1.

天然地基上淺基礎

的常規(guī)設計§1.1概述§1.2地基、基礎與上部結構相互作用的概念§1.3基礎設計的基本規(guī)定§1.4淺基礎的類型及其適應條件§1.5基礎埋置深度的選擇§1.6地基承載力的確定§1.7基礎底面尺寸的確定§1.8地基變形驗算及基底尺寸的調整§1.9減輕建筑物不均勻沉降的措施淺基礎幾個基本概念

淺基礎：一般埋置深度在5m左右，能用一般方法施工的基礎稱為淺基礎（四周的摩阻力忽略不計。所以不是簡單的深淺概念）。

深基礎：當基礎需要埋置在較深的土層上，采用特殊方法施工的基礎則稱為深基礎。天然地基上的淺基礎方案：當基礎埋置深度小于5m,且基礎下地基未經過人工處理，這樣的地基基礎設計方案稱為天然地基上的淺基礎方案。淺基礎§1.1

概述1.1.1基礎設計的原則1.1.2基礎設計的內容及步驟1.1.3基礎設計存在的問題1.1.4發(fā)展史淺基礎1.1.1基礎設計的原則⑴在防止地基剪切破壞和喪失穩(wěn)定性方面，應具有足夠的安全度。⑵控制地基變形量，使建筑物的變形量不超過允許值。⑶基礎的形式、構造和尺寸應能適應上部結構構造及使用要求，基礎的結構應滿足強度、剛度和耐久性的要求。⑷經濟合理淺基礎1.1.2

基礎設計的內容及步驟

⑴根據(jù)建筑物傳來的荷載大小和地基條件提出基礎類型及地基處理的初步方案，并考慮使用要求、施工技術、材料供應和造價等條件，綜合分析比較確定；⑵選擇基礎的埋置深度(d)；⑶確定地基承載力(fa)；⑷根據(jù)地基承載力，作用在基礎上的荷載，計算確定基礎的底面尺寸，必要時進行地基軟弱下臥層強度驗算；⑸對安全等級為一級或具有特殊情況的二級建筑物、需進行地基變形驗算；⑹對建于斜坡上的建筑物，經常承受較大水平荷載的構筑物，需進行地基穩(wěn)定性驗算；⑺確定基礎剖面尺寸，進行基礎結構和構造設計計算；⑻繪制基礎施工圖，編寫施工說明。

淺基礎1.1.3

基礎設計存在的問題

淺基礎的常規(guī)設計：常用淺基礎體型不大，結構簡單，在計算單個基礎時，一般既不遵循上部結構與基礎的變形協(xié)調條件，也不考慮地基與基礎的相互作用，這種簡化的初步設計稱為常規(guī)設計。合理設計:地基、基礎和上部結構之間必須同時滿足

1)靜力平衡

2)變形協(xié)調兩個條件合理設計，還處于研究階段，一般基礎設計仍然采用常規(guī)設計方法淺基礎2.

設計淺基礎一般要妥善處理

五個方面問題(1)充分掌握擬建場地的工程地質條件和地基勘察資料；(2)選擇先進的施工技術和經濟、可行的地基處理方法；(3)選擇基礎類型和平面布置方案，并確定地基持力層和基礎埋置深度；(4)按地基承載力確定基礎底面尺寸，進行必要的地基穩(wěn)定性和特征變形驗算；(5)進行基礎結構的內力分析和截面設計，并最后繪制施工詳圖作出施工說明。

淺基礎1.1.4

發(fā)展史淺基礎淺基礎懸空寺懸空寺位于山西渾源縣，距大同市65公里，全國重點文物保持單位，是國內僅存的佛、道、儒三教合一的獨特寺廟。

淺基礎懸空寺§1.2

地基、基礎與上部結構相互作用的概念

常規(guī)分析方法：常規(guī)的建筑結構設計總是把上部結構、基礎與地基三者作為彼此離散獨立結構單元進行力學分析的。

上部結構基礎地基淺基礎1.

分析時把框架分離出來后將底層柱腳固定(或鉸接于不沉降的基礎)，如圖

(b)，從而計算在荷載作用下的框架內力。2.

把與求得柱腳反力相等但方向相反的力系作為基礎荷載(如圖(c))，從而按直線分布假設計算基底反力，這樣就不難求得基礎截面內力了。3.

進行地基計算時，則將基底反力反向施加于地基(如圖(d))，并作為柔性荷載(不考慮基礎剛度)來驗算地基承載力和基礎沉降。

bcd常規(guī)分析方法淺基礎常規(guī)分析方法的缺點地基、基礎和上部結構沿接觸點(面)分離后，雖然要求滿足靜力平衡條件，但卻完全忽略了三者之間受荷前后的變形連續(xù)性。其實，地基、基礎和上部結構三者是相互聯(lián)系成整體來承擔荷載而發(fā)生變形的。這時，三部分都將按各自的剛度對變形產生相互制約的作用，從而使整個體系的內力(包括柱腳和基底的反力)和變形(包括基礎沉降)發(fā)生變化。顯然，當?shù)鼗浫酢⒔Y構物對不均勻沉降敏感時，上述常規(guī)分析結果與實際情況的差別就愈大。淺基礎1.2.1地基與基礎的相互作用

從以下五個方面進行討論1）

柔性基礎2）

剛性基礎3）

架越作用4）基礎相對剛度的影響5）

地基非均質性的影響

建筑物基礎的沉降、內力以及基底反力的分布，除了與地基因素有關外，還受基礎及上部結構的制約。此處只限于考慮基礎本身剛度的作用而忽略上部結構的影響。

淺基礎1)柔性基礎柔性基礎的抗彎剛度很小，任一點的荷載傳遞到基底時不可能向旁邊擴散分布，就像直接作用在地基上一樣。柔性基礎的基底反力分布與作用于基礎上的荷載分布完全一致

淺基礎2)剛性基礎

剛性基礎具有非常大的抗彎剛度，受荷后基礎不撓曲，因此，原來是平面的基底，沉降后仍然保持平面。

中心荷載下剛性基礎基底反力的分布也應該是邊緣大、中部小。當荷載偏心時，沉降后基底為一傾斜平面。

淺基礎3）架越作用架越作用：剛性基礎，在迫使基底沉降趨于均勻的同時，也使基底壓力發(fā)生由中部向邊緣轉移。此處把剛性基礎能跨越基底中部，將所承擔荷載相對集中地傳至基底邊緣的現(xiàn)象叫做基礎的“架越作用”。實際上，由于地基局部剪切破壞，邊緣處的接觸壓力不可能超過一定的數(shù)值，因而引起反力的重新分布，基底反力呈馬鞍形。在基礎的架越作用及土中塑性區(qū)反力重分布兩個因素的影響下，基底反力分布變得更為復雜。淺基礎圓形剛性基礎模型底面反力分布圖淺基礎4)

基礎相對剛度的影響

基礎架越作用的強弱取決于以下三個因素：⑴基礎與地基的相對剛度⑵土的壓縮性⑶基底下塑性區(qū)的大小

淺基礎(a)

表示粘性土地基上相對剛度較大的基礎，如土中不存在塑性區(qū)或基礎范圍相對很小時，則基礎的架越作用很強。剛性基礎基底反力的分布只與基礎荷載合力的大小和作用點位置有關，而與荷載的分布情況無關。

基礎相對剛度較大情況

淺基礎(c)

則表示位于巖石或壓縮性很低的地基上抗彎剛度相對很小的基礎，其架越作用甚微。

基礎荷載與基底反力二者的分布有著明顯的一致性基礎相對剛度較小情況

淺基礎(a)對于相對剛性基礎，當荷載合力偏心較大時，相反一側的基底可能與地基脫離接觸。(b)相對柔性基礎在遠離集中荷載作用點的基底容易出現(xiàn)與地基脫開的現(xiàn)象。

基礎和地基脫離情況淺基礎5)

地基非均質性的影響

地基土土層分布的變化和非均質性對基礎撓曲和內力的影響也很大，應當給予足夠的重視。

下面從兩種情況進行討論：⑴地基壓縮性不均勻⑵上部荷載分布變化淺基礎⑴地基壓縮性不均勻的影響淺基礎⑵

荷載分布變化的影響淺基礎1.2.2

基礎與上部結構的相互作用

上部結構的剛度：是指整個上部結構對基礎不均勻沉降或撓曲的抵抗能力建筑結構按剛度可分為三類：1.柔性結構2.敏感性結構3.剛性結構淺基礎1)柔性結構

以屋架—柱—基礎為承重體系的木結構和排架結構是典型的柔性結構。二跨對稱排架，設三個柱基的條件相同，由于屋架鉸接于柱頂，整個承重體系對基礎的不均勻沉降有很大的順從性，故在圖示柱頂荷載作用下發(fā)生的柱基沉降差不會引起主體結構附加應力，傳給基礎的柱荷載也不因此而有所變動。

淺基礎2)

敏感性結構

最常見的磚石砌體承重結構和鋼筋混凝土框架結構，對基礎不均勻沉降的反應都很靈敏，特稱之為敏感性結構。

磚石砌體承重結構

整個墻體(地基上的“深梁”)看成“基”，并設想它在頂面上的均布荷載作用下發(fā)生縱向撓曲，此時由于架越作用，墻下基底反力將呈與荷載分布不一致的馬鞍形，而使墻身產生前述柔性基礎所沒有的次應力。淺基礎2)

敏感性結構

(a)

擴展基礎上的框架結構框架結構構件之間的剛性聯(lián)結，使之在調整地基不均勻沉降的同時，也可使中柱一部荷載向邊柱轉移，基礎轉動、梁柱撓曲而出現(xiàn)次應力，嚴重時可以導致結構的損壞。淺基礎(b)條形基礎上的框架結構

按柱分離配置的擴展基礎改為三柱共用的條形基礎(圖(b))所示)，則可借助條形基礎的抗彎剛度來加強框架結構調整各柱不均勻沉降的能力，并使框架的變形和次應力都得到改善。由于地基、基礎和框架三者相互作用的結果，中柱作用于基礎的荷載向邊柱有所轉移，邊柱柱腳出現(xiàn)減少基礎正向撓曲的力矩增量，使柱間基礎的彎矩圖上移，從而減少了基礎的正彎矩。淺基礎(c)

條基上多層框架結構

框架整體剛度和傳至基礎的柱荷載都隨層數(shù)增加。在地基沉降和基礎撓曲都相應增加的同時，框架與條形基礎雙方都將發(fā)揮與其剛度相適應的作用，共同參與調整地基的不均勻沉降。此時，基礎分擔內力的比例將隨框架層數(shù)的增加而降低，簡單說，就是出現(xiàn)了基礎內力向上部結構轉移的現(xiàn)象。淺基礎3)

剛性結構煙囪、水塔、高爐、筒倉這類的高聳結構物之下整體配置的獨立基礎與上部結構渾然一體，使整個體系具有很大的剛度當?shù)鼗痪鶆蚧蛟卩徑ㄖ锖奢d或地面大面積堆載的影響下，基礎轉動傾斜，但幾乎不會發(fā)生相對撓曲。淺基礎

隨著地基抵抗變形能力的增強，考慮地基—基礎—上部結構三者相互作用的意義也將相應降低。可以說：在相互作用中起主導作用的是地基，其次是基礎，而上部結構則是在壓縮性地基上基礎整體剛度有限時起重要作用的因素。結論淺基礎§1.3

基礎設計的基本規(guī)定

基礎在上部結構傳來荷載及地基反力作用下產生內力，同時在基底壓力作用下在地基內產生附加應力和變形。故基礎設計不僅要使基礎在內力或其它因素作用下本身應具有足夠的強度、剛度和耐久性外，還要滿足地基的設計要求，使地基具有足夠的強度和穩(wěn)定性，并不產生過大的沉降或不均勻沉降，因而基礎設計又統(tǒng)稱為地基基礎設計。

1.3.1

一般原則淺基礎表

3.0.1地基基礎設計等級設計等級建筑和地基類型甲級重要的工業(yè)與民用建筑30層以上的高層建筑體型復雜，層數(shù)相差超過10層的高低層相連成一體建筑物大面積的多層地下建筑物（如地下車庫、商場、運動場等）對地基變形有特殊要求的建筑物復雜地質條件的坡上建筑物（包括高邊坡）對原有工程影響較大的新建建筑物場地和地基條件復雜的一般建筑物位于復雜地質條件及軟土地區(qū)的二層及二層以上地下室的基坑工程乙級除甲級、丙級以外的工業(yè)與民用建筑物丙級場地和地基條件簡單、荷載分布均勻的七層以下民用建筑及一般工業(yè)建筑物；次要的輕型建筑物1.3.2地基基礎設計等級的劃分淺基礎1.3.3地基基礎設計的基本規(guī)定1.所有建筑物的地基計算均應滿足承載力計算的有關規(guī)定；2.設計等級為甲級、乙級的建筑物，均應按地基變形規(guī)定；3.一些設計等級為丙級的建筑物可不作變形驗算4.對經常受水平荷載作用的高層建筑、高聳結構和擋土墻等，以及建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物和構筑物，尚應驗算其穩(wěn)定性；5.基坑工程應進行穩(wěn)定驗算；6.當?shù)叵滤癫剌^淺，建筑地下室或地下構筑物存在上浮問題時，尚應進行抗浮驗算。淺基礎淺基礎強度條件地基變形條件地基強度條件可不作為變形計算設計等級為丙級的建筑物范圍地基主

要受力

層情況地基承載力特征值

fak(kPa)60≤fak

<8080≤fak

<100100≤fak

<130130≤fak

<160160≤fak

<200200≤fak

<300各土層坡度(%)≤5≤5≤10≤10≤10≤10建筑

類型砌體承重結構、框

架結構(層數(shù))≤5≤5≤5≤6≤6≤7單層

排架

結構

(6m柱距)單

跨吊車額定

起重量(t)5-1010-1515-2020-3030-5050-100廠房跨度

(m)≤12≤18≤24≤30≤30≤30多

跨吊車額定

起重量(t)3-55-1010-1515-2020-3030-75廠房跨度

(m)≤12≤18≤24≤30≤30≤30煙囪高度(m)≤30≤40≤50≤75≤100水塔高度(m)≤15≤20≤30≤30≤30容積(m3)≤5050-100100-200200-300300-500500-1000淺基礎仍須作變形驗算的丙級建筑物如有下列情況之一時，仍應作變形驗算：⑴地基承載力特征值小于130kpa，且體型復雜的建筑；⑵在基礎上及其附近有地面堆載或相鄰基礎荷載差異較大，可能引起地基產生過大不均勻沉降；⑶軟弱地基上的建筑物存在偏心荷載時；⑷相鄰建筑距離過近，可能發(fā)生傾斜時；⑸地基內有厚度較大或厚薄不均的填土，其自重固結未完成時。§1.4

淺基礎的類型及其適應條件

基礎的作用就是把建筑物的荷載安全可靠地傳給地基，保證地基不會發(fā)生強度破壞或者產生過大變形，同時還要充分發(fā)揮地基的承載能力，因此，基礎的結構類型必須根據(jù)建筑物的特點(結構型式、荷載的性質和大小等)和地基土層的情況來選定，淺基礎的基本結構類型可分為三大類：1）擴展基礎2）聯(lián)合基礎3）獨立基礎

淺基礎1)

擴展基礎spreadfoundation

上部結構通過墻、柱等承受構件傳遞的荷載，在其底部橫截面上引起的壓強通常遠大于地基承載力。這就有必要在墻、柱之下設置水平截面向下擴大的基礎——擴展基礎，以便將墻式柱荷載擴散分布于基礎底面，使之滿足地基承載力和變形的要求。擴展基礎包括配筋或不配筋的條形墻基礎和單獨柱基礎。

淺基礎（1）無筋擴展基礎(剛性基礎)基礎材料質量要求臺階寬高比的允許值pk≤100100<pk≤200200<pk≤300混凝土基礎C15混凝土1:1.001:1.001:1.25毛石混凝土基礎C15混凝土1:1.001:1.251:1.50磚基礎磚不低于MU10、砂漿不低于M51:1.501:1.501:1.50毛石基礎砂漿不低于M51:1.251:1.50-灰土基礎體積比為3:7或2:8的灰土，其最小干密度：

粉土1.55t/m3

粉質粘土1.50t/m3

粘土1.45t/m31:1.251:1.50-三合土基礎體積比1:2:4-1:3:6(石灰：砂：骨料)，每層約虛鋪220mm，夯至150mm1:1.501:2.00-淺基礎毛石基礎淺基礎灰土地基淺基礎灰土地基上磚基礎淺基礎灰土地基（1）無筋擴展基礎(剛性基礎)剛性角：與容許的bt／h值相應的角度α稱為基礎的剛性角。構造形態(tài)淺基礎基礎的構造高度應滿足下列要求：

無筋擴展基礎一般用于6層和6層以下的民用建筑和承重墻的輕型廠房，超過此范圍時，必須驗算基礎強度，三合土的基礎不宜用于4層以上的建筑。無筋擴展基礎構造高度淺基礎無筋擴展基礎的設計淺基礎

鋼筋混凝土擴展基礎的抗彎和抗剪性能良好，可在豎向荷載較大、地基承載力不高以及承受水平力和力矩荷載等情況下使用。由于這類基礎的高度不受臺階寬高比的限制，故適宜需要“寬基淺埋”的場合下采用。例如當軟土地基的表層具有一定厚度的所謂“硬殼層”、并擬利用該層作為持力層時，便可考慮采用這類基礎型式。（2）鋼筋混凝土擴展基礎淺基礎①墻下鋼筋混凝土擴展基礎淺基礎①墻下鋼筋混凝土擴展基礎淺基礎淺基礎獨立柱基礎淺基礎獨立柱基礎淺基礎獨立柱基礎淺基礎獨立柱基礎淺基礎柱下條形基礎淺基礎柱下條形基礎基底凈反力：扣除基礎自重及其上土重后相應于荷載效應基本組合時的地基土單位面積凈反力。②柱下鋼筋混凝土擴展基礎計算淺基礎③墻下鋼筋混凝土擴展基礎構造擴展基礎的構造，應符合下列要求：

1.錐形基礎的邊緣高度，不宜小于200mm；階梯形基礎的每階高度，宜為300-500mm；

2.墊層的厚度不宜小于70mm，墊層混凝土強度等級應為C10；

3.擴展基礎底板受力鋼筋的最小直徑不宜小于

10mm；間距不宜大于200mm，也不宜小于

100mm。墻下鋼筋混凝土條形基礎縱向分布鋼筋的直徑不小于8mm；間距不大于300mm；每延米分布鋼筋的面積應不小于受力鋼筋面積的1/10。當有墊層時鋼筋保護層的厚度不小于40mm；無墊層時不小于70mm；

淺基礎③墻下鋼筋混凝土擴展基礎構造4.混凝土強度等級不應低于C20；5.當柱下鋼筋混凝土獨立基礎的邊長和墻下鋼筋混凝土條形基礎的寬度大于或等于2.5m時，底板受力鋼筋的長度可取邊長或寬度的0.9倍，并宜交錯布置(圖8.2.2a)；6.鋼筋混凝土條形基礎底板在T形及十字形交接處，底板橫向受力鋼筋僅沿一個主要受力方向通長布置，另一方向的橫向受力鋼筋可布置到主要受力方向底板寬度1/4處(圖8.2.2b)。在拐角處底板橫向受力鋼筋應沿兩個方向布置(圖8.2.2c)。

淺基礎③墻下鋼筋混凝土擴展基礎構造淺基礎等效梁寬度：2）聯(lián)合基礎(矩形、梯形、聯(lián)梁式）淺基礎獨立基礎是配置于整個結構物之下的無筋或配筋的單個基礎。

常見類型：圓板基礎、實體基礎、圓環(huán)基礎、殼體基礎。3）獨立基礎淺基礎殼體基礎

為改善基礎的受力性能，在基礎工程中常采用正圓錐殼及其組合型式作為基礎的斷面，這種基礎稱為殼體基礎。煙囪、水塔、電視塔、貯倉及中、小型高爐等筒形構筑物淺基礎§1.5

基礎埋置深度的選擇

1.基礎埋置深度2.基礎埋置深度的大小對建筑物影響3.基礎埋置深度的原則4.影響基礎埋置深度的因素淺基礎1.基礎埋置深度埋置深度：是指從設計地面(一般從室外地面算起)到基礎底面的距離。淺基礎2.基礎埋置深度的大小對建筑物影響對建筑物的造價、施工措施、施工期限以及保證房屋正常使用等都有影響。埋置太深，會增加房屋造價，埋置太淺，又不能保證建筑物的穩(wěn)定性。

3.基礎埋置深度的確定原則在滿足地基穩(wěn)定和變形要求的前提下，基礎宜淺埋，當上層地基的承載力大于下層土時，宜利用上層土作持力層。除巖石地基外，基礎埋深不宜小于0.5m。淺基礎4.

影響基礎埋深選擇的因素

影響基礎埋深選擇的因素很多，一般應考慮以下幾個條件：1)與建筑物有關的條件2)工程地質條件3)水文地質條件4)地基凍融條件5)場地環(huán)境條件淺基礎1）與建筑物有關的條件①基礎埋置深度首先決定于建筑物的用途，有無地下室、設備基礎和地下設施，基礎形式和構造；②高層建筑筏形和箱形基礎的埋置深度應滿足地基承載力、變形和穩(wěn)定性要求。③在抗震設防區(qū)，除巖石地基外，天然地基上的箱形和筏形基礎其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；樁箱或樁筏基礎的埋置深度(不計樁長)不宜小于建筑物高度的1/18~1/20。④位于巖石地基上的高層建筑，其基礎埋深應滿足抗滑要求。淺基礎2）工程地質條件①上軟下硬②上硬下軟③土層不均④持力層頂面傾斜淺基礎根據(jù)土層分布情況確定在滿足其他要求下盡量淺埋只有低層房屋可用，否則處理盡量淺埋。但是如h1太小就為IIh1<2m基底在好土；h1=2m~4m高樓好土，低樓軟土；h1>5m樁基或處理；好土軟土好土III IIIIV好土軟土軟土(很深)h1⑤坡面基礎坡面基礎埋深應滿足下列公式：淺基礎①基礎宜埋置在地下水位以上，當必須埋在地下水位以下時，應采取地基土在施工時不受擾動的措施。②對底面低于潛水面的基礎，考慮基坑排水、坑壁圍護以及保持基土不受擾動等措施外；③應考慮可能出現(xiàn)的其他施工與設計問題

a.出現(xiàn)涌土、流砂現(xiàn)象的可能性；

b.地下水對基礎材料的化學腐蝕作用；

c.地下防滲；

d.輕型結構物由于地下水頂托而上浮的可能性；

e.地下水浮托力引起基礎底板的內力變化等。淺基礎3)水文地質條件④持力層為隔水層而其下方存在承壓水層的情況

式中γ—隔水層土的重度，kN/m3；γw—水的重度，取10kN/m3；h—承壓水上升高度(從隔水層底面起算)，mh0—隔水層剩余厚度(槽底安全厚度)，m；槽底安全厚度應滿足下式要求：淺基礎①凍結深度：地基土凍結的極限深度②凍土

多年凍土：

含有固態(tài)水，且凍結狀態(tài)持續(xù)二年或二年以上的土應判為多年凍土

季節(jié)性凍土：而在一個年度周期內經歷著凍結和未凍結兩種狀態(tài)的土則稱為季節(jié)性凍土

③凍脹和溶陷④凍脹性分類⑤建筑基底下允許殘留凍土層厚度hmax(m)淺基礎4)地基凍融條件③凍脹和溶陷

《地基土的凍脹性分類，按建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007－2002附錄G.0.1分為：⑴不凍脹；⑵弱凍脹；⑶凍脹；⑷強凍脹；⑸特強凍脹。淺基礎若凍脹產生的上抬力大于作用在基底的豎向力，會引起建筑物開裂甚至破壞。而土層解凍時，土中的冰晶體融化，使土體軟化，含水量增大，強度降低，將產生很大的附加沉降，稱為融陷。季節(jié)性凍土的凍脹性與融陷性是相互關聯(lián)的，故常以凍脹性加以概括。

④地基土凍脹性分類凍土多年凍土（凍結時間3年）季節(jié)性凍土發(fā)生凍脹的條件（1）土的條件一般是細顆粒土（2）溫度條件低于凍結溫度（3）水力條件含水量，具有開放性條件，如粉土凍脹最嚴重外因內因土的凍脹性土的凍脹性衡量指標凍脹性分類平均凍脹率：不凍脹1%弱凍脹1%

<3.5%凍脹3.5%

<6%強凍脹6%

<12%特強凍脹>12%注意：碎石、砂等中粒徑小于0.075mm的顆粒含量太高也會導致凍脹淺基礎④地基土凍脹性分類表土的名稱凍前天然含水量

ω(%)凍結期間

地下水位

距凍結面

的最小距

離hw(m)平均凍脹率

η(%)凍脹

等級凍脹類別碎(卵)石、礫、

粗、中砂(粒徑小于0.075mm顆粒含量大于15%)，細砂

(粒徑小于0.075mm

顆粒含量大于10%)ω≤12>1.0η≤1Ⅰ不凍脹≤1.01<η≤3.5Ⅱ弱凍脹12<ω≤18>1.0≤1.03.5<η≤6Ⅲ凍脹<FONT>ω>18>0.5≤0.56<η≤12Ⅵ強凍脹粉砂ω≤14>1.0η≤1Ⅰ不凍脹≤1.01<η≤3.5Ⅱ弱凍脹14<ω≤19>1.0≤1.03.5<η≤6Ⅲ凍脹19<ω≤23>1.0≤1.06<η≤12Ⅵ強凍脹ω>23</FONT></FONT></FONT></FONT>不考慮η>12</FONT></FONT></FONT></FONT>Ⅴ特強凍脹淺基礎④地基土凍脹性分類續(xù)表土的名稱凍前天然含水量

ω(%)凍結期間地下水位距凍結面的最小距離hw(m)平均凍脹率

η(%)凍脹

等級凍脹類別粉土ω≤19>1.5η≤1Ⅰ不凍脹≤1.51<η≤3.5Ⅱ弱凍脹19<ω≤22>1.51<η≤3.5Ⅱ弱凍脹≤1.53.5<η≤6

Ⅲ凍脹22<ω≤26>1.5≤1.56<η≤12Ⅵ強凍脹26<ω≤30>1.5≤1.5η≤12Ⅴ特強凍脹ω>30</FONT></FONT></FONT></FONT>不考慮粘性土ω≤ωp+2>2.0η≤1Ⅰ不凍脹≤2.01<η≤3.5Ⅱ弱凍脹ωp+2<ω≤ωp+5>2.0≤2.03.5<η≤6Ⅲ凍脹ωp+5<ω≤ωp+9>2.0≤2.06<η≤12Ⅵ強凍脹ωp+9<ω≤ωp+15>2.0≤2.0η>12</FONT></FONT></FONT></FONT>Ⅴ特強凍脹ω>ωp+15不考慮dmin—允許有一定厚度凍土層時，基礎的最小埋深；Zd—設計凍深；hmax—基礎底面下允許殘留凍土層的最大厚度，按

《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007－2002

附錄G.0.2查取。淺基礎⑤建筑基底下允許殘留凍土層厚度hmax(m)考慮凍脹的基礎埋深按02規(guī)范dmin

zd

-hmax

zd:

設計凍深hmax：容許殘留凍土層最大厚度zd=z0zs

zw

ze標準凍深土類別凍脹性環(huán)境影響系數(shù)Z0標準凍深：北京0.8~1.0m哈爾濱2.0m滿洲里2.8m10年的實測最大凍深平均值基底平均壓力(kPa)90110130150170190210凍脹性基礎形式采暖情況弱凍

脹土方形

基礎采暖-0.940.991.041.111.151.20不采暖-0.780.840.910.971.041.10條形

基礎采暖->2.50>2.50>2.50>2.50>2.50>2.50不采暖-2.202.50>2.50>2.50>2.50>2.50凍脹土方形

基礎采暖-0.640.700.750.810.86-不采暖-0.550.600.650.690.74-條形

基礎采暖-1.551.792.032.262.50-不采暖-1.151.351.551.751.95-強凍

脹土方形

基礎采暖-0.420.470.510.56--不采暖-0.360.400.430.47--條形

基礎采暖-0.740.881.001.13--不采暖-0.560.660.750.84--特強

凍脹

土方形

基礎采暖0.300.340.380.41---不采暖0.240.270.310.34---條形

基礎采暖0.430.520.610.70---不采暖0.330.400.470.53---淺基礎建筑基底下允許殘留凍土層厚度hmax(m)表G.0.25)場地環(huán)境條件

①生物活動的影響

基礎埋深應大于因氣候變化或樹木生長導致地基土脹縮，以及其它生物活動形成孔洞等可能到達的深度，除巖石地基外，不宜小于0.5m。為了保護基礎，一般要求基礎頂面低于設計地面至少100mm以上。

②地下管線和地表水體的影響

如果基礎鄰近有管道或溝、坑等設施時，基礎底面一般應低于這些設施的底面。瀕臨河、湖等水體修建的建筑物基礎，如受到流水或波浪沖刷的影響，其底面應位于沖刷線之下。

淺基礎

如果基礎深于原有建筑物基礎時，要使二基礎之間保持一定距離，其凈距L一般為相鄰兩基礎底面高差△H的1～２倍(見圖1--２３)，以免開挖基坑時，坑壁塌落，影響原有建筑物地基的穩(wěn)定。淺基礎③相鄰基礎的影響淺基礎§1.6地基承載力的確定1.6.1相關定義⑴地基承載力⑵地基承載力基本值(f0)⑶地基承載力特征值(fak)：

characteristicvalueofsubgradebearingcapacity⑷修正后的地基承載力特征值(fa)極限承載力承載力容許承載力：設計承載力通常所說的承載力指容許承載力地基承載力：

是地基所具有的承受荷載的能力。即地基受荷后塑性區(qū)限在一定范圍內，保證不產生剪切的破壞而喪失穩(wěn)定，且地基變形不超過容許值時的承載力。淺基礎⑴地基承載力及基本值地基承載力：

是地基所具有的承受荷載的能力。即地基受荷后塑性區(qū)限在一定范圍內，保證不產生剪切的破壞而喪失穩(wěn)定，且地基變形不超過容許值時的承載力。地基承載力基本值(f0)：

是指按有關規(guī)范規(guī)定的一定的基礎寬度和埋置深度條件下的地基承載力，按有關規(guī)范查表確定。淺基礎⑶地基承載力特征值及修正值地基承載力特征值(fak)：characteristicvalueofsubgradebearingcapacity，載荷試驗測定的地基土壓力變形曲線線性變形內規(guī)定的變形所對應的壓力值，其最大值為比例界限值。地基承載力特征值可由載荷試驗或其它原位測試、公式計算、并結合工程實踐經驗等方法綜合確定。修正后的地基承載力特征值(fa)：當基礎寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時，從載荷試驗或其它原位測試、經驗值等方法確定的地基承載力特征值，應進行深度和寬度修正，即為修正后的地基承載力特征值。1.6.2

地基承載力的確定方法⑴根據(jù)土的強度理論計算確定；⑵按靜載荷試驗等原位測試方法確定；⑶根據(jù)規(guī)范查表確定；⑷根據(jù)鄰近條件相似的建筑物經驗確定。

淺基礎理論公式計算承載力：臨界荷載P1/4、P1/3臨塑荷載Pcr階段1：彈性段階段2：局部塑性區(qū)階段3：完全破壞段極限荷載Pu（極限承載力）q=0dp2zMZmax=0

：Zmax=B/4或B/3

：

Pcr=0

dNq+cNcP1/4=BN1/4+0dNq+cNc臨界荷載P1/3=BN1/3+0dNq+cNc臨塑荷載理論公式計算承載力（總結）：臨界荷載P1/4、P1/3臨塑荷載Pcr極限荷載Pu（極限承載力）普朗特爾-雷斯諾公式太沙基公式斯凱普頓公式漢森公式5.3地基承載力和基礎尺寸初步確定⑴按理論公式計算地基承載力

當荷載偏心距e小于或等于0.033倍基礎底面寬度(即e＜0.033b,b是指彎矩作用平面內的基礎底面尺寸)時，根據(jù)試驗和統(tǒng)計得到的土的抗剪強度指標標準值，可按下式計算地基承載力特征值：

淺基礎式中fa――由土的抗剪強度指標確定的地基承載力特征值；

Mb,Md,Mc――承載力系數(shù)，按表1-6確定；

b――基礎底面寬度，大于6m時按6m取值，對于砂土小于3m時按3m取值；

ck――基底下一倍短邊寬深度內土粘聚力標準值。淺基礎土的內摩擦角標準值ψk(°)MbMdMc0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

400

0.03

0.06

0.10

0.14

0.18

0.23

0.29

0.36

0.43

0.51

0.61

0.80

1.10

1.40

1.90

2.60

3.40

4.20

5.00

5.801.00

1.12

1.25

1.39

1.55

1.73

1.94

2.17

2.43

2.72

3.06

3.44

3.87

4.37

4.93

5.59

6.35

7.21

8.25

9.44

10.843.14

3.32

3.51

3.71

3.93

4.17

4.42

4.69

5.00

5.31

5.66

6.04

6.45

6.90

7.40

7.95

8.55

9.22

9.97

10.80

11.73承載力系數(shù)表⑵

按載荷試驗確定地基承載力

淺基礎(1)當載荷試驗p－s曲線上有明顯的比例界限時，取該比例界限所對應的荷載pcr作為地基承載力基本值f0。(2)當極限荷載能確定，且該值pu小于比例界限荷載值Pcr的1.5倍時，取極限荷載Pu的一半作為地基承載力基本值f0。(3)不能按上述兩種方法確定時，可按圖(b)中限制沉降量s對應的p值取值，即在p－s曲線中，以一定的試驗容許沉降值所對應的荷載作為地基的承載力基本值f0

。

淺基礎按下述原則確定地基承載力淺基礎載荷試驗

載荷板的尺寸一般比實際基礎小，影響深度較小，試驗只反映這個范圍內土層的承載力。如果載荷板影響深度之下存在軟弱下臥層，而該層又處于基礎的主要受力層內，此時除非采用大尺寸載荷板做試驗，否則意義不大。

淺基礎荷載板面積對試驗值的影響⑶

按規(guī)范查表確定承載力

淺基礎①根據(jù)野外鑒別結果確定

a巖石按風化程度，確定其承載力特征值。

b碎石土按密實程度，確定其承載力特征值②土的物理、力學性質指標確定

a對于粉土按第一指標孔隙比e、第二指標含水量w，查表1－8確定其承載力基本值f0。

b對于粘性土按第一指標孔隙比e、第二指標液性指數(shù)IL，按表1－10確定其承載力基本值f0。

c根據(jù)公式確定地基承載力特征值：③根據(jù)標準貫入和輕便觸探試驗確定

根據(jù)N63.5或N10(取整位數(shù))⑷根據(jù)鄰近條件相似的建筑物經驗確定查表計算：GBJ7-89規(guī)范fk=ff0——fk：承載力標準值——f0：承載力基本值（查表）——f：承載力修正系數(shù)變異系數(shù)粘性土e、IL粉土e、w砂土N63.5淤泥w1.6.3修正后的地基承載力特征值當基礎底面寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時，除巖石地基外，地基承載力特征值值fak應按下式進行寬度和埋深修正：淺基礎式中fa――修正后的地基承載力特征值；

fak――地基承載力特征值，按本規(guī)范第5.2.3條原則確定；

ηb、ηd――基礎寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)，按基底下土的類別查表5.2.4取值；

γ――基礎底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度；

b――基礎底面寬度(m)，基寬小于3m按3m取值，大于6m按6m取值；

γm――基礎底面以上土的加權平均重度，地下水位以下取浮重度；

d――基礎埋置深度(m)，一般自室外地面標高算起。

土的類別ηb

ηd淤泥和淤泥質土01.0人工填土

e或IL大于等于0.85的粘性土01.0紅粘土含水比αw>0.8

含水比αw≤0.80

0.151.2

1.4大面積

壓實填土壓實系數(shù)大于0.95,粘粒含量ρc≥10%的粉土

最大干密度大于2.1t/m3的級配砂石0

01.5

2.0粉土粘粒含量ρc≥10%的粉土

粘粒含量ρc<10%的粉土0.3

0.51.5

2.0e及IL均小于0.85的粘性土

粉砂、細砂(不包括很濕與飽和時的稍密狀態(tài))

中砂、粗砂、礫砂和碎石土0.3

2.0

3.01.6

3.0

4.4承載力修正系數(shù)

注：1.強風化和全風化的巖石，參照所風化成的相應土類取值；其他狀態(tài)下的巖石不修正；

2.地基承載力特征值按本規(guī)范附錄D深層平板載荷試驗確定時ηd取0。

淺基礎1.7基礎底面尺寸的確定

在初步選擇基礎類型和埋置深度后，就可以根據(jù)持力層承載力設計值計算基礎底面的尺寸。如果持力層較薄，且其下存在著承載力顯著低于持力層的下臥層時，尚須對軟弱下臥層進行承載力驗算。根據(jù)地基承載力確定基礎底面尺寸后，必要時尚應對地基變形或穩(wěn)定性進行驗算。

淺基礎1.7.1

根據(jù)持力層承載力計算基礎底面尺寸

1)中心荷載作用下的基礎淺基礎中心荷載作用下的基底面積確定步驟淺基礎⑴首先要確定修正后的地基承載力特征值fa，但

fa與基礎底面寬度b有關，也就是說b與f都是未知數(shù)，因此必須通過試算確定。⑵計算時可先對地基承載力標準值按基礎埋深進行修正并按規(guī)定確定f值，⑶然后按下面公式計算出所需基礎底面積和寬度b，再考慮是否需要進行寬度修正。2)

偏心荷載作用下的基礎

淺基礎偏心荷載作用下的基礎底面尺寸

通常通過試算確定⑴按中心荷載作用的公式求基礎底面積A0；⑵因偏心荷載下應力分布不均允，按偏心程度將計算的基礎底面積增加10～40％，即淺基礎⑶按矩形或條形基礎計算公式計算基底壓力、驗算地基承載力。反復試算直至滿足要求。1.7.2軟弱下臥層的驗算pz——軟弱下臥層頂面處的附加應力設計值，kPa；pcz——軟弱下臥層頂面處土的自重應力，kPa；fz——軟弱下臥層頂面處經深度修正后地基承載力設計值，kPa。淺基礎軟弱下臥層頂面處的總應力不超過下臥層的承載力軟弱下臥層處附加應力的計算b、l——矩形基礎的寬度和長，m；pk——基底壓力設計值，kPa;pc——基底處土的自重應力標準值，kPa；z——基礎底面至軟弱下臥層頂面的距離，m；θ——地基壓力擴散線與垂直線的夾角，即壓力擴散角，可按表1-23采用(度)。對條形基礎，僅考慮寬度方向的擴散，并沿基礎縱向單位長度為計算單元。淺基礎基礎尺寸初步確定：GFdF

——作用在頂面的荷載，kNG

——基礎及臺階上填土總重，kNA

——基底面積，m2G

——平均重度，一般取20kN/m3d

——基礎埋深，mf=fak+dm(d-0.5)

——暫不做寬度修正單獨基礎，中心荷載小結GFd條形基礎，中心荷載偏心荷載時：將上面計算的A

或b

擴大至1.1~1.4倍根據(jù)A

可初步確定b

和L

持力層承載力驗算：根據(jù)初步確定的埋深d與b，確定f承載力驗算偏心荷載時：pmax1.2f高層建筑(筏,箱基)：pmin0考慮地震可能出現(xiàn)e>b/6,此時允許

pmin<0，但0應力區(qū)不能超過25%blN=F+G要求：以條形面積為例beNe<b/6:梯形beNe>b/6:三角形偏心荷載時：偏心荷載時：blN=F+G增加面積AA不變，改變b和

l，具體看偏心方向采用不對稱柱若不滿足承載力要求，則考慮：§1.8地基變形驗算及基底尺寸的調整

1.8.1地基特征變形驗算對于各類建筑結構，如何控制對其不利的沉降形式——地基的特征變形，使之不會導致建筑物開裂損壞，有損其使用條件和外觀，這是地基基礎設計必須予以充分考慮的另一基本問題。

在常規(guī)設計中，一般都針對各類建筑物的結構特點、整體剛度和使用要求的不同，計算地基沉降的某一特征值△，驗證其是否不超過相應的允許值［△］，即滿足下列條件淺基礎淺基礎變形特征地基土類別中、低壓縮性土高壓縮性土砌體承重結構基礎的局部傾斜0.0020.003工業(yè)與民用建筑相鄰柱基的沉降差

(1)框架結構

(2)砌體墻填充的邊排柱

(3)當基礎不均勻沉降時不產生附加應力的結構0.002l

0.0007l

0.005l0.003l

0.001l

0.005l單層排架結構(柱距為6m)柱基的沉降量(mm)(120)200橋式吊車軌面的傾斜(按不調整軌道考慮)

縱向

橫向0.004

0.003多層和高層建筑的整體傾斜Hg≤24

24<Hg≤60

60<Hg≤100

Hg>1000.004

0.003

0.0025

0.002體型簡單的高層建筑基礎的平均沉降量(mm)200建筑物的地基變形允許值表5.3.4淺基礎建筑物的地基變形允許值表5.3.4變形特征地基土類別中、低壓縮性土高壓縮性土高聳結構基礎的傾斜Hg≤20

20<Hg≤50

50<Hg≤100

100<Hg≤150

150<Hg≤200

200<Hg≤2500.008

0.006

0.005

0.004

0.003

0.002高聳結構基礎的沉降量(mm)Hg≤100

100<Hg≤200

200<Hg≤250400

300

200注：

1.本表數(shù)值為建筑物地基實際最終變形允許值；

2.有括號者僅適用于中壓縮性土；

3.l為相鄰柱基的中心距離(mm)；Hg為自室外地面起算的建筑物高度(m)；

4.傾斜指基礎傾斜方向兩端點的沉降差與其距離的比值；

5.局部傾斜指砌體承重結構沿縱向6-10m內基礎兩點的沉降差與其距離的比值。1.8.2地基特征變形

可以分為四類：⑴沉降量——基