【正文】 地基與基礎(chǔ) 3 地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 1 地基和基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則 3 地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì) （ 1）基礎(chǔ)的強(qiáng)度、剛度和耐久性 （ 2）穩(wěn)定：承載力 （ 3）變形 （ 4）滲透穩(wěn)定性 概述 地基與基礎(chǔ) 3 地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 2 地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的共同作用 不考慮共同作用 —— 將地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)三者作為一個(gè)整體考慮，并要滿足地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)三者在連接部位的變形協(xié)調(diào)條件。 上部結(jié)構(gòu) 基礎(chǔ) 地基 地基與基礎(chǔ) 3 地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 3 基礎(chǔ)剛度的影響 （ 1）柔性基礎(chǔ) 填土 基底反力 柔性均布荷載 基底沉降量 土工聚合物 ● 柔性基礎(chǔ)可隨地基的變形而任意彎曲 ● 基底反力與作用在基礎(chǔ)上的荷載分布相同 ● 基礎(chǔ)缺乏剛度，無力調(diào)整不均勻沉降 地基與基礎(chǔ) 3 地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 4 （ 2）剛性基礎(chǔ) ● 荷載小時(shí)為馬鞍形分布 ● 荷載大時(shí)為拋物線形分布 qpqpqpqp地基為完全彈性體 基礎(chǔ)邊緣土體破壞 進(jìn)一步破壞 地基土無粘性，基礎(chǔ)埋深淺 ● 基底反力分布與荷載分布無關(guān) 地基與基礎(chǔ) 3 地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 5 地基對(duì)基礎(chǔ)的影響 （ 1）不同壓縮性地基對(duì)基礎(chǔ)擾曲和內(nèi)力的影響 ? ?qx? ?軟弱土地基 ? ?qx??密實(shí)土地基 共同作用分析的基本思路 共同作用實(shí)用化進(jìn)展 地基與基礎(chǔ) 3 地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 6 （ 2）非均勻性地基對(duì)基礎(chǔ)擾曲和內(nèi)力的影響 ? ?qx? ?軟弱土層 ? ?qx??軟弱土層 地基與基礎(chǔ) 3 地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 7 （ 1）初步擬定地基承載力 地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)步驟 （ 2）選擇地基和基礎(chǔ)的類型 （ 3）選擇基礎(chǔ)的埋置深度 （ 4）初步確定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式和材料 （ 5）擬定基礎(chǔ)的布置和尺寸 （ 6）地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定和沉降驗(yàn)算 （ 7）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和構(gòu)造設(shè)計(jì)，并繪制施工詳圖 地基與基礎(chǔ) 3 地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 8 地基承載力 (subgrade bearing capacity)的確定 （ 1）地基承載力概念 （ 2）確定地基承載力的方法 ● 理論公式法 ● 原位測(cè)試法 ● 規(guī)范查表法 ● 極限承載力 pu ● 地基承載力 fv＝ pu/Fs：僅滿足強(qiáng)度要求 ● 容許承載力：同時(shí)滿足強(qiáng)度和變形要求 地基與基礎(chǔ) 3 地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 9 理論公式法 按極限荷載確定地基承載力 （ 1） 極限荷載的一般式 （條形淺基礎(chǔ)） u v c q γ 2Bp N c N q N ?? ? ?0fqD?? 斯肯普頓、魏西克、普朗德爾、太沙基、漢森公式等都具有如上形式，只是系數(shù) 、 、 不同而已。式中： cN qN γNB—— 基礎(chǔ)寬度； q—— 旁壓荷載， Df—— 基礎(chǔ)埋置深度； c—— 地基土的粘聚力； 、 、 —— 承載力系數(shù)，僅與內(nèi)摩擦角有關(guān)； cN qN γN地基與基礎(chǔ) 3 地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 10 —— 基底以下地基土的有效重度，按情況選用： ● 地下水在基底上時(shí)， ● 地下水在基底下且埋深大于 B時(shí)， ● 地下水在基底下且埋深 d小于 B時(shí)， ????????d B dBB? ? ?? ???—— 基底以上土的重度，按情況選用： ● 地下水在基底下時(shí)，無影響 ● 地下水在基底上且埋深 小于 時(shí)， 0?1d fD1 f 10ffd D dDD? ? ?? ???地基與基礎(chǔ) 3 地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 11 習(xí)題 31： 有兩基礎(chǔ)埋置在砂土中， A基礎(chǔ)埋深 2m，基礎(chǔ)寬度 6m， B基礎(chǔ)埋深 4m。試問 B基礎(chǔ)基礎(chǔ)寬度為多少時(shí)，二基礎(chǔ)能承受的極限荷載相等？ ? ?cqN N N ???地基與基礎(chǔ) 3 地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 12 AuA c f A q62522bN Np c N D N N N?? ?? ? ?? ? ? ? ? ?習(xí)題 31 解：極限承載力： B BuB c f B q 422bN bNp c N D N N?? ???? ? ? ? ?u A u Bpp?B542bNNN ?????B 2mb ?地基與基礎(chǔ) 3 地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 13 某條形淺基礎(chǔ)置于粘性土地基上，地下水與基礎(chǔ)底面齊平，基礎(chǔ)寬度 b=5米，承受鉛直均布設(shè)計(jì)荷載為 870kPa，粘性土的 φ=20176。 ， c=105kPa，γ=17kN/m3， γsat=，求地基穩(wěn)定安全系數(shù)K=，基礎(chǔ)的埋置深度 Df為多少？ 習(xí)題 32： （ φ=20176。 , Nγ=， Nc =， Nq = ） 地基與基礎(chǔ) 3 地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 14 習(xí)題 32 解：極限承載力： 2u c 1 f qf2105 17 5 2bNp c N D ND???? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?地基承載力： uua 8 7 0 k Pa2pppK? ? ?聯(lián)解二式得： Df≥，得解。 地基與基礎(chǔ) 3 地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 15 ● 適用條件 ● 極限承載力公式 以中心垂直荷載為主的各類建筑物條形基礎(chǔ)情況。 （ 2）太沙基公式 u v c q γ 2Bp N c N q N ?? ? ?★ 整體剪切破壞 ★ 局部剪切破壞 對(duì)于局部破壞的情況，太沙基建議，只要降低 c、 值 1/3，即 , 2 / 3cc? ? ta n 2 ta n / 3??? ?tan?★ 方形基礎(chǔ) u v f1 . 2 0 . 4cqp c N D N B N ???? ? ?★ 圓形基礎(chǔ) u v f1 . 2 0 . 6 2cqp c N D N B N ???? ? ?地基與基礎(chǔ) 3 地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 16 ★ 偏心荷載 若荷載加偏心時(shí)，可用有效寬度 代替實(shí)際寬度 B計(jì)算極限承載力 B2B B e? ??● 地基承載力設(shè)計(jì)值及安全系數(shù)（表 32） v u sf p F?● 缺點(diǎn) 太沙基假定的破壞模式與實(shí)際情況出入較大，正漸被放棄采用。 地基與基礎(chǔ) 3 地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 17 ● 適用條件 以中心傾斜荷載為主的各類建筑物條形基礎(chǔ)情況，對(duì)水利和港口工程有適用意義，屬半經(jīng)驗(yàn)公式。 （ 3）漢森公式 ● 豎直向極限承載力 uv 2c c c c c c q q q q q qBp N c i S d g b N q i S d g b N i S d g b? ? ? ? ? ??? ? ?★ 基底形狀 當(dāng)基礎(chǔ)的長(zhǎng)度與寬度之比 時(shí)，不能視作條形基礎(chǔ)，由于兩側(cè)摩阻力影響，總的反映出承載力要增大，對(duì)非條形基礎(chǔ)基本公式各項(xiàng)應(yīng)分別乘以修正系數(shù) 、 、 。 /5LB?cS S?qS地基與基礎(chǔ) 3 地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 18 ★ 基礎(chǔ)埋深 fcq 1 5 DddB? ? ?1d? ? 淺埋基礎(chǔ) 如埋深內(nèi)有強(qiáng)度小于基底下持力層的土層時(shí)，應(yīng)將此軟弱層的深度扣除。 ★ 傾斜荷載 極限荷載的垂直分量 puv將隨荷載合力 P與鉛直線的夾角 δ的增大而減小。合力為傾斜荷載時(shí)，計(jì)算鉛直向極限荷載 puv的公式各項(xiàng)應(yīng)分別乘以與荷載傾角δ有關(guān)的荷載傾斜因素 ic、 iq、 ir。 ★ 地面傾斜 5q ( 1 0 . 5 ta n )gg ? ?? ? ?c 1 147g????地基與基礎(chǔ) 3 地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 19 ★ 基底傾斜 c 1 147b????2 ta nq eb ??? 2 .7 ta nγ eb ??? 若基礎(chǔ)承受鉛直向偏心荷載時(shí)，計(jì)算極限荷載時(shí)應(yīng)以有效寬度 B′、 L′來代替實(shí)際寬度 B、 L。