【2017年整理】講剛性基礎(chǔ)與擴(kuò)展基礎(chǔ)課時(shí)

1、內(nèi)容提要：1、概述2、基礎(chǔ)埋置深度的選擇3、地基承載力4、剛性基礎(chǔ)與擴(kuò)展基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算邵陽學(xué)院 周衛(wèi)（工程師）,無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)（或剛性基礎(chǔ)）由素混凝土、磚、毛石、灰土和三合土等抗壓性能好、而抗拉（抗剪）性能差的材料砌筑而成。當(dāng)基礎(chǔ)在外力作用下，基礎(chǔ)地面將承受地基的反力，工作條件像個(gè)倒置的兩邊外伸的懸臂，這種結(jié)構(gòu)受力后，在靠近墻柱邊或斷面高度突然變化的臺階邊緣處容易產(chǎn)生彎曲破壞或剪切破壞，因此設(shè)計(jì)時(shí)，必須保證基礎(chǔ)的拉應(yīng)力和剪應(yīng)

2、力不超過相應(yīng)的材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。這種保證通常是對基礎(chǔ)構(gòu)造的限制來實(shí)現(xiàn)，這種限制表現(xiàn)上通常由每個(gè)臺階的容許寬高比或剛性角控制設(shè)計(jì)。鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)（或柔性基礎(chǔ)）當(dāng)不便于采用剛性基礎(chǔ)或采用剛性基礎(chǔ)不經(jīng)濟(jì)時(shí)采用鋼筋混凝土材料做成的基礎(chǔ)，如柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)和墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)）。,2.1 概 述,2.1.1 剛性基礎(chǔ)構(gòu)造要求,圖2-1,,圖2.1 剛性基礎(chǔ)構(gòu)造示意 d—柱中縱向鋼筋直徑,,剛性角,剛性角,磚基礎(chǔ)毛石基礎(chǔ)

3、素混凝土基礎(chǔ)上述基礎(chǔ)材料都要符合強(qiáng)度等級要求灰土基礎(chǔ)石灰和土（粘性土）按其體積比3：7或2：8構(gòu)成三合土基礎(chǔ)由石灰：砂：碎磚（或碎石）按1：2：4～1：3：6配成,剛性角(寬高比)： bi — 任一臺階寬度(m); Hi — 相應(yīng)臺階高度(m); tanα— 臺階寬高比的允許值，參照下述規(guī)范表格（P30表2-1）經(jīng)驗(yàn)值選用,,2.1.1 剛性基礎(chǔ)構(gòu)造要求,剛性基礎(chǔ)臺階寬高比允

4、許值,,,,圖2.2 磚基礎(chǔ)剖面圖（a）“兩皮一收”砌法；（b）“二一間隔收”砌法,,2.1.1 剛性基礎(chǔ)構(gòu)造要求,剛性基礎(chǔ)的特點(diǎn)穩(wěn)定性好，施工簡便用于≤6層的民用建筑剛性基礎(chǔ)的局限性當(dāng)基礎(chǔ)承受荷載較大時(shí)，用料多、自重大，埋深也加大出現(xiàn)上述局限性的根源是剛性基礎(chǔ)抗拉強(qiáng)度低,2.1.1 剛性基礎(chǔ)構(gòu)造要求,2.1.2 鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ),墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ) 砌體承重墻體及擋土墻、涵洞下常采用 的基礎(chǔ)形式,柱下

5、鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ) 建筑物中的柱、橋梁中的墩常用基礎(chǔ)形式,圖2.3 墻下鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)（a）無肋；（b）有肋,2.1.2 鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)構(gòu)造要求,,錐形基礎(chǔ)邊緣高不宜<200mm，坡度i≤1:3；小于250mm時(shí)可做成等厚板。階梯形基礎(chǔ)每階高宜為300～500mm。,墊層厚度一般為100mm的C15混凝土。,底板受力鋼筋最小直徑不宜200mm和<100mm。有墊層時(shí)混凝土的凈保護(hù)層厚不宜<40mm，無墊

6、層時(shí)不宜<70mm?？v向分布筋直徑≮8mm，間距≯300mm。,混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C20，一般選用C25以上。,當(dāng)?shù)鼗浫趸虺惺懿町惡奢d時(shí)，為增強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性和抗彎能力，可采用帶肋基礎(chǔ)。肋部縱向筋和箍筋按經(jīng)驗(yàn)確定。,,2.1.2 鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)構(gòu)造要求,,圖2.4 柱下鋼筋混凝土單獨(dú)基礎(chǔ)（柱、基礎(chǔ)整體）（a）臺階型（好）；（b）錐臺型；（c）杯口型（廠房）,2.1.2 鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)構(gòu)造要求,2.2 基礎(chǔ)埋置深度的選

7、擇,持力層：直接支撐基礎(chǔ)的土層下臥層：持力層以下的各土層選擇基礎(chǔ)埋置深度也就是選擇合適的地基持力層埋置深度的定義：一般是指基礎(chǔ)底面到室外設(shè)計(jì)地面的距離。在確定基礎(chǔ)埋深時(shí)，必須把基礎(chǔ)設(shè)置在壓縮性小、承載力較高的土層上面，保證地基承載力滿足要求，而不至產(chǎn)生過大的沉降胡不均勻沉降。確定基礎(chǔ)埋深時(shí)，必須考慮的因素有7點(diǎn)，見P32。,持 力 層,下 臥 層,,圖2.5 基礎(chǔ)埋置深度示意,2.2 基礎(chǔ)埋置深度的選擇,確定基礎(chǔ)埋深的原

8、則：在保證安全可靠的前提下，盡量淺埋；但不應(yīng)淺于0.5m，因?yàn)榈乇硗烈话爿^松軟，易受雨水及外界的影響，不宜做基礎(chǔ)的持力層；基礎(chǔ)頂面距設(shè)計(jì)地面的距離宜大于100mm，盡量避免基礎(chǔ)外露，遭受外界的侵蝕及破壞。,應(yīng)考慮因素：建筑物的用途；有無地下室，設(shè)備基礎(chǔ)和地下設(shè)施；基礎(chǔ)的形式和構(gòu)造；作用在基礎(chǔ)上的荷載大小和性質(zhì)；建筑結(jié)構(gòu)條件與場地環(huán)境條件工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件；相鄰建筑物埋置深度；地基圖的凍脹和融沉；地形河流的沖

9、刷。,,2.2 基礎(chǔ)埋置深度的選擇,結(jié)構(gòu)高度建筑要求荷載大小地基土周邊建筑見P33,圖2.6 相鄰基礎(chǔ)埋深,2.2 基礎(chǔ)埋置深度的選擇——建筑結(jié)構(gòu)條件與場地環(huán)境條件,,2.2 基礎(chǔ)埋置深度的選擇——場地環(huán)境條件,若滿足圖示（b≤3m，a≥2.5m b是垂直于坡頂邊緣線的基礎(chǔ)底面邊長，a是基礎(chǔ)地面邊緣線至坡頂?shù)乃骄嚯x，個(gè)基礎(chǔ)的a值均勻滿足相應(yīng)要求）則條形基礎(chǔ)矩形基礎(chǔ)不滿足要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行地基穩(wěn)定性驗(yàn)算,d,圖2.7

10、 土坡坡頂處基礎(chǔ)的埋深,,,地基由多層土組成，上好下軟，基礎(chǔ)應(yīng)盡量淺埋；地基上軟下好，應(yīng)具體分析，進(jìn)行方案比較；地基在水平方向傾斜較大時(shí)，同一建筑物的埋深可以不相同，以調(diào)整基礎(chǔ)的不均勻沉降，各埋深不同的分段長度不宜小于1m，底面標(biāo)高差異不宜大于0.5m；當(dāng)基礎(chǔ)埋置在易風(fēng)化的軟質(zhì)巖層上時(shí)，施工時(shí)應(yīng)在基坑開挖之后立即鋪墊層，以免巖層暴露時(shí)間過長而被風(fēng)化；基礎(chǔ)在風(fēng)化巖層中的埋置深根據(jù)巖層的風(fēng)化程度、沖刷深度及相應(yīng)的承載力確定。如巖層表

11、面傾斜時(shí)，應(yīng)盡量避免將基礎(chǔ)的一部分置于基巖上，而另一部分置于土層中，一方基礎(chǔ)由于不均勻沉降而發(fā)生傾斜甚至斷裂。在陡坡上修建橋臺時(shí)，還應(yīng)注意巖體的穩(wěn)定性。,2.2 基礎(chǔ)埋置深度的選擇 ——工程地質(zhì)條件,圖2.8 臺 階 形 過 渡 處 理,,2.2 基礎(chǔ)埋置深度的選擇 ——水文地質(zhì)條件,遇地下水時(shí)，基底應(yīng)盡量放在地下水位以上；基底低于潛水面時(shí)，要考慮基坑排水、支護(hù)和地下水水質(zhì)問題（水質(zhì)是否有腐蝕性），以及是否出現(xiàn)流砂、管涌

12、的可能性。地下水浮力引起基礎(chǔ)底板的內(nèi)力變化等；若遇承壓水時(shí)，以免在開挖基坑時(shí)坑底土被承壓水沖走，引起突涌流砂現(xiàn)象，因此應(yīng)驗(yàn)算基坑的穩(wěn)定性；使承壓水層頂部的靜水壓力u小于該處坑底土產(chǎn)生的總覆蓋壓力σ，宜取u/ σ＜0.7.否則，設(shè)法降低承壓水頭。橋墩基礎(chǔ)應(yīng)埋置在最大沖刷線下一定深度,圖2.9 基坑下埋藏有承壓含水層的情況,,2.2 基礎(chǔ)埋置深度的選擇 ——水文地質(zhì)條件,,凍脹機(jī)理，冰體積大于水凍脹現(xiàn)象，凍脹、融沉影響凍

13、脹的因素（土類、地下水位及氣溫）凍融條件考慮先按規(guī)范進(jìn)行地基土凍脹性的劃分（五類：不凍脹、弱凍脹、凍脹、強(qiáng)凍脹、特強(qiáng)凍脹），后再進(jìn)行最小埋深dmin的計(jì)算 式中 hmax— 基底下允許殘留凍土層的最大厚度 zd — 設(shè)計(jì)凍深,2.2 基礎(chǔ)埋置深度的選擇 ——地基凍融條件,2.3 地基承載力,定義：地基土單位面積上承受荷載的能力稱為地基承載力三個(gè)問題 地基承載力的基本概念及

14、基本驗(yàn)算 影響地基承載力大小的因素 確定地基承載力的方法,2.3 地基承載力,建筑物因地基問題引起破壞的兩種主要原因：基礎(chǔ)過大的沉降或沉降差（不均勻沉降）地基產(chǎn)生滑動(dòng)破壞,地基承載力設(shè)計(jì)原則,總安全系數(shù)設(shè)計(jì)原則 容許承載力設(shè)計(jì)原則，同時(shí)滿足強(qiáng)度（p[s]）條件 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則,,,fa（修正后地基承載力特征值）,《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求:,pk—相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)基底平均總壓力pkmax

15、—相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)基底邊緣最大總壓力 fa —修正后的地基承載力特征值,《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求： σmax—基底最大壓應(yīng)力 [σ]—修正后的地基承載力容許值,2.3 地基承載力—基本驗(yàn)算,影響因素：,,地基土的成因與堆積年代 地基土的物理力學(xué)性質(zhì) 地下水 上部結(jié)構(gòu)情況,2.3 地基承載力,確定地基承載力的常用方法：,按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以理論公式計(jì)算（ek≤b/30)

16、按現(xiàn)場載荷試驗(yàn)或其它原位試驗(yàn)確定按有關(guān)規(guī)范提供的承載力或經(jīng)驗(yàn)公式確定,原則：不過分嚴(yán)格，也不隨意簡化,2.3 地基承載力,2.3.1 按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定,公式來由pu—地基極限承載力， A'—與土接觸的有效基底面積 A —基底面積 K—安全系數(shù)，其取值與建筑物的安全等級、荷載性質(zhì)、土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的可靠度以及地基條件等因素有關(guān)，對長期承載力一般去K=2-3.,,,,,,∵,2.3.2 按地基載荷

17、試驗(yàn)確定,圖2.11 載荷試驗(yàn)示意圖（堆載）,規(guī)范規(guī)定甲級必須進(jìn)行該法優(yōu)點(diǎn)：成果可靠該法缺點(diǎn)：費(fèi)時(shí)、耗資,2.3.2 按地基載荷試驗(yàn)確定,同一土層參加統(tǒng)計(jì)的試驗(yàn)點(diǎn)不應(yīng)少于三點(diǎn)，極差低于30%，取該平均值作為地基承載力特征值fak,p-s線有明顯比例界限時(shí)(密砂、硬土) fak=p1（比例極限荷載，承載力特征值）,此時(shí)，地基的沉降量很小，能為一般建筑物物所允許，強(qiáng)度安全儲備也足夠，從P1發(fā)展到破壞還有很長的過程。但是，對于少數(shù)呈“脆

18、性”破壞的土，從P1發(fā)展到破壞（極限荷載）過程很短，從安全角度出發(fā)，當(dāng)pu<2.0p1時(shí), 取fak=0.5pu（地基承載力特征值）當(dāng)不能按上述兩點(diǎn)確定(中、高壓縮性土的緩變型曲線)，當(dāng)承壓板面積為0.25-0.5m2時(shí)，取s/b=0.01～0.015時(shí)對應(yīng)荷載作為fak（b為承壓板寬度）。,2.3.2 按地基載荷試驗(yàn)確定,圖2.12 按載荷試驗(yàn)確定地基承載力(a)低壓縮性土；（b）高壓縮性土,,方法：(1)鉆孔，貫入器放入孔

19、底；(2)63.5kg重錘以76cm高度自由下落將貫入器擊入土中15cm;(3)記錄繼續(xù)打入30cm的錘擊數(shù)N′,標(biāo)貫試驗(yàn)得標(biāo)貫擊數(shù)N′,其他原位測試方法——標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn),圖2.13 標(biāo)準(zhǔn)貫入器構(gòu)造圖,其他原位測試——按靜力觸探試驗(yàn)確定地基承載力,比貫入阻力：,根據(jù)比貫入阻力查經(jīng)驗(yàn)表格或由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算確定承載力特征值,圖2.14 靜力觸探示意圖,GB50007(建規(guī))推薦的公式(P1/4) 條件：荷載偏心距e<0.033b(

20、b為偏心方向基礎(chǔ)邊長) fa —由土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定的地基承載力特征值； Mb、Md、Mc—承載力系數(shù)，由jk查規(guī)范表； b —基礎(chǔ)底面寬度，大于6m時(shí)按6m取值，對于砂土，當(dāng)b小于3m時(shí)，按3m考慮； jk、ck—基底下一倍短邊寬深度范圍內(nèi)土的內(nèi)摩擦角 及粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值； g —基礎(chǔ)底面以下土的重度，水下取浮重度； gm—基礎(chǔ)埋深范圍內(nèi)各層土的加權(quán)平均重度。,,,,2.3.3

21、按地基規(guī)范承載力公式確定,,,,,,,,,,寬度與深度修正條件：b（基礎(chǔ)寬度）>3m, d（基礎(chǔ)埋置深度）>0.5m；修正后的地基承載力特征值fa為： fak—從載荷試驗(yàn)或其他原位測試、經(jīng)驗(yàn)值等方法確定的地基承載力特征值 hb、hd—分別為基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)，查規(guī)范表格 fa —修正后地基承載力特征值,,承載力的修正（建規(guī)）：,2.3.3 按地基規(guī)范承載力公式確定,GB5007-2

22、011公式,1、表2-3的合理性與不合理性分析（P40）2、地下水位以下取有效重度3、寬度大于6m，按6m取值4、埋深取值規(guī)定的原因,【 例 題 1 】,某大學(xué)4幢教職工住宅樓，均為6層建筑。經(jīng)巖土工程勘察結(jié)果，該住宅樓地基分為下列4層： 表層為人工填土，層厚1.0m～2.7m； 第②層為粉土層，層厚0m～2.7m； 第③層為粉砂層，層厚1.3m～2.9m； 第④層為粉質(zhì)粘土

23、，層厚超過6m。 對此粉質(zhì)粘土層進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)與輕型動(dòng)力觸探試驗(yàn)等原位測試，并取原狀土進(jìn)行了物理力學(xué)性試驗(yàn)。有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示要求：計(jì)算此粉質(zhì)粘土的地基承載力。,,粉質(zhì)粘土層測試數(shù)據(jù)表,承載力歸總表 （多種方法綜合確定）,2.4 剛性基礎(chǔ)與擴(kuò)展基礎(chǔ) 的設(shè)計(jì)計(jì)算,要點(diǎn)：地基承載力驗(yàn)算地基與基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗(yàn)算基礎(chǔ)變形驗(yàn)算（沉降量、沉降差、傾斜、局部傾斜）,2.4.1 地基承載力驗(yàn)算,—按地基承載力計(jì)算基

24、底尺寸A,中心受荷基礎(chǔ),圖2.15 中心荷載作用下的基礎(chǔ),,要求：,Pk-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Fk-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。Gk-基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重，對一般實(shí)體基礎(chǔ)，可近似取Gk=γGAd（γG為基礎(chǔ)及回填土的平均重度，可取20kN/M3,但在地下水位以下部分應(yīng)扣去浮托力。,方形基礎(chǔ) A應(yīng)為b

25、 矩形基礎(chǔ) （需先選定b或l，一般取l/ b ＝1.0～2.0 ） 條形基礎(chǔ) 沿長度方向取l m計(jì)算，則：,,,,,2.4.1 地基承載力驗(yàn)算,偏心受荷基礎(chǔ),2.4.1 地基承載力驗(yàn)算,Wx、Wy—基底對x和y軸的截面抵抗矩，m3ex 、ey—荷載對x軸和y軸的偏心距，m,要求：,圖2.16 偏心荷載作用下的基礎(chǔ),,偏心荷載下逐次漸近試算法求A,1、線先按中心荷載作用下公式預(yù)估基礎(chǔ)底面積A0或

26、寬度b0;2、考慮偏心荷載的影響，根據(jù)偏心距的大小將A0或b0增大10%-40%作為首次試算尺寸A或b；3、根據(jù)A 的大小初步選定矩形基礎(chǔ)的地面邊長L和b；4、根據(jù)選定的L和b驗(yàn)算偏心距e和基底邊緣最大壓力；5、如果滿足Pkmax≤1.2fa或稍有富余，則選定的h和b合適，如不滿足要求或基底尺寸選擇太大,則需要重新調(diào)整L和b再進(jìn)行驗(yàn)算，如此反復(fù)一、二次，便可以定出合適尺寸。,2.4.1 地基承載力驗(yàn)算,2.4.1 地基承載力驗(yàn)算

27、,注意： 1、當(dāng)偏心距e＞L/6時(shí)，Pmin＜0，基底邊緣產(chǎn)生拉應(yīng)力基礎(chǔ)地面與地基土脫開，基底邊緣的最大壓力為：式中：a—偏心荷載作用點(diǎn)至最大壓應(yīng)力Pkmax作用邊緣的距離，a=（L/2）-e b—垂直于力矩作用方向的基礎(chǔ)底邊邊長。2、 Pmin/ Pmax之值過小，表示基底壓力分布不均勻，容易引起過大的不均勻沉降，應(yīng)盡量避免。3、在中高壓縮性地基土上的基礎(chǔ)或有吊車的廠房柱基礎(chǔ)，偏心距不宜大于L/6.

28、4、對于低壓縮性地基土上的基礎(chǔ)，當(dāng)考慮短暫作用的偏心荷載時(shí)偏心距e應(yīng)控制在L/4內(nèi)。,【例2.1】柱截面300mm×400mm，作用在柱底的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：中心垂直荷載700kN，力矩80kN·m，水平荷載13kN。其他參數(shù)見圖2.17 。 試根據(jù)持力層地基承載力確定基礎(chǔ)底面尺寸。,2.4.1 地基承載力驗(yàn)算,,圖2.17 例 題 題 圖,,【 解】 ① 求地基承載力特征值根據(jù)粘性土e＝0.7， IL＝0.78,查

29、規(guī)范表得：ηb＝0.3，ηd＝1.6 。持力層承載力特征值fa(先不考慮對基礎(chǔ)寬度進(jìn)行修正)：（求基礎(chǔ)的底面尺寸，尺寸大小不知道）,,② 初步選擇基底尺寸計(jì)算基礎(chǔ)和回填土重Gk時(shí)的基礎(chǔ)埋深 d=1/2(1.0+1.3)=1.15m由公式： 由于偏心不大，基礎(chǔ)底面積按20%增大，即 初步選擇基底尺寸 A=l&

30、#215;b=2.4×1.6=3.84m2(≈3.88m2)，且 b=1.6m<3m，不需再對fa進(jìn)行修正。,,,③ 驗(yàn)算持力層地基承載力基礎(chǔ)和回填土重 偏心距 （不宜大于Ｌ／６）滿足。,,,,,,,基底最大壓應(yīng)力 ：（荷載對Ｙ軸的偏心距為０） （滿足）最后，確定該柱基礎(chǔ)

31、底面長l=2.4m ，寬b=1.6m。,,建筑場地土大多數(shù)是成層的，一般土的強(qiáng)度沿深度增加，而外荷載引起的附加應(yīng)力則沿深度減小，因此只要基礎(chǔ)底面持力層承載力滿足要求即可。但是，也有不少情況持力層不厚，在持力層以下受力層范圍內(nèi)存在軟弱土層，其承載力極低（主要分布在沿海），此時(shí)僅滿足持力層的要求不夠，還需要驗(yàn)算軟弱下臥層的承載力，要求傳遞到軟弱下臥層頂面處土體的附加應(yīng)力與自重應(yīng)力之和不超過軟弱下臥層承載力。即： pz—軟弱下

32、臥層頂面處的附加應(yīng)力值 　pcz—軟弱下臥層頂面處土的自重應(yīng)力值　 fa—軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正（無寬度修正）后的地基承載力特征值,2.4.2 軟弱下臥層的驗(yàn)算,2.4.2 軟弱下臥層的驗(yàn)算,驗(yàn)算條件：　　持力層與下臥軟弱土層的壓縮模量Ｅｓ１／Ｅｓ１≥３．假設(shè)：　　基底處的附加應(yīng)力（Ｐ０＝Ｐｋ－Ｐｃ）在持力層內(nèi)往下傳遞時(shí)按某一角度θ向外擴(kuò)散，且均勻分布在較大面積上，根據(jù)擴(kuò)散前作用于基底平面處附加應(yīng)力合力

33、與擴(kuò)散后作用于下臥層頂面處附加應(yīng)力合力相等的條件求解。擴(kuò)散角影響因素：?。牛螅保牛螅痹酱?， θ越大；　荷載擴(kuò)散程度隨深度增加而增加（見P44表2-4）。,,,2.4.2 軟弱下臥層的驗(yàn)算,,,圖2.18 軟弱下臥層頂面附加應(yīng)力計(jì)算,Pz計(jì)算—壓力擴(kuò)散角法,矩形基礎(chǔ)：,條形基礎(chǔ)：,θ—地基壓力擴(kuò)散角，查表2-4確定;規(guī)律論述只有附加壓力才擴(kuò)散,【例2.2】圖中柱基礎(chǔ)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，若基礎(chǔ)底面寸，

34、 。試根據(jù)圖中資料驗(yàn)算基礎(chǔ)底面是否滿足地基承載力要求。,,,2.4.2 軟弱下臥層的驗(yàn)算,例2-3 有一軸心受壓基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)傳來軸向力Fk=850kN,地質(zhì)條件如圖所示，試根據(jù)圖示地質(zhì)資料，驗(yàn)算軟弱下臥層承載力是否滿足要求（基礎(chǔ)尺寸l=3m， b=2m）,【解】（1）計(jì)算下臥層修正后的地基承載力特征值 已知按持力層承載力求得基礎(chǔ)尺寸l=3m, b=2m,基礎(chǔ)埋深d =1.5m，下臥層埋深應(yīng)為： d+z=5m。

35、 下臥層埋深范圍內(nèi)土的加權(quán)平均重度為：,2.4.3 基礎(chǔ)與地基的穩(wěn)定性驗(yàn)算,1、抗水平滑動(dòng)的穩(wěn)定性驗(yàn)算 驗(yàn)算條件：水平荷載較大，豎向荷載較??； 驗(yàn)算方法：安全系數(shù)法；抗滑力摩擦阻力與作用在基底的水平力之比。即： K=1.2-1.4.,圖2.20 地基抗整體滑動(dòng),,,2.4.3 基礎(chǔ)與地基的穩(wěn)定性驗(yàn)算,2、基礎(chǔ)傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 基礎(chǔ)傾覆或傾斜除了地基的強(qiáng)度和變形外，往往發(fā)生在承受較大的單向水平

36、推力而其合力作用點(diǎn)又離基礎(chǔ)底面較高的結(jié)構(gòu)物上，如擋土墻、高橋臺受側(cè)向土壓力作用，以及在多孔拱橋中一孔被毀等，此時(shí)，在單向恒載作用下均可能引起墩、臺連同基礎(chǔ)的傾覆和傾斜。 在上述情況下，除了驗(yàn)算地基承載力外，還要考慮基礎(chǔ)的傾覆穩(wěn)定性。傾覆穩(wěn)定性與其受到的合力偏心距有關(guān)，合力偏心距愈大，基礎(chǔ)抗傾覆安全儲備越小。 抗傾覆安全系數(shù)K=基底截面重心至壓力最大一邊的距離Y與外力合力偏心距e0的比值。 一般主要荷載組合時(shí)

37、，要求要高一些，K≥1.5；在各種附加荷載組合時(shí)，可以相應(yīng)降低，K=1.1-1.3。,,,,2.4.3 基礎(chǔ)與地基的穩(wěn)定性驗(yàn)算,3、 整體滑動(dòng)穩(wěn)定驗(yàn)算 驗(yàn)算對象：在豎向和水平荷載共同作用下，若地基內(nèi)存在軟土或軟土夾層。 驗(yàn)算方法：圓弧滑動(dòng)法 K=MR/Ms（抗滑力矩/滑動(dòng)力矩）一般要求K≥1.2；考慮深層滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)面可為軟弱土層界面，即為一平面， K≥1.3。,圖2.21 貫入深處軟土層的圓弧滑動(dòng)面,軸心荷載下

38、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),(1) 基本組合下的地基凈反力pj 僅由基頂荷載設(shè)計(jì)值所產(chǎn)生的地基反力，沿墻長取1m計(jì)算,圖2.22 墻下鋼筋混凝土條基受力,,pj作用下，圖中Ⅰ-Ⅰ截面彎矩與剪力：,,V 圖,,M 圖,2.4.4 鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（選修）,墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ),,,(2) 基礎(chǔ)底板高度 由于基礎(chǔ)內(nèi)不配箍筋和彎筋，故基礎(chǔ)底板高度由砼的抗剪切條件確定：,(3) 基礎(chǔ)底板配筋 每米墻長的受力鋼筋截面 面積：

39、 fy —鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；h0—基礎(chǔ)有效高度,0.9h0為截面內(nèi)力臂的近似值。公式適用的前提,,ft—砼軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 βh—截面高度影響系數(shù),,2.4.4 鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),圖2.23 墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)的驗(yàn)算截面,,,基礎(chǔ)高度驗(yàn)算驗(yàn)算截面處的剪力：,a—驗(yàn)算截面Ⅰ-Ⅰ距基礎(chǔ)邊緣距離,確定剪力后，基礎(chǔ)有效高度h0由混

40、凝土抗剪條件確定。,基礎(chǔ)底板配筋由驗(yàn)算截面處的彎矩M決定,,pⅠ—計(jì)算截面的地基凈反力,確定彎矩后，可計(jì)算基礎(chǔ)底板的配筋面積。,偏心荷載,,,柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ),基礎(chǔ)底板厚度—由抗沖切驗(yàn)算定中心荷載作用：,圖2.24 沖切破壞示意圖,,Fj—地基凈反力設(shè)計(jì)值，F(xiàn)j=PjAlam—沖切破壞錐體最不利一側(cè)計(jì)算長度,偏心荷載作用時(shí)，將上式中的Pj換成Pjmax則可。,2.4.4 鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),基礎(chǔ)底板配筋—由抗彎驗(yàn)

41、算定,軸心或偏心荷載作用下，對矩形基礎(chǔ)，當(dāng)滿足： 臺階寬高比α≤2.5 偏心距e≤b/6,圖2.25 矩形基礎(chǔ)底板計(jì)算,求出M后，由此可計(jì)算底板長、短邊方向受力鋼筋面積AsⅠ和AsⅡ。,柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ),要求 s< [s] s—地基變形特征值，取準(zhǔn)永久組合下的附加反力計(jì)算。包括：沉降量、沉降差、傾斜、局部傾斜。按土力學(xué)中的方

42、法計(jì)算 [s]—相應(yīng)的允許地基變形特征值，根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)特征、使用條件和地基土的類別查規(guī)范確定,2.4.5 地基變形驗(yàn)算,基本概念,2.4.5 地基變形驗(yàn)算,,,2.4.5 地基變形驗(yàn)算,建筑物的地基變形允許值,減輕不均勻沉降損害的措施,采用柱下條形、筏形和箱形等結(jié)構(gòu)剛度較大、整體性較好的基礎(chǔ)采用樁基或其他深基礎(chǔ)采用各種地基處理方法建筑、結(jié)構(gòu)、施工方面的常用措施,2.4.5 地基變形驗(yàn)算,減輕不均勻沉降損害的建筑措施,建筑體型

43、力求簡單控制建筑物長高比及合理布置縱橫墻設(shè)置沉降縫控制相鄰建筑物基礎(chǔ)的間距調(diào)整建筑物的局部標(biāo)高,2.4.5 地基變形驗(yàn)算,,,圖2.26 建筑物開裂實(shí)例圖,2.4.5 地基變形驗(yàn)算,減輕不均勻沉降損害的建筑措施,設(shè)置沉降縫 (a)(b)適于混合結(jié)構(gòu)房屋 ；(c)適于框架結(jié)構(gòu)房屋,減輕建筑物自重設(shè)置圈梁減小或調(diào)整基底附加壓力上部結(jié)構(gòu)采用非敏感性結(jié)構(gòu)形式,2.4.5 地基變形驗(yàn)算,減輕不均勻沉降損害的結(jié)構(gòu)措施,圖2.27