【正文】 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法及實(shí)例 全國(guó)注冊(cè)土木工程師（巖土）繼續(xù)教育必修教材（之二） 住宅和城鄉(xiāng)建設(shè)部職業(yè)資格注冊(cè)中心 組編 朱炳寅 婁寧 楊琦 編著 丁繼輝 河北大學(xué)建筑工程學(xué)院 13831259783 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ) 擴(kuò)展基礎(chǔ) 獨(dú)基加防水板基礎(chǔ) 工程實(shí)例及實(shí)例分析 獨(dú)立基礎(chǔ)常見問題 第五章 條形基礎(chǔ) 墻下條形基礎(chǔ) 柱下條形基礎(chǔ) 條基加防水板基礎(chǔ) 工程實(shí)例及實(shí)例分析 條形基礎(chǔ)的常見設(shè)計(jì)問題 第六章 筏形和箱形基礎(chǔ) 箱形及筏形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本要求 梁板式筏形基礎(chǔ) 平板式筏形基礎(chǔ) 箱形基礎(chǔ) 工程實(shí)例及實(shí)例分析 筏形及箱形基礎(chǔ)的常見設(shè)計(jì)問題 獨(dú)立基礎(chǔ) 十字交叉梁 筏形基礎(chǔ) 箱形基礎(chǔ) 柱下條形基礎(chǔ) 墻下條形基礎(chǔ) 樁基礎(chǔ) 沉井基礎(chǔ) 沉箱基礎(chǔ) 基礎(chǔ)型式的選取 深基礎(chǔ) 淺基礎(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)步驟 天然地基上的淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和計(jì)算，既要保證基礎(chǔ)本身有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，同時(shí)又要考慮地基的強(qiáng)度、穩(wěn)定性及變形條件，其主要設(shè)計(jì)步驟包括： （ 1） 選擇基礎(chǔ)的材料 、 類型和平面布置 。 （ 2） 選擇基礎(chǔ)的埋置深度 。 （ 3） 確定修正后地基承載力的特征值 。 （ 4） 確定基礎(chǔ)的底面積和底面尺寸 。 （ 5） 地基變形驗(yàn)算 。 （ 6） 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 。 （ 7） 基礎(chǔ)施工圖繪制（包括施工說明）。 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 本章應(yīng)把握的主要問題： 獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)由結(jié)構(gòu)工程師完成，巖土工程師應(yīng)了解獨(dú)立基礎(chǔ)的主要形式和設(shè)計(jì)的基本原理，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)地基承載力及地基沉降的關(guān)注點(diǎn)。 說明 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 獨(dú)立基礎(chǔ) ：無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)和鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)。 1 本章涉及主要規(guī)范， 其 他地方標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范主要內(nèi)容在相關(guān)索引中列出。 2 剛性基礎(chǔ)變形能力差，對(duì)上部結(jié)構(gòu)依賴性大，上部結(jié)構(gòu)應(yīng)提供足夠的剛度以保證剛性基礎(chǔ)性能的實(shí)現(xiàn)。 一般用于單層及多層建筑的基礎(chǔ)，在砌體承重結(jié)構(gòu)中常有應(yīng)用?；彝翂|層一般僅用于溝管設(shè)計(jì)中。 說明 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 3 鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)在工程中應(yīng)用普遍。 受力簡(jiǎn)單明確。 方便施工，同時(shí)經(jīng)濟(jì)效益顯著。 在工程設(shè)計(jì)中是首選的基礎(chǔ)形式。 說明 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 4 獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板 在工程中得到了廣泛應(yīng)用，拓展了鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)的應(yīng)用空間。 工程實(shí)踐表明： 獨(dú)基加防水板基礎(chǔ)具有傳力明確，構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)驗(yàn)等優(yōu)點(diǎn)。 該部分內(nèi)容是作者根據(jù)工程實(shí)踐編寫的，應(yīng)用時(shí)應(yīng)根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)加以判斷， 并參考使用 。 說明 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 5 本章第三節(jié)對(duì)地下室抗浮設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了適當(dāng)?shù)臍w納，分析了 自重平衡法、抗力平衡法、浮力消除法和綜合設(shè)計(jì)法 的適用條件，并進(jìn)行相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)比較，供讀者參考。 說明 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 6 規(guī)范規(guī)定在地基與基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算中，要根據(jù)不同的計(jì)算內(nèi)容采用不同的荷載效應(yīng)組合值。 從工程設(shè)計(jì)的實(shí)際情況來看，要嚴(yán)格區(qū)分不同的情況，采用各不相同的荷載組合，不僅計(jì)算量大，且有時(shí)很難嚴(yán)格區(qū)分，同時(shí)從工程設(shè)計(jì)角度看也無必要。 本章提供滿足工程設(shè)計(jì)需要的簡(jiǎn)化換算方法，以實(shí)現(xiàn)不同荷載效應(yīng)數(shù)值的簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)化。 第一節(jié) 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ) 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 本節(jié)介紹剛性基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的一般要求。 當(dāng)?shù)鼗休d力比較高時(shí)應(yīng)對(duì)剛性基礎(chǔ)進(jìn)行抗剪驗(yàn)算。 注意 ：在 剛性角范圍內(nèi) 同樣存在 抗剪驗(yàn)算問題 ，提出 考慮基礎(chǔ)厚度影響并引入剪切系數(shù)的實(shí)用抗剪計(jì)算公式 。 要點(diǎn)： 編者根據(jù)承臺(tái)抗剪計(jì)算提出： ?? 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)又稱剛性基礎(chǔ) ， 一般由磚、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料建造。 材料特點(diǎn)： 有較高的抗壓性能，但其抗拉、抗剪強(qiáng)度都不高，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須使基礎(chǔ)主要承受壓應(yīng)力，并保證在基礎(chǔ)內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力都不超過材料強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值。 常設(shè)計(jì)成軸心受壓基礎(chǔ)。 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)符合臺(tái)階寬高比或剛性角要求。 第一節(jié) 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ) 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 第三章 淺基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 擴(kuò)展基礎(chǔ)破壞形式 2 1 2 1 純剪 斜壓 沖切 彎曲 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ) 第一節(jié) 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ) 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 一、一般規(guī)定 砌體結(jié)構(gòu)形成一個(gè) 約束體，其抗震性能較好。 第一節(jié) 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ) 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 一、一般規(guī)定 設(shè)計(jì) （ 7度），實(shí)際地震 （ 10度） 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)構(gòu)造示意圖 （ d為縱向鋼筋直徑） 1 （ 《 地基規(guī)范 》 第 ）無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)適用于多層民用建筑和輕型廠房。 第一節(jié) 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ) 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 一、一般規(guī)定 基礎(chǔ)高度 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)構(gòu)造示意圖 （ d為縱向鋼筋直徑） 2 《 地基規(guī)范 》 基礎(chǔ)高度應(yīng)符合： ?t a n2/)( 00bbH ??基礎(chǔ)底面寬度 基礎(chǔ)頂面的墻體寬度或柱腳寬度 基礎(chǔ)臺(tái)階的寬高比 見規(guī)范表格 02ta nHb??基礎(chǔ)臺(tái)階寬度 第一節(jié) 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ) 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 一、一般規(guī)定 第一節(jié) 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ) 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 4. 基礎(chǔ)底面處的平均壓力值超過 300 kPa 的混凝土基礎(chǔ)，尚應(yīng)進(jìn)行抗剪驗(yàn)算。 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)臺(tái)階寬高比的允許值 表 基礎(chǔ)材料 質(zhì)量要求 臺(tái)階寬高比的允許值 混凝土基礎(chǔ) C15混凝土 1: 1: 1: 毛石混凝土基礎(chǔ) C15混凝土 1: 1: 1: 磚基礎(chǔ) 磚不低于 MU砂漿不低于 M5 1: 1: 1: 毛石基礎(chǔ) 砂漿不低于 M5 1: 1: —— 灰土基礎(chǔ) 體積比為 3： 7或 2： 8，其最小干密度：,粉質(zhì)粘土 ,粘土 , 1: 1: —— 三合土基礎(chǔ) 體積比為 1:2： 4~1:3:6（石灰 :砂 :骨料），每層約虛鋪 220mm，夯至 150mm。 1: 1:20 —— 100?kp 202200 ?? kp 200?kp注： 1. kp 荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)基礎(chǔ)底面處的平均壓力值（ kPa）； 2. 階梯形毛石基礎(chǔ)的每階伸出寬度，不易大于 200mm； 3. 當(dāng)基礎(chǔ)由不同材料疊合組成時(shí)，應(yīng)對(duì)接觸部分作抗壓驗(yàn)算； 該表提供的無筋擴(kuò)展混凝土基礎(chǔ)臺(tái)階寬高比的允許值， 是根據(jù)材料力學(xué)、現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范確定的。 第一節(jié) 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ) 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 3. 采用無筋擴(kuò)展鋼筋混凝土柱，其柱腳高度 不得小于 （ 圖 ），并不應(yīng)小于 300mm且不小于 20 （ 為柱中的縱向受力鋼筋的最大直徑）。 當(dāng)柱縱向鋼筋在柱腳內(nèi)的豎向錨固長(zhǎng)度不滿足錨固要求時(shí)，可沿水平方向彎折，彎折后的水平錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于 10 不不應(yīng)大于 20 。 1h1b maxdmaxdmaxd maxd圖 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)構(gòu)造示意圖（ d為縱向鋼筋直徑） 4. 當(dāng)基礎(chǔ)底面的平均壓力（ 此處理解為相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)，基礎(chǔ)底面的平均壓力 編者注 ）超過300kPa時(shí)，驗(yàn)算墻（柱）邊緣或臺(tái)階處的受剪承載力。 第一節(jié) 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ) 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) AfV ts 3 6 ?相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)，地基土平均凈反力產(chǎn)生的沿墻（柱）邊緣或變截處單位長(zhǎng)度的剪力設(shè)計(jì)值。 材料的抗拉強(qiáng)度 沿墻（柱）邊緣或變截處混凝土基礎(chǔ)單位長(zhǎng)度的面積。 該公式按薄板理論計(jì)算，沒有考慮基礎(chǔ)厚度對(duì)抗剪有利的影響。 該公式與 《 混凝土規(guī)范 》 公式（ ）比較： 無筋混凝土受剪承載力約為不配置箍筋和彎起鋼筋 的一般板類受彎構(gòu)件的一半。 （ ） （混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范） 第 不配置箍筋和彎起鋼筋的一般板類受彎構(gòu)件，其斜截面的受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定： 第一節(jié) 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ) 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) bhfV th??（ ） 410 )/8 0 0( hh ??AfV ts 3 6 ? （ ） （ ） 截面高度影響系數(shù)： 當(dāng) h0800mm時(shí)，取 h0=800mm； 當(dāng) h02022mm時(shí)，取 h0=2022mm； 工程實(shí)例 （ P183） 三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)問題 1．在剛性基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)中，為滿足正常使用要求常加適量的構(gòu)造鋼筋（或防裂鋼筋），這樣，常常帶來所謂不滿足最小配筋率的問題。 對(duì)配置少量鋼筋（或拉接筋）的素混凝土基礎(chǔ)，不能以鋼筋混凝土基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)來控制配筋，否則，將造成很大的浪費(fèi)。 第一節(jié) 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ) 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)問題 2．比較鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)的抗剪設(shè)計(jì)要求（見 圖 ），可以考慮厚板單元板厚對(duì)基礎(chǔ)底板抗剪的有利影響，而對(duì)于基礎(chǔ)臺(tái)階的寬高比滿足規(guī)范要求的無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)，完全不考慮厚板單元板厚對(duì)基礎(chǔ)底板抗剪的有利影響是不恰當(dāng)?shù)摹? 對(duì)巖石地基上的素混凝土剛性基礎(chǔ)，由于地基承載力高， Vs 的取值及按公式（ ）驗(yàn)算，常引起素混凝土基礎(chǔ)截面高度的急劇增加，導(dǎo)致設(shè)計(jì)極不合理（詳見本章第四節(jié)實(shí)例 ）。 第一節(jié) 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ) 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)問題 第一節(jié) 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ) 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 002 )2( hhlfV nthss ?? ?（ ） 受剪切承載力截面高度 影響系數(shù)，見表 . 1．無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)符合表 規(guī)定時(shí)，一般可不驗(yàn)算。 2．確有必要時(shí)，可按“混凝土規(guī)范”附錄 A 的要求對(duì)無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)算。 3．多層砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)優(yōu)先考慮采用剛性基礎(chǔ)。 4．當(dāng)基礎(chǔ)寬度 B≥ 時(shí)，不宜采用剛性基礎(chǔ)。 5．當(dāng)?shù)叵滤惠^高或冬季施工時(shí)，宜采用混凝土（ ≥）墊層。 墻下剛性條形基礎(chǔ)一般可不設(shè)置基礎(chǔ)梁，但當(dāng)?shù)鼗饕芰臃秶鷥?nèi)存在軟弱土層及不均勻土層時(shí)，可增設(shè)基礎(chǔ)圈梁以加強(qiáng)基礎(chǔ)剛度。 第一節(jié) 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ) 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 四、設(shè)計(jì)建議 第一節(jié) 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ) 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) AfV ts ??考慮基礎(chǔ)厚度影響，引入剪切系數(shù)。 ??AfV ts ?7．對(duì)素混凝土剛性基礎(chǔ)，考慮基礎(chǔ)厚度的影響，建議在公式（ ）的右端項(xiàng)中引入剪切系數(shù) β （ β 可按公式（ ）確定）并取 β =。 則公式（ ）可改寫成： 該公式為混凝土規(guī)范公式，考慮了板厚的影響?。。? （ ） （ ） 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 擴(kuò)展基礎(chǔ) 一、相關(guān)規(guī)定 二、理解與分析 三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)問題 四、設(shè)計(jì)建議 五、相關(guān)索引 第二節(jié) 擴(kuò)展基礎(chǔ) 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 要點(diǎn)： 規(guī)范對(duì)擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本要求。 NOTES： 地基承載力驗(yàn)算及鋼筋混凝土基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)采用各不相同的荷載組合、地基反力直線分布對(duì)基礎(chǔ)截面的基本要求、荷載偏心距對(duì)地基反力的影響及獨(dú)立基礎(chǔ)最小配筋率等問題。 提出地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，滿足工程設(shè)計(jì)要求的不同內(nèi)力組合的互換原則。 第二節(jié) 擴(kuò)展基礎(chǔ) 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 擴(kuò)展基礎(chǔ) 系指柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)和墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。 第二節(jié) 擴(kuò)展基礎(chǔ) 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 一、相關(guān)規(guī)定 計(jì)算要求 基礎(chǔ)底面積確定： （ 《 地基規(guī)范 》 第 ）基礎(chǔ)底面的壓力，應(yīng)符合： ak fp ?修正后承載力特征值 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基礎(chǔ)底面處的平均壓力值。 軸心荷載作用： 第二節(jié) 擴(kuò)展基礎(chǔ) 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 一、相關(guān)規(guī)定 計(jì)算要求 基礎(chǔ)底面積確定： （ 《 地基規(guī)范 》 第 ）基礎(chǔ)底面的壓力，應(yīng)符合： 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基礎(chǔ)底面邊緣的最大壓力值。 偏心荷載作用： ???????akakkkfpfppp a xm i nm a x第二節(jié) 擴(kuò)展基礎(chǔ) 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 一、相關(guān)規(guī)定 計(jì)算要求 基礎(chǔ)底面積確定： （ 《 地基規(guī)范 》 第 ）基礎(chǔ)底面的壓力，可按下列公式計(jì)算： 基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重。 軸心荷載作用： AGFp kkk?? 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值。 基礎(chǔ)底面積。 第二節(jié) 擴(kuò)展基礎(chǔ) 第四章 獨(dú)立基礎(chǔ) 一、相關(guān)規(guī)定 計(jì)算要求 基礎(chǔ)底面積確定： （ 《 地基規(guī)范 》 第 ）基礎(chǔ)底面的壓力，可按下列公式計(jì)算： 偏心荷載作用： yykxxkkkkkkkkkkkkkWMWMAGFWMAGFpWM