第一章绪论1.地基:承担建筑物的全部荷载的那部分地层,分为天然地基人工地基。
基础:建筑物的像地基传递荷载的下部结构。
分为浅基础和深基础。
2.基础设计必须满足的三个基本要求。
强度要求、变形要求、上部结构的其他要求。
3.基础工程设计:基础设计(基础形式的选择,基础埋置深度,基底面积大小,基础内力和断面计算,如果地下部分是多层的结构还应包括地下结构的计算) 地基设计(地基土的承载力确定,地基变形计算,地基稳定性计算)第二章浅基础1.天然地基上浅基础的设计内容:(1)选择基础的材料类型进行基础平面布置(2)确定地基城池力层和基础埋置深度(3)确定地基承载力(4)确定基础的地面尺寸,必要时进行地基变形与稳定性计算(5)进行基础结构设计(6)绘制基础施工图提出施工说明2.连续基础包括:柱下条形基础、柱下交叉条形基础、筏形基础、箱形基础3.荷载取值的规定:(1)按地基承载力确定基础底面积及埋深时,传至基础底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的标准组合;相应的抗力应采用地基承载力特征值(2)计算地基变形时,传至基础底面上的,作用效应应按正常使用极限状态下作用的准永久组合,不应计入风荷载和地震作用;相应的限值因为地基变形允许值。
(3)计算挡土墙、地基或滑坡稳定以及基础抗浮稳定时,作用效应应按承载能力极限状态下作用的基本组合,但其分项系数均为1.0(4)在确定基础高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力,确定配筋和验算材料强度时,上部结构传来的作用效应和相应的基底反力,挡土墙土压力,以及滑坡推力,应按承载能力极限状态下作用的基本组合,采用相应的分项系数。
当需要验算基础裂缝宽度时应按正常使用极限状态下作用的标准组合。
(5)有永久作用控制的基本组合值可采取标准组合值的1.35倍。
4.三合土:由石灰、沙和骨料加水混合而成的。
5.柱下条形基础:优点:抗弯刚度较大,具有调整不均匀沉降的能力,并能将所承受的集中柱荷载较均匀地分布到整个基地面积上。
适用:软弱地基上框架或排架结构的一种基础形式6.基础埋置深度的选择:基础埋置深度之基础底面至天然地面的距离(1)与建筑物有关的条件(2)工程地质条件:直接支撑基础的土层称为持力层,其下的各土层称为下卧层(3)水文地质条件(4)地基冻融条件(5)场地环境条件7.浅基础的地基承载力:(1)地基承载力是指地基承受荷载的能力。
地基承载力特征值:在保证地基稳定的条件下,使建筑物的沉降量不超过允许值的地基承载力。
(2)地基承载力特征值的确定方法:①按土的抗剪强度指标确定:a.地基极限承载力的理论公式:fa=Pu/k b.规范推荐的理论公式②按地基载荷试验确定:浅层平板载荷试验、深层平板试验、以及螺旋板载荷试验③按规范提供的承载力表确定:当基础宽度大于3米或埋置深度大于0.5米,应进行修正。
fa=fak+ηbγ(b-3)+ηbγm(d-0.5)④在土质基本相同的情况下,参照邻近建筑物的工程经验确定。
8.地基变形按其特征可分为四种:(1)沉降量:独立基础中心点的沉降值或整幢建筑物基础的平均沉降值。
(2)沉降差:相邻两个柱基的沉降量之差(3)倾斜:基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值(4)局部倾斜:砌体承重结构严重向6-10m内基础两点的沉降差与其距离的比值9.地基变形用什么验算?(1)砌体承重结构对地基的不均匀沉降是很敏感的其损坏主要由于墙体挠曲引起局部出现斜裂缝,故砌体承重结构的地基变形有局部倾斜控制。
(2)框架结构和单层排架结构主要因相邻柱基的沉降差使构件受扭曲而损坏,因此其地基变形由沉降差控制。
(3)高耸结构和高层建筑的整体高度很大,可近似视为刚性结构,其地基变形应由建筑物的整体倾斜控制,必要时应控制平均沉降量。
10.基础底面尺寸的确定:(一)轴心荷载作用:①Pk≤fa②Pk=(Fk+Gk)/A③Gk=γG A d一γwAh w①②③→A≥Fk/(fa一γG d+γwh w)对于方形b≥√Fk/(fa一γG d+γw h w) 对于条形取单位长度b≥Fk/(fa一γG d+γwh w)(二)偏心荷载作用P kmax≤1.2fa当e≤l/6,P kmax=FR/bl+γG d一γwh w+6M R/bl²或P kmax=Pk(1+6e/l) e=Mk/F R+Gk步骤:①进行深度修正,初步确定修正后的地基承载力特征值。
②根据荷载偏心情况,取A=(1.1~1.4)F k/fa一γG d+γwh w③选取基地长边l与短边b的比值n,b=√A/n l=nb④考虑是否应对地基承载力进行宽度修正,如需要,在承载力修正后重复上述二三两个步骤使所取宽度前后一致。
⑤计算偏心距e和基地最大压力P kmax,并验算是否满足P kmax≤1.2fa,e≤l/6⑥若b/l取值不当,可以调整尺寸再进行运算。
11.地基软弱下卧层承载力验算:Pz+Pcz≤f az条形基础Pz=b(pk-p c)/(b+2ztgθ)矩形基础Pz=lb(pk-pc)/(b+2ztgθ)(l+2ztgθ)Pz—软弱下卧层顶面处的附加压力值Po=pk-pc—基地平均压力值Pc—基地处自重压力值Z—基底至软弱下卧层顶θ面的距离Θ—扩散角12.刚性角α:台阶的宽度与高度的比值h≥b-bo/2tgαb为基础宽度,bo为基础顶面处土墙体宽度或柱脚宽度13.减轻不均匀沉降危害的措施:一设法增强上部结构对不均匀沉降的适应能力;二设法减少不均匀沉降或总沉降量。
具体措施有:(1)采用柱下条形基础、筏形基础和箱形基础(2)采用柱基础和其他深基础(3)对地基某一深度范围或局部进行人工处理(4)从地基基础上部结构相互作用的观点出发在建筑结构和施工方面采取措施。
14.减轻房屋不均匀沉降建筑上可采取哪些措施?(1))建筑物的体型应力求简单(2)控制建筑物长高,以及合理布置纵横墙(3)设置沉降缝(4)控制相邻建筑物基础的间距(5)调整建筑物的局部标高15.减轻房屋不均匀沉降的结构措施:(1)减轻建筑物的自重(减少墙体的重量、选用轻型结构、减少基础及其上回填土的重量)(2)设置圈梁(3)设置基础梁(4)减小或调整基底附加应力(设置地下室、调整基底尺寸)(5)采用对不均匀沉降欠敏感的结构形式16..减轻房屋不均匀沉降的施工措施:(1)遵照先重后轻的施工顺序(2)注意堆载、沉桩和降水等对邻近建筑物的影响,注意保护坑底土体第三章1.连续基础包括:柱下条形基础、柱下交叉条形基础、筏形基础、箱形基础2.连续击出的特点:(1)具有较大的基础底面积,因此能承担较大的建筑物荷载,易于满足地基承载力的要求(2)连续接触的连续性可以大大加强建筑物的整体刚度有利于减小不均匀的沉降,以及提高建筑物的抗震性能(3)对于箱形基础和设置了地下室的筏形基础可以有效提高地基承载力,并能以挖去的土重补偿建筑物的部分重量3.架越作用:刚性基础能跨越基地中部,将所承担的荷载相对集中地传至基底边缘。
4.文克勒地基模型:地基上任意点所受的压力强度p与该点的地基沉降较量s成正比,即p=k/s,k为基床反力系数。
适用条件:(1)地区主要受力层为软土,抗剪强度低(2)厚度不超过基础底面宽度一半的薄压缩层地基(3)基地下塑性区相应较大时(4)支撑在柱上的连续基础可以用弹簧体系来代替群柱第四章1.深基础:埋深较大,以下部坚实土层或岩层作为持力层的基础。
主要有桩基础、地下连续墙和沉井等几种类型桩基:桩基础和承台组成的深基础。
桩所承受的轴向荷载是通过作用于桩周土层的桩侧摩阻力和桩端地层的桩端阻力来支承的;而水平荷载则依靠桩侧土层的侧向阻力支承2.桩基的设计内容:桩的类型和几何尺寸选择,单桩竖向承载力的确定,确定桩的数量、间距和平面布置,桩基础承载力和沉降验算,桩身结构设计,承台设计,绘制桩基础施工图3.桩的分类:(1)端承型桩和摩擦型桩(2)预制桩和灌注桩:预制桩的沉桩方式有锤击法、振动法、静压法4.单桩竖向承载力的确定:取决于桩身的材料强度和地层的支承力。
单桩竖向极限承载力Qu由桩侧总极限摩阻力Qsu和桩端总极限阻力Qbu组成,即Qu=Qsu+Qbu,以单桩竖向极限承载力Qu除以安全系数K即得单桩竖向极限承载力RaRa=Qu/k=Qsu/Ks+Qbu/Kp(1)静载荷试验(2)按土的抗剪强度指标确定(3)规范经验公式法:Ra=q pa A p+u p∑q sia l iRa—单桩竖向承载力特征值Q pa、q sia—桩侧阻力特征值A p—桩底横截面面积u p—桩身周边长度li—第i层岩土厚度。
5.群桩基础:由两根以上桩组成的桩基础。
群桩效应:在竖向荷载作用下由于承台、桩、土相互作用,群桩基础中的一根桩单独受荷时的承载力和沉降性状,往往与相同地质条件和设置方法的同样独立单桩有显著差别。
群桩效应系数η=群桩基础的承载力Qg/各跟单桩的承载力之和∑Qi6.复合桩基:承台底面贴地的桩基除了也呈现承台脱地情况下的各种群桩效应外,还通过承台底面上土反力分担桩基荷载,师承台具有浅基础的作用。
复合地基:在软弱地基中采用置换或增强的方法,设置由散粒材料或弱胶结材料构成加固桩体与桩间土一起共同承受荷载。
7.单桩沉降量计算:(1)桩身弹性压缩量引起的桩顶沉降。
(2)桩侧阻力引起的桩周土中的附加应力以压力扩散角向下传递,致使桩端下土体压缩而产生的桩端沉降(3)桩端荷载引起桩端下土体压缩所产生的桩端沉降8.负摩阻力:当桩侧土体因某种原因而下沉,且其下沉量大于庄的沉降量,土对桩产生的向下作用的摩阻力。
产生的情况:(1)庄周欠固结的软粘土或新填土在重力作用下产生固结(2)大面积堆载使庄周土层压密,地下水水位全面降低致使有效应力增加(3)自重湿陷性黄土浸水后产生湿陷(4)地面因打桩时孔隙水压力据增而隆起,其后孔压消散而固结下沉中性点:桩土之间不产生相对位移的截面位置。
9.桩基础设计的一般步骤:(1)必要的资料准备(2)选定桩型,确定单桩竖向及水平承载力(3)桩的平面位置及承载力验算a桩的根数n≥Fk十Gk/Rab.桩基础承载力验算轴心竖向作用力下Qak=Fk+Gk/h偏心竖向作用力下Qik=Fk+Gk/h土Mxk y i/∑y i²土Mxk x i/∑x i²水平力作用下Hik=Hk/n(4)桩身结构设计第五章地基处理1.地基处理的意义:改善地基土层的工程性质以满足建筑物对地基土层的要求,确保工程的安全与正常使用。
2.地基处理的土类:淤泥及淤泥质土、粉细砂、粉土和粉质土、砂土、砂砾石、湿陷性黄土,膨胀土、红黏土3.地基处理的主要目的:(1)提高地基土的抗剪强度以满足设计对地基承载力和稳定性的要求(2)改善地基的变形性质防止建筑物产生过大的沉降和不均匀沉降以及侧向变形等(3)改善地基的渗透性和渗透稳定,防止渗透过大和渗透破坏等(4)提高地基土的抗振性能,防止液化、隔震和减小振动波的振幅(5)消除黄土的湿陷性,膨胀土的胀缩性4.地基处理的方法:(1)垫层法:换土垫层、排水垫层、加筋土垫层(2)排水固结法(3)深层水泥搅拌法(4)高压喷射注浆法(5)强夯法(6)振冲法排水固结法的主要目的:(1)减少地基沉降,使地基的沉降在加载预压期间接大部分基本完成(2)通过排水固结,加速地基土抗剪强度的增长,提高地基强度及稳定性(3)消除欠固结软土,地基中桩的负摩阻力,并可消除竣工后地基的不均匀沉降等5.换土垫层的设计:(1)砂垫层的厚度确定Pz+Pcz≤fazfaz垫层地面处的软土层深度修正后的特征值Pcz垫层地面处土的自重应力Pz垫层底面的附加压力对条形基础:Pz=b(pk-p c)/(b+2ztgθ)对矩形基础Pz=lb(pk-pc)/(b+2ztgθ)(l+2ztgθ)l/b--基础的长度和宽度。