基础工程复习

天然地基：如果地基内是良好的土层或者上部有良好土层时，一般将地基直接做在天然土层上，这种地基叫做天然
地基。
天然地基上的浅基础：置于天然地基上、埋置深度小于5m的一般基础（柱基或墙基）以及埋置深度虽超过5m，
但小于基础宽度的大尺寸的基础（如箱型、伐型基础），在计算承载力时基础的侧面摩擦阻力不必考虑，统称为天
然地基上的浅基础。
提高地基承载力的方法：1、人工地基；2、桩基础；3、深基础。
地基基础的设计方法：1、允许承载力设计方法；2、极限状态设计方法；3、可靠度设计方法。
作用的标准值：设计基准期内最大荷载统计分布的特征值。
作用的准永久值：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。
作用的组合值：两种及两种以上可变荷载出现的概率很小，当结构承受两种以上可变荷载应采用荷载的组合值。
设计值：＝代表值×分项系数。
作用的组合（几种荷载组合）：基本组合、标准组合、准永久组合。
天然地基上浅基础的设计步骤：
1、充分掌握拟建场地的工程地质条件和地质勘察资料；
2、选择基础的结构类型和建筑材料；
3、选择地基持力层和基础埋置深度；
4、确定地基承载力和作用在基础上的荷载组合，计算基础的初步尺寸；
5、按地基等级进行必要计算：承载力验算，变形验算、稳定性验算、抗浮验算，并根据结果修改基础尺寸甚至埋
深；
6、进行基础的结构和构造设计；
7、当有深基坑开挖时，用考虑基坑开挖的支护和排水、降水问题；
8、编制基础的设计图和施工图；
9、编制工程预算书和工程设计说明书。
浅基础的结构类型：单独基础（独立基础）、条形基础、伐型基础和箱型基础、壳体基础。
无筋扩展基础：又称刚性基础，系指由砖、石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的满足刚性角要求
的墙下条形基础或柱下独立基础。
扩展基础：当基础的高度不能满足刚性角要求时，可以做成钢筋混凝土基础,用钢筋承受基础底部的拉应力，以保证
基础不发生断裂称为扩展基础。
基础的埋置深度原则：
1） 在保证地基稳定和满足变形要求的前提下尽量浅埋，
2） 基础埋深不小于0.5m
3） 基础顶面低于设计地面0.1m以上，避免基础外露
影响基础埋置深度的因素：建筑物的用途、结构类型和荷载性质与大小；地基的地质和水文地质条件；寒冷地区土
的冻胀性和地基的冻结深度。
冻胀现象：土冻结后，水分转移含水量增加，体积膨胀，这种现象称为冻胀现象。
地基承载力特征值：fa＝fak ＋b (b－3)＋dm (d－0.5)
地基承载力确定方法：
1.现场载荷试验和其他原位测试方法；
2.规范建议的地基承载力公式；
3.工程实践经验
基础沉降可以分为：沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜四类。（P58)
地基失稳破坏形式：表层滑动和深层整体滑动。
需进行地基变形验算的情况：
① 基承载力特征值小于130kPa且体型复杂的建筑
② 在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大可能引起地基产生过大的不均匀沉降时
③ 软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时
④ 相邻建筑距离过近可能发生倾斜时，或者地基内有厚度较大或厚薄不均的填土其自重固结未完成时
⑤ 地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。
例题2.3和2.4（P65) 确定基础的高度计算：（P68)
基础的构造要求：确定构造尺寸时最主要的是要保证断面各处都能满足刚性角的要求，同时断面又必须经济合理，
便于施工。
例题2.5（P71）
基础的破坏形式：冲切破坏、剪切破坏、弯曲破坏、局部受压破坏。
减轻不均匀沉降的结构措施：
1．减轻建筑物自重
2．设置圈梁
3．减小或调整基底附加压力
4.增强上部结构刚度或采用非敏感性结构
5.采用对不均匀沉降不敏感的结构
联系基础：柱下条形基础、筏形基础、箱形基础
地基基础与上部结构相互作用的概念：原则上应该以地基、基础和上部结构之间必须同时满足静力平衡和变形协调
两个条件为前提。
上部结构、基础、地基三者之间要满足静力平衡条件和变形协调条件
地基计算模型：线性弹性地基模型、非线性弹性地基模型和弹塑性地基模型。
线性弹性地基模型：文克儿地基模型、弹性半无线空间地基模型、有限压缩层地基模型
文克儿地基模型：地基上任一点所受的压力强度 P 与该点的地基沉降 S 成正比。即假设地基是由一系列侧面无摩
擦的线性弹性土柱组成。(P102)
弹性半无线空间地基模型：将地基看成是均质、各向同性的线弹性半无限体，即由布西奈斯克（Boussinesq）公式
可得集位移中荷载下任一点的竖向位移。
有限压缩层地基模型：把地基当成侧限条件下有限深度的压缩土层，以分层总和法为基础，建立地基压缩层变形与
地基作用荷载的关系。
柱下条形基础的内力计算：倒梁法、文克儿地基上梁计算方法、链杆法三种。
柱下十字交叉基础：当上部荷载较大、地基土较软弱，只靠单向设置柱下条形基础已不能满足地基承载力和地基变
形要求时，可用双向设置的正交格形基础，又称十字交叉基础。
伐型基础和箱型基础的特点：
1、基础面积大；
2、基础埋置深；
3、具有较大的刚度和整体性；
4、可与地下室建造相结合；
5、可与桩基础联合使用；
6、需要处理大面积深开挖基础对伐型基础与箱型基础设计与施工的影响；
7、造价高、技术难度大。

室内地坪
室外地
坪

荷载累积高程

d
d
d=(d1+d2)/2
桩的分类：抗压桩、抗拔桩、摩擦型桩、端承型桩
桩端阻力
（1）产生原因：桩端土压缩
（2）端阻深度效应
端承力与深度有关，存在临界深度
端阻的临界深度——当桩端入土深度小于某一临界值时，极限端阻随深度增加，而大于该深度后则保持恒值不变，
这一深度称为端阻的临界深度。
端阻的临界厚度——当桩端持力层下存在软弱下卧层时、且桩端与软弱下卧层的距离小于某一厚度时，桩端阻力将
受软弱下卧层影响而降低，这一厚度称端阻的临界厚度。
(3)土的极限端阻力影响因素
土性 下卧层 持力层密度 上覆荷载
负摩阻力：当桩侧土体因某种原因而下沉，且其下沉量大于桩的沉降时，土对桩产生的向下作用 的摩阻力，称为
负摩阻力。
产生负摩阻力的情况：
1、位于桩周欠固结的软粘土或新填土在重力作用产生固结；
2、大面积堆载使桩周土层压密；
3、由于地下水位全面降低致使有效应力增加，因而引起大面积沉降；
4、自重湿陷性黄土浸水后产生湿陷；
5、地面因打桩时孔隙水压力剧增而隆起、其后孔压消散而固结下沉等。
桩基础设计的一般步骤：
一、收集资料
二、选定桩型，确定承载力
三、桩的平面布置及承载力验算
四、桩身结构设计
五、承台设计
单桩水平承载力应满足3个要求：
1)桩周土不会丧失稳定
2)桩身不会发生断裂破坏
3)建筑物不会因桩顶水平位移过大而影响使用
群桩基础：由三根或者三根以上的桩组成的桩基础
群桩效应：群桩基础受力后其总的承载力往往并不等于各个单桩的承载力之和，这种现象称之为群桩效应。
单桩竖向承载力应满足3个要求：
1)桩周土不会丧失稳定
2)桩身材料不会发生破坏
3)桩顶不产生过大的位移
竖向单桩承载力确定方法：现场试验法、触探法、经验参数法