基础工程复习资料(1)

1基础工程复习资料第1章绪论1、任何建筑物都是建在地基上，一个完整的建筑体系包含了①上部结构、②基础和③地基三个部分，它们有着各自的功能。2、地基：建筑物的全部荷载都由它下面的地层来承担，受建筑物影响的那部分地层称为地基。3、基础：是指建筑物向地基传递荷载的最下部结构。（深基础：埋深h≥5m；浅基础：一般h＜5m）。4、基础工程：就是研究建筑下部结构与岩土相互作用,共同承担上部结构所产生的各种变形与稳定问题。就是解决岩土地层中建筑工程的技术问题。5、持力层：直接支撑建筑物基础的土层。6、下卧层：持力层下部的土层。7、天然地基：未经加固处理的天然状态下的地基，有土质、岩石及特殊土地基。8、人工地基：用换土、夯实、化学加固、加筋技术等方法处治的地基。9、基础工程的特点：因地制宜，常无标准图可套；隐蔽工程，事故多，处理难；施工困难，受地下水影响大；④理论与实践性强。10、基础工程内容：地基与基础设计、施工、监测等。11、地基基础设计必须满足：①强度要求—pfa，即作用于地基上的荷载效应(基底压应力)不得超过地基承载力（特征值fa）。②变形要求—s[s]，控制地基的变形，使之不超过建筑物的地基变形允许值。③稳定要求—挡土墙、边坡以及地基基础要保证具有足够防止失稳破坏的安全储备。12、（了解）本学科发展概况：基础工程即是一项古老的工程技术，又是一门年轻的应用科学。工程实用土力学的出现标志着《基础工程》真正成为一门工程科学。随着生产力的发展，地上百米高的高层建筑，地下海洋开发给基础工程提出了新的课题。①桩基100年前在美国问世，得到极大发展。单桩承载力达数千KN，直径达数米，深过百米。理论也得到了极大的发展，考虑桩土共同工作在多高层中应用。②地下室的开发利用，地铁车站建造，提出与深基相关的大基坑开挖与支护问题。③合成材料在基础工程中应用。④地基处理方法增多。⑤地震区基础抗震设计理论完善，大地震为研究提供了丰富资料。⑥既有建筑加固，纠偏技术的发展很快。13、基础工程重要性：1）基础是建筑的根本，属地下隐蔽工程。2）补救并非易事。3）基础工程造价高。4）设计基础时必须掌握两大资料：地质资料和上部结构资料。满足稳定、变形要求。第2章地基基础的设计原则1、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）规定的设计等级：甲级：重要的、30层以上高层、体型复杂、高低层差超10、对沉降有特殊要求、场地与地质条件复杂等。乙级：甲、丙以外的工业与民用建筑。丙级：场地与地基条件简单7层及以下建筑、次要轻型建筑。22、地基基础设计原则：概率极限设计法与极限状态设计原则地基基础设计原则：pfa原则（承载力验算）s[s]原则（变形验算）基础结构强度、刚度和耐久性的要求④经常承受水平荷载的高层建筑、构筑物以及基坑工程的稳定性验算等3、地基基础设计所需资料：上部结构资料；岩土工程勘察资料；原位测试资料。4、地基类型主要有：5、基础类型主要有：6、地基基础设计状况：1）持久状况：指建筑物建成后持续承受自重、车辆等荷载的状况。2）短暂状况：指建筑物施工过程中承受临时性作用的状况。3）偶然状况：指在建筑物使用过程中可能偶然出现的状况。第3章刚性基础与扩展基础（浅基础设计）1、基础方案选择的主要因素：①满足地基承载力要求；②满足建筑物变形要求；③满足建筑物使用要求。2、简述刚性基础的特点：抗压性能好、而抗弯抗剪性能差；稳定性好，施工简便；用于≤6层的民用建筑、荷载较小的桥梁基础及涵洞等。3、无筋扩展基础：（也称：刚性基础）由素混凝土、砖、毛石、灰土和三合土等抗压性能好、而抗弯抗剪性能差的材料砌筑而成，通常由台阶的容许宽高比或刚3性角控制设计。4、钢筋混凝土扩展基础：（也称：柔性基础）当不便于采用刚性基础或采用刚性基础不经济时采用钢筋混凝土材料做成的基础。5、刚性基础的刚性角：(台阶宽高比)bi—任一台阶宽(m);Hi—相应台阶高度(m);tanα—台阶宽高比的允许值。6、钢筋混凝土扩展基础构造要求：锥形基础边缘高不宜200mm，坡度i≤1:3；小于250mm时可做成等厚板。阶梯形基础每阶高宜为300～500mm。垫层厚度一般为100mm。底板受力钢筋最小直径不宜10mm,间距不宜200mm和100mm。有垫层时混凝土的净保护层厚不宜40mm，无垫层时不宜70mm。纵向分布筋直径≮8mm，间距≯300mm。混凝土强度等级不宜低于C20。根据经验,初选时基础的高度一般大于或等于b/8。当地基软弱或承受差异荷载时，为增强基础的整体性和抗弯能力，可采用带肋基础。肋部纵向筋和箍筋按经验确定。7、基础埋置深度选择的原则：一是在满足地基强度稳定和变形要求的前提下，基础应尽量浅埋；二是除岩石地基外，基础埋深不宜小于0.5m。8、基础埋置深度选择的主要因素：建筑结构条件与场地环境条件；工程地质条件；水文地质条件；④地基冻融条件。9、简述工程地质条件对基础埋置深度选择的影响？对于A类:考虑荷载情况，按最小埋深要求确定；对于B类:考虑人工地基，按最小埋深要求确定；对于C类:地基土分为两层，上硬下软:硬土层厚度满足要求时，尽量浅埋；硬土层厚度很薄时（≤1/4b)，按B情况考虑；硬土层厚度较薄时，可提高室外设计地面。对于D类:地基土分为两层，上软下硬:软土≤2m,埋于好土上；软土2~5m,轻型可浅埋软土上，荷载较大埋于好土层；软土≥5m,轻型可浅埋软土上，荷载较大可采用人工地基浅埋，荷载大应埋于好土层，或选其它基础方案。对于E类:地基土由若干软硬交替土层组成，根据减少沉降与工程量原则，按上述方法确定。10、冻胀性土防冻措施：1.选地势高、地下水位低、排水好的建筑场地；2.以下用桩基础或自锚式基础；3.防止地表水侵入地基，设地上地下排水设施；4.基础结构设圈梁，控制建筑长高比，增强整体刚度；5.基础梁下留有土层冻胀的空隙；6.跨年度施工的建筑及设计采暖的建筑，入冬前采取防护措施。11、地基承载力：地基土单位面积上承受荷载的能力称为地基承载力（单位KPa）。12、影响地基承载力的主要因素：地基土的成因与堆积年代地基土的物理力学性质地下水④上部结构情况。13、确定地基承载力的常用方法：按土的抗剪强度指标以理论公式计算按现场载荷试验其它原位试验确定④按有关规范提供的承载力或经验公式确定。14、建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）确定承载力的公式：taniiHbabdmckfMbMdMC415、建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）修正承载力公式：宽度与深度修正条件：b3m,d0.5m；修正后的地基承载力特征值fa为：16、地基基础设计的主要步骤是（重中之重）：①选择基础材料和构造形式；②确定基础的埋置深度；③确定地基土承载力特征值；④确定基础底面尺寸（按承载力）；⑤按规范要求进行地基变形验算(沉降量、沉降差)；⑥特殊建筑与场地条件按规范做稳定性验算；⑦确定基础剖面尺寸；⑧进行基础结构设计(内力分析、截面计算、构造要求)；⑨绘制基础施工图。17、简述在基础设计中偏心荷载下逐次渐近试算法？先按中心荷载作用下的公式预估A0取A偏=（1.1～1.4）A0据A偏初选边长l和b④验算偏心距e和基底边缘最大压力；⑤调整l和b18、减轻不均匀沉降损害的措施：采用柱下条形、筏形和箱形等结构刚度较大、整体性较好的基础采用桩基或其他深基础④采用各种地基处理方法⑤建筑、结构、施工方面的常用措施。习题：1、柱截面300mm×400mm，作用在柱底的荷载标准值：中心垂直荷载700kN，力矩80kN·m，水平荷载13kN。其他参数见下图。试根据持力层地基承载力确定基础底面尺寸。(3)(0.5)aakbdmffbd5【解】①求地基承载力特征值根据粘性土e＝0.7，IL＝0.78,查规范表得：ηb＝0.3，ηd＝1.6。持力层承载力特征值fa(先假设基础宽度小于3m，进行深度修正)：②初步选择基底尺寸计算基础和回填土重Gk时的基础埋深d=(1.0+1.3)/2=1.15m由公式：由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即初步选择基底尺寸A=l×b=2.4×1.6=3.84m2(≈3.88m2)，且b=1.6m3m，不需再对fa进行修正。③验算持力层地基承载力基础和回填土重偏心距满足。基底最大压应力：（满足）结论：确定该柱基础底面长l=2.4m，宽b=1.6m。2、下图中的柱下矩形基础底面尺寸为5.4m×2.7m，试根据图中各项资料验算持力层和软弱下卧层的承载力是否满足要求。（见下图）(0.5)2261.617.5(1.00.5)240aakdmaffdkP207003.23240201.15Am201.21.23.233.88AAmkNAdGGk3.8884.315.120aakkkfkPAGFp3.2050),24.06/(11.03.887006.01380minpmlmGFMekkkk即max670088.360.11(1)(1)3.842.42621.2288kkkaaaFGepAlkPfkP6[解]⑴持力层承载力验算查表P20得ηb=0，ηd=1.0,fa=209+1.0×18.0×(1.8-0.5)=232.4kPaFk+Gk=1800+220+20×2.7×5.4×1.8=2545kNMk=950+180×1.2+220×0.62=13302kN·m⑵软弱下卧层承载力验算由Es1/Es2=7.5/2.5=3,z/b=2.5/2.7＞0.50,查表2-7得θ=23°，tanθ=0.424。σcz=18.0×1.8+(18.7-10)×2.5=54.2kPa或[18×1.8+(18.7-10)×2.5]÷(1.8+2.5)=12.6kN/m3淤泥质粘土承载力深度修正：faz=75+1.0×12.6×(4.3-0.5)=122.9kPaσcz+σz=54.2+57.2=111.4kPafaz（可以）结论：矩形基础底面尺寸为5.4m×2.7m，D＝1.8m,满足。【作业1】某建筑物结构形式为钢筋混凝土框架结构，场地地质条件自上而下依次为：①杂填土：色杂、以黑色、黄色为主，由石块、废瓷土等组成；②粉质粘土：黄色～灰色，含少量铁锰质结核，强度中等，硬塑，局部可塑，局部夹粉土及粘土五规律；③残积土：浅黄色～黄褐色，组织机构全部破坏，已风化为土状，场区普遍分布，层厚0.90～3.50m，fak=200KPa；④砂砾岩；全风化，黄褐色，层理构造，砂屑状碎结构。本工程采用钢筋混泥土独立基础，基础持力层为③残积土层。上部机构传至基础顶面处竖向力基本组合值Fk=2316KN，柱子截面尺寸500mmX500mm,上部结构传来的弯矩由基础拉梁承担，设计仅考虑轴心荷载作用，基础埋深1.8mm，经深度修正后的地基承载力特征值fa=245KPa。根据以上条件，设计该基础。)(4.2326.1744.57.22545可以　　kPafkPaAGFpakkk)(9.06512.025451302可以　　mlmGFMekkk)(9.2782.19.2734.5512.0616.17461max可以　　　　　kPafkPaleppakktan2tan2zbzlplbcdkzkPa2.57424.05.227.2424.05.224.58.10.186.1747.24.53/6.123.42.54mkNzdczm7（3）配筋计算配筋计算选两个关键处：①柱边，②变台阶处，先计算出该处弯矩（M），公式：lppAGppalaMmaxmax212'21212/6.488.12035.135.135.135.1mKNdAAdAGAGG