9 浅基础设计
土的冻胀性
• 衡量指标
平均冻胀率： h
h
• 冻胀性分类
不冻胀 1% 弱冻胀 1% < 3.5% 冻胀 3.5% < 6% 强冻胀 6% < 12% 特强冻胀 >12%
注意：碎石、砂等中 粒径小于0.075mm的 颗粒含量太高也会导 致冻胀
规范附录G
9 浅基础设计
考虑冻胀的基础埋深
承载力 f 的确定办法：
我国规范中取：
fa=Mbb+Md md+Mcck
以临界荷载P1/4 为理论基础
fa：承载力特征值（设计值） Mb、Md、Mc：承载力系数，与内摩擦角k 有关
k ：基底下一倍短边宽深度内土的内摩擦角标准值
b：基底宽度，大于6m按6m取值，对于砂土小于3m按3m取值
ck：基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力标准值
Pcr Pu P
1 比 例 界 限
临 塑 荷 载
2
极 限3 荷 载
P~S曲线
9 浅基础设计
进行深度和宽度修正：
fa=fak+b(b-3)+dm(d-0.5)
fa ：深宽修正后的承载力特征值（设计值） fak ：公式计算或载荷试验等确定的承载力特征值（标准值）
b、d ：宽度和深度修正系数 ：基底下土的重度，地下水位以下取浮重度
9 浅基础设计
2 工程地质和水文地质条件
• 尽量在地下水位以上,否则开挖降水,费用大 • 有承压水时，防止承压水顶破基底
基坑
9 浅基础设计
• 根据土层分布情况确定
I
好土
在满足其 他要求下 尽量浅埋
II
III
软土 h1 好土
(很深)
软土
IV
软土 好土
只有低层房 屋可用，否 则处理
尽量浅埋。 但是如h1太 小就为II
尺寸； 进行必要的地基稳定性和特征变形验算； 进行基础的结构设计和构造设计； 绘制基础施工图，并提出工程设计技术说明。
9 浅基础设计
9.2 浅基础的类型
• 按基础刚度分
无筋扩展基础（刚性基础） 扩展基础（柔性基础）
• 按结构形式分
单独基础（独立基础）、条形基础、 筏型基础、箱型基础、壳型基础····
力区不能超过 b/4
9 浅基础设计
偏心荷载时：以条形面积为例
e F+G
F+G e
b
pmax
pmin 0
pmax
min
F
G 1 6e b b
e<b/6: 梯形
b
pmin 0
pmax
e>b/6: 三角形
9 浅基础设计
偏心荷载时：
若不满足承载力要求，则考虑：
N=F+G
• 增加面积 A
l b
• A不变，改变 b 和 l，具体看偏心方向
尚应验算其稳定性；
基坑工程应进行稳定性验算； 当地下水埋藏较浅，建筑地下室或地下构筑物存在上浮问
题时，尚应进行抗浮验算。
9 浅基础设计
二、地基基础的设计方法
采用以概率理论为基础的极限状态设计方法 地基基础设计必须满足两个要求：
（1）承载力要求
pk fa
（2）正常使用要求（变形要求）
s s
地基承载力特征值的确定方法
• 根据地基土强度理论确定； • 根据现场载荷试验的曲线或其它原位试验结果确
定；
• 根据当地工程实践经验确定。
• 以上三类方法各有所长，互为补充，必要时可按
多种方法综合确定，确定的精度宜按建筑物安全 等级以及地质条件并结合当地经验适当选择。
9 浅基础设计
理论公式计算承载力（总结）：
由底板、墙和顶板形成箱，整体性更好
内
墙
外
墙
底板
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6 壳体基础
高耸建筑物
9 浅基础设计
6 墩台基础
9 浅基础设计
小结
• 设计要求
满足：承载力、变形要求
• 设计内容
确定：埋深、型式、结构尺寸（长 宽 高）、材料 验算：承载力、变形、结构本身强度
• 设计规范
1 《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）
埋深>5m
• 深基础 特殊方法施工
考虑侧壁阻力作用
沉井基础 沉箱基础
桩基础也属深基础
9 浅基础设计
9.1 概述
F
d
G 持力层（受力层）
主 要
受
下卧层
力
层
主要受力层 条形基础 3b
深度
独立基础 1.5b 且 5m （二层以下民用建筑除外）
9 浅基础设计
一、地基基础设计的基本原则
• 设计依据
《建筑地基基础设计规范》 （GB50007-2002） 《公路桥涵地基基础设计规
临塑荷载 Pcr
临界荷载 P1/4、P1/3
普朗特尔-雷斯诺公式 极限荷载Pu 太沙基公式 （极限承载力） 斯凯普顿公式
汉森公式
9 浅基础设计
我国规范规定：
• 1 通过公式计算
fa=Mbb+Md md+Mcck
• 2 通过载荷试验确定
以临界荷载P1/4 为理论基础
• 3 通过经验确定
GBJ7-89 规范： 推荐查表方法 GB50007-2002 规范：取消了相关表格
2 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
9 浅基础设计
9.3 基础埋置深度的选择
原则：
在满足承载力的条件下尽量浅埋
基本要求：
1. 除岩石以外，d大于50cm（表土扰动，植物， 冻融，冲蚀）
2. 基础顶距离表土大于10cm，保护 3. 桥要求在冲刷深度以下
其它控制因素
9 浅基础设计
1 建筑物的用途、结构类型及荷载性质与大小
9 浅基础设计
三、地基基础设计的一般步骤
分析拟建场地地质勘察资料，掌握其工程地质条件和水文 地质条件；
根据上部结构的类型，荷载的性质、大小，建筑布置和使 用要求以及施工条件、材料供应等条件，选择基础类型和 平面布置方案；
确定地基持力层和基础埋置深度； 确定修正的地基承载力特征值； 按地基承载力（包括持力层和软弱下卧层）确定基础底面
m ：基底以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度
b：基底宽度(m)，大于6m按6m取值，小于3m按3m取值 d：基础埋深(m)
9 浅基础设计
承载力 f 的确定办法：
• 3 通过经验确定
GBJ7-89 规范：
推荐查表方法
GB50007-2002 规范：
从其他原位测试、经验值等方法确定
注意：
经验方法得到的承载力特征 值也要进行深度和宽度修正
• 当上述条件不能满足时，应分段施工，设置临时 加固支撑等或加固原有建筑物基础。
9 浅基础设计
4 地基冻融条件
9 浅基础设计
4 地基冻融条件
冻土 • 多年冻土（冻结时间3年）
• 季节性冻土
发生冻胀的条件
土的冻胀性
内因 （1）土的条件 一般是细颗粒土
外因
（2）温度条件 低于冻结温度
（3）水力条件 含水量，具有开放性条件，如粉土冻胀最严重
9 浅基础设计
• 按基础刚度分
无筋扩展基础
• 砖、石、灰土，素混凝土
• 材料抗拉强度很低
•要求基础台阶宽高比（刚性
角）符合一定条件
F
tg bt
h0
扩展基础 (柔性基础)
•钢筋混凝土 •要满足抗弯、抗剪和抗 冲切等结构要求
F
1:1.0 – 1:2.0
h0
与材料和荷
bt
载有关
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砖基础
60 60 60
dmin zd - hmax
按02规范
zd: 设计冻深 hmax：基底下容许残留冻土层最大厚度（查表）
zd=z0 zs zw ze
10年的实测最 大冻深平均值
标土 冻 环
准类 胀
冻别 性 境
深
影响系数
Z0 标准冻深： 北 京 0.8~1.0m 哈尔滨 2.0m 满洲里 2.8m
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标准冻深
1 《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89） 2 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
9 浅基础设计
承载力 f 的确定办法：
• 2 通过载荷试验确定
0
① 有明显直线段：
fak = Pcr
② 加载到破坏且 Pu / 2< Pcr ：
fak = Pu / 2
③ 不能满足上述要求时：
S 取某一沉降量对应的荷载，但其值 不能大于最大加载量的一半
F G p A fa
F G Ad Afa
A F
fa Gd
A ——基底面积，m2；A＝l×b，一般l/b=1.0~2.0；条基取 l=1m
F ——作用在顶面的荷载，kN
F
G ——基础及台阶上填土总重，kN
G G Ad
G ——平均重度，一般取 20 kN/m3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
G d
d ——基础埋深，m
fa=fak+dm(d-
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承载力 f 的确定办法：
• 1 通过公式计算 ① 要求较高： f = Pcr
在中国 取P1/4
② 一般情况下： f = P1/4 或
或者：
P1/3
③ 用极限荷载计算： 太沙基：K3.0
f = Pu / K
K= 斯凯普顿：K=1.1~1.5
K---安全系数
汉森公式：K 2.0
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第
九
章