浅基础(岩土工程师)

浅基础第一章浅基础的方案选用与比较大纲要求：了解：各种类型浅基础的传力特点、构造特点和适用条件；掌握：浅基础方案选用和方案比较的方法。第一节各类浅基础的受力特性与结构特点一、基础及浅基础基础——建筑物的地下部分，将上部结构荷载传递给地基土（岩）。浅基础——通常认为埋深小于5m，或小于基础最小宽度(独立基础和条基)，且只需普通的施工方法（挖槽、排水）就可建造的基础。浅基础计算时不考虑侧面摩擦力。二、浅基础的类型（1）独立基础；（2）条形基础；（3）联合基础（十字交叉条形基础）；（4）筏板基础；（5）箱形基础图1-1a图1-1b图1-2a图1-2b图1-3a,b平板式c,d梁板式图1-4图1-5三、受力特性及构造特点浅基础按受力特性可分为无筋扩展基础与扩展基础（钢筋砼柔性基础）1.无筋扩展基础见“地基规范”（8.1.1条）～（8.1.2条）。无筋扩展基础是指由砖、毛石、砼、毛石砼、灰土、三合土等材料组成的条基或独立基础，适用于多层民用建筑和轻型厂房。2.扩展基础（钢筋砼柔性基础）（1）独立基础底面形状为正方形或矩形。台阶形：现浇柱锥形：现浇柱杯口形：预制柱（单肢、双肢、低杯口、高杯口）（2）条形基础墙下条形基础柱下条形基础十字交叉条形基础带肋：图1-7不带肋：图1-8图1-6图1-7图1-8构造见“地基规范”（8.2.2~8.2.6条）（3）筏板基础筏板基础见图1-4。“地基规范”（8.4.1条）（4）箱形基础箱基与筏基相比：①埋深大；②中空；③刚度大，所以其承载力及抗不均匀沉降及抗震性能都较好。见图1-5。平板式：平板式为一块等厚度（0.5~2.5m）的平板。板厚先按经验确定，再验算冲切力。“地基规范”（8.4.1条）梁板式：“地基规范”（8.4.5条）第二节浅基础方案的选用与比较例1从一个例子看：当土层承载力特征值fa分别为160kPa,110kPa，80kPa时，选用何种基础型式？图1-9柱集中载荷分布图例2已知：d＝1.25m,fak＝110kPa,确定基础型式？估算：而外轴线的面积为：10.75×2.7＝29.025m2∴只能选筏板，面积扩大为13.3×4.0＝53.2m22m19.5325.1201103.4521dfakFA综合以上，可看出基础方案的选择要综合考虑以下因素：1.地质条件，土的类别、土层分布、地下水、周围建筑物及地下情况。2.上部结构情况，建筑物重要性、体型、结构类型等。3.施工可行性及经济因素。第二章地基承载力计算大纲要求：熟悉：1.不同结构对地基条件的要求；2.确定地基承载力的各种方法。掌握：1.地基承载力深宽修正；2.软弱下卧层强度验算方法。第一节地基承载力的确定一、地基设计荷载的规定（一）、地基基础设计的两种极限状态1.承载能力极限状态2.正常使用极限状态（二）、荷载分类及组合1.荷载分类见（“地基规范”3.0.1~3.0.5条）载荷分类永久荷载可变荷载偶然荷载设计时，不同的荷载要采用不同的代表值标准值标准值、组合值、频遇值、准永久值按建筑结构使用特点确定设计值＝代表值×分项系数永久荷载标准值（自重）：构造尺寸×单位体积自重可变载荷标准值：查荷载规范组合值：标准值×荷载组合值系数频遇值：标准值×荷载频遇系数准永久值：标准值×荷载准永久值系数2.荷载组合荷载组合基本组合偶然组合承载能力极限状态验算时用标准组合频遇组合准永久组合正常使用极限状态验算时用（三）两种极限状态验算(地基规范3.0.4条~3.0.5条）1标准组合2准永久组合3基本组合1）由可变荷载控制2）由永久荷载控制QikcinikQGkkSSSS21QikqiGkkSSSQikCiQinikQQGkGkSSSS211kSS35.1二、设计原则满足承载力、变形、稳定的要求。建筑物等级及对地基设计的要求甲级：满足承载力、变形验算乙级：满足承载力、变形验算丙级：满足承载力验算。部分建筑物需做变形验算。变形验算的范围见“地基规范”3.0.2条。三、地基承载力的确定（“地基规范”5.2节）（一）.载荷试验确定地基承载力fak地基承载力特征值fak包含强度和变形两个概念（见规范2.1.3条）1、浅层板载荷试验（见规范100页附录C）问：①压板的面积？②试坑的尺寸？③加荷分级及最大加载量？④稳定标准？⑤终止加载标准？⑥单点fak的确定i）第一类曲线：能确定比例界限及极限载荷时；ii）第二类曲线，s/b＝0.01~0.015⑦土层fak的确定？2、深层平板载荷试验（见地基规范102页附录D）3、fak的修正（见地基规范5.2.4条)注：①淤泥和淤泥质土hb＝0②fak是用深层载荷试验的hd＝0③d的取法。)5.0()3(dbffmdbakahh（二）.理论公式确定地基承载力1、临塑荷载与临界荷载的概念Pcr——临塑载荷：塑性区开展最大深度zmax＝0P1/4——临界载荷：zmax＝b/42、极限承载力Pu：Nc、Nq、NΥ——承载力系数，是j的函数（三）.规范推荐的理论公式：（见地基规范5.2.5条）。注意:公式的适用条件及b的取法。（四）.岩石地基承载力特征值1、载荷试验:不少于三点;取最小值;不进行深宽修正。2、饱和单轴抗压强度试验kcmdbaCMdMbMfrkraffbNqNcNpqcu21第二节持力层承载力验算持力层承载力验算：见“地基规范”5.2.1条。总原则：轴心：偏心：akfpakfpakfp2.1max一、基底压力的计算1.轴心荷载作用下：2.偏心荷载作用下基底压力分布有三种可能1）当e=b/6时，梯形分布)/20,(3mkNAdGAGFpGGkkkk其中WMAGFpkkkkmaxWMAGFpkkkkmin2）当eb/6时，仍呈三角形分布，但基础有一部分呈“脱空”状态，计算公式也发生变化注：1）偏心荷载作用时，一定要先判断基底压力属于哪种情况：是梯形、三角形(不脱空)或三角形(部分脱空)。对于不同的情况要采用不同的公式计算基底压力！2）注意b的含义。二、持力层承载力验算（见前述）alGFpkkk3)(2max第三节.软弱下卧层承载力验算“地基规范”5.2.7条总原则：矩形基础：注意计算中的问题：①公式中的z从何算起？确定faz时，深度修正z从何算起？②为什么不做宽度修正？azczzfpp)tg2)(tg2()(zlzbpplbpckz第三章地基变形计算及验算大纲要求：了解：1.各种建（构）筑物对变形控制的要求；2.地基基础与上部结构共同作用分析方法及其在工程中的应用。掌握：地基应力计算和沉降计算方法。第一节各种建筑物对变形控制的要求变形验算的范围见“地基规范”3.0.2条。变形计算的思路：①先计算应力：按弹性理论查表②寻求应力应变关系（压缩试验e—p曲线）③计算变形。第二节土中应力计算一.自重应力计算：自重应力附加应力土中应力iiniczhp1二.附加应力计算：1.均布矩形角点下附加应力例1矩形基础长3.2m,宽2.0m求sz,p0=100kPa查a＝0.195∴sz＝100×0.195＝19.5kPa注意：计算点不在角点的情况。bzblfpz,0aasl——长边b——短边0.122,6.122.3bzbl•例2：矩形基础中心点附加应力分布图形：L=3.2/2,b=2.0/2,za=4×0.25=1.00z/b=1.0,a=4×0.195=0.781.0mz/b=2.0,a=4×0.110=0.442.0mz/b=3.0,a=4×0.064=0.1923.0mz/b=5.0,a=4×0.027=0.1085.0m地基规范表3.0.2注：地基主要受力层，条基3b,独立基础下为1.5b,且不小于5m。2.矩形面积三角形分布载荷作用下附加应力计算。1点：2点：注：L、b的含义附加应力系数：矩形＝三角1点+三角2点bzblfpz,111aasbzblfpz,222aas21aaa压缩试验得出e—p曲线，可得压缩系数a，压缩模量Es,竖向固结系数Cv,确定土的前期固结压力。第三节土的压缩试验——寻求力与变形的关系aeppeeeeeeppEppeepedpdeas112211121121221111s根据受压前后土粒体积不变和土样横截面积不变得出：1211111111222111)1()1(11eeeHseHseeHHeeHeHe第四节变形计算与验算一、变形计算(一)分层总合法注:1压缩层厚度;2分层厚度;3e1、e2对应的压力。ininiiiiiheeesseeeHs11121121111（二）规范法dzpEdzEdzsdzdsEpozsszzzzzszzzassas00001变形=附加应力面积Es记住此结论：•规范：zpdzpz000aa)()(1101101100iiiisiiiissiiiiizzEpszzEpEzpzpsiiiaaaaaa),(0pEfsssss)ln4.05.2(025.01bbzssninin二变形验算≤[]——变形特征值，共四个：沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。[]——变形特征允许值（地基规范：5.3.2条）第五节上部结构、基础和地基的共同作用一、上部结构与基础的共同作用二、地基与基础的共同作用第四章浅基础设计大纲要求：了解：各种类型浅基础的设计要求和设计步骤。熟悉：基础埋深与基础底面积的确定原则；各种类型浅基础的设计计算内容。掌握：基础底面压力分布的计算方法；浅基础内力计算方法。第一节浅基础设计步骤1、选择基础型式2、确定基础埋深（选持力层）3、确定基底面积4、地基计算（承载力、变形、稳定验算）5、结构和构造设计（确定基础高度、断面尺寸及配筋）6、绘施工图第二节基础埋深的确定（地基规范5.1条）一基础埋深应按下列条件确定：１、建筑物的用途、有无地下室、设备基础、基础的型式和构造。２、作用在地基上荷载的大小和性质。３、工程地质和水文地质条件。在满足稳定和变形的前提下，基础应尽量浅埋（但埋深不宜小于0.5m)，水文地质条件要考虑承压水的影响。４、相邻建筑物的基础埋深。５、地基土冻胀和融陷的影响。考虑冻胀影响基础最小埋深dmin＝zd－hmax其中：zd=z0zazwze(z0、za、zw、ze、hmax可查规范5.1.7条和附录G）二。构造要求１不小于0.5m(5.1.2);２对箱基，筏基埋深的规定(5.1.3);3考虑相邻基础埋深．第三节基础底面积的确定一、公式推导1.中心荷载作用下要求：对条型基础注：第一次试算时fa可用未经深宽修正的承载力特征值代入lbAdfFAFdAfAAfdAFfAGFpfpGakkGaaGkakkkakdfFbGak2.偏心载荷作用下先按中心载荷作用计算面积，再根据偏心距大小将A提高（10～30%）。二、计算步骤1.计算面积A2.确定b、l3.按pk≤fa进一步验算，最终确定面积A第四节基础高度的确定一、无筋扩展基础高度的确定按台阶宽高比的要求确定。tga——台阶宽高比，其允许值查规范表8.1.2。atg200bbH二、钢筋混凝土扩展基础高度的确定按抗冲切验算确定（规范8.2.7条）。（一）对矩形柱的矩形基础：1、冲切验算ljlbtmmthplApFaaahafF2/)(7.002、基础底板的配筋·0minmax2maxmax219.02)2()(481)(2)2(121hfMAAGppbbalMlppAGppalaMygⅡⅠ（二）筏板基础板的最小厚度不应小