地基和基础设计课件

1（1）基础的强度、刚度和耐久性）基础的强度、刚度和耐久性（2）稳定：承载力）稳定：承载力（3）变形）变形（4）渗透稳定性）渗透稳定性2将地基、基础和上部结构三者作为一个整体将地基、基础和上部结构三者作为一个整体考虑，并要满足地基、基础和上部结构三者在连考虑，并要满足地基、基础和上部结构三者在连接部位的变形协调条件。接部位的变形协调条件。上部结构上部结构基础基础地基地基3（1）柔性基础）柔性基础填土填土基底反力基底反力柔性均布荷载柔性均布荷载基底沉降量基底沉降量土工聚合物土工聚合物柔性基础可随地基的变形而任意弯曲柔性基础可随地基的变形而任意弯曲基底反力与作用在基础上的荷载分布相同基底反力与作用在基础上的荷载分布相同基础缺乏刚度，无力调整不均匀沉降基础缺乏刚度，无力调整不均匀沉降4（2）刚性基础）刚性基础荷载小时为马鞍形分布荷载小时为马鞍形分布荷载大时为抛物线形分布荷载大时为抛物线形分布qpqpqpqp地基为完全弹性体地基为完全弹性体基础边缘土体破坏基础边缘土体破坏进一步破坏进一步破坏地基土无粘性，基础埋深浅地基土无粘性，基础埋深浅基底反力分布与荷载分布无关基底反力分布与荷载分布无关5（1）不同压缩性地基对基础扰曲和内力的影响）不同压缩性地基对基础扰曲和内力的影响 q x软弱土地基软弱土地基 q x密实土地基密实土地基6（2）非均匀性地基对基础扰曲和内力的影响）非均匀性地基对基础扰曲和内力的影响 q x软弱土层软弱土层 q x软弱土层软弱土层7（1）初步拟定地基承载力）初步拟定地基承载力（2）选择地基和基础的类型）选择地基和基础的类型（3）选择基础的埋置深度）选择基础的埋置深度（4）初步确定基础结构型式和材料）初步确定基础结构型式和材料（5）拟定基础的布置和尺寸）拟定基础的布置和尺寸（6）地基基础的稳定和沉降验算）地基基础的稳定和沉降验算（7）基础结构和构造设计，并绘制施工详图）基础结构和构造设计，并绘制施工详图8（1）地基承载力概念）地基承载力概念（2）确定地基承载力的方法）确定地基承载力的方法理论公式法理论公式法原位测试法原位测试法规范查表法规范查表法极限承载力极限承载力pu地基承载力地基承载力fvpu/Fs：仅满足强度要求：仅满足强度要求容许承载力：同时满足强度和变形要求容许承载力：同时满足强度和变形要求9（1）极限荷载的一般式（条形浅基础）极限荷载的一般式（条形浅基础）uvcq2BpN cN qN0fqD 斯肯普顿、魏西克、普朗德尔、太沙基、汉斯肯普顿、魏西克、普朗德尔、太沙基、汉森公式等都具有如上形式，只是系数森公式等都具有如上形式，只是系数 、不同而已。式中：不同而已。式中：cNqNNB基础宽度；基础宽度；q旁压荷载，旁压荷载，Df基础埋置深度；基础埋置深度；c地基土的粘聚力；地基土的粘聚力；、承载力系数，仅与内摩擦角有关；承载力系数，仅与内摩擦角有关；cNqNN10基底以下地基土的有效重度，按情况选用：基底以下地基土的有效重度，按情况选用：地下水在基底上时，地下水在基底上时，地下水在基底下且埋深大于地下水在基底下且埋深大于B时，时，地下水在基底下且埋深地下水在基底下且埋深d小于小于B时，时，dBdBB基底以上土的重度，按情况选用：基底以上土的重度，按情况选用：地下水在基底下时，无影响地下水在基底下时，无影响地下水在基底上且埋深地下水在基底上且埋深 小于小于 时，时，01dfD1f10ffdDdDD11习题习题3-1：有两基础埋置在砂土中，有两基础埋置在砂土中，A基础埋深基础埋深2m，基础宽度基础宽度6m，B基础埋深基础埋深4m。试问。试问B基础基础基础基础宽度为多少时，二基础能承受的极限荷载相等？宽度为多少时，二基础能承受的极限荷载相等？cqNNN12AuAcfAq62522bNNpcND NNN习题习题3-1解：极限承载力：解：极限承载力：BBuBcfBq422bNbNpcND NNuAuBppB542bNNNB2mb 13 某条形浅基础置于粘性土地基上，地下水与基某条形浅基础置于粘性土地基上，地下水与基础底面齐平，基础宽度础底面齐平，基础宽度b=5米，承受铅直均布设计米，承受铅直均布设计荷载为荷载为870kPa，粘性土的，粘性土的=20，c=105kPa，=17kN/m3，sat=19.5kN/m3，求地基稳定安全系数，求地基稳定安全系数K=2.0时，基础的埋置深度时，基础的埋置深度Df为多少？为多少？习题习题3-2：（=20,N=3.54，Nc=14.8，Nq=6.40）14习题习题3-2解：极限承载力：解：极限承载力：2uc1fqf2105 14.8 176.45 9.5 3.54 2bNpcND ND 地基承载力：地基承载力：uua870kPa2pppK联解二式得：联解二式得：Df0.94m，得解。，得解。15适用条件适用条件极限承载力公式极限承载力公式以中心垂直荷载为主的各类建筑物条形基础情况。以中心垂直荷载为主的各类建筑物条形基础情况。（2）太沙基公式）太沙基公式uvcq2BpN cN qN整体剪切破坏整体剪切破坏局部剪切破坏局部剪切破坏 对于局部破坏的情况，太沙基建议，只要降对于局部破坏的情况，太沙基建议，只要降低低c、值值1/3，即，即 ,2/3cctan2tan/3 tan方形基础方形基础uvf1.20.4cqpcND NBN圆形基础圆形基础uvf1.20.62cqpcND NBN16偏心荷载偏心荷载 若荷载加偏心时，可用有效宽度若荷载加偏心时，可用有效宽度 代替实际宽度代替实际宽度B计算极限承载力计算极限承载力 B2BBe 地基承载力设计值及安全系数（表地基承载力设计值及安全系数（表3-2）vusfpF缺点缺点 太沙基假定的破坏模式与实际情况出入较大，太沙基假定的破坏模式与实际情况出入较大，正渐被放弃采用。正渐被放弃采用。17适用条件适用条件 以中心倾斜荷载为主的各类建筑物条形基础情况，以中心倾斜荷载为主的各类建筑物条形基础情况，对水利和港口工程有适用意义，属半经验公式。对水利和港口工程有适用意义，属半经验公式。（3）汉森公式）汉森公式竖直向极限承载力竖直向极限承载力uv2ccccc cqqqqq qBpN ci S d g bN qi S d g bNi S d g b基底形状基底形状 当基础的长度与宽度之比当基础的长度与宽度之比 时，不能视时，不能视作条形基础，由于两侧摩阻力影响，总的反映出承作条形基础，由于两侧摩阻力影响，总的反映出承载力要增大，对非条形基础基本公式各项应分别乘载力要增大，对非条形基础基本公式各项应分别乘以修正系数以修正系数 、。/5L B cSSqS18基础埋深基础埋深fcq10.35DddB 1d浅埋基础浅埋基础 如埋深内有强度小于基底下持力层的土层时，如埋深内有强度小于基底下持力层的土层时，应将此软弱层的深度扣除。应将此软弱层的深度扣除。倾斜荷载倾斜荷载 极限荷载的垂直分量极限荷载的垂直分量puv将随荷载合力将随荷载合力P与铅直线与铅直线的夹角的夹角的增大而减小。合力为倾斜荷载时，计算铅的增大而减小。合力为倾斜荷载时，计算铅直向极限荷载直向极限荷载puv的公式各项应分别乘以与荷载倾角的公式各项应分别乘以与荷载倾角有关的荷载倾斜因素有关的荷载倾斜因素ic、iq、ir。地面倾斜地面倾斜5q(1 0.5tan)ggc1147g 19基底倾斜基底倾斜c1147b-2 tanqeb-2.7 taneb 若基础承受铅直向偏心荷载时，计算极限荷载若基础承受铅直向偏心荷载时，计算极限荷载时应以有效宽度时应以有效宽度B、L来代替实际宽度来代替实际宽度B、L。B2BBe L2LLe 偏心荷载偏心荷载非均质地基非均质地基容许承载力及安全系数（表容许承载力及安全系数（表3-7）uspRF20适用条件适用条件（4）斯凯普顿斯凯普顿公式公式竖直向极限承载力竖直向极限承载力fuvf510.210.2BDpcDLB地基承载力和安全系数地基承载力和安全系数uvspfFs1.11.5F 饱和软粘土地基（饱和软粘土地基（）；浅基础）；浅基础 ；矩形基础，宽长比修正。矩形基础，宽长比修正。0f2.5DB21（1）原理）原理22图图 塑性变形区的发展塑性变形区的发展（2）地基承载力设计值公式）地基承载力设计值公式fvck0fBDfM cMDMB（3-3）maxz（3）适用条件：偏心距）适用条件：偏心距e0.033B23（1）标准贯入试验）标准贯入试验适用条件：中小型工程，适用条件：中小型工程，B3m，Df 0.5m标准贯入击数地基承载力标准值标准贯入击数地基承载力标准值/容许承载力容许承载力 0B 1D2f(3)(1.5)RRmBmD修正修正vkBD0f(3)(0.5)ffBD （3-4）（2）静载荷试验）静载荷试验24（1）适用范围：一般建筑物）适用范围：一般建筑物（2）地基承载力基本值）地基承载力基本值（3）地基承载力标准值）地基承载力标准值基本值基本值回归修正系数回归修正系数（4）容许承载力）容许承载力（5）修正）修正25（1）一般粘性土地基）一般粘性土地基土质均匀良好，地基承载力大于土质均匀良好，地基承载力大于150kPa，可为，可为天然地基天然地基注意软弱夹层和下卧砂性土层注意软弱夹层和下卧砂性土层（2）软土地基）软土地基软土基本性质软土基本性质变形是首要问题，强度、稳定性亦考虑变形是首要问题，强度、稳定性亦考虑一般需人工处理，为人工地基一般需人工处理，为人工地基26（3）粉土和细砂地基）粉土和细砂地基注意液化和防渗注意液化和防渗进行人工处理进行人工处理（4）砂卵石地基）砂卵石地基基本性质基本性质渗漏和渗透变形渗漏和渗透变形整体稳定性整体稳定性27（1）按）按基础埋深基础埋深分类分类浅基础浅基础深基础深基础只需经过挖槽、排水等普通施工程序建造，一只需经过挖槽、排水等普通施工程序建造，一般埋深小于基础宽度的基础。般埋深小于基础宽度的基础。采用桩、沉井等特殊施工方法和设备建造，一采用桩、沉井等特殊施工方法和设备建造，一般埋深大于基础宽度的基础。般埋深大于基础宽度的基础。28（2）按）按受力特征及刚度特征受力特征及刚度特征分类分类无筋扩展基础无筋扩展基础刚性基础刚性基础基础材料具有较好的抗压性能，但抗拉、抗剪基础材料具有较好的抗压性能，但抗拉、抗剪强度不高，应满足材料刚性角的要求。强度不高，应满足材料刚性角的要求。扩展基础扩展基础钢筋砼柱下独立和墙下条形基础钢筋砼柱下独立和墙下条形基础材料为钢筋砼，抗弯和抗剪性能良好。材料为钢筋砼，抗弯和抗剪性能良好。（3）按）按基础材料基础材料分类分类砖、三合土、灰土、毛石、砼等砖、三合土、灰土、毛石、砼等 无筋扩展基础、刚性基础无筋扩展基础、刚性基础钢筋砼基础钢筋砼基础扩展基础扩展基础29（4）按）按基础构造基础构造分类分类独立基础独立基础荷载较小、地基土性质较好荷载较小、地基土性质较好分无筋扩展基础和分无筋扩展基础和扩展基础扩展基础30条形基础和十字交叉基础条形基础和十字交叉基础柱荷载较大，地基承载力较低柱荷载较大，地基承载力较低分分刚性和钢筋混凝土条形基础刚性和钢筋混凝土条形基础分分墙下条形基础和柱下条形基础墙下条形基础和柱下条形基础31筏形基础筏形基础上部荷载较大，地基软弱或地下防渗时采用上部荷载较大，地基软弱或地下防渗时采用整体刚度好，能调整不均匀沉降，抗震性能较好整体刚度好，能调整不均匀沉降，抗震性能较好如在深厚软土层中沉降较大，且亦倾斜如在深厚软土层中沉降较大，且亦倾斜32箱形基础箱形基础上部荷载较大，十字交叉基础无法满足要求，不上部荷载较大，十字交叉基础无法满足要求，不宜采用桩基础时采用宜采用桩基础时采用埋深大，为补偿基础埋深大，为补偿基础刚度好、抗震性能好刚度好、抗震性能好施工技术高、耗材、基坑开挖量大施工技术高、耗材、基坑开挖量大33壳体基础和反拱底板基础壳体基础和反拱底板基础利用砌体材料抗压强度高的特点利用砌体材料抗压强度高的特点施工技术要求高，适用范围受到限制施工技术要求高，适用范围受到限制34桩基础桩基础沉井基础沉井基础35（1）优先选用天然地基上浅基础）优先选用天然地基上浅基础（2）将上部结构、基础和地基三者作为一个整体）将上部结构、基础和地基三者作为一个整体（3）进行技术、经济、安全、可行性比较）进行技术、经济、安全、可行性比较363.4.1 考虑工程地质和水文地质条件考虑工程地质和水文地质条件基本原则：基本原则：尽量浅埋尽量浅埋最小埋深最小埋深0.5m（岩石地基除外）（岩石地基除外）满足地基稳定性和变形要求满足地基稳定性和变形要求选择合适的地基持力层：选择合适的地基持力层：低压缩性低压缩性均匀土层：取满足其它要求的最小值均匀土层：取满足其它要求的最小值高压缩性高压缩性土层：地基处理后取值或深基础土层：地基处理后取值或深基础上软（上软（2m）下硬）下硬土层：同第土层：同第2条条上硬下软上硬下软土层：宽基浅埋土层：宽基浅埋地下水：浅埋，地下水位以上地下水：浅埋，地下水位以上37地下室地下室：受地下空间控制：受地下空间控制大型设备大型设备：受管线埋置影响：受管线埋置影响水塔等水塔等：埋深大，满足抗倾稳定性要求：埋深大，满足抗倾稳定性要求风、地震水平荷载风、地震水平荷载：桩箱和桩筏基础不宜小于建筑物高度的桩箱和桩筏基础不宜小于建筑物高度的1/181/20岩石地基上的高层建筑，埋深满足抗滑稳定要求岩石地基上的高层建筑，埋深满足抗滑稳定要求38（1）基础埋深小于相邻建筑物基础埋深）基础埋深小于相邻建筑物基础埋深（2）增大距离）增大距离（3）对邻近建筑物加固）对邻近建筑物加固原有原有新建新建39（1）冻胀、融陷和冻结深度）冻胀、融陷和冻结深度（2）季节性冻胀土的基础最小埋置深度）季节性冻胀土的基础最小埋置深度fmindfrDzd（3-5）（3）季节性冻胀土的设计冻深）季节性冻胀土的设计冻深d0zszwzezz ，环境（村、镇、旷野，城市近郊，城市市，环境（村、镇、旷野，城市近郊，城市市区）对冻深的影响系数；区）对冻深的影响系数；，土的冻胀性对冻深的影响系数；，土的冻胀性对冻深的影响系数；，土的类别对冻深的影响系数；，土的类别对冻深的影响系数；zs式中，式中，为基础底面下允许残留冻土层的最大厚度；为基础底面下允许残留冻土层的最大厚度；frdzwze0z ，标准冻深；，标准冻深；40（5）防冻害措施（特强、强冻胀和冻胀地基）防冻害措施（特强、强冻胀和冻胀地基）（4）考虑冻深的基础布置（水工、铁路桥涵）考虑冻深的基础布置（水工、铁路桥涵）41基础埋置于冲刷深度以下基础埋置于冲刷深度以下22.5m42（1）基底轮廓与上部结构相适合）基底轮廓与上部结构相适合（2）尽量使基础设计成中心受压状态，或控制偏）尽量使基础设计成中心受压状态，或控制偏心矩的范围心矩的范围（3）水闸基础的防渗和导渗）水闸基础的防渗和导渗43（1）中心荷载情况）中心荷载情况FGpA（3-6）基底压力基底压力控制标准控制标准vFGpfA（3-7）基础面积基础面积 vepfFA BfD（3-8）epfGDAfDpBFG44（2）偏心荷载情况）偏心荷载情况基底压力基底压力yxxy,MFGMp x yyxAII（3-9）fDmaxpBFGeminpLe矩形基础：矩形基础：maxmin61pFGepAB条形基础：条形基础：maxmin61pFGepBB（3-10）45控制标准控制标准maxminv2pppfmaxv1.2pf面积确定面积确定按中心荷载作用初步确定基底面积按中心荷载作用初步确定基底面积增大面积增大面积1040，选定长宽度，选定长宽度计算基底压力，核算承载力要求计算基底压力，核算承载力要求控制偏心距控制偏心距注意事项注意事项房屋建筑的偏心距容许值房屋建筑的偏心距容许值水闸基底压力分布不均匀容许值水闸基底压力分布不均匀容许值46（1）材料：灰土、砖、毛石、砼等）材料：灰土、砖、毛石、砼等（2）特点：抗压强度高、抗拉抗剪强度低）特点：抗压强度高、抗拉抗剪强度低（3）刚性角和悬臂宽高比要求）刚性角和悬臂宽高比要求 maxmaxiiiibbhh（3-10c）47（1）基础顶面置于地面下）基础顶面置于地面下1020cm；（2）基顶宽度）基顶宽度0+2b0（3）当建筑物较轻，地基强度较大，则）当建筑物较轻，地基强度较大，则 B10+2b0（4）当地基强度限制，则）当地基强度限制，则 max0fmax20.15 tanBBBD（3-11）48（1）型式）型式 柱下独立基础：阶梯形、角锥形和杯口形柱下独立基础：阶梯形、角锥形和杯口形墙下条形基础：无肋和有肋墙下条形基础：无肋和有肋（2）构造要求）构造要求49（1）破坏型式）破坏型式冲切破坏冲切破坏独立基础独立基础斜裂纹破坏斜裂纹破坏条形基础条形基础满足抗弯要求满足抗弯要求满足抗弯要求满足抗弯要求50450hNsplbMABCDEFtb0h45bb（2）柱下独立基础）柱下独立基础冲切荷载冲切荷载砼总抗切能力砼总抗切能力 cQQ（3-13a）沿柱边破坏沿柱边破坏cscQpAspcA地基土净反力设计地基土净反力设计值值取用的地基土净反取用的地基土净反力作用的部分基底面力作用的部分基底面积，即积，即ABCDEF部分部分式中：式中：fpG ApD51砼轴心抗拉强度设砼轴心抗拉强度设计值；计值；受冲切承载力高度受冲切承载力高度影响系数；影响系数；hptm00.7Qf b hmtb2bbb式中：式中：tfhp0h冲切破坏锥体的有冲切破坏锥体的有效高度；效高度；mb冲切破坏锥体最不冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；利一侧计算长度；tb上边长，即柱宽；上边长，即柱宽；下边长，下边长，；bbt02bh450hNsplbMABCDEFtb0h45bbGH52沿变阶处破坏沿变阶处破坏cA取用的地基土净反取用的地基土净反力作用的部分基底面力作用的部分基底面积，即积，即ABCDEF部分部分45NlbMABCDEFtb0h45bbsp0hGHtb上边长，即上阶宽；上边长，即上阶宽；bbt02bh下边长，下边长，；53破坏锥体破坏锥体在在b方向以外方向以外cA取用的地基土净反取用的地基土净反力作用的部分基底面力作用的部分基底面积，即积，即ABEF部分；部分；有效高度求取有效高度求取schptm00.7pAf b h验算公式验算公式sc0hptm0.7pAhf b（3-15）当当bt02bbhbbbb45NlbMABEFtb0h45sp0hGH0h基础高度基础高度54（3）墙下条形基础）墙下条形基础max0t0.7Qhfmaxs1Qp amaxs10.06Qp a砼墙：砼墙：砖墙：砖墙：基础高度基础高度55（1）柱下独立基础）柱下独立基础 梯形悬臂板范围内地基净反力作用下的弯矩梯形悬臂板范围内地基净反力作用下的弯矩（在台阶宽高比（在台阶宽高比2.5和偏心矩和偏心矩L/6，轴向或单向偏，轴向或单向偏心荷载心荷载）561ssmaxs011daxxMpppbBbx xaa式中：式中：smaxmaxGppAsGppA 21smaxssmaxs212aMBbppppBxdx1aBb57smaxsmin20d22B bppyMlLly yBb式中：式中：smaxmaxGppAsminminGppA 2smaxs12MBbLlpp48yLldy2Bb58（2）墙下条形基础）墙下条形基础最大弯矩：最大弯矩：2s112Mp amax（3-18）2s110.062Mp amax砼墙：砼墙：砖墙：砖墙：钢筋面积：钢筋面积：v0y0.9MAh fmax（3-19）令式（令式（3-17）中）中1mBb59（1）使用范围）使用范围（2）基底反力：线性分布）基底反力：线性分布（3）梁的内力计算：静定分析法和倒梁法）梁的内力计算：静定分析法和倒梁法60适用条件：适用条件：粘性土地基和相对密度粘性土地基和相对密度0.5的砂土地基的砂土地基5地基变形模型地基变形模型梁的扰曲方程梁的扰曲方程44ddwEIBpqz（3-21）文克尔模型文克尔模型半空间体地基模型半空间体地基模型有限压缩层地基模型有限压缩层地基模型61（1）文克尔（）文克尔（E.Winkler,1867）地基模型）地基模型公式：地基表面任一点的单位面上压力强度与公式：地基表面任一点的单位面上压力强度与相应的地基竖向位移成正比，即相应的地基竖向位移成正比，即s,x zx zpK z（3-20）模型：弹簧模型模型：弹簧模型62spK zzw4s4ddwEIBK wqz（3-22）缺点：未考虑地基连续性缺点：未考虑地基连续性适用范围：软基或薄压缩层地基适用范围：软基或薄压缩层地基sK基床系数，由基床系数，由30cm平板载荷试验确定，平板载荷试验确定，故文克尔地基模型亦称基床系数法。故文克尔地基模型亦称基床系数法。63（2）半空间体地基模型）半空间体地基模型地面沉降（均质、连续半无限弹性体）地面沉降（均质、连续半无限弹性体）201PsE r（3-23）优缺点优缺点适用范围：均质厚层地基适用范围：均质厚层地基（3）有限压缩层地基模型）有限压缩层地基模型地面沉降（单向分层总和法）地面沉降（单向分层总和法）优点优点适用范围：有限压缩层地基适用范围：有限压缩层地基64（4）三种地基模型的选择）三种地基模型的选择5H/L2.0：半空间弹性体地基模型半空间弹性体地基模型H/L=0.252.0：有限压缩层地基模型：有限压缩层地基模型式中，式中，H可压缩层厚度；可压缩层厚度；L梁长之半；梁长之半；65（1）测定法）测定法（2）查表法）查表法基床系数基床系数p/s：b=30cm平板载荷试验平板载荷试验变形模量：载荷试验等变形模量：载荷试验等泊松比：三轴试验等泊松比：三轴试验等压缩模量：室内侧限压缩试验等压缩模量：室内侧限压缩试验等根据地基、基础和荷载的实际情况采用根据地基、基础和荷载的实际情况采用66（1）刚性板方法）刚性板方法地基反力地基反力yxs,xyx yFeFFepyxAII（3-24）（2）弹性板方法）弹性板方法内力计算内力计算考虑变形协调和静力平衡考虑变形协调和静力平衡计算复杂，需数值解法计算复杂，需数值解法67地基基础设计的某些规定：地基基础设计的某些规定：甲级、乙级建筑物应按地基变形设计甲级、乙级建筑物应按地基变形设计受水平荷载作用的高层建筑物等和斜坡上建筑受水平荷载作用的高层建筑物等和斜坡上建筑物应验算稳定性物应验算稳定性需作变形验算的丙级建筑物：需作变形验算的丙级建筑物：地基承载力特征值小于地基承载力特征值小于130kPa，且体型复杂的建筑；，且体型复杂的建筑；有地面堆载或相邻基础荷载差异较大；有地面堆载或相邻基础荷载差异较大；软弱地基上的建筑物存在偏心荷载；软弱地基上的建筑物存在偏心荷载；相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时；相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时；有厚度较大或厚薄不均的新填土；有厚度较大或厚薄不均的新填土；基坑工程应进行稳定性验算基坑工程应进行稳定性验算存在上浮问题时，应进行抗浮验算存在上浮问题时，应进行抗浮验算68（1）荷载组合）荷载组合（2）验算内容）验算内容沿基础底面水平滑动沿基础底面水平滑动深层滑动深层滑动倾覆稳定性倾覆稳定性最不利荷载组合最不利荷载组合69（1）情况：水平荷载较大）情况：水平荷载较大（2）水闸）水闸0psw1w2afGUc BPFPPP（3-25a）滑动力滑动力w1w2aPPP抗滑力抗滑力0pfGUc BP安全系数安全系数70（3）重力式码头、水闸边墙和一般挡土墙）重力式码头、水闸边墙和一般挡土墙（4）滑动力和阻滑力的选取）滑动力和阻滑力的选取（5）强度参数的选取）强度参数的选取（6）强度参数的简化）强度参数的简化主动作用的水平力为滑动力主动作用的水平力为滑动力被动产生的阻力为抗滑力被动产生的阻力为抗滑力现场试验现场试验室内室内CU试验：打折采用试验：打折采用psw1w2afGUPFPPP（3-25b）71（7）安全系数）安全系数（8）建筑地基设计规范方法）建筑地基设计规范方法vavsahh1.3f GPFPG（3-25c）根据工程重要性和荷载组合根据工程重要性和荷载组合应注意经济性应注意经济性72（9）带裙板或抗滑桩建筑物的水平滑动验算）带裙板或抗滑桩建筑物的水平滑动验算psf VGPFH1）沿沿abef面滑动面滑动3）抗滑桩抗滑桩plsf VPPFHpsafPLPFHP2）沿沿abcdef面滑动面滑动H73（1）情况：水平、竖直向荷载较大）情况：水平、竖直向荷载较大（2）分析方法：圆弧滑动条分法）分析方法：圆弧滑动条分法（3）安全系数定义）安全系数定义sF 抗滑力矩滑动力矩（4）假定）假定74（5）公式）公式svvHJcostaniiii iRWclFVDB lUlHlJl（3-26）（6）安全系数取值）安全系数取值（7）强度参数指标）强度参数指标（8）斜坡上地基）斜坡上地基 稳定性验算稳定性验算75（1）情况）情况（2）安全系数定义）安全系数定义（3）挡土墙）挡土墙asF 抗倾覆力矩倾覆力矩基础前趾点基础前趾点1 12233445sa1w12w23p4GaG aG aG aUaFP yP yP yP y（3-27a）76（4）挡土墙）挡土墙bavsahtanGaP bFPcB（3-27b）（5）安全系数取值）安全系数取值（6）墙趾沉陷）墙趾沉陷77（7）高压电塔架）高压电塔架78（1）沉降量和沉降差）沉降量和沉降差（2）沉降的组成）沉降的组成瞬时沉降瞬时沉降固结沉降固结沉降次次固结沉降固结沉降79（1）单向分层总和法）单向分层总和法121111nniiiiiiieesshez1sniiiishEcsz10slg1niiiiiiiCshe（2）规范方法）规范方法0ss111sniiiiiipsszzE（3-30）80（1）要求）要求（2）变形特征及其容许值）变形特征及其容许值81（1）适当增加基础自身重量）适当增加基础自身重量（2）考虑基础下游侧面的土抗力）考虑基础下游侧面的土抗力（3）在基础部分设置阻滑措施）在基础部分设置阻滑措施（4）施工措施）施工措施（1）改变荷载分布）改变荷载分布（2）适当调整基础宽度）适当调整基础宽度82（1）减少或平衡上部结构荷载）减少或平衡上部结构荷载（2）提高上部结构和基础的刚度）提高上部结构和基础的刚度（3）适当调整建筑物各部分的设计标高）适当调整建筑物各部分的设计标高（4）施工措施）施工措施83（1）掌握地基和基础设计原则；了解地基、基础和上部结构）掌握地基和基础设计原则；了解地基、基础和上部结构共同作用的定性结果；掌握地基和基础的设计步骤；共同作用的定性结果；掌握地基和基础的设计步骤；（2）掌握地基承载力确定的理论公式法，理解普遍公式的意）掌握地基承载力确定的理论公式法，理解普遍公式的意义，能灵活运用；掌握规范查表法及其修正；义，能灵活运用；掌握规范查表法及其修正；（3）掌握地基和基础的类型、特点和选择原则；）掌握地基和基础的类型、特点和选择原则；（4）熟悉基础埋置深度的确定原则和影响因素；）熟悉基础埋置深度的确定原则和影响因素；（5）掌握独立基础和墙下条形基础的平面、剖面尺寸设计；）掌握独立基础和墙下条形基础的平面、剖面尺寸设计；结构破坏型式和内力计算方法；结构破坏型式和内力计算方法；（6）熟悉柱下条形基础，考虑地基和基础共同作用的弹性地）熟悉柱下条形基础，考虑地基和基础共同作用的弹性地基梁方法及其优缺点；基梁方法及其优缺点；（7）掌握地基和基础的稳定性、变形验算内容和方法；及增）掌握地基和基础的稳定性、变形验算内容和方法；及增强地基稳定性和减少不均匀沉降的建筑、结构和施工措施。强地基稳定性和减少不均匀沉降的建筑、结构和施工措施。复习题和习题复习题和习题3-13-10841中华人民共和国建设部中华人民共和国建设部.GB50007-2002 建筑地基基础设计建筑地基基础设计规范规范S.北京北京:中国建筑工业出版社中国建筑工业出版社,2002.2中国土木工程学会中国土木工程学会.注册岩土工程师专业考试复习教程注册岩土工程师专业考试复习教程M.北京北京:中国建筑工业出版社中国建筑工业出版社,2007.3陈希哲陈希哲.土力学地基基础土力学地基基础 M.北京北京:清华大学出版社清华大学出版社,2004.4杨进良杨进良.土力学土力学 M.北京北京:中国水利水电出版社中国水利水电出版社,2006.5中华人民共和国水利部中华人民共和国水利部.SL265-2001 水闸设计规范水闸设计规范S.北北京京:中国水利水电出版社中国水利水电出版社,2002.85例题例题3-4：868788（1）原理）原理（2）Fellenius法法ssiniiiMTRWR滑动力矩滑动力矩阻滑力矩：阻滑力矩：rtaniii iMNclRrsscostansiniiii iiiWclMFMRRWcosiiiNWsiniiiTWWiNiTriiil安全系数：安全系数：rtaniiii iTNcl89s(cos)tansini iiii iiiiclWulFWs(cossec)tansini iiiiiiiiiclWubFW（i）总应力表示法总应力表示法（ii）有效应力表示法）有效应力表示法 RsScostansiniiii iiiWclMFMWcosiiiNWcosiiii iNWuli iuliN90计算沉降的步骤如下计算沉降的步骤如下：91efppD92 0.4ihBzs0.2zs0.193szszsz2iii上下zzz2iii上下1ip2ip1sziip2szziiip1ciipp2szziiipszzciiiipp1ie2ie1211iiiiieeshe 121111nniiiiiiieesshe 94 和和 分分别为相应的别为相应的竖向平均附加应力系竖向平均附加应力系数数。是从分层总和法公式导出的一种简化形式。是从分层总和法公式导出的一种简化形式。第第i层土的变形量为层土的变形量为zsiiiishEzcdefabefabcdiihAAA为便于计算，令为便于计算，令abef0iiAp zabcd011iiAp zabef0iiAp zabcd101iiAp z9501111snniiiiiiiipsszzE按按地基规范地基规范计算出的计算出的地基最终沉降量地基最终沉降量0ss111sniiiiiipsszzE2.50.4lnnZBB10.025nniiss按分层总和法计算出的地基最终沉降量按分层总和法计算出的地基最终沉降量96、的确定的确定普朗德尔公式普朗德尔公式 cNqN 基础底面光滑、地基土无重量时，地基土出现整基础底面光滑、地基土无重量时，地基土出现整体破坏时，极限平衡区可分为体破坏时，极限平衡区可分为5个区，即：个区，即：区区基底以下，应力状态和朗肯主动区应力状基底以下，应力状态和朗肯主动区应力状 态相同（主动朗肯区）；态相同（主动朗肯区）；区区应力状态与朗肯被动区应力状态相同（被应力状态与朗肯被动区应力状态相同（被 动朗肯区）；动朗肯区）；区区也为极限平衡区，取应力状态为也为极限平衡区，取应力状态为区、区、区的过度状态。区的过度状态。（1）假定）假定97b98atan0rr e99GDCBuvp1uvp3r45/245/20rcosr1rcq3q1cRF100222222uvuv01111d2222p BGpBCqBFq DFcr1）由对）由对B点的力矩平衡得点的力矩平衡得 2）微分滑弧上凝聚力）微分滑弧上凝聚力c所引起的力矩为所引起的力矩为 222tan22tantan002220000d(e)de|e12tan2tancrcrcrc r（2）推导）推导 3）其余各项力臂都与）其余各项力臂都与有关系，有关系，0r0BCrtan210eBDrr0sin(45)2BGr0cos(45)2GCr1cos(45)2BFr1sin(45)2FDr4）各力由极限平衡关系式可求解）各力由极限平衡关系式可求解 2231tan(45)1tan(45)22tanc10122uvuvtan(45)1 tan(45)22tancpp 22tan(45)tan(45)122tancqqtan2tan2uvetan(45)etan(45)122tancpq5）极限荷载）极限荷载uvcq2BpN cN qNtan2q=etan(45)2Nqtan2c11etan(45)12tantanNN对照式对照式102