仅考虑中心荷载，对地基承载力仅进行深度修 正，并按中心荷载作用下的公式（2-18），计算基础 底面积A0;
• （2）考虑偏心影响，加大A0。一般按经验可根据偏心 距的大小增大10%～40%，使A＝（1.1～1.4）A0 。对矩
F k A G k F k b G d 1 b 2 1 . 9 2 1 1 0 . 2 5 5 1 5 K 7 ＜ f a P 1 6 . 9 K a 7
满足要求。
精品课件
2、偏心荷载作用下的基础
要求
pk fa
pmax1.2fae1/6来自偏 心 荷 载 作 用 下 的 p k m 、 p k m 计 算 公 式 a ： i x n
fazfakdm(dz0.5)
631.016(130.5) 11K9N/m2
精品课件
p z p c z 6 7 . 8 2 6 4 1 3 1 . 8 2 k N / m 2 f a z 1 1 9 k N / m 2
不满足要求。 考虑增大基底面积。设条形基础宽3.37m， 由题意，加大基底面积后，持力层承载力也肯定满足要求， 不用再验算。 这时，基底压力：
形底面的基础，按A初步选择相应的基础底面长度l和 宽度b，一般：l/b＝1.2～2.0； • （3）计算偏心荷载作用下的pkmax、pkmin，并对地基承载
力 进 行 深 宽 修 正 ， 再 验 算 是 否 满 足 公 式 （ 2.16 ） 和 （2.21）的要求；如果不适合（太小或过大），可调
高、中压缩性地基土上的基础 e k l / 6
低压缩性地基土上的基础
(短暂作用）
精品课件
e k l / 4
计算偏心荷载作用下的基础底面尺寸——逐次渐近试算法
• （1）先仅考虑中心荷载，对地基承载力仅进行深度修 正，并按中心荷载作用下的公式（2-18），计算基础 底面积A0;
• （2）考虑偏心影响，加大A0。一般按经验可根据偏心 距的大小增大10%～40%，使A＝（1.1～1.4）A0 。对矩
F k A G k F k b G d 1 b 2 1 . 9 2 1 1 0 . 2 5 5 1 5 K 7 ＜ f a P 1 6 . 9 K a 7
满足要求。
精品课件
2、偏心荷载作用下的基础
要求
pk fa
pmax1.2fae1/6来自偏 心 荷 载 作 用 下 的 p k m 、 p k m 计 算 公 式 a ： i x n
fazfakdm(dz0.5)
631.016(130.5) 11K9N/m2
精品课件
p z p c z 6 7 . 8 2 6 4 1 3 1 . 8 2 k N / m 2 f a z 1 1 9 k N / m 2
不满足要求。 考虑增大基底面积。设条形基础宽3.37m， 由题意，加大基底面积后，持力层承载力也肯定满足要求， 不用再验算。 这时，基底压力：
形底面的基础，按A初步选择相应的基础底面长度l和 宽度b，一般：l/b＝1.2～2.0； • （3）计算偏心荷载作用下的pkmax、pkmin，并对地基承载
力 进 行 深 宽 修 正 ， 再 验 算 是 否 满 足 公 式 （ 2.16 ） 和 （2.21）的要求；如果不适合（太小或过大），可调
第2章 地基与基础工程-浅基础
常用地基处理方法有：
局部地基处理 软土地基加固：换土垫层法、重锤夯实法、 强夯法、振冲法、预压法、土或灰土挤密法 、砂石桩法、深层搅拌法、粉体喷射法、高 压喷射注浆法、托换法、灌浆法、CFG桩法 、加筋土、土工合成材料法、树根桩、锚固 法等。
一、局部地基处理
1.松土坑的处理
在浅基础开挖基槽
(坑)的施工中或验槽 (坑)时，发现基槽(坑) 范围内有洞穴、软弱土 层或岩基、墙基等局部 异常地基的处理。
处理的方法和原则：将局部软弱层或硬物尽可能挖除，回填与 天然土压缩性相近的材料，分层夯实；处理后的地基应保证建 筑物各部位沉降量趋于一致，以减少地基的不均匀下沉。
一、局部地基处理
1.松土坑的处理
对于范围和深度
较大的软土坑，槽底处 理完毕后，需考虑加强 上部结构的强度。
常用方法：在防潮层下设钢筋 混凝土或钢筋砖圈梁，跨过该 松土坑两端各1m。
一、局部地基处理
2.土井、砖井的处理
当井在基槽范围内
时，应将井的井圈拆至 地槽下1m以上，井内用 中砂、砂卵石材料分层 夯填处理，在拆除范围
内用2∶8或3∶7灰土分
浅基础的荷载传递
一.浅基础的类型
基础材料的 受力性能
扩展基础
壳体基础
无筋基础 （刚性基础）
钢筋混凝土基础 （柔性基础）
联合基础
柱下条形基础
按基础形状 和大小
柱下交叉条形 基础
箱形基础 筏板基础
联合基础 当为了满足地 基土的强度要求， 必须扩大基础平面尺寸，而扩大结果与相邻
的单个基础在平面上相接甚至重叠时，则可
第二章
地基与基础工程
基础的定义
基础则是将建筑物或构筑物荷载传递给地基 的下部结构。
第2章浅基础21～25
1.无筋扩展基础（刚性基础）
无筋扩展基础材料：砖、 毛石、混凝土(含毛石 混凝土)、灰土（3：7 或2：8）等。
无筋扩展基础的特点
材料具有较好的抗压性能，稳定性好、施 工简便、能承受较大的荷载，所以只需地 基承载力能满足要求，适用于6层以下民用 建筑和轻型厂房。
无筋扩展基础的主要缺点
自重大，并且当持力层为软弱土时，由 于扩大基础面积有一定限制，需要对地基进 行处理或加固后才能采用。
课堂练习题
某建筑物的箱形基础宽8.5m，长20m，持力 层情况见图，其承载力特征值fak ＝189kPa， 箱基埋深d＝4m，试确定粘土持力层的承载 力特征值。已知地下水位在地面下2m处。
§2.3 基础埋置深度的选择
基础埋置深度（简称埋深）是指基础底面至天 然地面的距离。
基础埋置深，基底两侧的超载大，地基承 载力高，稳定性好；相反，基础埋置浅，工程 造价低，施工期短。确定基础埋深，就是选择 较理想的土层作为持力层，需要认真分析各方 面的情况，处理好安全与经济这一矛盾。
2.3.1 与建筑物有关的条件
（3）在确定基础高度、配筋时，采用承载能力极 限状态下荷载效应的基本组合。F
F=1.35Fk
§2.2 浅基础的类型
按基础材料的性能分类 刚性基础 柔性基础 按基础形状和大小分类 扩展基础 联合基础 柱下条形基础 柱下交叉条形基础 筏形基础 箱形基础
2.2.1 扩展基础
墙下条形基础和柱下独立基础统称为扩展基础 扩展基础又可分为无筋扩展基础（刚性基础） 和钢筋混凝土扩展基础（柔性基础）
2.钢筋混凝土扩展基础（简称扩展基础）
墙下钢筋混凝土条形基础 柱下钢筋混凝土独立基础
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。
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。
中南大学基础工程课件 第二章 天然地基上的浅基础
√
√ 单向受力下的刚性角比双向受力时大
2.2 浅基础的类型和构造
砌筑材料：钢筋混凝土
柔性基础
受力特点：抗弯、抗剪性能好，可以有 一定的挠曲变形
结构特点：可在荷载大，地基承载力小 时采用，适用于具有一定厚 度的硬壳层地基，宽基浅埋
构造：无刚性角要求
2.2 浅基础的类型和构造
2.2 浅基础的类型和构造
圆形基底 如何计算？
主要内容
2.1 概述 2.2 浅基础的类型及构造 2.3 浅基础的施工方法 2.4 地基基础与上部结构的共同作用 2.5 防止不均匀沉降的措施 2.6 基础埋置深度的选择 2.7 浅基础的设计计算
2.4 地基基础与上部结构的共同作用
2.4.1 基本概念
常规设计方法
2.4 地基基础与上部结构的共同作用
2.5 防止不均匀沉降的措施
相邻建筑物基础的间隔距离 避免建筑物的相互影响，减小附加应力
的叠加，以免建筑物的相互开裂
调整和控制各建筑物的标高
思考：在设计中，荷载大的标高和荷载小的 标高，哪部分应该调整得高些？
2.5 防止不均匀沉降的措施
2.5.2 结构措施
减轻建筑物自重 设置圈梁 减小或调整基底附加压力 增加基础刚度 采用非敏感性结构
2.3 浅基础的施工方法
喷射混凝土护 壁
2.3 浅基础的施工方法
2.3.3 基坑排水与降水
集水＃排水 1. 布设要点：汇水井布置在基坑内基础范围
外，同时设置边沟或排水沟，汇 水井应低于坑底或边沟底不小于 1m。井底铺设一层粗砂或碎石， 以保护井底的土不被抽走。 2. 特点：设备简单，费用低，但对于细、粉 砂要防止出现流砂
判断依据 埋置深度 设计计算是否考虑基础侧摩阻 施工时是否敞开挖基坑修基础 施工方法 结构形式 工程造价
中职教育-《基础工程》第四版课件：第二章 天然地基上的浅基础(一)(人民交通出版社).ppt
第二章 天然地基上的浅基础
第二章 天然地基上的浅基础
定义：通常将埋置深度较浅（一般在数米以内），且施
工相对简单的基础称为浅基础。
特点：施工一般采用敞开挖基坑修筑基础的方法，故亦
称为明挖基础。设计计算时可以忽略基础侧面土体对基础 的影响，基础结构形式和施工方法也较简单。
回顾
第二章 天然地基上的浅基础
2-1天然地基上浅基础的类型、构造和适用条件
第二章 天然地基上的浅基础
钢筋混凝土扩展基础的概念
基础在基底反力作用下，在a-a断面产生弯曲拉应力和剪应力
若超过了基础圬工的强度极限值，为了防止基础在a-a断面开
裂甚至断裂，可将刚性基础尺寸重新设计，并在基础中配置 足够数量的钢筋，这种基础称为钢筋混凝土扩展基础。
第二章 天然地基上的浅基础
刚性基础的概念
基础在外力（包括基础自重）作用下，基底的地基反力 为σ，此时基础的悬出部分a-a断面左端，相当于承受着强 度为的均布荷载的悬臂梁，在荷载作用下，a-a断面将产 生弯曲拉应力和剪应力。当基础圬工具有足够的截面使材 料的容许应力大于由地基反力产生的弯曲拉应力和剪应力 时，a-a断面不会出现裂缝，这时，基础内不需配置受力 钢筋，这种基础称为刚性基础。它是桥梁、涵洞和房屋等 建筑物常用的基础类型。
回顾
➢天然地基：没有经过人为加固处理的地基 ➢人工地基：需人工加固的软弱地基 ➢浅基础：埋深较浅，用一般方法、工艺施工 ➢深基础：(桩基、沉井)，特殊工艺施工
方 天然地基
案
组 合
人工地基
浅基础 深基础
方 案 选
造价低 易施工 安全合理
择 技术先进
2-1 天然地基上浅基础的类型、构造和适用条件
第二章 天然地基上的浅基础
第二章 天然地基上的浅基础
定义：通常将埋置深度较浅（一般在数米以内），且施
工相对简单的基础称为浅基础。
特点：施工一般采用敞开挖基坑修筑基础的方法，故亦
称为明挖基础。设计计算时可以忽略基础侧面土体对基础 的影响，基础结构形式和施工方法也较简单。
回顾
第二章 天然地基上的浅基础
2-1天然地基上浅基础的类型、构造和适用条件
第二章 天然地基上的浅基础
钢筋混凝土扩展基础的概念
基础在基底反力作用下，在a-a断面产生弯曲拉应力和剪应力
若超过了基础圬工的强度极限值，为了防止基础在a-a断面开
裂甚至断裂，可将刚性基础尺寸重新设计，并在基础中配置 足够数量的钢筋，这种基础称为钢筋混凝土扩展基础。
第二章 天然地基上的浅基础
刚性基础的概念
基础在外力（包括基础自重）作用下，基底的地基反力 为σ，此时基础的悬出部分a-a断面左端，相当于承受着强 度为的均布荷载的悬臂梁，在荷载作用下，a-a断面将产 生弯曲拉应力和剪应力。当基础圬工具有足够的截面使材 料的容许应力大于由地基反力产生的弯曲拉应力和剪应力 时，a-a断面不会出现裂缝，这时，基础内不需配置受力 钢筋，这种基础称为刚性基础。它是桥梁、涵洞和房屋等 建筑物常用的基础类型。
回顾
➢天然地基：没有经过人为加固处理的地基 ➢人工地基：需人工加固的软弱地基 ➢浅基础：埋深较浅，用一般方法、工艺施工 ➢深基础：(桩基、沉井)，特殊工艺施工
方 天然地基
案
组 合
人工地基
浅基础 深基础
方 案 选
造价低 易施工 安全合理
择 技术先进
2-1 天然地基上浅基础的类型、构造和适用条件
第二章 天然地基上的浅基础
基础工程课件—浅基础01
hmax— 基底下容许残留冻土层厚度(m)。
zs —土的岩性对冻深的影响系数；
zw—土的冻胀对冻深的影响系数；
ze—环境对冻深的影响系数；
41
第 二章 浅基础
1
2.1 概 述
浅基(造价低、施工方便) 基础
深基（埋深大于5米） 对地基: p<f, s<[s], [或[]]
设计原则 对基础: 强度、刚度、耐久性
2
浅基础设计内容
1、掌握地基勘察资料； 2、选基础结构类型和建材； 3、基础埋置深度和持力层； 4、地基土的承载力; 5、基础的形状、布置与相邻的关系； 6、上部结构形式、使用要求及其对不均匀沉降
13
5、钢筋混凝土基础
14
柱下钢筋混凝土单独基础
15
柱下钢筋混凝土单独基础
16
钢筋混凝土条形基础
17
钢筋混凝土基础强度大，具有良好的抗 弯性能，在相同条件下，基础的厚度较薄。 建筑物的荷载较大或土质较软弱时，常采用 这类基础。适宜于“宽基浅埋”情况。
18
前述的基础根据受力特点可分类为：
刚性基础 1、砖石基础 2、三合土基础 3、灰土基础 4、混凝土和毛石混凝土基础
的敏感性； 7、施工影响因素； 8、地震影响因素；
3
设计方法
1、刚性地基假定-----常规设计方法 2、地基-基础-上部结构相互作用
4
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 地基基础设计分为三个设计等级：
5
地基基础设计等级
33
一、确定基础埋置深度的主要因素
（一）、建筑物的用途，有无地下室、设备基 础和地下设施，基础的型式和构造
基础工程-浅基础
的承载能力。这就要求在墙、柱之下设臵水平截
面向下扩大的基础17
扩展基础，以使从墙或柱传递
下来的荷载扩散分布于扩大后
的基础底面，使之满足地基承载力和变形
的要求。
1.无筋扩展基础(刚性基础）
无筋扩展基础系指由砖、毛石、混凝
土、灰土和三合土等材料组成的墙下条形
基础或柱下独立基础。
18
无筋扩展基础
≥ MU10砖 M5砂浆
可按上述顺序，首先选择基础材料、类型
和埋深，然后逐项进行计算，如果发现前 面的选择不妥，则需修改设计，直至各项 计算均符合要求，各数据前后一致为止。
8
2.1.2 浅基础设计方法
常规设计法
(a) (b)
(c)
(d)
9
忽略了：1、基础的变形对上部结构内力、变 形的影响
2、上部结构对基础变形的调整作用
（3）计算地基稳定性，用承载能力极限 状态下基本组合； （4）确定基础高度、支挡结构截面、计 算内力及配筋时，用基本组合； （5）基本组合值取标准组合值的1.35倍。
13
正常使用极限状态：对应于结构达到正常
使用或耐久性的某项规定限值。
承载能力极限状态：对应于结构达到最大 承载能力或不适于继续承载的大变形。
• 正常使用极限状态------标准组合 Gk+Qk • 正常使用极限状态------准永久组合 Gk+准永久荷载系数×Qk
16
第2节 浅基础的类型
浅基础按结构型式分为:扩展基础、联合基础、条 形基础、筏形基础、箱形基础等。按材料性能分
为：无筋基础（刚性基础）、钢筋混凝土基础。
一、扩展基础 上部结构通过墙、柱等承重构件传递的荷载， 在其底部横截面上造成的压力通常远远大于地基