第十四章-建筑地基基础

第十四章建筑地基基础第一节基本规定第二节地基计算第三节无筋扩展基础第四节柱下钢筋混凝土独立基础第一节基本规定一、地基基础设计等级二、地基基础设计规定三、岩土工程勘探四、地基基础设计的荷载效应组合一、地基基础设计等级1.甲级重要的工业与民用建筑物；30层以上的高层建筑；体型复杂．层数相差越过10层的高低层连成一体建筑物；大面积的多层地下建筑物（如地下车库、商场、运动场等）；对地基变形有特殊要求的建筑物；复杂地质条件下的坡上建筑物（包括高边坡）；对原有工程影响较大的新建建筑物；场地和地基条件复杂的一般建筑物；位于复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室的基坑工程。2.乙级除甲级以外的工业与民用建筑物。3.丙级场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及一般工业建筑物。次要的轻型建筑物。二、地基基础设计规定1.承载力计算所有建筑物的地基都应满足承载力计算的有关规定。2.地基变形验算设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计；下表中的丙级建筑物，可不作地基变形设计计算。3.地基稳定性验算对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物；基坑工程。4.抗浮验算当地下水埋藏较浅，建筑物地下室或地下构筑物存在上浮问题时。三、岩土工程勘探工程地质勘察目的为工程设计与施工提供资料和依据。工程地质条件直接影响到建筑物的地基与基础设计。基坑开挖结束后，均需进行施工验槽，发现异常问题亦需进行施工勘察；深基础的设计与施工，需进行有关监测工作；当软弱地基处理时，需进行施工检验工作；施工中出现基槽边坡失稳滑动，则需进行勘测与处理。对面积不大的中小型门工程，且工程地质条件简单的场地或有建筑经验的地区，可简化勘察阶段，一次完成详细勘察。确定地基土的承载力和单桩承载力等。工程地质勘察成果为工程地质勘察报告书。四、地基基础设计的荷载效应组合1.确定基础底面积时按正常使用极限状态下荷载效应标准组合。2.计算地基变形时采用正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，且不计入风荷载和地震作用。3.确定基础高度、基础内力和配筋时采用承载能力极限状态下荷载效应的基本组合。第二节地基计算一、基础埋置深度二、承载力计算一、基础埋置深度1.建筑物的用途，有无地下室、设备基础和地下设施，基础的型式和构造等；2.工程地质和水文地质条件；尽量浅埋；宜埋置在地下水位以上；需满足基础稳定或抗滑要求。3.与原有相邻建筑物的关系需满足下图的设置要求。4.地基土冻胀和融陷的影响主要针对冻胀土的地基基础。5.高层建筑基础需满足地基承载力、变形和稳定性的要求。二、承载力计算1.基础底面的压力要求；(1)轴心荷载作用时：(2)偏心荷载作用时：2.地基承载力特征值fa的确定工程地质勘测报告提供地基承载力特征值fak；当基础宽度＞3米，埋置深度＞0.5米时，需进行修正，修正后的地基承载力特征值为fak。第三节无筋扩展基础一、基础选用材料二、基础底面高度一、基础选用材料1.无筋扩展基础（刚性基础）是指由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、三合土和灰土等材料组成的墙下条形基础或柱下独立基础。2.由于无筋扩展基础所用材料通常为砖、石、混凝土等，这些材料的抗压强度较高，而抗拉、抗剪强度较低，因此这种基础主要利用材料的抗压强度。所以在设计时，要求基础的外伸宽度和基础高度的比值在一定限度内，即要满足一定刚性角α的要求。3.无筋扩展基础（刚性基础）适用于上部结构荷载不大，地基承载力较高的多层民用建筑和轻型厂房。二、基础底面高度1.基础高度应满足下列要求：式中b—基础底面宽度；b0—基础顶面的墙体宽度或柱脚宽度；H0—基础高度；tanα—基础台阶高宽比，其允许值与基础所用料和基底压力大小有关。tan200bbH墙下刚性条形基础柱下刚性基础第四节柱下钢筋混凝土独立基础一、设计一般要求二、基础底板的尺寸确定三、基础抗冲切承载力四、基础底板的配筋五、现浇柱基础的插筋一、设计一般要求1.基础材料(1)混凝土混凝土强度等级不应低于C20；基础垫层采用厚度为70~100mm的C10混凝土;预制柱与杯口之间的缝隙用不低于C20的细石混凝土充填密实。(2)钢筋基础钢筋一般采用HPB235级或HRB335级钢；基础与上部结构连接的插筋应与上部结构的钢筋规格完全一致。2.混凝土保护层当有混凝土垫层时，底板钢筋的混凝土保护层厚度≥40mm；无混凝土垫层时，底板钢筋的混凝土保护层厚度≥70mm。3.基础顶面标高在任何情况下基础或基础梁的顶面标高不得高于室内设计地坪（内柱）或室外设计地面（外柱）；一般应低于设计地面50～100mm。4.基础形状和尺寸(1)底板基础底板尺寸为100mm的倍数。轴心受压基础底板一般采用正方形；偏心受压基础的底板为矩形，其长边和短边之比一般为1.5～2，最大不超过3。(2)基础高度当基础高度h≤500mm时，可采用锥形基础；当基础高度h≥600mm时，宜采用阶梯形基础，每阶高度宜为300～500mm，阶高利水平宽度（阶宽）均采用100的倍数，且最下一个阶宽b1≤1.75h1，其余阶宽不大于相应阶高。基础高度按抗冲切承载力计算确定。现浇柱基础有效高度H0尚应满足柱纵向受力钢筋在基础内的锚固要求；预制柱基础尚应满足杯口深度和杯底厚度要求。二、基础底板的尺寸确定对于不作地基变形验算的丙级建筑物，可按基础底面的压力要求确定基础底面尺寸。1.轴心受压基础式中d——基础埋置深度；A——基础底面面积。2.偏心受压基础式中Nk、Mk、Vk——上部结构传至基础顶面的荷载效应标准组合值；h——基础高度；e——偏心距。三、基础抗冲切承载力式中ps——按荷载效应基本组合计算并考虑结构重要性系数的基础底面地基反力设计值（可扣除基础自重及其上的土重），当基础偏心受力时，可取最大的地基反力设计值；h0——验算冲切面的有效高度，取两个配筋方向的截面有效高度的平均值；Al——考虑冲切荷载时取用的多边形面积；bt——冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长；bb——冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的下边长，bb＝bt＋2h0；βh——截面高度影响系数；ft——混凝土轴心抗拉强度设计值。四、基础底板的配筋1.轴心受压基础在结构传下的轴向力设计值N的作用下ps＝N/ab在基础根部的I－I、II－II截面，其弯矩MI及MII为：2.偏心受压基础求MI：求MII：3.基础底板配筋五、现浇柱基础的插筋1.插筋的固定：在基础内，插筋与箍筋组成骨架竖立于底板的钢筋网上。当基础高度较小时，全部插筋伸至底板钢筋网；当基础高度较大时可仅将四角的插筋伸至底板钢筋网处，其余插筋可只锚固于基础顶面以下la长度处。2.插筋搭接位置：基础中的插筋与柱钢筋连接优先选出焊接。当为塔按时搭接位置应根据地面与基础顶面的距离H1决定。（1）当H1＜1.5m时，其搭接位置在基础顶面处，即基础插筋与柱钢筋直接措接，施工键在基础顶面。（2）1.5m≤H1≤3m时，搭接位置在地面标高以下150mm处，施工缝亦在该处；（3）H1＞3m时，其搭接位置在基础顶面及地面标高以下150mm处，施工缝也在该二处设置。在插筋搭接范围内，l纵向钢筋搭接长度取1.2la，轴心受压时取0.85la；箍筋间距s不大于100mm，且不大于5d（d为纵向受力钢筋的最小直径）。3.基础插筋与柱内受力钢筋的搭接：对轴心受压柱或偏心距e0＜0.225h的小偏心受压柱，或每侧受力钢筋不多于3根的一般偏心受压柱，所有纵向钢筋可在同一平面内格接。在e0≥0.225h时，若柱截面一侧受力钢筋为4～8根，应在两个平面措接；多于8根时，应在一个平面搭接。搭接长度各为1.2la。