【土木建筑】第二章 天然地基上的浅基础 34节

基 础 工 程董董 云云 （Tel：13905236279 E-mail: QQ:944194836 Office Add:3119）淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系 第二章 天然地基上的浅基础2.3 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择2.4 地基承载力计算地基承载力计算3董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.3 2.3 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择基础埋置深度：基础埋置深度：是指基础底面至地面（一般指设计地面）是指基础底面至地面（一般指设计地面）的距离。的距离。选择基础埋深的原则：选择基础埋深的原则：在保证建筑物安全稳定、耐久使在保证建筑物安全稳定、耐久使用的前提下，应尽量浅埋，以便节省投资、方便施工。用的前提下，应尽量浅埋，以便节省投资、方便施工。选择基础埋深主要考虑的因素：选择基础埋深主要考虑的因素：2）工程地质与水文条件；）工程地质与水文条件；3）环境条件，包括气候条件和相邻建筑物的影响。）环境条件，包括气候条件和相邻建筑物的影响。基础宜埋置在地表以下，其基础宜埋置在地表以下，其最小埋深为最小埋深为0.5m，且基础顶面，且基础顶面宜宜低于室外设计地面低于室外设计地面0.1m，同时要便于建筑物周围排水沟，同时要便于建筑物周围排水沟的布置。的布置。1）建筑物的使用条件、结构形式、荷载大小和性质；）建筑物的使用条件、结构形式、荷载大小和性质；4董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系某些建筑物特定的使用功能要求特定的基础形式。结构物荷载大小和性质不同，对地基土的要求也不同，因而会影响基础埋置深度的选择。要求设置地下室时，需建造带封闭侧墙的阀板基础或箱形基础，结构形式（框架、砖混）等。荷载大小：持力层深度；性质（水平力、上拔力、振动）对基础的影响。(1)(1)建筑功能及结构条件的要求建筑功能及结构条件的要求5董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系直接支承基础的土层称为直接支承基础的土层称为持力层持力层，其下的各土层称为，其下的各土层称为下卧下卧层层。一般当上层土的承载力能满足要求时，就应选择浅埋，以一般当上层土的承载力能满足要求时，就应选择浅埋，以减少造价，但若其下有软弱土层，则应验算软弱下卧层的减少造价，但若其下有软弱土层，则应验算软弱下卧层的承载力是否满足要求，并应尽可能地增大基底至软弱下卧承载力是否满足要求，并应尽可能地增大基底至软弱下卧层的距离。层的距离。(2)(2)工程地质条件工程地质条件当上层土的承载力低于下层土时，如取下层土为持力层，当上层土的承载力低于下层土时，如取下层土为持力层，则基底面积小，但埋深大；如取下层土为持力层，则情况则基底面积小，但埋深大；如取下层土为持力层，则情况相反。此时根据施工难易程度、工程造价等必选。相反。此时根据施工难易程度、工程造价等必选。6董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系对于墙基础，如地基持力层顶面倾斜，可沿墙长将基础底对于墙基础，如地基持力层顶面倾斜，可沿墙长将基础底面分段做成高低不同的台阶状，分段长度不宜小于相邻两面分段做成高低不同的台阶状，分段长度不宜小于相邻两段面高差的段面高差的12倍，且不宜小于倍，且不宜小于1m。对修建于不太大的稳定土坡坡顶的基础，图对修建于不太大的稳定土坡坡顶的基础，图2.15,当垂直当垂直于坡顶边缘线的基础底面边长于坡顶边缘线的基础底面边长b3m，且基础底面外缘至，且基础底面外缘至坡顶边缘线的水平距离坡顶边缘线的水平距离a2.5m时，如果基础埋置深度时，如果基础埋置深度d满足：满足：d（xba）tan，其中，其中x取取3.5（对条形基础）（对条形基础）或或2.5（对矩形基础），则土坡（对矩形基础），则土坡坡面附近由修建基础所引起的坡面附近由修建基础所引起的附加应力不影响土坡的稳定性，附加应力不影响土坡的稳定性，否则应进行坡体稳定性验算；否则应进行坡体稳定性验算；(2)(2)工程地质条件工程地质条件7董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系 选择基础埋深时应注意地下水的埋藏条件和动态。选择基础埋深时应注意地下水的埋藏条件和动态。(3)(3)水文地质条件水文地质条件 对于天然地基上的浅基础，应尽量将其置于地下水位以对于天然地基上的浅基础，应尽量将其置于地下水位以上，以免施工排水的麻烦；上，以免施工排水的麻烦；对底面低于浅水面的基础，必选考虑施工措施及其他施对底面低于浅水面的基础，必选考虑施工措施及其他施工与设计问题，如管涌、流砂；化学腐蚀；地下室防渗；工与设计问题，如管涌、流砂；化学腐蚀；地下室防渗；轻型结构的上浮；地下水浮托引起的基础底板内力等。轻型结构的上浮；地下水浮托引起的基础底板内力等。对埋藏有承压含水层的地基对埋藏有承压含水层的地基(图图2.16)，确定基础埋深时，确定基础埋深时，必须控制基坑开挖深度，防止基坑因挖土减压而隆起开必须控制基坑开挖深度，防止基坑因挖土减压而隆起开裂。裂。8董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(3)(3)水文地质条件水文地质条件 要求基底至承要求基底至承压含水层顶间压含水层顶间保留土层厚度保留土层厚度(槽底安全厚槽底安全厚度度)h0为：为：9董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(4)(4)地基冻融条件地基冻融条件 地表下一定范围内，土层温度随气候而变化，在寒冷地区，地表下一定范围内，土层温度随气候而变化，在寒冷地区，冬季时上层土中的水因温度降低而冻结，而且冻结会产生冬季时上层土中的水因温度降低而冻结，而且冻结会产生一种吸力，吸引附近的水分渗向冻结区并一起冻结。土冻一种吸力，吸引附近的水分渗向冻结区并一起冻结。土冻结后，含水量增加，体积膨胀，这种现象称为土的冻胀现结后，含水量增加，体积膨胀，这种现象称为土的冻胀现象。象。地基土的冻胀与融陷通常是不均匀的，容易引起建筑物开地基土的冻胀与融陷通常是不均匀的，容易引起建筑物开裂损坏。裂损坏。根据土的类别、冻前天然含水量大小和平均冻胀率根据土的类别、冻前天然含水量大小和平均冻胀率的大的大小，将地基土划分为不冻胀、弱冻胀、冻胀、强冻胀和特小，将地基土划分为不冻胀、弱冻胀、冻胀、强冻胀和特强冻胀强冻胀5类类(表表2.5)。10董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(4)(4)地基冻融条件地基冻融条件11董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(4)(4)地基冻融条件地基冻融条件12董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(4)(4)地基冻融条件地基冻融条件 地基基础规范地基基础规范季节性冻土地基的最小埋深为：季节性冻土地基的最小埋深为：式中式中h hmaxmax基础底面下允许出现冻土层的最大厚度，见基础底面下允许出现冻土层的最大厚度，见表表2.62.6。13董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(4)(4)地基冻融条件地基冻融条件14董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(4)(4)地基冻融条件地基冻融条件表2.7 土的岩性对冻深的影响系数zs表2.8 土的冻胀性对冻深的影响系数zw15董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(4)(4)地基冻融条件地基冻融条件表表2.9 环境对冻深的影响系数环境对冻深的影响系数ze注：环境影响系数一项，当城市市区人口为20万50万时，按城市近郊取值；当城市市区人口大于50万小于或等于100万时，只计入市区影响；当城市市区人口超过100万时，除计入市区影响外，尚应考虑5公里以内的郊区近郊影响系数。第二章 天然地基上的浅基础2.3 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择2.4 地基承载力计算地基承载力计算17董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.4.12.4.1地基承载力特征值的修正地基承载力特征值的修正 地基竖向承载力的确定是地基基础设计中重要环节之一，地基竖向承载力的确定是地基基础设计中重要环节之一，它不仅与土的物理、力学性质有关，还与基础形式、底它不仅与土的物理、力学性质有关，还与基础形式、底面尺寸、埋深、建筑类型、结构特点和施工速度等有关面尺寸、埋深、建筑类型、结构特点和施工速度等有关系。地基承载力特征值可由荷载试验或其他原位测试、系。地基承载力特征值可由荷载试验或其他原位测试、理论公式计算，并结合工程实践经验等方法综合确定。理论公式计算，并结合工程实践经验等方法综合确定。从土力学的地基强度计算公式知，增加基础宽度和埋置从土力学的地基强度计算公式知，增加基础宽度和埋置深度，地基承载力也将随之提高，应将地基承载力标准值对深度，地基承载力也将随之提高，应将地基承载力标准值对不同的基础宽度和埋置深度进行修正，才适用于设计。不同的基础宽度和埋置深度进行修正，才适用于设计。建筑规范与公路规范对地基承载力的修正是不一样的。建筑规范与公路规范对地基承载力的修正是不一样的。18董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.4.12.4.1地基承载力特征值的修正地基承载力特征值的修正 我国我国建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范（GB50007GB50007）按式）按式2.92.9确定确定地基承载力的设计值：地基承载力的设计值：19董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.4.12.4.1地基承载力特征值的修正地基承载力特征值的修正20董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.4.12.4.1地基承载力特征值的修正地基承载力特征值的修正 我国我国公路桥涵地基与基础设计规范公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85JTJ024-85）21董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.4.12.4.1地基承载力特征值的修正地基承载力特征值的修正22董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.4.2 2.4.2 按土的抗剪强度指标按土的抗剪强度指标,用理论公式确定用理论公式确定根据土力学地基承载力的理论可知，按土的抗剪强度指标根据土力学地基承载力的理论可知，按土的抗剪强度指标C、计算的地基临塑荷载计算的地基临塑荷载Pcr、极限荷载、极限荷载Pu以及临界荷载以及临界荷载P1/3(或或P1/4)等，均可用来衡量地基土体强度方面的承载等，均可用来衡量地基土体强度方面的承载力。我国力。我国建筑基础规范建筑基础规范推荐以推荐以P1/4为基础的理论计算为基础的理论计算公式，该公式表示如下：公式，该公式表示如下：式中：式中：Nb、Nd、Nc分别称作承载力系数，仅与土体的分别称作承载力系数，仅与土体的有关；有关；23董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.4.2 2.4.2 按土的抗剪强度指标按土的抗剪强度指标,用理论公式确定用理论公式确定按式按式2.10和和2.11计算的地基承载力与荷载试验结果进行计算的地基承载力与荷载试验结果进行对比发现该公式适合于黏性土，而对内摩擦角较大的砂性对比发现该公式适合于黏性土，而对内摩擦角较大的砂性土，土，Nb值偏低。值偏低。因此，对承受竖向偏心荷载和水平力都不大的基础，当偏因此，对承受竖向偏心荷载和水平力都不大的基础，当偏心距心距e0.033b(b为偏心方向基础边长为偏心方向基础边长)时，时，建筑基础规范建筑基础规范提出了对式提出了对式(2.11)进行修改的计算公式，并应满足变形要求：进行修改的计算公式，并应满足变形要求：24董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.4.2 2.4.2 按土的抗剪强度指标按土的抗剪强度指标,用理论公式确定用理论公式确定25董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系 试验现场通过一定面积的载荷板试验现场通过一定面积的载荷板(亦称承压板亦称承压板)上向地基逐上向地基逐级施加荷载，测出地基土的压力与变形特征，它能反映荷级施加荷载，测出地基土的压力与变形特征，它能反映荷载板下载板下12倍荷载板宽度或直径范围内地基土强度、变形倍荷载板宽度或直径范围内地基土强度、变形的综合性状。载荷试验结果可靠，尤其适用于成分或结构的综合性状。载荷试验结果可靠，尤其适用于成分或结构不均匀的土层，如垃圾土、杂填土、风化岩等。不均匀的土层，如垃圾土、杂填土、风化岩等。2.4.3 2.4.3 按荷载试验确定地基承载力特征值按荷载试验确定地基承载力特征值荷载试验分为浅层平板和深层平板试验，结果有呈急剧破荷载试验分为浅层平板和深层平板试验，结果有呈急剧破坏的坏的“陡降型陡降型”（密实砂土、硬塑性粘土等）和呈渐进破（密实砂土、硬塑性粘土等）和呈渐进破坏的坏的“缓变型缓变型”（松砂、填土、可塑性粘土等具有一定强（松砂、填土、可塑性粘土等具有一定强度的中高压缩性土）度的中高压缩性土）(图图2.17)。利用载荷试验记录而成的利用载荷试验记录而成的p-s曲线来确定地基承载力特征曲线来确定地基承载力特征值。值。26董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.4.3 2.4.3 按荷载试验确定地基承载力特征值按荷载试验确定地基承载力特征值27董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.4.3 2.4.3 按荷载试验确定地基承载力特征值按荷载试验确定地基承载力特征值28董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系按下述方法之一确定地基承载力特征值按下述方法之一确定地基承载力特征值f fakak：当载荷试验当载荷试验p p-s s曲线上有明显的比例极限时，取该比例极限所对应的荷载值曲线上有明显的比例极限时，取该比例极限所对应的荷载值p p1 1(图图2.17(a)2.17(a)；当极限荷载当极限荷载p pu u能确定，且能确定，且p pu u1.51.5p p1 1时，取荷载极限值时，取荷载极限值p pu u的一半；的一半；不能按上述两种方法确定时不能按上述两种方法确定时(图图2.17(b)2.17(b)，如压板面积为，如压板面积为0.250.250.50m0.50m2 2，对，对低压缩性土和砂土，可取低压缩性土和砂土，可取s s/b b=0.01=0.010.0150.015所对应的荷载值，但其值不应大于所对应的荷载值，但其值不应大于最大加载量的一半。最大加载量的一半。同一土层参加统计的试验点数不应少于同一土层参加统计的试验点数不应少于3 3个，且基本值的极差个，且基本值的极差(即最大值与最即最大值与最小值小值)不超过平均值的不超过平均值的30%30%，取此平均值作为地基承载力特征值，取此平均值作为地基承载力特征值f fakak。2.4.3 2.4.3 按荷载试验确定地基承载力特征值按荷载试验确定地基承载力特征值29董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系 试验现场通过一定面积的载荷板试验现场通过一定面积的载荷板(亦称承压板亦称承压板)上向地基逐上向地基逐级施加荷载，测出地基土的压力与变形特征，它能反映荷级施加荷载，测出地基土的压力与变形特征，它能反映荷载板下载板下12倍荷载板宽度或直径范围内地基土强度、变形倍荷载板宽度或直径范围内地基土强度、变形的综合性状。载荷试验结果可靠，尤其适用于成分或结构的综合性状。载荷试验结果可靠，尤其适用于成分或结构不均匀的土层，如垃圾土、杂填土、风化岩等。不均匀的土层，如垃圾土、杂填土、风化岩等。2.4.3 2.4.3 按荷载试验确定地基承载力特征值按荷载试验确定地基承载力特征值荷载试验分为浅层平板和深层平板试验，结果有呈急剧破荷载试验分为浅层平板和深层平板试验，结果有呈急剧破坏的坏的“陡降型陡降型”（密实砂土、硬塑性粘土等）和呈渐进破（密实砂土、硬塑性粘土等）和呈渐进破坏的坏的“缓变型缓变型”（松砂、填土、可塑性粘土等具有一定强（松砂、填土、可塑性粘土等具有一定强度的中高压缩性土）度的中高压缩性土）(图图2.17)。利用载荷试验记录而成的利用载荷试验记录而成的p-s曲线来确定地基承载力特征曲线来确定地基承载力特征值。值。30董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系例题例题 P27P27例题几点说明：例题几点说明：土层厚度不明确，如人工填土层厚土层厚度不明确，如人工填土层厚1-2.7m1-2.7m，不利计算；，不利计算；由由e e和和SrSr查表的查表的d d；m m的计算应以基底以上部分计算，书上计算有错！的计算应以基底以上部分计算，书上计算有错！31董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系本章小结本章小结 本讲主要内容本讲主要内容 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择 建筑功能及结构条件的要求建筑功能及结构条件的要求 工程地质条件工程地质条件 水文地质条件水文地质条件 地基冻融条件地基冻融条件 地基承载力计算地基承载力计算 规范对地基承载力特征值的修正规范对地基承载力特征值的修正 按土的抗剪强度指标，用理论公式确定按土的抗剪强度指标，用理论公式确定 按荷载试验确定地基承载力特征值按荷载试验确定地基承载力特征值 作业作业：阅读教材及参考书阅读教材及参考书;预习下一讲内容，预习下一讲内容，2.5 地基计算地基计算。32董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系肚松衯宸&愮鐝D)?$?d悡!餯怉 扈鋹A 嘬貑 d?噡1/2001骞寸15鏈?-CRM鍦氱敤.files/imgr_logo.gif 冣杁9/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-CRM鍦氱敤.files/logo.gif冟?A/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-CRM鍦敤.files/logo_compute.gif 冡?疘1/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/9/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/0830.gif 冧塖阇8/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/4-2.gif 冨篰飁/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/imgr_logo.gif 冨杁9/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/logo.gif 冦旿?A/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/logo_compute.gif 冧?疘4/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-灏忕櫧榧犲拰ERP.files/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-灏忕櫧榧犲拰ERP.files/0830.gif 冪阇?/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-灏忕櫧榧犲拰ERP.files/biaoshi.gif 冭賏?;/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-灏忕櫧榧犲拰ERP.files/cio.gif 冩?=/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-灏忕櫧榧犲拰ERP.files/email.gif 冩?A/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-灏忕櫧榧犲拰ERP.files/imgr_logo.gif 冭聖杁/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-灏忕櫧榧犲拰ERP.files/logo.gif 冩碝?D/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-灏忕櫧榧犲拰ERP.files/logo_compute.gif 冭?疘:/ERP鏂噡1/2001骞寸17鏈?-鏂版湇鍔粡娴庢诞鐜?files/F/ERP鏂噡1/2001骞寸17鏈?-鏂版湇鍔粡娴庢诞鐜?files/astd_oct.gif 冮烜?E/ERP鏂噡1/2001骞寸17鏈?-鏂版湇鍔粡娴庢诞鐜?files/biaoshi.gif 凅?C/ERP鏂噡1/2001骞寸17鏈?-鏂版湇鍔粡娴庢诞鐜?files/email.gif冮?G/ERP鏂噡1/2001骞寸17鏈?-潕33董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系肚松衯?雎挥=?牓2d?h糖=M 痞?(瘣滸?(h?棧哐锒$*?z 3蓚W 傯=%u旄冏?塧?腦?U ZYY h?鹁?镁+x脲燴哠K?q 梽桃 羀徬?w?錭X?C?e?gei鎃+,nit噈鲃 c?u锳 9 硄 轻儍L8踇縎;W岐?u rH?Wx鵛 8 吷y兞 恋W 六 堲?-猴w兂.+嬼?墎 娮?嗠鸊GiJ倭r J?侜!?u?唻蕛?凓|?縖鸹嬔r 責|A伾 鼐*?%磣嬓冴 苻 高 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