地基基础设计的基本原理
(2)当pu<2p1时,取fak=pu/2; (3)当不能按上述二款要求确定时,可取s/b=0.01~0.015所对
应的荷载作为fak ,但其值不应大于最大加载量的一半。
确定地基承载力特征值:
对同一土层,应选择三个以上的试验点,当试验实测值 的极差(最大值与最小值之差)不超过其平均值的30%时, 取其平均值作为该土层的地基承载力特征值fak。
(2)
软弱 土层
1~2层:按情况(1)处理 3~5层:可采用连续基础方案、
或人工地基方案。 6层以上:桩基方案。
(3) 软弱土层 h
良好土层
当h>2m时:按情况(2)处理。
当h<2m时:选良好土层为持力层。 垫层
做法一
做法二
(4) 持力层顶面倾斜时:
2~3m厚的“硬壳层”
对于中小型建筑物,宜尽量选硬 壳层为持力层。 采用“宽基浅埋”方案。
(1)砖基础
砖:强度等级不低于MU10。 砂浆:不低于M5。 在地下水位以下或当地基土潮湿时,应采 用水泥砂浆砌筑。 适用于6层及6层以下的民用建筑和砖墙承 重的厂房。
垫层作用(素砼,100厚,C10): 保护坑底土体不被人为扰动和雨水浸泡; 改善基础的施工条件。
(2)毛石基础 毛石是指未经加工凿平的石料。 应采用未风化的硬质岩石,禁用风化 毛石。
第2章 浅基础
2-1 概述 2-2 浅基础的类型 2-3 基础埋置深度的选择 2-4 浅基础的地基承载力 2-5 基础底面尺寸的确定 2-6 扩展基础设计 2-8 减轻不均匀沉降危害的措施
2-1 概 述
天然地基上的浅基础(本章讨论) 人工地基上的浅基础
2.1.1 浅基础设计内容 2.1.2 浅基础设计方法 2.1.3 地基基础设计原则
2.2.6 箱形基础
特点:
刚度极大;抗震性能好;有补 偿效应。
地下室用途受限制;工期长;
顶板
柱
造价高;施工技术复杂。
外墙
内横墙
底板
图2-10 箱形基础
柱下条形基础、柱下交叉条形基础、筏形基础、箱形基 础又统称为连续基础。
2.2.7 壳体基础
(a)正圆锥壳
(b)M形组合壳
(c)内球外锥组合壳
图2-11 壳体基础的结构型式
四合土基础(南方个别地区用): 水泥:石灰:砂:骨料=1:1:5:10或1:1:6:12
(5)砼基础 C15。 抗压强度、耐久性、抗冻性较好。
毛石砼基础: 在砼基础中埋入体积占25%~30%的毛石,石块尺寸不宜
超过300mm。 可节省水泥用量,减少水化热。
2. 钢筋砼扩展基础(简称扩展基础)
特点:抗弯、抗剪性能较好,基础高度较小。
通过观察验槽和钎探后,如不满足要求,应根据具体情 况更改设计或进行地基处理。对于槽底的局部人工填土和墓 坑、松土坑、废井,一般宜挖除并用碎石、砂、灰土等分层 回填夯实。对于局部松软土,一般应挖除至原土。
当上述挖、填方法由于施工困难等缘故而不宜采用时, 可考虑采用钢筋混凝土梁板基础,以跨越局部松软土,或采 用增大基础埋深、扩大基础面积、布置联合基础、加设挤密 桩或局部设置桩基等方法加以解决。
在基槽挖至接近槽底时,应由设计、施工和勘察人员对 槽底土层进行检查,即所谓“验槽”。
对没有地基勘察资料的轻型建筑物,地基浅层情况只能 凭验槽了解;有地基勘察报告的工程,主要是核实勘察资料 是否符合实际。
通过验槽,可以判断持力层的承载力、地基的均匀程度 是否满足设计要求,以防止产生过量的不均匀沉降。
验槽以细致的观察为主,辅以轻便简易的勘探方法,如 轻便触探和夯击听音等。
对于中小型建筑物: 良好土层——坚硬、硬塑、可塑状态的粘性土层;密实或 中密状态的砂土层和碎石土层;其他中低压 塑性土层。 软弱土层——软塑、流塑状态的粘性土层;松散状态的砂 土层;未经处理的填土;其他高压缩性土层。
(1)
良好 土层
埋深由其他条件和最小埋深确定。 浅埋,一般取d=0.5~1.5m。
(1)墙下钢筋砼条形基础
底板
肋
(a)
(b) 垫层
图2-3 墙下钢筋混凝土条形基础 (a)无肋的; (b)有肋的
(2)柱下钢筋砼独立基础
图2-4 柱下钢筋混凝土独立基础 (a)阶梯形基础;(b)锥形基础;(c)杯口基础
2.2.2 联合基础
2.2.3 柱下条形基础
(a)
肋梁
翼板
(b)
图2-6 柱下条形基础
当柱基或部分基槽下方存在过于坚硬的旧基础、树根和 岩石等障碍物时,均应尽可能挖除,以防建筑物产生不均匀 沉降或开裂。
2.4.3 地基变形验算
回顾
建筑物的地基变形计算值△应不大于地基变形允许值 [△] ,即要求满足下列条件:
△≤ [△]
(2–15)
地基变形按其特征可分为四种: 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
常规设计法适用条件: 1.地基沉降较小或较均匀; 2.基础刚度较大。
2.1.3 地基基础设计原则
即应验算地基变形。
5)地基内有厚度较大或厚薄不匀的填土,其自重固结未完成时。
标准值
设计值
2.2 浅基础类型
按结构型式分: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、壳体基础等。
深不得小于0.5m,基础顶面距地面的距离宜大于 0.1m。
同一建筑物下面各部分的基础埋深可以不一 致。
2.3.1 与建筑物有关的条件
1) 建筑物在使用功能和用途方面的要求; 2) 高层建筑; 3) 承受上拔力的基础; 4) 高耸结构; 5) 冷库等。
2.3.2 工程地质条件
持力层 下卧层 软弱下卧层
fa
pu K
K 2
0 1
地基承载力是一 个定值,对吗?
工程中通常以两个指标来表示地基承载力, 即地基的容许承载力和极限承载力。
《地基规范》所称的地基承载力特征值相当 于通常所说的地基容许承载力。
《地基规范》规定,浅基础的基底压力应满足 下列要求:
pk fa
pkmax 1.2 fa
• 当需要满足抗震设防要求时,应按相关规定 进行检算。(见第9章)
2.4.2 地基承载力特征值的确定
四类方法:
1.按土的抗剪强度指标以理论公式计算; 2. 按地基载荷试验确定; 3.按规范承载力表确定; 4.按建筑经验确定。
1.按土的抗剪强度指标以理论公式计算
(1)地基极限承载力理论公式 fa=pu/K K=2~3
常用公式:魏锡克公式、汉森公式等等。
该方法不常用,原因主要有: 1) 该方法未考虑地基变形;
注意:当地基显著软硬不均时,要慎用。
(1)墙下筏形基础 为一块厚度约200~300mm的钢筋砼平板。 主要在华东地区采用,浅埋或不埋。 适用于具有硬壳持力层、比较均匀的软弱地基上六层及六
层以下承重横墙较密的民用建筑。
硬土
软土
(2)柱下筏形基础
(a)
(b)
图2-9 筏形基础
(a)平板式(b)梁板式
(a)等截面的 (b)柱位处加腋的
特点: 整体抗弯刚度较大,因而具有调整不均匀沉降的能力; 基底压力较均匀; 造价高于扩展基础。
常用作软弱地基或不均匀地基上框架或排架结构的基础。
2.2.4 柱下交叉条形基础ห้องสมุดไป่ตู้
2.2.5 筏形基础
特点: 底面积大,故可减小基底压力;可提
高地基承载力(尤其在有地下室时);能 增强基础的整体性,调整不均匀沉降。 其他功能:见教材。
桩基础 沉井基础 沉箱基础 地下连续墙基础 组合型深基础
2.1.1 浅基础设计内容
主要内容: 1.选择基础方案(确定材料、类型,进行基础平面布 置);
2.确定地基持力层和基础埋置深度;
3.确定地基承载力; 4.确定基础的底面尺寸,必要时进行地基变形与稳定 性验算;
5.进行基础结构设计(内力分析、截面计算、构造要 求);
沉降值; 沉降差——相邻两个柱基的沉降量之差;
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6~10m内基础两点的沉降差
与其距离的比值。
不同结构类型需验算的地基变形: ➢砌体承重结构:由局部倾斜控制; ➢框架结构和单层排架结构:由沉降差控制; ➢高耸结构和高层建筑:由建筑物的整体倾斜(特别是横向整
其他基础:折板基础等。
2-3 基础埋置深度的选择
基础的埋置深度是指基础的底面至室外设计地面的 距离。确定基础埋深时,除了要考虑持力层的情况外 ,还应考虑使用功能、地下室、地下设施、基础形式 、荷载、地质水文条件、相邻建筑物以及冻胀、冲刷 等因素。
基础埋深的确定原则是: 在保证安全可靠的前提下尽量浅埋。但基础埋
按材料分:无筋基础(刚性基础)、钢筋混凝土基础。
2.2.1 扩展基础
作用:把墙或柱的荷载侧向扩展到土中,使之满足地基承载 力和变形的要求。
1. 无筋扩展基础
指由砖、毛石、砼、毛石砼、灰土、三合土等材料组成的无需 配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础。俗称“刚性基础”。 适用于多层民用建筑和轻型厂房。
≥0.5m
2.3.5 场地环境条件
≥0.1m
管道; 河流冲刷线。
△H L≥(1~2)△H
图2-14 不同埋深的相邻基础
2.4 浅基础的地基承载力
2.4.1 地基承载力概念
·地基承载力是指地基承受荷载的能力。
·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
的地基承载力称为地基承载力特征值 fa。
3.按规范承载力表确定
野外鉴别结果
室内物理力学指标
fak
现场动力触探试验锤击数
注意:埋深d的取法,见教材。
与土力学中介绍的理论公式具有相同的形式, 但两者含义不同。