基礎(chǔ)工程

湖南大學(xué)土木工程學(xué)院主講教材趙明華.《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》（第二版）.武漢理工版參考教材趙明華，徐學(xué)燕主編.《基礎(chǔ)工程》.高教版華南理工、浙大、湖大.《基礎(chǔ)工程》.建工版工具用書《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD63-2007）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62-2004）課程用書課程內(nèi)容緒論淺基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)沉井及其它深基礎(chǔ)基坑工程特殊土地基地基處理

混凝土單獨(dú)基礎(chǔ)樁基圖

沉井基礎(chǔ)基坑工程25T地基處理（強(qiáng)夯）緒論

內(nèi)容提要

地基、基礎(chǔ)的基本概念本學(xué)科發(fā)展概況課程學(xué)習(xí)要求與方法課程教材與參考書0.1幾個(gè)概念地基—

直接承受上部結(jié)構(gòu)荷載影響的地層持力層：直接支承基礎(chǔ)的土層

下臥層：持力層以下的各土層基礎(chǔ)—

傳遞上部結(jié)構(gòu)荷載至地基的實(shí)體結(jié)構(gòu)人工地基—當(dāng)天然地基軟弱、承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，需對(duì)其進(jìn)行加固處理的地基復(fù)合地基—在天然地基中設(shè)置加筋材料形成增強(qiáng)體，由增強(qiáng)體和周圍地基土共同承擔(dān)上部荷載并協(xié)調(diào)變形的人工地基0.1幾個(gè)概念0.2課程特點(diǎn)基礎(chǔ)工程是土木工程專業(yè)的主干課程，屬巖土工程學(xué)科巖土工程——“土木工程中涉及巖石、土的利用、處理或改良的科學(xué)技術(shù)”基礎(chǔ)工程的特點(diǎn)個(gè)異性：地質(zhì)、荷載變異大，因地制宜隱蔽性：隱蔽工程，難以加固復(fù)雜性：設(shè)計(jì)施工復(fù)雜造價(jià)高：對(duì)多層建筑約占總造價(jià)的25%，而高層建筑可達(dá)1/3甚至更多突發(fā)性損失大補(bǔ)救難后患多事故特點(diǎn)主要原因

勘察方面的原因設(shè)計(jì)計(jì)算方面的原因環(huán)境及使用方面的原因基礎(chǔ)工程破壞實(shí)例加拿大特朗斯康谷倉(cāng)

上部結(jié)構(gòu)為65個(gè)圓柱形筒倉(cāng)，筏板基礎(chǔ)，地基內(nèi)有厚達(dá)16m的軟粘土基礎(chǔ)工程破壞實(shí)例事故描述西側(cè)下陷8.8m，東側(cè)抬高1.5m，傾斜27o。處理方法用388個(gè)500T千斤頂糾正，增設(shè)70多個(gè)砼墩,但標(biāo)高降低4m基本資料修建于1173～1350年，8層55m，底部直徑16m事故描述偏離中心5.27m，傾斜5.5˙意大利比薩斜塔基礎(chǔ)工程破壞實(shí)例上海展覽中心事故描述箱形基礎(chǔ)，但由于存在14m厚的淤泥質(zhì)軟粘土，地基嚴(yán)重下沉，修成當(dāng)年下沉0.6m，目前平均沉降1.6m?；A(chǔ)工程破壞實(shí)例基礎(chǔ)工程破壞實(shí)例高速公路路基滑動(dòng)基礎(chǔ)工程破壞實(shí)例廣州地鐵三號(hào)線附近居民樓傾斜基礎(chǔ)工程成功實(shí)例臺(tái)北101

目前為世界上最高建筑，高508m，共101

層底板：3.0～4.7m板下配置380根直徑1500mm的嵌巖樁(平均入巖深23.3m)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)世界第一高橋：法國(guó)米約大橋長(zhǎng)2.46公里，距地270m，最高點(diǎn)(懸索)343m，只用7個(gè)橋墩支撐基礎(chǔ)采用圓形承臺(tái)＋30根1200mm的嵌巖樁(嵌深18m)基礎(chǔ)工程成功實(shí)例0.3學(xué)習(xí)要求掌握地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算及地基處理的基本原理和方法對(duì)一般工程的地基基礎(chǔ)具有設(shè)計(jì)和施工管理能力對(duì)常見(jiàn)的基礎(chǔ)工程事故作出合理的分析和評(píng)價(jià)

土力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)等預(yù)備課程第7章

淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)淺基礎(chǔ)內(nèi)容提要地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則地基常見(jiàn)類型常用基礎(chǔ)類型地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)共同工作概念

地基設(shè)計(jì)原則

強(qiáng)度要求

p<fa

p—基底壓應(yīng)力；fa—地基地基承載力（特征值）變形要求

s<[s]

地基變形允許值[s]按行業(yè)、地基等級(jí)不同而不同穩(wěn)定性要求水平荷載下的抗傾覆、抗滑移穩(wěn)定性基礎(chǔ)抗浮穩(wěn)定性基坑及坡地周邊建筑物的失穩(wěn)7.1地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本原則

現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計(jì)原則

根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《結(jié)構(gòu)可靠性總原則》（ISO2394）采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求承載能力～：達(dá)到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載大變形正常使用～：達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值7.1地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本原則

荷載組合形式及應(yīng)用7.1地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本原則荷載效應(yīng)最不利組合與相應(yīng)的抗力限值極限狀態(tài)最不利組合形式適用對(duì)象抗力限值正常使用標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算基底面積地基承載力特征值fa確定樁數(shù)單樁承載力特征值Ra驗(yàn)算基礎(chǔ)裂縫寬度裂縫寬度允許值準(zhǔn)永久組合地基變形驗(yàn)算地基變形允許值[s]承載能力基本組合計(jì)算擋墻土壓力、地基或斜坡穩(wěn)定、滑坡推力等（分項(xiàng)系數(shù)均取1.0）

確定基礎(chǔ)或樁臺(tái)高度、支擋結(jié)構(gòu)截面；計(jì)算基礎(chǔ)或支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確定配筋和驗(yàn)算材料強(qiáng)度時(shí)）材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值7.1地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本原則基本組合：標(biāo)準(zhǔn)組合：準(zhǔn)永久組合：標(biāo)準(zhǔn)值：荷載基本代表值，為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大荷載統(tǒng)計(jì)分布的特征值(如均值、眾值、中值或某個(gè)分位值)準(zhǔn)永久值：對(duì)可變荷載，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越的總時(shí)間約為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期一半的荷載值設(shè)計(jì)值：荷載代表值與荷載分項(xiàng)系數(shù)的乘積基本組合：承載能力極限狀態(tài)下永久作用和可變作用的組合標(biāo)準(zhǔn)組合：正常使用極限狀態(tài)下采用標(biāo)準(zhǔn)值或組合值為荷載代表值的組合準(zhǔn)永久組合:正常使用極限狀態(tài)下，對(duì)可變荷載采用準(zhǔn)永久值為荷載代表值的組合7.2淺基類型可按多方面分類按材料、構(gòu)造、基礎(chǔ)剛度7.2.1無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)定義：系指用磚、毛石、砼、毛石砼、灰土和三合土等材料組成的墻下條形基礎(chǔ)或柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，習(xí)慣上稱為“剛性基礎(chǔ)”特點(diǎn)：抗壓強(qiáng)度高，但抗拉、抗剪性能差。工程中通過(guò)構(gòu)造措施（即臺(tái)階寬高比或剛性角不超過(guò)相應(yīng)允許值）進(jìn)行設(shè)計(jì)適用：多用于多層民用建筑和輕型廠房7.2.1無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)

寬高比(或剛性角)要求bi——臺(tái)階的寬度；

Hi——臺(tái)階高度；tana——臺(tái)階寬高比允許值(a為剛性角)，按表7.3取值7.2.1無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)

磚基礎(chǔ)滿足寬高比(或剛性角)的工程做法7.2.2擴(kuò)展基礎(chǔ)定義：即鋼筋砼基礎(chǔ)，當(dāng)上部結(jié)構(gòu)荷載大、地質(zhì)條件差時(shí)采用，“寬基淺埋”，也稱為“柔性基礎(chǔ)”形式：柱下鋼筋砼獨(dú)立基礎(chǔ)：用于柱基、煙囪、水塔等墻下鋼筋砼條形基礎(chǔ)：帶肋與不帶肋兩種特點(diǎn)：抗彎、抗剪性能好；基底面積寬、埋深淺；鋼筋用量大7.2.2擴(kuò)展基礎(chǔ)柱下單獨(dú)基礎(chǔ)(a)階梯形；(b)錐形；(3)杯形7.2.2擴(kuò)展基礎(chǔ)墻下條形基礎(chǔ)7.2.3柱下鋼筋砼條形基礎(chǔ)適用：相鄰柱荷相差較大、采用擴(kuò)展基礎(chǔ)(柱下獨(dú)基)可能產(chǎn)生基礎(chǔ)重疊時(shí)可采用形式聯(lián)合基礎(chǔ)：相鄰柱基相連；條形基礎(chǔ)：同一排柱基相連；交叉條形基礎(chǔ)：條形基礎(chǔ)相交叉連接特點(diǎn)：空間剛度大、承載力高及良好的調(diào)整地基不均勻沉降的能力7.2.3柱下鋼筋砼條形基礎(chǔ)7.2.4筏形基礎(chǔ)定義：是指柱下或墻下連續(xù)的平板式或梁板式鋼筋砼基礎(chǔ)，亦稱“片筏基礎(chǔ)”或“滿堂紅基礎(chǔ)”特點(diǎn)一般埋深較大，沉降量小面積較大，整體剛度較大，可跨越地下局部軟弱層，并調(diào)節(jié)不均勻沉降

適用：上部結(jié)構(gòu)荷載過(guò)大、地基土軟弱、基底間凈距小等情況7.2.4筏形基礎(chǔ)形式：平板式、梁板式（下凹或上凸）7.2.5箱形基礎(chǔ)定義：由頂、底板與內(nèi)、外墻等組成、并由鋼筋砼整澆而成空間整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：剛度和整體性強(qiáng)，具有良好的補(bǔ)償性和抗震性及附帶功能(地下室、車庫(kù)或設(shè)備間)適用：當(dāng)筏基太厚時(shí)采用，多用于無(wú)水(或少水)時(shí)的高層建筑計(jì)算：分局部、整體兩種彎曲計(jì)算(可簡(jiǎn)化為空盒式梁)，具體方法見(jiàn)后修課程《基礎(chǔ)工程㈡》或《基礎(chǔ)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》7.2.5箱形基礎(chǔ)7.2.6巖石錨桿基礎(chǔ)適用：直接建在基巖上的柱基，及受拉或受水平力較大的建筑、構(gòu)筑物特點(diǎn)：通過(guò)錨桿插入上部結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度、灌漿等保證錨桿基礎(chǔ)與基巖有效地連成整體柱下單獨(dú)基礎(chǔ)十字交叉梁梁板式筏形基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)柱下條形基礎(chǔ)墻下條形基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)型式總結(jié)常規(guī)分析設(shè)計(jì)法7.2.7共同工作概念第一步第二步第三步7.2.7共同工作概念

◆上部結(jié)構(gòu)

◆基礎(chǔ)

◆地基合理設(shè)計(jì)法要求建立能正確反映結(jié)構(gòu)影響的分析理論找到便于計(jì)算機(jī)運(yùn)算的有效計(jì)算方法建立合適的計(jì)算模型(特別是地基土)7.2.7共同工作概念地基模型線性模型：文克爾～、彈性半空間～、分層～非線性模型：彈性、彈塑性7.3基礎(chǔ)埋置深度的選擇主要考慮四大方面的因素基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求基礎(chǔ)埋置深度的選擇地基承載力的確定方法淺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算（地基承載力與變形驗(yàn)算）內(nèi)容提要

實(shí)質(zhì)：選擇合適持力層定義：基底至地面距離計(jì)算一般自室外地面標(biāo)高算起填方區(qū)自填土面算起，但若填土在上部結(jié)構(gòu)施工后完成，應(yīng)自天然地面算起有地下室時(shí)：筏基或箱基自室外地面算起；獨(dú)基或條基則從室內(nèi)地面算起7.3基礎(chǔ)埋置深度的選擇主要因素：結(jié)構(gòu)形式、荷載大小、荷載性質(zhì)7.3.1建筑結(jié)構(gòu)條件與場(chǎng)地環(huán)境條件最小埋深0.5m，且基頂?shù)陀谑彝獾孛?.1m新基礎(chǔ)埋深不宜大于原有基礎(chǔ)；大于時(shí)，兩基礎(chǔ)間應(yīng)保持一定凈距L地基上好下軟，基礎(chǔ)應(yīng)盡量淺埋，否則可深埋或淺埋加地基處理傾斜持力層，可作臺(tái)階形邊坡上的基礎(chǔ)埋深應(yīng)滿足d當(dāng)b≤3m,a≥2.5m

對(duì)條基和矩基，c分別為3.5、2.5不滿足時(shí)，應(yīng)按穩(wěn)定性結(jié)果進(jìn)行確定7.3.2工程地質(zhì)條件基底應(yīng)盡量放在地下水位以上基底低于潛水面時(shí)應(yīng)考慮排水、支護(hù)和防腐橋墩基礎(chǔ)應(yīng)埋置在最大沖刷線下一定深度遇承壓水時(shí)應(yīng)驗(yàn)算基坑的穩(wěn)定性7.3.3水文地質(zhì)條件(7.6)基底置于標(biāo)準(zhǔn)凍深線以下對(duì)季節(jié)性凍土的設(shè)計(jì)凍深基底下允許一定厚度凍土層時(shí)的最小埋深步驟：按規(guī)范確定z0→凍土分類(五類)→查表確定yzs、yzw及

yze→計(jì)算zd→查表確定hmax→計(jì)算dmin7.3.4地基凍融條件7.4地基承載力確定主要有荷載試驗(yàn)或其它原位測(cè)試、理論公式計(jì)算、工程經(jīng)驗(yàn)（規(guī)范、相鄰建筑物經(jīng)驗(yàn)）等四大類方法地基承載力設(shè)計(jì)原則特點(diǎn)：土體為大變形材料，隨荷載增加，s增加，fu增加，難以界定出真正的“極限值”,應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)按變形控制設(shè)計(jì)地基p～s曲線要求：地基承載力是在地基土的壓力變形曲線線性段內(nèi)相應(yīng)于不超過(guò)比例界限點(diǎn)的地基壓力值地基承載力設(shè)計(jì)原則容許承載力設(shè)計(jì)原則

[p]為地基容許承載力

應(yīng)用：最常用，現(xiàn)行橋涵地基規(guī)范采用

總安全系數(shù)設(shè)計(jì)原則

K為總安全系數(shù)

應(yīng)用：國(guó)外較多，國(guó)內(nèi)也有采用；其缺陷在于K的含義過(guò)于模糊，難以準(zhǔn)確選定。地基承載力設(shè)計(jì)原則概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則

fa為地基承載力特征值應(yīng)用：現(xiàn)行《地基規(guī)范》GB50007-2002采用，按概率法確定地基承載力特征值fa

地基承載力特征值fa：指由載荷試驗(yàn)確定的地基土壓力變形曲線線性變形段內(nèi)規(guī)定的變形所對(duì)應(yīng)的壓力值，其最大值即比例界限，實(shí)質(zhì)為地基容許承載力[p]確定地基承載力的常用方法現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)或其它原位試驗(yàn)確定理論公式計(jì)算（P1/4

、Pu

等）按工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)（包括按規(guī)范表格、借助相鄰建筑物經(jīng)驗(yàn)）確定現(xiàn)行規(guī)范(GB50007-2002)取消89規(guī)范的查表經(jīng)驗(yàn)公式法，要求由載荷試驗(yàn)或其它原位測(cè)試、公式計(jì)算，并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)等方法綜合確定

7.4.1按載荷試驗(yàn)及其他原位測(cè)試確定淺層平板載荷試驗(yàn)

載荷板：

0.25m2（軟土0.5m2）

適用于：確定淺部地基土在載荷板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)的承載力深層平板載荷試驗(yàn)載荷板：直徑d=0.8m的剛性板適用于：確定深部地基土層及大直徑樁樁端土在載荷板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)的承載力巖基載荷試驗(yàn)載荷板：直徑d=0.3m的剛性板適用于：確定完整、較完整、較破碎巖基作為天然地基或樁基礎(chǔ)持力層時(shí)的承載力

地錨法載荷試驗(yàn)

深井載荷試驗(yàn)

堆載法靜力觸探試驗(yàn)：?jiǎn)螛蛱筋^、雙橋探頭標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)：評(píng)價(jià)砂土地基密度、承載力及液化勢(shì)動(dòng)力觸探：輕型、重型、特重型旁壓試驗(yàn)：由旁壓曲線推算地基變形模量與承載力十字板剪切試驗(yàn)：快速測(cè)定飽和軟粘土不排水剪強(qiáng)度7.4.2其他確定原位測(cè)試方法按地基土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算(GB50007)Mb、Md、Mc—承載力系數(shù)，查表7.9ck—基底下一倍短邊寬深度內(nèi)土的粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值特點(diǎn)：實(shí)質(zhì)為P1/4、P1/3(6.40、6.41)；無(wú)需修正適用：當(dāng)基底偏心距e≤0.033倍基寬時(shí)缺陷：沒(méi)有考慮變形要求，尚應(yīng)進(jìn)行地基變形驗(yàn)算7.4.3按經(jīng)驗(yàn)公式確定地基承載力魏錫克（漢森）公式

pu—地基土極限承載力（第6章的普朗特爾公式、太沙基、魏錫克、漢森公式）

A、A'—分別為基底面積及基底與土接觸的有效面積

K—安全系數(shù)，多取2～3應(yīng)用：國(guó)外應(yīng)用廣泛；國(guó)內(nèi)用于港工、路橋地基規(guī)范缺陷：K的取值7.4.3按經(jīng)驗(yàn)公式確定地基承載力7.4.4查規(guī)范表格法建工89規(guī)范(GBJ7-89)

查基本值f0→統(tǒng)計(jì)出標(biāo)準(zhǔn)值fk→修正得設(shè)計(jì)值f路橋85規(guī)范(JTJ024-85)

查容許承載力[s0]→修正得容許承載力[s]

現(xiàn)行國(guó)標(biāo)(GB50007-2002)

取消了74、89規(guī)范全國(guó)統(tǒng)一的承載力表，但許各地區(qū)制定地方規(guī)范，給出地基承載力表等經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，實(shí)際上是將原全國(guó)統(tǒng)一的經(jīng)驗(yàn)表地域化7.4.5地基承載力的修正修正原因：原位試驗(yàn)及經(jīng)驗(yàn)值法結(jié)果只能反映一定寬、深范圍內(nèi)的承載力，實(shí)際承載力隨基寬和埋深增加而增加

修正方法GB

50007-2002

（修正條件:b>3m，d>0.5m）

hb、hd—寬、深修正系數(shù)，查表7.10；

b—基寬(m)，[3，6]；

g—基底土重度(水位下取浮重度)；

gm—基底以上土的加權(quán)平均重度(水位以下取浮重度)

7.4.5地基承載力的修正修正方法JTJ024-85(條件:b>2m，d>3m，且h/b≤4)k1、k2—寬、深修正系數(shù)，查表7.13；

b—基寬(m)，[2，10]；

g1、g2

—含義同g、gm；

h—

基底埋深(m)，一般由天然地面(或開挖后地面)算起，水流沖刷時(shí)由一般沖刷線算起例題例題7.1例題7.2作業(yè)

P207習(xí)題7.2P207習(xí)題7.37.5基礎(chǔ)底面尺寸的確定

內(nèi)容計(jì)算基底尺寸軟弱下臥層驗(yàn)算

要求滿足地基承載力要求軸心荷載：pk

≤

fa

偏心荷載：pkmax

≤1.2

fa考慮地基變形的影響

不滿足時(shí)，應(yīng)對(duì)按承載力確定的基底尺寸進(jìn)行調(diào)整

7.5.1按承載力確定基底尺寸中心荷載作用下由：得：獨(dú)基：先選定b或l，使A=lb，一般l/b=1.0-2.0

條基：沿長(zhǎng)度方向取l.0m計(jì)算，則b=A

問(wèn)題與討論計(jì)算A時(shí)，需先確定地基承載力特征值fa，而fa

又與基寬有關(guān)，即式中fa

與A均未知，需試算經(jīng)驗(yàn)性方法先只進(jìn)行深度修正得fa→然后由計(jì)算A→由A確定基礎(chǔ)寬度→再考慮是否需要修正，使其協(xié)調(diào)偏心荷載作用下當(dāng)e>l/6時(shí)，pkmin<0，需調(diào)整應(yīng)力分布7.5.1按承載力確定基底尺寸

計(jì)算步驟

先按中心受壓計(jì)算基底面積A0

考慮偏心影響，擴(kuò)大A0，取A=(1.1~1.4)A0，由此確定b×l，一般取l/b=1.0~2.0

驗(yàn)算pkmax是否滿足要求，直至確定合適的基底尺寸

注意問(wèn)題

pkmax與

pkmin不能相差過(guò)大，避免引起基礎(chǔ)傾斜【例7.4】p173

解題思路確定地基承載力（深、寬修正）；按中心受壓初步確定基底尺寸；按偏心受壓驗(yàn)算地基承載力是否滿足要求？

驗(yàn)算要求

層頂處附加應(yīng)力與自重應(yīng)力之和不超過(guò)承載力7.5.2軟弱下臥層驗(yàn)算軟弱下臥層：持力層以下地基受力層范圍以內(nèi)，承載力顯著低于持力層的高壓縮性土層層頂附加應(yīng)力計(jì)算

矩基：

條基：7.5.2軟弱下臥層驗(yàn)算pz、pcz—軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力與自重應(yīng)力;

faz—軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后的承載力特征值;

z—基底至軟弱下臥層頂面的距離(m)；

q—地基壓力擴(kuò)散角，參見(jiàn)表7.14。

【例7.7】p175

解題思路計(jì)算地基承載力；驗(yàn)算基底持力層的承載力是否滿足要求；計(jì)算軟弱下臥層的承載力及頂面附加應(yīng)力與自重應(yīng)力；驗(yàn)算軟弱下臥層的承載力是否滿足要求？

作業(yè)

P207習(xí)題7.4P207習(xí)題7.57.6地基變形特征與驗(yàn)算地基變形特征量沉降量—基礎(chǔ)某點(diǎn)的沉降值。適合于高層建筑與高聳構(gòu)筑物等（應(yīng)理解為平均沉降量）沉降差—相鄰柱基中點(diǎn)沉降之差。適合于框架結(jié)構(gòu)與單層排架結(jié)構(gòu)傾斜—基礎(chǔ)傾斜方向兩端點(diǎn)沉降差與其距離之比。適合于高聳結(jié)構(gòu)及高層建筑局部?jī)A斜——砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱向6～10m內(nèi)基礎(chǔ)兩點(diǎn)沉降差與其距離之比變形驗(yàn)算要求

s<[s]

s—用分層總和法或規(guī)范法的沉降計(jì)算值；

[s]—容許的地基變形特征值，查表7.15

注意：計(jì)算時(shí)荷載用準(zhǔn)永久組合(不計(jì)地震與風(fēng)荷)

甲級(jí)、乙級(jí)建筑物均應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算丙級(jí)建筑物一般不需變形驗(yàn)算，但對(duì)于少數(shù)特殊情況則需進(jìn)行7.10減輕不均勻沉降的措施建筑措施

建筑物體型力求簡(jiǎn)單控制建筑物長(zhǎng)高比及合理布置縱橫墻設(shè)沉降縫：從屋面到基礎(chǔ)把建筑物斷開控制相鄰建筑物基礎(chǔ)的間距調(diào)整建筑物的局部標(biāo)高7.10減輕不均勻沉降的措施結(jié)構(gòu)措施減輕建筑物自重設(shè)置圈梁減小或調(diào)整基底附加壓力：減小自重或采用補(bǔ)償基礎(chǔ)增強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)剛度或采用非敏感性結(jié)構(gòu)7.10減輕不均勻沉降的措施施工措施合理安排施工順序：“先重后輕”、設(shè)置“后澆帶”避免地面超載盡量不要擾動(dòng)或破壞地基土的原狀結(jié)構(gòu)特別是基槽施工時(shí)7.7-7.9擴(kuò)展基礎(chǔ)（柱下條形、筏形和箱形）簡(jiǎn)介83內(nèi)容提要彈性地基上梁的分析柱下條形基礎(chǔ)的常用計(jì)算方法筏形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算方法箱形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算方法847.7.1概述優(yōu)點(diǎn)：埋深較大、可提高地基承載力、增大基礎(chǔ)抗滑穩(wěn)定性、并可利用補(bǔ)償作用減小基底附加應(yīng)力、減輕不均勻沉降、減小上部結(jié)構(gòu)次應(yīng)力、提供地下空間缺點(diǎn)：技術(shù)要求與造價(jià)較高、施工中需處理大基坑、深開挖等問(wèn)題，且箱基的地下空間利用不靈活計(jì)算方法：若按常規(guī)設(shè)計(jì)方法（僅滿足靜力平衡條件），誤差較大；應(yīng)考慮上部結(jié)構(gòu)－基礎(chǔ)－地基相互作用，采用適當(dāng)方法；可僅考慮地基－基礎(chǔ)相互作用，采用彈性地基上的梁、板模型計(jì)算857.7.2彈性地基上梁的分析基本假定變形協(xié)調(diào)：計(jì)算前后基底與地基不脫開靜力平衡：基礎(chǔ)在外荷和基底反力作用下滿足靜力平衡微分方程及其解答文克爾(Winkler,1867)

假定土體表面任一點(diǎn)壓力強(qiáng)度p僅與該點(diǎn)豎向位移s成正比

k—地基抗力系數(shù)或基床系數(shù)，kN/m3，可查表1-12及1-13(P.25)

圖３.１文克勒地基上梁的計(jì)算控制方程令通解867.7.2彈性地基上梁的分析梁的分類短梁(剛性梁)

：ll<p/4;有限長(zhǎng)梁：

p/4<ll<p無(wú)限長(zhǎng)梁：ll

>p

ll稱為柔度指數(shù)，為無(wú)量綱數(shù)

分類求解及其解答集中荷載下的無(wú)限長(zhǎng)梁解答（式3-8）集中力偶作用下的無(wú)限長(zhǎng)梁解答（式3-10）集中力作用下的半無(wú)限長(zhǎng)梁解答（式3-11）力偶作用下的半無(wú)限長(zhǎng)梁解答（式3-12）有限長(zhǎng)梁解答（式3-14）短梁（剛性梁）

87翼板厚≥200mm，<250

mm時(shí)等厚；

>250mm變厚i≤1.3；柱荷較大時(shí)在柱位處加腋；板寬按地基承載力定肋梁高由計(jì)算確定，初估可取柱距的1/8～1/4，肋寬由截面抗剪確定兩端宜伸出柱邊，外伸懸臂長(zhǎng)l0宜為邊跨柱距的1/4肋梁縱向鋼筋按計(jì)算確定，頂部縱筋通長(zhǎng)配置，底部須有1/3以上通長(zhǎng)配置。當(dāng)肋梁腹板高≥450mm時(shí)，應(yīng)設(shè)腰筋箍筋按計(jì)算確定，做成封閉式，并局部加密。底板受力筋按計(jì)算確定砼強(qiáng)度等級(jí)≥C20，墊層為C10，厚70~100

mm

7.7.3構(gòu)造要求887.8柱下條基的計(jì)算計(jì)算內(nèi)容與方法基底尺寸確定：按構(gòu)造定基長(zhǎng)l，按地基承載力定基寬b，并力使基礎(chǔ)形心與荷載重心重合，地基反力均勻分布翼板計(jì)算：按懸臂板考慮，由抗剪定其厚度，按抗彎配筋梁縱向內(nèi)力分析：四種方法靜定分析法做法：假定基底反力線性分布，求基底凈反力pj，按靜力平衡求任意截面的V及M并繪圖，以此進(jìn)行抗剪計(jì)算及配筋。特點(diǎn)：不考慮基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)相互作用，整體彎曲下所得截面最大彎矩絕對(duì)值一般偏大，故只宜用于上部為柔性結(jié)構(gòu)、且基礎(chǔ)自身剛度較大的條基及聯(lián)合基礎(chǔ)897.8柱下條基的計(jì)算前提：剛性梁，基底反力直線分布按設(shè)計(jì)要求擬定基礎(chǔ)尺寸和荷載；計(jì)算基底凈反力分布；定計(jì)算簡(jiǎn)圖：以柱端為不動(dòng)鉸支的多跨連續(xù)梁，基底凈反力為荷載；用彎矩分配法計(jì)算彎矩分布，根據(jù)支座彎矩及荷載，以每跨為隔離體求出支座反力，并繪制剪力分布圖；調(diào)整及消除支座的不平衡力；疊加逐次計(jì)算結(jié)果，求最終內(nèi)力分布按連續(xù)梁求內(nèi)力基底反力分布

倒梁法圖３.２倒梁法簡(jiǎn)圖907.8柱下條基的計(jì)算主要缺點(diǎn)：忽略了梁整體彎曲所產(chǎn)生的內(nèi)力以及柱腳不均勻沉降引起上部結(jié)構(gòu)的次應(yīng)力，誤差較大，且偏于不安全存在問(wèn)題：計(jì)算所得反力Ri與原荷載Ni不相等；由于N與σ已知，故按靜定結(jié)構(gòu)也可求出內(nèi)力，且結(jié)果與連續(xù)梁不一致；沒(méi)有考慮地基土和梁的撓曲變形影響，導(dǎo)致軟土偏于危險(xiǎn)，好土過(guò)于安全適用對(duì)象：地基比較均勻，上部結(jié)構(gòu)剛度較好，荷載分布較均勻，且基礎(chǔ)梁接近于剛性梁（梁高大于柱距的1/6）倒梁法917.8柱下條基的計(jì)算鏈桿法—彈性半空間地基上梁的簡(jiǎn)化計(jì)算基本思路：將連續(xù)支承于地基上的梁簡(jiǎn)化為用有限個(gè)鏈桿支承的梁，以階梯形反力逼近實(shí)際反力，再將每段分布力用集中力代替。將無(wú)數(shù)支點(diǎn)的超靜定問(wèn)題變?yōu)槿舾蓚€(gè)彈性支座上的連續(xù)梁,

再用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法求解。主要特點(diǎn)：應(yīng)用較廣，適用于任何荷載及梁斷面變化情況；以階梯型反力代替連續(xù)反力有誤差，計(jì)算較繁。

927.8柱下條基的計(jì)算紐馬克（Newmark）法—計(jì)算彈性地基梁

計(jì)算原理：1943年提出，用于計(jì)算撓度、力矩和屈曲荷載，適用于變截面桿件。假定地基為文克爾地基，地基系數(shù)沿梁的軸線可任意變化，將梁沿軸線分為n段，每段土反力用一系列彈簧代替，彈簧個(gè)數(shù)為n+1，剛度為：

li

—每段梁長(zhǎng)；地基反力為：

yi—該段地基沉降圖３.３用紐馬克法計(jì)算地基梁簡(jiǎn)圖937.8柱下條基的計(jì)算紐馬克（Newmark）法分段，并求各支承點(diǎn)的彈簧剛度，ki

=k

bi

li（兩端取半li）；假定僅荷載作用下梁A端位移yA=

0，轉(zhuǎn)角φA=

0，求出各支承點(diǎn)位移；假定無(wú)荷載作用時(shí)梁A端位移yA=

1，轉(zhuǎn)角φA=

0，求出各支承點(diǎn)位移；假定無(wú)荷載作用時(shí)梁A端位移yA=

0，轉(zhuǎn)角φA=

1，求出各支承點(diǎn)位移；根據(jù)梁B端邊界條件建立方程（二元線性），求出相應(yīng)的A端實(shí)際yA和φA(若另端彎矩和剪力為0，則∑V=0，∑M=0)；迭加求得各支承點(diǎn)實(shí)際位移：由yi求出各支承點(diǎn)實(shí)際反力，從而求出梁身剪力及彎矩。

947.8柱下十字交叉梁基礎(chǔ)的計(jì)算

將節(jié)點(diǎn)荷載分配給兩方向的基礎(chǔ)梁后分別按單向基礎(chǔ)梁計(jì)算。節(jié)點(diǎn)荷載分配原則（彎矩不分配）：靜力平衡、變形協(xié)調(diào)。常按梁的彈性特征長(zhǎng)度S分配節(jié)點(diǎn)荷載（不滿足變形協(xié)調(diào)）：中柱和角柱節(jié)點(diǎn)：

邊柱節(jié)點(diǎn)：

當(dāng)邊柱和角柱節(jié)點(diǎn)有一個(gè)方向伸出懸臂時(shí)，荷載分配應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，具體計(jì)算見(jiàn)P.64～65交叉點(diǎn)處基底面積計(jì)算重復(fù)，基底反力偏小，計(jì)算結(jié)果偏于不安全，可按式(3-39)~(3-40)進(jìn)行調(diào)整。957.9.1筏形基礎(chǔ)定義：是指柱下或墻下連續(xù)的平板式或梁板式鋼筋砼基礎(chǔ)，亦稱“片筏基礎(chǔ)”或“滿堂紅基礎(chǔ)”特點(diǎn)一般埋深較大，沉降量小面積較大，整體剛度較大，可跨越地下局部軟弱層，并調(diào)節(jié)不均勻沉降適用：上部結(jié)構(gòu)荷載過(guò)大、地基土軟弱、基底間凈距小等情況96形式：平板式、梁板式（下凹或上凸）

圖３.４片筏基礎(chǔ)（a）平板式；（b）（c）梁板式7.9.1筏形基礎(chǔ)977.9.1筏形基礎(chǔ)非地震區(qū)軸心荷載作用時(shí)

pk≤fa

偏心荷載

pkmax≤1.2

fa地震區(qū)需滿足

pk≤faE

pkmax≤1.2

faE

faE=ζa

fa—經(jīng)修正、調(diào)整后的地基抗震承載力，kPaζa—地基土抗震承載力調(diào)整系數(shù)，根據(jù)巖土名稱和性狀按GB50011-2001《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》取值，

ζa=1.0~1.5

設(shè)計(jì)要求內(nèi)力計(jì)算：兩種方法

987.9.1筏形基礎(chǔ)倒樓蓋法如同倒梁法，將筏基視為倒置在地基上的樓蓋，柱或墻為其支座，地基凈反力為荷載，再按單向或雙向梁板的肋梁樓蓋方法進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。板的支承條件可分為三種：①二鄰邊固定、二鄰邊簡(jiǎn)支；②三邊固定、一邊簡(jiǎn)支；③四邊固定。根據(jù)計(jì)算簡(jiǎn)圖查閱彈性板計(jì)算公式或手冊(cè)，即可求得各板塊的內(nèi)力。當(dāng)柱網(wǎng)及荷載分布都較均勻（變化不超過(guò)20%）、柱距小于1.75λ或上部結(jié)構(gòu)剛性大(如剪力墻)時(shí)，可認(rèn)為筏基為剛性，其內(nèi)力及基底反力可按倒樓蓋法計(jì)算。997.9.1筏形基礎(chǔ)

彈性地基上板的簡(jiǎn)化計(jì)算法當(dāng)筏基剛度較弱時(shí)，應(yīng)按彈性地基上的梁板進(jìn)行分析。若柱網(wǎng)及荷載分布仍較均勻，可將筏形基礎(chǔ)劃分成相互垂直的條狀板帶，板帶寬度即為相鄰柱中心線間的距離，并假定各條帶彼此獨(dú)立，相互無(wú)影響，按前述文克爾彈性地基梁的方法計(jì)算，即所謂的條帶法（或截條法）。若柱距相差過(guò)大，荷載分布不均勻，則應(yīng)按彈性地基上的板理論進(jìn)行內(nèi)力分析。采用條帶法計(jì)算時(shí)縱