【正文】 第 5章 淺基礎(chǔ) 概述 淺基礎(chǔ)的類型 基礎(chǔ)埋置深度的選擇 淺基礎(chǔ)地基驗(yàn)算 基礎(chǔ)底面尺寸的確定 擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 減輕不均勻沉降危害的措施 1 概 述 天然地基上的淺基礎(chǔ)（優(yōu)先選用） 人工地基上的淺基礎(chǔ) 淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟 淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法 2 強(qiáng)度問題 變形問題 地基中的應(yīng)力狀態(tài) 上部結(jié)構(gòu)荷載 （自重應(yīng)力 附加應(yīng)力） 地基基礎(chǔ)示意圖 3 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 地基計(jì)算 基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 控制地基的變形：正常使用極限狀態(tài) 地基的穩(wěn)定性驗(yàn)算：斜坡，高聳結(jié)構(gòu) 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度 剛度 耐久性 防止地基強(qiáng)度破壞：承載力極限狀態(tài) 基礎(chǔ)選型 基礎(chǔ)埋深和形狀尺寸 4 設(shè)計(jì)步驟 建筑物的型式與功能 上部結(jié)構(gòu)荷載資料 場(chǎng)地勘察與室內(nèi)試驗(yàn)資料 場(chǎng)地施工技術(shù)條件 基礎(chǔ)型式方案比較 擬定基礎(chǔ)型式及平面布置 確定基礎(chǔ)埋深 必要時(shí)的驗(yàn)算 （軟弱下臥層強(qiáng)度、變形穩(wěn)定、抗滑驗(yàn)算等） 確定地基承載力 確定基底平面尺寸 計(jì)算地基承受荷載 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （基礎(chǔ)剖面尺寸、配筋） 編制施工說明、繪施工圖 計(jì)算地基凈反力 不 滿 足 5 基底壓力 附加應(yīng)力 地基沉降變形 基底反力 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)荷載 上部結(jié)構(gòu)的自重及各種荷載都是通過基礎(chǔ)傳到地基中的。 上部結(jié)構(gòu) 基礎(chǔ) 地基 建筑物設(shè)計(jì) 淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法 常規(guī)設(shè)計(jì)法 —— 將地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)三者分離，分別對(duì)三者進(jìn)行計(jì)算。 ? 優(yōu)缺點(diǎn)：計(jì)算簡(jiǎn)單（不考慮三者共同作用）；滿足靜力平衡條件；忽略三者受荷后變形的連續(xù)性；不經(jīng)濟(jì)、不合理。 ? 適用條件：沉降較小或較均勻；基礎(chǔ)剛度大。 合理的設(shè)計(jì)方法： 考慮地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的相互作用（分析難度較大）。 6 淺基礎(chǔ) 剛性基礎(chǔ) （無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)） 柔性基礎(chǔ) （鋼筋混凝土基礎(chǔ)） 砼柱下獨(dú)立基礎(chǔ) （臺(tái)階形、錐形、杯口形、聯(lián)合） 砼條形基礎(chǔ) （墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)、十字交叉條形基礎(chǔ)、柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)） 淺基礎(chǔ)的類型 擴(kuò)展基礎(chǔ) 一、 按使用材料分類 7 (剛性基礎(chǔ)） 系指由磚，毛石、混凝土或毛石混凝土，灰土和三合土等材料組成的墻下條形基礎(chǔ)或柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。（也可由兩種材料疊合組成，例如，上層用磚砌體，下層用混凝土）。適用于多層民用建筑和輕型廠房。 二、 按基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和受力特點(diǎn)分類（規(guī)范分類法 ） 8 1）磚基礎(chǔ) 剖面：階梯形，俗稱大放腳，每一級(jí)臺(tái)階的挑出長(zhǎng)度為1/4磚長(zhǎng)。（磚的模數(shù)是 6） 材料要求：不宜使用灰砂磚、輕質(zhì)磚，磚不低于 漿不低于 M5。 砌法：有兩種：其一是兩皮一收法。即每砌兩皮磚，收進(jìn) 1/4 磚長(zhǎng)（ 60mm），如此反復(fù)。其二是二一間隔法。即砌兩皮收進(jìn) 1/4磚長(zhǎng)再砌一皮，如此反復(fù)。 墊層：一般先做 100mm厚的墊層。每邊伸出磚基底 50mm。 9 磚基礎(chǔ)剖面圖 10 2）毛石基礎(chǔ) 毛石系指未經(jīng)加工鑿平的石料。 剖面：階梯形，臺(tái)階挑出寬度 ≤200mm 、每級(jí)臺(tái)階高≥400mm 。 材料要求：毛石不得采用易風(fēng)化的軟巖砂漿不低于 M5. 11 毛石基礎(chǔ) 12 3）混凝土和毛石混凝土基礎(chǔ)： 剖面：階梯形與角錐形兩種，一般為臺(tái)階形，階梯高度≥300mm 。 材料：混凝土采用 ≥C15, 毛石不得采用易風(fēng)化軟巖。摻入量不應(yīng)大于基礎(chǔ)體積的 30%。尺寸不得大于 300mm，使用前應(yīng)沖洗干凈。 13 素混凝土基礎(chǔ) 14 4）灰土基礎(chǔ) 剖面：矩形。 材料：石灰：以塊狀生石灰經(jīng)消化 1～ 2天后過 5～ 10mm篩子篩后使用。土：以粉質(zhì)粘土為宜，可使用黏土。干燥錘平后過 10～ 20mm篩子篩后使用。兩種材料按體積比 3： 7或 2： 8并加入適量的水拌和均勻。 施工：分步夯實(shí)。在基坑內(nèi)每層虛鋪 22～ 25Cm，夯至 15Cm為一步，視基礎(chǔ)高度做幾步。 夯實(shí)后最小干密度應(yīng)滿足： 粉土： ,粉質(zhì)粘土 ： KN/m3 ,粘土 KN/m3 灰土基礎(chǔ)早期強(qiáng)度低，但強(qiáng)度隨時(shí)間不斷增大。適用于水位較低的五層及五層以下的民用混合建筑及樣承重輕型工業(yè)廠房。 15 灰土基礎(chǔ) 16 5）三合土基礎(chǔ) 剖面：矩形 材料：石灰與土同灰土基礎(chǔ)要求。粗骨料：礦渣最好，碎磚次之，碎石與河卵石因不易夯打擊實(shí)而最差。三種材料按體積比 1： 2： 4或 1： 3： 6并加入適宜的水拌和均勻。 施工：同灰土基礎(chǔ)：但每次虛鋪厚度為 220mm。 適用四層及四層以下的民用建筑。 17 三合土基礎(chǔ) 18 6）剛性基礎(chǔ)的特點(diǎn)與剛性角要求： （ 1） 都具有較好的抗壓性能。 （ 2） 抗拉 、抗剪強(qiáng)度不高。 要保證抗拉，抗剪要求，是通過對(duì)基礎(chǔ)構(gòu)造要求（剛性角要求）來實(shí)現(xiàn)的。即保證基礎(chǔ)臺(tái)階寬高比（剛性角的正切）要求，在這樣的限制下，基礎(chǔ)相對(duì)高度都比較大，幾乎不發(fā)生撓曲變形。所以無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)習(xí)慣上稱為剛性基礎(chǔ)。 19 20 擴(kuò)展基礎(chǔ) 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)。 ：臺(tái)階形和錐形。 ：混凝土： ≥C20 ，并按計(jì)算和構(gòu)造配筋。 ： 抗彎、抗剪性能較好，基礎(chǔ)高度較小。 ：寬基淺埋 21 (1)柱下鋼筋砼獨(dú)立基礎(chǔ) (a)階梯形基礎(chǔ)； (b)錐形基礎(chǔ)； (c)杯口基礎(chǔ) (a) 、 (b)適用于現(xiàn)澆柱基礎(chǔ)， (c)適用于預(yù)制柱基礎(chǔ) 22 支模板 2mx2m 某工程柱下獨(dú)立基礎(chǔ) 23 （ 2）墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ) 24 墻下鋼筋砼條基三維 25 聯(lián)合基礎(chǔ) 矩形聯(lián)合基礎(chǔ) 梯形聯(lián)合基礎(chǔ) 連梁式聯(lián)合基礎(chǔ) ? 特點(diǎn) ：調(diào)整相鄰兩柱沉降差、防止兩柱相向傾斜 ? 適用條件 ：兩柱設(shè)立獨(dú)立基礎(chǔ)時(shí)，其中一柱受限；兩柱間距較小而基底面積不足或荷載偏心過大等。 聯(lián)合形式 26 27 柱下條形基礎(chǔ) （ 1）單向條形基礎(chǔ)：在同一軸線（或同一方向）上若干個(gè)單獨(dú)基礎(chǔ)聯(lián)合組成的長(zhǎng)條形連續(xù)基礎(chǔ)。 （ 2）十字交叉條形基礎(chǔ)：在柱網(wǎng)下縱橫兩個(gè)方向用條形基礎(chǔ)連接組合而成。 特點(diǎn) ：抗彎剛度大，具有調(diào)整不均勻沉降的能力。 適用條件 ：地基較軟，分布不均；基底面積受相鄰建筑物或設(shè)備基礎(chǔ)的限制無法擴(kuò)展時(shí)；柱荷載差異大，以致基底面積擴(kuò)大使其彼此接近或相碰時(shí)。 28 柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ) 肋梁翼板(a)(b) 圖 26 柱下 條形基礎(chǔ) (a）等截面的 （ b）柱位處加腋 的 29 30 某工程柱下條形基礎(chǔ) 31 筏板基礎(chǔ) ? 筏板俗稱滿堂紅基礎(chǔ)。當(dāng)荷載很大且地基土較軟弱，采用十字交叉條形基礎(chǔ)也不能滿足要求時(shí)，可采用筏板基礎(chǔ)。 ? 筏板基礎(chǔ)類似一塊倒置的樓蓋，基底面積大，可減小基底壓力，能更有效地增強(qiáng)基礎(chǔ)的整體剛度，有利于調(diào)節(jié)地基的不均勻沉降，較能適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)荷載分布的變化。特別是對(duì)于有地下室的房屋或大型儲(chǔ)液結(jié)構(gòu)，如水池、油庫(kù)等，筏板基礎(chǔ)是一種比較理想的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。 當(dāng)?shù)鼗@著軟硬不均時(shí)，要慎用。 平板式 梁板式 32 柱下筏板基礎(chǔ) 33 某工程現(xiàn)場(chǎng)筏板基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng) 34 箱形基礎(chǔ) ? 箱形基礎(chǔ)是由鋼筋混凝土底板、頂板和內(nèi)外縱橫隔墻組成的，有一定高度的整體空間結(jié)構(gòu)。 ? 特點(diǎn)：箱形基礎(chǔ)比筏板基礎(chǔ)具有更大的抗彎剛度，可視作絕對(duì)剛性基礎(chǔ)。箱形基礎(chǔ)埋深較深，基礎(chǔ)空腹，開挖卸除基底原有的自重應(yīng)力，減小了作用于基礎(chǔ)底面的附加應(yīng)力，降低了基礎(chǔ)的沉降， 有補(bǔ)償效應(yīng)。 箱基的抗震性能較好。 ? 地下室用途受限制；工期長(zhǎng)；造價(jià)高；施工技術(shù)復(fù)雜。 柱下條形基礎(chǔ)、柱下交叉條形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)又統(tǒng)稱為 連續(xù)基礎(chǔ) 。 35 箱形基礎(chǔ) 36 特種基礎(chǔ) （a） 正圓錐殼 （b） M形組 合殼 （c） 內(nèi)球外錐組合殼圖2－1 1 殼體基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)型式1）殼體基礎(chǔ)： 由正圓錐形及其組織形式構(gòu)成的殼體基礎(chǔ)，一般用于筒形的獨(dú)立構(gòu)筑物（如煙囪、水塔、料倉(cāng)、中小型高爐等）的基礎(chǔ)。 37 2)巖石錨桿基礎(chǔ) ? 巖層錨桿基礎(chǔ)適用于直接建在基巖上的 柱基 ，以及承受拉力或水平力較大的建筑物、構(gòu)筑物基礎(chǔ)。 38 常見淺基礎(chǔ)特點(diǎn)總結(jié) 單獨(dú)基礎(chǔ) 條形基礎(chǔ) 筏形和箱形基礎(chǔ) 基底面積越來越大 、對(duì)上部結(jié)構(gòu)荷載的擴(kuò)散作用越來越強(qiáng) 在相同的上部結(jié)構(gòu)荷載作用下， 基底壓力和基底附加壓力越來越小， 剛度越來越大，可以適應(yīng)更軟弱的地基，可以減小地基的沉降變形 在相同的地基條件下，可以承受更大的上部結(jié)構(gòu)荷載作用 設(shè)計(jì)計(jì)算方法越來越復(fù)雜，一般情況下工程造價(jià)越來越高 39 基礎(chǔ)埋置深度的選擇 概述（概念、取值、選擇原則、基本要求） 影響因數(shù) 40 一、 概念：基礎(chǔ)的埋置深度是指基礎(chǔ)的底面至室外設(shè)計(jì)地面的距離。選擇了基礎(chǔ)埋置深度就選擇了地基持力層。 二、 基礎(chǔ)埋深 d的取值： 一般至室外標(biāo)高算起；在填方整平地區(qū)，可自填土地面標(biāo)高算起。但填土在上部結(jié)構(gòu)施工后完成時(shí)，應(yīng)從天然地面標(biāo)高算起。對(duì)于地下室，如采用箱形或筏形基礎(chǔ)時(shí)，自室外標(biāo)高算起；當(dāng)采用獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)從室內(nèi)地面標(biāo)高算起。 41 三 、選擇原則： 1)在滿足地基穩(wěn)定和變形要求的前提下，基礎(chǔ)盡量淺埋 2)當(dāng)上層土強(qiáng)度大于下層土?xí)r，宜采用上層為持力層。 3)高層建筑應(yīng)有足夠的埋深來保持其穩(wěn)定性。 4)除巖石地基外，基礎(chǔ)埋深不宜小于 。 四 、基本要求 42 影響因數(shù) 建筑結(jié)構(gòu)條件與場(chǎng)地環(huán)境條件 1）考慮建筑物地下空間的使用功能要求 （ 1）有地下室或半地下室的建筑，其埋深必須結(jié)合地下部分設(shè)計(jì)標(biāo)高選定。 （ 2）地下管道應(yīng)在基底以上，便于維修。 （ 3）電梯緩沖坑：自地面向下至少 。 43 2）考慮建筑物的高度和荷載大小的影響 承載力 變形 高層建筑基礎(chǔ) 筏形基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ) 1/15 1/18～ 1/20 樁箱或樁筏基礎(chǔ) （不計(jì)樁長(zhǎng)） 輸電塔基礎(chǔ)：要求較大的埋深，提供足夠的抗拔阻力 以上規(guī)定不包括巖石地基，巖石地基上的高層主要考慮抗滑要求 44 3）考慮相鄰建筑物的影響 （ 1）新建筑物基礎(chǔ)埋深 不宜大于 原有建筑物基礎(chǔ)。 （ 2）當(dāng)埋深大于原有建筑物基礎(chǔ)時(shí)，兩基礎(chǔ)間應(yīng)保持一定凈距（見下圖），否則要求支護(hù)并且嚴(yán)格限制支護(hù)的水平位移。如采取分段施工、設(shè)置臨時(shí)加固支撐、打板樁、地下連續(xù)墻等施工措施，或加固原有建筑物地基。 45 4）基礎(chǔ)埋深不同時(shí) (1)主樓與裙房：高度不同 ,分期施工設(shè)置后澆帶 (2)臺(tái)階式相連： 重要設(shè)備的基礎(chǔ)需加大埋深 地下室與非地下室交界處的基礎(chǔ) 山坡上的房屋 L/ ?H=1~2 臺(tái)北國(guó)際金融中心 46 只有低層房屋可用 ,否則處理 盡量淺埋 若 h1太小就為II h1 2m 基底在好土 h1=2m~4m高樓好土 ,低樓軟土 h14 m 樁基或處理 硬土 軟土 (很深 ) 硬土 軟土 軟土 硬土 I II III IV h1 h1 基礎(chǔ)條件 由其它條 件確定時(shí)， 盡可能淺埋 工程地質(zhì)條件 1)根據(jù)荷載的大小和性質(zhì)給基礎(chǔ)選擇可靠的持力層 47 2)置于邊坡上的基礎(chǔ) ?? ta n)( abd ??= 條形基礎(chǔ) = 矩形基礎(chǔ) ?48 水文地質(zhì)條件 1) 盡量考慮將基礎(chǔ)置于 地下水位以上 。 2) 埋在地下水位以下時(shí)，考慮 :基坑排水、坑壁圍護(hù)、保護(hù)地基土不受擾動(dòng)、出現(xiàn)涌土、流砂的可能性；地下室防滲；輕型結(jié)構(gòu)物上浮托力；地下水浮托力、基礎(chǔ)底板的內(nèi)力。 3) 承壓含水層的地基，控制基坑開挖深度，防止基坑突涌失穩(wěn)。 向下的 土 壓力 00?h向上的 承壓水 壓力 wh? khh w ??00 ??)/() 2122110 zzzz ??? ??? （k一般取 ~。 49 地基凍融條件 季節(jié)性凍土： 是冬