和特强冻胀 • 防止冻害的措施：10cm中粗砂；地势高、
地下水位低、防雨水、地表水、圈梁、 基础梁；冻胀缝
考虑地基土的冻胀性确定埋深
①按土类别、土冻胀性及环境对冻深的影响确定
相应的影响系数ψzs、ψzw、ψze（见表2-2、
2-3、2-4）；
②计算季节性冻土的设计冻深zd：
zd＝z0·ψzs·ψzw·ψze
➢膨胀性 ➢湿陷性 ➢均匀性 ➢土洞 ➢滑坡 ➢液化与震陷 ➢水土的腐蚀性…………….
二、确定地基承载力
•（一）按理论公式确定地基的极限荷载；
• 太沙基公式 • 汉森公式 • 规范公式
•（二）按原位测试法； •（三）规范查表法。
（一）按理论公式确定地基承载力
1. 太沙基公式：
条形基础：
pu
1 2
（二）按原位测试法求地基承载力
在不易取土样或避免原状土扰动的情 况下确定地基承载力最合适。
常见的原位测试方法如载荷试验、十 字板剪切、静力触探、动力触探、标准贯 入试验和旁压试验等，都可用其测试结果 推算出相应的地基承载力特征值fak。
（三）规范查表法求地基承载力
根据室内试 验指标查表f0
统计处理 后得fak
地基基础方案的类型
• 天然地基上的浅基础 • 人工地基 • 桩基础 • 深基础
• 其中：天然地基上的浅基础，技术简单， 工程量小，施工方便，造价低，就优先 选用。同时设计2~3个不同方案。
本章解决的内容
地基 • 天然地基 基础 • 浅基础
• 人工地基 • 深基础
天然地基上的浅基础
定义：一般指建造在天然地基上，埋深小于 5m的一般基础，或者埋置深度虽然超过 5m，但小于基础宽度的大尺寸的基础（如 筏板基础和箱形基础）。 特点：埋深浅，结构形式简单，施工方法简 便，造价也较低，因此是建筑物最常用的 基础类型。
设计内容与步骤
1. 基础的结构、材料 2. 埋深 3. 承载力 4. 底面积 5. 剖面形状 6. 软弱下卧层的承载力 7. 变形 8. 稳定 9. 施工图
准备资料
1 建筑场地的地形图； 2 建筑场地的工程地质勘察资料； 3 建筑物的平面、立面、剖面图、荷载 4 建筑场地环境 5 建筑材料的供应情况，以及施工单位的
第二章 天然地基上浅基础设计
Shallow Foundation Analysis & Design in Original Subgrade
概述
• 地基基础的重要性与复杂性 • 1. 重要性：根基；造价1/4~1/3；隐蔽 • 2. 复杂性：不同于上部结构 • 3. 设计考虑因素：上部结构、下部场地
设备和技术力量。
基础工程设计
➢ 地基设计 ➢ 基础设计
地基设计
1 确定基础的埋置深度； 2 确定(修正后)地基承载力特征值； 3 按地基承载力特征值确定基础的底面尺寸； 4 验算地基的变形（需做变形验算的建筑物）； 5 验算地基的稳定性（建筑在斜坡上的建筑物）。
基础设计
1 选择基础材料和类型； 2 对基础内力进行计算(剪力和弯矩)； 3 根据剪力确定基础竖直剖面尺寸； 4 根据弯矩进行配筋计算(钢筋混凝土基础)；
第一节 天然地基设计计算
一、选择基础埋置深度 基础埋置深度：设计地面标高至基础底面的 标高差。
室内设计地面
室外设计地面 D
原则
• 满足地基稳定和变形要求的前提下，基 础宜浅埋，为防止日晒雨淋、人来车往 造成损伤，不应浅于0.5m（岩石地基除 外）
• 确定埋深，应考虑以下四个因素： • 上部结构情况 • 工程地质和水文地质情况 • 当地冻结深度 • 建筑场地环境条件
(2-2）
z0— 标准冻深。
③按表2-5确定基底允许残留冻土层厚度hmax，
计算季节性冻土地基中基础最小埋深：
dmin＝zd－hmax
(2-1)
建筑场地环境条件
• 新建不宜大于原有建筑基础，净距大于 基础底面高差的1-2倍
• 考虑临空面的稳定性
Δh L
L>(1~2) Δh
许许多多其它工程地质条 件也必须被考虑！！
承压水位
ho
h
h0
w sat
•h
考虑地基土冻胀和融陷的影响
• 冻胀：在寒冷地区，一定深度范围内的 土在温度低于0℃时会产生冻结，体积膨 胀并引起地基土隆起；
• 融陷：温度高于0℃时，冻土融化，土体 压缩性增大，引起地基沉降。
当地冻结深度
• 危害：地下水运移 • 分类：不冻胀、弱冻胀、冻胀、强冻胀
BN
r
cNc
dNq
方形基础： pu 0.4BN r 1.2cNc dN q
地基为松砂、软土时：
pu
B 2
Nr
2c 3
N
c
qN
Hale Waihona Puke q地基承载力系数不同！
2 汉森公式：
pu
1 2
BN r sr drir
g r br
qN q sq d qiq
g q bq
cNcscdcic gcbc
计算时，抗剪强度指标取标准值ck、φk，将上式计算 出的地基极限承载力pu除以安全系数K，所得承载力相当 于修正后的地基承载力特征值fa。
上部结构情况
• 车库、文化体育，应大于3米 • 高层建筑为抗震稳定不小于1/10~1/15 • 阶形基础高宽比1：2，台阶高小于50cm
工程地质和水文地质情况
• 工程地质：都是好土；表层好，下层弱；表 层弱，下层好（小于2米，挖；2~4米，扩大 底面；大于5米，加固或桩）；均是软土
• 水文地质：基坑底安全厚度
即： pu / K＝fa （安全系数K=2~3）
倾斜荷载
适用条件 基础形状已经考虑
基础埋深d<b
3 《地基基础设计规范》公式
fa M bb M d md M cck (2 4)
式中：fa—按土抗剪强度指标确定的地基承载力特征值；
b—基底宽度，大于6m按6m,对于砂土，小于3m按3m;
γm —基础底面以上土的加权平均重度地下水位以下取有效重度； γ—基础底面以下土的重度，地下水位以下取有效重度； ck—基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力标准值。 注意：按上式计算时，应在小偏心距e≤0.033b的前提下使用，且应进 行地基变形验算。
（四）地基承载力特征值的修正
按载荷试验或其他原位测试、经验值等方法确定的 地基承载力特征值，只在基础宽度b≤3m，埋深d≤0.5m 的条件下方可适用。
当b＞3m，d ＞0.5m时，应对特征值 fak 进行宽度及
深度修正，除岩石地基外，修正后的地基承载力特征值