中南大学基础工程课件第二章 天然地基上的浅基础

土 木 工 程 本 科 生 专 业 课 程 基 础 工 程第 二 章 天 然 地 基 上 的 浅 基 础 2.1 概 述2.2 浅 基 础 的 类 型 及 构 造2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法2.4 地 基 基 础 与 上 部 结 构 的 共 同 作 用2.5 防 止 不 均 匀 沉 降 的 措 施2.6 基 础 埋 置 深 度 的 选 择2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算主 要 内 容 2.1 概 述2.1.1 浅 基 础 与 深 基 础 的 区 别判 断 依 据 浅 基 础 深 基 础埋 置 深 度 5m 5m设 计 计 算 是 否 考 虑 基 础 侧 摩 阻 不 考 虑 考 虑施 工 时 是 否 敞 开 挖 基 坑 修 基 础 是 否施 工 方 法 简 单 复 杂结 构 形 式 简 单 复 杂工 程 造 价 低 较 高 2.1 概 述2.1.2 浅 基 础 设 计 应 满 足 的 基 本 要 求1. 强 度 要 求 地 基 ： 对 剪 切 破 坏 及 丧 失 整 体 稳 定 性 有 足 够 的 安 全 度 基 础 ： 不 发 生 剪 切 破 坏 ， 有 足 够 的 强 度2. 变 形 要 求 地 基 ： 控 制 变 形 量 地 基 变 形 容 许 值 基 础 ： 不 能 发 生 过 大 变 形 ， 有 足 够 的 刚 度3. 基 础 功 能 、 构 造 及 耐 久 性 要 求 2.1 概 述2.1.3 浅 基 础 设 计 基 本 步 骤集 资 料选 类 型拟 尺 寸 地 形 及 地 质 勘 察 资 料 水 文 气 象 资 料上 部 结 构 形 式 、 使 用 功 能 、 荷 载 性 质 大 小等 资 料 周 围 环 境 资 料施 工 技 术 条 件 资 料细 部 尺 寸 空 间 位 置确 定 基 础 类 型 2.1 概 述做 检 算选 方 案 地 基 强 度 检 算 基 础 本 身 强 度 检 算基 底 偏 心 距 检 算 地 基 稳 定 性 检 算基 础 倾 覆 、 滑 动 稳 定 性 检 算沉 降 检 算 墩 顶 水 平 位 移 检 算从 技 术 、 经 济 、 施 工 综 合 考 虑 2.1 概 述2.2 浅 基 础 的 类 型 及 构 造2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法2.4 地 基 基 础 与 上 部 结 构 的 共 同 作 用2.5 防 止 不 均 匀 沉 降 的 措 施2.6 基 础 埋 置 深 度 的 选 择2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算主 要 内 容 2.2 浅 基 础 的 类 型 和 构 造2.2.1 按 基 础 刚 度 分 类刚 性 基 础 砌 筑 材 料 ： 砖 、 毛 石 、 素 砼 、 灰 土 等受 力 特 点 ： 抗 压 性 能 好 ， 抗 拉 、 抗 剪 强 度 不 高 ， 无 挠 曲 变 形结 构 特 点 ： 稳 定 性 好 ， 施 工 方 便 ， 能 承 受 较 大 荷 载 ， 但 自 重 大构 造 ： 满 足 刚 性 角 要 求 2.2 浅 基 础 的 类 型 和 构 造 刚 性 角 2.2 浅 基 础 的 类 型 和 构 造 刚 性 基 础 的 宽 度 大 小 应 能 使 所 产 生 的 基 础 截 面 弯 曲 拉 应 力 和 剪应 力 不 超 过 基 础 施 工 材 料 的 强 度 限 值 。 满 足 了 这 个 要 求 ， 就 得 到 墩台 身 边 缘 处 的 垂 线 与 基 底 边 缘 的 连 线 间 的 最 大 夹 角 max ， 即 称 为刚 性 角 。基 础 底 面 积 越 大 其 底 面 压 强 越 小 ， 对 地 基 的 负 荷 越 有 利 ， 但 放大 的 尺 寸 超 过 一 定 范 围 ， 超 过 基 础 材 料 本 身 的 抗 拉 ， 抗 剪 能 力 ， 就会 引 起 破 坏 ， 折 列 的 方 向 不 是 沿 柱 或 墙 的 外 侧 垂 直 向 下 的 ， 而 是 与垂 线 形 成 一 个 角 度 ， 这 个 角 度 就 是 材 料 刚 性 角 。在 设 计 中 ， 应 尽 力 使 基 础 大 放 脚 与 基 础 材 料 的 刚 性 角 相 一 致 ，目 的 ： 确 保 基 础 底 面 不 产 生 拉 应 力 ， 最 大 限 度 地 节 约 基 础 材 料 。 1.不 同 的 材 料 刚 性 角 不 同 ， 主 要 由 基 础 或 其 台 阶 的 高 宽 比 确 定 . 2.砖 砌 基 础 的 刚 性 角 在 26 33 之 间 ； 素 混 凝 土 基 础 的 刚 性角 在 45 以 内 。 3.受 刚 性 角 限 制 的 基 础 称 为 刚 性 基 础 。 2.2 浅 基 础 的 类 型 和 构 造刚 性 角 的 大 小 是 否 只 与 砌 筑 材 料 有 关基 础 底 面 反 力 越 大 ， 其 刚 性 角 越 小单 向 受 力 下 的 刚 性 角 比 双 向 受 力 时 大刚 性 角 与 哪 些 影 响 因 素 有 关 呢 ? 为 什 么 ？ 2.2 浅 基 础 的 类 型 和 构 造柔 性 基 础 砌 筑 材 料 ： 钢 筋 混 凝 土受 力 特 点 ： 抗 弯 、 抗 剪 性 能 好 ， 可 以 有 一 定 的 挠 曲 变 形结 构 特 点 ： 可 在 荷 载 大 ， 地 基 承 载 力 小 时 采 用 ， 适 用 于 具 有 一 定 厚 度 的 硬 壳 层 地 基 ， 宽 基 浅 埋构 造 ： 无 刚 性 角 要 求 2.2 浅 基 础 的 类 型 和 构 造 2.2 浅 基 础 的 类 型 和 构 造2.2.2 按 构 造 分 类独 立 基 础阶 梯 形 锥 形 杯 形现 浇 柱 现 浇 柱 预 制 柱 条 形 基 础2.2 浅 基 础 的 类 型 和 构 造 无 肋 的有 肋 的底 板 垫 层 肋 交 叉 基 础2.2 浅 基 础 的 类 型 和 构 造纵 向 条 形 基 础横 向 条 形 基 础 筏 板 基 础2.2 浅 基 础 的 类 型 和 构 造Mat foundation 2.2 浅 基 础 的 类 型 和 构 造平 板 式 梁 板 式平 板 梁柱 箱 形 基 础2.2 浅 基 础 的 类 型 和 构 造 底 板 外墙内墙 壳 体 基 础2.2 浅 基 础 的 类 型 和 构 造正 圆 锥 壳 M型 组 合 壳 内 球 外 锥 组 合 壳 2.1 概 述2.2 浅 基 础 的 类 型 及 构 造2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法2.4 地 基 基 础 与 上 部 结 构 的 共 同 作 用2.5 防 止 不 均 匀 沉 降 的 措 施2.6 基 础 埋 置 深 度 的 选 择2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算主 要 内 容 2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法2.3.1 浅 平 基 的 施 工 特 点陆 地 施 工 顺 序 基 坑 开 挖基 坑 支 护基 坑 排 水 或 降 水基 底 处 理基 础 砌 筑 水 中 施 工 顺 序修 筑 围 堰堰 内 抽 水基 坑 开 挖水 下 施 工2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法 2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法2.3.2 基 坑 开 挖 和 支 护无 支 护 开 挖 不 同 土 层 或深 度 较 大 可加 设 平 台土 质 情 况荷 载 情 况基 坑 深 度坡 度 挡 板 支 护2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法 当 地 下 水 位 在 坑底 以 下 时 ， 可 用 挡 板支 护 。 一 般 用 水 平 挡板 挡 土 ， 用 立 木 、 对撑 使 之 紧 贴 在 坑 壁 上 。挡 板 可 一 次 挖 到 坑 底设 计 深 度 后 铺 设 ， 也可 分 层 铺 设 。 桩 板 支 护2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法 上 述 挡 板 支 护 在 边开 挖 边 支 挡 的 情 况 下 施工 是 不 方 便 的 。 这 时 可改 用 桩 板 支 护 。 一 般 采用 H型 钢 ， 对 撑 ， 八 字撑 ， 腰 梁 等 保 持 支 护 结构 的 稳 定 性 。 板 桩 支 护2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法挡 水 2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法挡 土 2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法钢 板 桩 断 面对 钢 带 进 行 连 续 冷 弯 变 形 ，形 成 截 面 为 Z形 、 U形 或 其 它形 状 ， 可 通 过 锁 口 互 相 连 接的 建 筑 基 础 用 板 材 。 2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法旋 喷 桩 护 壁 2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法深圳地铁罗湖口岸站的护壁桩 2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法喷 射 混 凝 土 护 壁 2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法2.3.3 基 坑 排 水 与 降 水集 水 排 水1.布 设 要 点 ： 汇 水 井 布 置 在 基 坑 内 基 础 范 围 外 ， 同 时 设 置 边 沟 或 排 水 沟 ， 汇 水 井 应 低 于 坑 底 或 边 沟 底 不 小 于 1m。 井 底 铺 设 一 层 粗 砂 或 碎 石 ， 以 保 护 井 底 的 土 不 被 抽 走 。2. 特 点 ： 设 备 简 单 ， 费 用 低 ， 但 对 于 细 、 粉 砂 要 防 止 出 现 流 砂 井 点 法 降 水2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法轻 型 井 点 喷 射 井 点 深 井 泵 井 点降 低 水位 56m 1820m 3040m适 用 范围 粘 砂 土 、砂 土 粘 砂 土 、 砂土 透 水 性 较 大 的砂 土特 点 ： 水 流 方 向 向 下 ， 不 会 出 现 流 沙 2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法2.3.4 水 中 围 堰 和 水 下 挖 土水 中 围 堰1.基 本 要 求顶 面 高 出 最 高 施 工 水 位 0.7m以 上围 堰 修 筑 完 成 后 能 防 止 河 流 冲 刷围 堰 要 满 足 强 度 和 其 稳 定 性 要 求围 堰 有 足 够 的 空 间 搭 建 工 作 平 台 2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法2.围 堰 分 类土 围 堰 草 袋 围 堰木 板 桩 围 堰 钢 板 桩 围 堰3.围 囹 法 施 工 工 艺拼 装 围 囹 运 输 到 位 打 定 位 桩吊 起 围 囹插 打 钢 板 桩围 囹 ： 单 层 钢 板 桩 围 堰 ， 空间 框 架 结 构 ， 即 可 作 为 支 撑体 系 ， 又 可 作 为 施 工 平 台 2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法 水 中 挖 土抓 土 斗 -双 瓣 式 ：适 于 挖 泥 沙四 瓣 式 ：适 于 挖 漂 、卵 石。 。 。 。 2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法水 中 挖 土吸 泥 机 ： 空 气 吸 泥 机 ； 水 力 吸 泥 机 ； 离 心 吸 泥 机？ 2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法2.3.4 基 底 处 理 与 灌 注 水 下 混 凝 土基 底 土 质 鉴 定1. 鉴 定 方 法 直 接 观 察 ； 取 土 样 试 验2. 土 质 不 合 要 求 地 基 处 理 更 改 设 计no （ 增 大 底 面 积 ， 改 用 桩 基 础 等 ） 岩 层 （ 未 风 化 、 风 化 、 岩 面 倾 斜 ） 碎 石 类 土 及 砂 土 粘 性 土（ 按 不 同 土 质 进 行 ） 2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法基 底 处 理泉 眼 堵 塞 排 除 基 底 泉 眼 的 处 理 不 论 采 取 何 种 方 式 ， 都 不 应 使 基 底 土 层 饱 水 。 1） 可 将 有 螺 口 的 钢 管 紧 紧 打 人 泉 眼 ， 盖 上 螺 帽 并 拧 紧 ， 阻 止泉 水 流 出 ； 或 向 泉 眼 内 压 注 速 凝 的 水 泥 砂 浆 ， 再 打 人 木 塞 堵 眼 。 2） 堵 眼 有 困 难 时 ， 可 采 用 导 管 塞 人 泉 眼 ， 将 水 引 流 至 集 水 坑排 出 。 在 基 底 下 设 盲 沟 引 流 至 集 水 坑 排 出 ， 待 基 础 圬 工 完 成 后 ，向 盲 沟 压 注 水 泥 浆 堵 塞 。 采 用 引 流 排 水 时 ， 应 注 意 防 止 砂 土 流 失 ， 引 起 基 底 沉 陷 。 灌 注 水 下 混 凝 土2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法导 管 法 封 底 混 凝 土 厚 度 计 算2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法情 况 一 ： 桩 入 土 不 深 ， 板 桩 与 土 之 间 摩 擦 力 较 小 ， 浮 力 主 要 由 封 底 混 凝 土 和 围 堰 自 重 平 衡 ， 厚 度 由 抗 浮 计 算 确 定 。 )( xhx wc wc whx 修 正 系 数 ， 小 于 1 lhx 2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法情 况 二 ： 桩 入 土 较 深 ， 混 凝 土 厚 度 由 封 底 混 凝 土 强 度 计 算 确 定 。 按 简 支 单 向 板 计 算 8,61 61 )(88 2max2 222max plMxw x xxhlwplwM cw 简 支 板 顶 面 在 浮 力 作 用 下 的 应 力 为 ：由 上 式 即 可 得 到 封 底 混 凝 土 的 厚 度 。截 面 模 量 圆 形 基 底如 何 计 算 ？ 2.1 概 述2.2 浅 基 础 的 类 型 及 构 造2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法2.4 地 基 基 础 与 上 部 结 构 的 共 同 作 用2.5 防 止 不 均 匀 沉 降 的 措 施2.6 基 础 埋 置 深 度 的 选 择2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算主 要 内 容 2.4 地 基 基 础 与 上 部 结 构 的 共 同 作 用2.4.1 基 本 概 念常 规 设 计 方 法 2.4 地 基 基 础 与 上 部 结 构 的 共 同 作 用上 述 设 计 方 法 中 忽 略 了 以 下 两 点 ： 1.基 础 的 变 形 对 上 部 结 构 内 力 、 变 形 的 影 响 2.上 部 结 构 对 基 础 变 形 的 调 整 作 用共 同 作 用 设 计 方 法 将 上 部 结 构 、 地 基 、 基 础 三 者 视 为 一 个 完 整的 体 系 来 进 行 共 同 作 用 分 析 。同 时 满 足 静 力 平 衡 条件 变 形 协 调 条件 2.4 地 基 基 础 与 上 部 结 构 的 共 同 作 用2.4.2 地 基 与 基 础 的 相 互 作 用架 越 作 用 ： 刚 性 基 础 能 跨 越 基 底 中 部 ， 将 所 承 担 的 荷 载 相 对 集 中 地 传 至 基 底 边 缘 的 现 象 。 2.4 地 基 基 础 与 上 部 结 构 的 共 同 作 用2.4.3 基 础 相 对 刚 度 的 影 响 2.4 地 基 基 础 与 上 部 结 构 的 共 同 作 用2.4.4 地 基 土 非 均 匀 性 的 影 响 2.4 地 基 基 础 与 上 部 结 构 的 共 同 作 用2.4.5 上 部 结 构 刚 度 的 影 响柔 性 结 构特 点 ： 整 个 承 重 体 系 对 基 础 的 不 均 匀 沉 降 有 很 大 的 适 应 性 ， 沉 降 差 不 引 起 上 部 结 构 的 附 加 应 力 （ 次 应 力 ） 。敏 感 性 结 构特 点 ： 对 基 础 不 均 匀 沉 降 反 应 灵 敏刚 性 结 构特 点 ： 倾 斜 而 不 挠 曲 2.4 地 基 基 础 与 上 部 结 构 的 共 同 作 用2.4.6 有 限 元模 拟 施 工地 震 作 用土 -水 耦 合 补 充 阅 读 ： 砂 土液 化 状 态 下土 基 础 上 部 结构 整 体 系 统 的 动态 响 应 数 值 计 算 2.1 概 述2.2 浅 基 础 的 类 型 及 构 造2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法2.4 地 基 基 础 与 上 部 结 构 的 共 同 作 用2.5 防 止 不 均 匀 沉 降 的 措 施2.6 基 础 埋 置 深 度 的 选 择2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算主 要 内 容 2.5 防 止 不 均 匀 沉 降 的 措 施2.5.1 建 筑 措 施建 筑 物 体 形 力 求 简 单平 面 ： 力 求 简 单 ， 避 免 附 加 应 力 叠 加立 面 ： 建 筑 物 高 低 （ 轻 重 ） 相 差 不 大 控 制 建 筑 物 的 长 高 比2.5 防 止 不 均 匀 沉 降 的 措 施 2.5 防 止 不 均 匀 沉 降 的 措 施思 考 ： 倒 “ 八 ” 字 裂 纹 是 如 何 产 生 的 ？ 设 置 沉 降 缝2.5 防 止 不 均 匀 沉 降 的 措 施1.长 高 比 过 大 的 建 筑 物 适 当 部 位 ；2. 平 面 形 状 复 杂 的 建 筑 物 的 转 折 部 位 ；3. 地 基 土 的 压 缩 性 有 显 著 变 化 处 ；4. 建 筑 物 的 高 低 或 荷 载 有 很 大 差 异 处 ；5. 建 筑 物 结 构 类 型 截 然 不 同 处 ；6. 分 期 建 造 房 屋 的 交 界 处 ；7. 拟 设 置 伸 缩 缝 处 。 2.5 防 止 不 均 匀 沉 降 的 措 施相 邻 建 筑 物 基 础 的 间 隔 距 离 避 免 建 筑 物 的 相 互 影 响 ， 减 小 附 加 应 力的 叠 加 ， 以 免 建 筑 物 的 相 互 开 裂调 整 和 控 制 各 建 筑 物 的 标 高思 考 ： 在 设 计 中 ， 荷 载 大 的 标 高 和 荷 载 小 的 标 高 ， 哪 部 分 应 该 调 整 得 高 些 ？ 2.5 防 止 不 均 匀 沉 降 的 措 施2.5.2 结 构 措 施减 轻 建 筑 物 自 重设 置 圈 梁减 小 或 调 整 基 底 附 加 压 力采 用 非 敏 感 性 结 构增 加 基 础 刚 度 2.5 防 止 不 均 匀 沉 降 的 措 施2.5.3 施 工 措 施1. 拟 建 相 邻 建 筑 物 之 间 轻 重 悬 殊 时 ， 先 重 后 轻 （ 先 高 后 低 ） ；2. 已 建 轻 型 建 筑 物 周 围 不 宜 堆 放 重 物 ；3. 注 意 开 挖 基 础 的 降 水 对 邻 近 建 筑 物 影 响 ；4. 基 坑 开 挖 后 ， 尽 量 减 少 扰 动 原 状 土 ；5. 拟 建 密 集 建 筑 群 内 有 桩 基 础 时 ， 先 打 桩 。 2.1 概 述2.2 浅 基 础 的 类 型 及 构 造2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法2.4 地 基 基 础 与 上 部 结 构 的 共 同 作 用2.5 防 止 不 均 匀 沉 降 的 措 施2.6 基 础 埋 置 深 度 的 选 择2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算主 要 内 容 2.6 基 础 的 埋 置 深 度2.6.1 埋 置 深 度 的 概 念埋 置 深 度 ： 指 自 地 面 （ 房 建 ） 或 一 般 冲 刷 线 （ 桥 梁 ） 到 基 础 底 面 的 距 离 ， 简 称 为 埋 深 。最 小 埋 置 深 度合 理 埋 置 深 度埋 置 深 度 埋 深 不 应 小 于 各 种 破 坏 因 素 而 定 的最 小 埋 深 （ 保 证 持 力 层 不 受 外 界 破坏 因 素 影 响 ）以 满 足 各 种 力 学 验 算 为 前 提 ， 应 在最 小 埋 深 以 下 选 择 地 基 承 载 力 较 高的 土 层 作 为 持 力 层在 大 于 最 小 埋 深 条 件 下 选 择 最 浅 的 高 承 载 力 地 层 作 为 持 力 层 2.6 基 础 的 埋 置 深 度2.6.2 最 小 埋 置 深 度2. 冲 刷 因 素在 河 流 中 修 筑 桥 梁 墩 台 基 础 时 ， 由 于 过 水 断 面的 减 小 ， 会 增 加 水 流 速 度 ， 引 起 冲 刷 。一 般 冲 刷 线 局 部 冲 刷 线冲 刷 总 深 度 =一 般 冲 刷 深 度 +局 部 冲 刷 深 度河 床 面 在 水 流 冲 刷 后 下 降 的 深 度在 一 般 冲 刷 的 同 时 由 于 墩 台 的 阻水 在 墩 台 周 围 形 成 的 附 加 冲 刷 深度 1. 不 埋 置 在 不 稳 定 地 表 层旱 地 、 无 水 流 冲 刷 处 或 设 有 铺 砌 防 护 层 时 ， 应在 地 面 以 下 2m以 下 ， 困 难 情 况 下 不 得 小 于 1m 2.6 基 础 的 埋 置 深 度京 九 线 巴 河 大 桥 2.6 基 础 的 埋 置 深 度因 此 ， 基 底 应 埋 置 于 最 大 冲 刷 线 下 不 小 于 安 全 值 一 般 桥 梁 ： 2m+冲 刷 总 深 度 的 10%， 并 以 0.5m分 段 ； 重 要 桥 梁 ： 在 上 述 的 基 础 上 再 加 1m； 修 建 在 岩 石 地 基 上 的 桥 墩 ： 抗 冲 刷 能 力 强 ， 清 理 岩 石 表 面 风 化 层 ； 抗 冲 刷 能 力 差 ， 视 具 体 情 况 定 ； 2.6 基 础 的 埋 置 深 度补 充 知 识 ： 水 的 流 动 导 致 细 小 颗 粒 的 流 失 水 流 方 向 2.6 基 础 的 埋 置 深 度2. 冻 融 因 素3. 生 物 活 动 及 环 境 因 素 桥 规 规 定 ： 基 底 应 埋 置 于 冻 结 线 以 下 一 定 深 度 冻 胀 、 强 冻 胀 土 0.25m； 弱 冻 胀 土 不 小 于 冻 结 深 度 80% 涵 洞 基 础 出 入 口 向 洞 内 各 2m范 围 内 基 地 应 埋 置 于 冻 结线 以 下 0.25m。 离 地 面 较 浅 的 土 层 ， 因 受 大 气 、 环 境 、 气 候 、 雨 水 冲 蚀 及 生物 活 动 的 影 响 ， 为 保 证 持 力 层 稳 定 和 不 受 扰 动 ， 基 底 应 埋 置 于 地 面 以 下 2m， 困 难 时 最 少 1m。土 的 标 准 冻 结 深 度 ： 多 年 实 测 最 大 冻 深 的 平 均 值 2.6 基 础 的 埋 置 深 度冻 胀 丘 2.6 基 础 的 埋 置 深 度 热 融 2.6 基 础 的 埋 置 深 度2.6.3 合 理 埋 置 深 度 使 用 功 能 或 上 部 结 构 形 式 必 须 设 地 下 室 或 设 备 层 的 建 筑 物 带 有 地 下 管 线 的 设 备 基 础 带 地 下 设 施 的 建 筑 物 高 层 建 筑 ， 荷 载 大 ， 埋 深 适 当 加 大 与 建 筑 物 受 力 性 能 有 关 ， 如 承 受 上 拔 力 的 输 电 塔 ， 埋 深 应 该 加 大1. 与 建 筑 物 有 关 的 条 件 2.6 基 础 的 埋 置 深 度2. 工 程 地 质 条 件 持 力 层 为 倾 斜 面 ， 分 段 设 台 阶 修 建 在 稳 定 土 坡 坡 顶 均 质 土 层 :根 据 荷 载 大 小 和 地 基 承 载 力 确 定 非 均 质 土 层 ： 应 视 实 际 情 况 而 定 上 硬 下 软 ， 充 分 利 用 硬 壳 层 的 作 用 上 软 下 硬 ， 若 软 土 较 薄 ， 挖 除 上 软 下 硬 ， 若 软 土 较 厚 ， 置 换 或 修 改 设 计 在 满 足 其他 要 求 下尽 量 浅 埋 只 有 低 层房 屋 可 用 ,否 则 需 地基 处 理 尽 量 浅 埋但 是 如 果h1太 小 就为 II好 土 软 土(很 深 ) 好 土软 土软土好土IVh1 h1h14 m 桩 基或 处 理2.6 基 础 的 埋 置 深 度 I II III好 土软 土 2.6 基 础 的 埋 置 深 度3. 水 文 地 质 条 件 底 面 低 于 潜 水 面 的 地 基 ， 应 注 意 基 坑 排 水 ， 坑 壁 围 护 ， 保 护 地 基 土 不 受 扰 动 防 止 流 砂 、 涌 土 的 出 现 以 及 抗 腐 蚀 、 抗 渗 、 抗 浮 的 要 求 埋 藏 有 承 压 含 水 层 的 地 基 ， 应 注 意 防 止 基 底 因 挖 土 减 压 而 引 起 隆 起 开 裂 2.6 基 础 的 埋 置 深 度4. 采 取 人 工 措 施 ， 改 善 环 境 条 件 铺 砌 河 床 断 面 ， 把 易 冲 刷 土 换 为 无 冲 刷 情 况 改 变 冻 胀 融 陷 条 件 ， 换 为 非 冻 胀 土5. 美 观 ： 基 顶 不 高 出 地 面 或 最 低 水 位 2.1 概 述2.2 浅 基 础 的 类 型 及 构 造2.3 浅 基 础 的 施 工 方 法2.4 地 基 基 础 与 上 部 结 构 的 共 同 作 用2.5 防 止 不 均 匀 沉 降 的 措 施2.6 基 础 埋 置 深 度 的 选 择2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算主 要 内 容 2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算2.7.0 基 础 上 的 荷 载计 算 荷 载 的 取 值 方 法1.容 许 应 力 设 计 法 （ 工 作 应 力 设 计 法 ） （ 铁 路 公 路 ）2.极 限 状 态 设 计 法 （ 可 靠 度 设 计 法 ） （ 房 建 ）计 算 荷 载 = 主 要 荷 载 + 附 加 荷 载 + 特 殊 荷 载荷 载 组 合 原 则荷 载 对 结 构 的 强 度 、 刚 度 和 稳 定 性 影 响 不 同 。取 导 致 结 构 物 出 现 最 不 利 情 况 的 各 种 荷 载 组 合 ， 即 ：最 不 利 荷 载 组 合 。 2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算2.7.1 基 础 尺 寸 的 初 步 拟 定基 础 底 面 长 a宽 b尺 寸 与高 度 有 如 下 的 关 系 ： a=l+2Htanb=d+2Htan扩 大 基 础 的 剖 面 形 式 一 般 做 成 矩 形 或 台 阶 形 。自 墩 、 台 身 底 边 缘 至 基 顶 边 缘 的 距 离 c称 襟 边 。 1.扩 大 基 底 面 积 增 加 基 础 承 载 力 2.便 于 调 整 基 础 施 工 时 在 平 面 尺 寸 上 可 能 发 生 的 误 差 3.为 了 支 立 墩 、 合 身 模 板 的 需 要 视 基 底 面 积 的 要 求 、 基 础 厚 度 及 施 工 方 法 而 定 。 桥 梁墩 台 基 础 襟 边 最 小 值 为 20cm-30cm。每 层 台 阶 高 度 通 常 为 0.50m-1.00m， 在 一 般 情 况 下 各 层 台阶 宜 采 取 相 同 厚 度 。 2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算2.7.1 基 础 尺 寸 的 初 步 拟 定1. 拟 定 依 据 上 部 结 构 形 式 ， 使 用 功 能 等 地 基 基 本 容 许 承 载 力 上 部 结 构 荷 载 大 小 ， 性 质 等 2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算2. 拟 定 原 则 形 状 与 墩 台 形 状 相 符 分 层 扩 大 ， 每 层 厚 不 小 于 1m， 常 用 1m 上 部 结 构 荷 载 大 小 ， 性 质 等 ， 层 数 不 超 过 3层 满 足 刚 性 角 要 求 襟 边 尺 寸 大 于 0.2m， 以 满 足 立 模 以 及 测 量 、 放 线 误 差 2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算1. 中 心 受 压基 础 底 面 处 的 总 压 应 力 为 fA AdFAGFp G df FA G df Fb G 条 形 基 础2. 偏 心 受 压在 中 心 受 压 的 情 况 下 扩 大 底 面 积 ， 再 进 行 检 算 2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算材 料 力 学 回 忆截 面 模 量 M（ 长 度 三 次 方 ） ， 别 名 截 面 抵 抗 拒 、 section modulus对 其 形 心 轴 的 惯 性 矩 与 截 面 上 受 拉 或 受 压 边 缘 至 形 心 轴 距 离 的 比 值 x惯 性 矩 I 长 度 单 位 四 次 方 、 别 名 moment of inertiax 2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算2.7.2 地 基 强 度 的 检 算持 力 层 强 度 检 算 y yx x WMWMAN maxmin max fmax所 有 外 力 向 基 底 形 心 处 简 化或桥 梁 基 础 地 基容 许 承 载 力 建 筑 基 础 地 基容 许 承 载 力按 安 全 系 数 确 定 按 可 靠 度 确 定最 大 压 应 力 地 基 容 许 承 载 力 2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算软 弱 下 卧 层 强 度 检 算 当 地 基 层 下 存 在 软 弱 下 卧 层 时 ， 应 进 行 下 卧层 强 度 检 算 ， 保 证 下 卧 层 顶 面 的 最 大 应 力 小 于 下卧 层 的 容 许 承 载 力 。 max fmax 与 前 面 的 有何 不 同 ? 桥 规 公 式 法 工 程 近 似 法 2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算 桥 规 公 式 法 )()( dzd d 自 重 应 力 附 加 应 力 d 基 底 的 平 均 压 应 力与 基 底 荷 载 分 布 形 式 无 关 ， 采 用 基 底 平均 压 应 力 （ 根 据 圣 维 南 原 理 ）一 定 深 度 处 ， 土 中 应 力 分 布 与 基 底 压 力分 布 形 式 无 关 ， 只 取 决 于 合 力 大 小 和 作用 点 位 置 。 2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算工 程 近 似 法 czz tan2 )( zb bd dz )tan2)(tan2( )( zazb baddz 条 形 基 础矩 形 基 础 自 重 应 力 附加应力扩 散 角 d b扩 散 角 正 比 与 z/b、 上 下 层 压 缩 模 量 比宽 2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算2.7.3 基 底 偏 心 矩 的 检 算目 的 ： 使 地 基 应 力 较 均 匀 分 布 ， 控 制 基 础 两 侧 产 生 过 大 的 不 均 匀 沉 降 ，从 而 限 制 墩 身 倾 斜 所 引 起 的 墩 顶 位 移 。 单 向 偏 心 NMe原 则 ： 以 基 底 不 出 现 拉 应 力 为 原 则 ， 只 要 控制 其 偏 心 距 ， 使 之 不 超 过 某 一 数 值 即 可 。作 用 于 基 底 的 总 应 力 矩作 用 于 基 底 重 心 的 竖 向 应 力 矩一 般 要 求 b/6(房 建 )， 或 者 1.5(桥 梁 ) 双 向 偏 心2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算1 求 出 斜 向 弯 曲 时 的 最 小 应 力 xIMyIMAN yyxx min2 单 向 偏 心 时 的 最 小 应 力 )1( min eANANeANWMAN 基 底 截 面 核 心 半 径 2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算3 令 其 应 力 等 效 ， 化 双 向 偏 心 为 单 向 偏 心 ， 且 二 者 具 有 相 同 的 最 小 应 力ANe min1 检 验 判 别 式 cee 为 避 免 求 截 面 核 心半 径 ， 故 采 用 此 判别 式C的 取 值 0.7-2.0。大 小 与 地 基 岩 土 材 料 性质 及 基 础 本 身 的 形 状 有关 。总 结 这 种 关 系 的 规 律 ，为 什 么 有 这 种 规 律 ？ 2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算2.7.4 基 础 的 倾 覆 稳 定 性 检 算 较 大 的 单 向 水 平 推 力 而 其 合力 作 用 点 又 离 基 础 底 面 的 距 离 较高 （ 如 挡 土 墙 或 高 桥 台 受 侧 向 土压 力 作 用 ， 大 跨 度 拱 桥 在 施 工 中墩 、 台 受 到 不 平 衡 的 推 力 ， 以 及在 多 孔 拱 桥 中 一 孔 被 毁 ）原 因 ： 2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算2.7.4 基 础 的 倾 覆 稳 定 性 检 算目 的 ： 保 证 墩 台 在 最 不 利 荷 载 作用 下 ， 不 致 绕 基 底 外 缘 转 动 而 发生 倾 覆 现 象 。 倾 覆 稳 定 系 数 MHe NsK i倾覆力矩稳定力矩0 检 验 判 别 式不 同 的 荷 载 组 合 ， 在 不 同 的 设 计 规 范 中 ， 对 抗 倾 覆 稳 定 系 数 的 容 许 值 均 有 不 同要 求 ， 一 般 对 主 要 荷 载 组 合 1.5， 在 各 种 附 加 荷 载 组 合 时 ， 1.1-1.3。 2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算s的 概 念 ： 在 沿 截 面 重 心 与 合 力 作 用 点 的 连 线 上 ， 自 截 面 重 心 至 检 算 倾 覆 轴 的 距 离 。 凹 多 边 形 ， 倾 覆 轴 应 取 基 底 截 面 的 外 包 线 计 算 力 矩 时 ， 应 视 各 力 绕 基 底 截 面 形 心 的 方 向 区 别 正 负 2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算2.7.5 基 础 的 滑 动 稳 定 性 检 算目 的 ： 保 证 基 础 的 位 置 稳 定 性 滑 动 稳 定 系 数 HNfK c 检 验 判 别 式 1.1 2.1 3.1cccKKK一 般 情 况 ：施 工 荷 载 ;地 震 力 : 2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算2.7.6 沉 降 检 算目 的 ： 限 制 墩 台 的 沉 降 量 非 岩 石 地 基 上 修 建 了 建 筑 物 后 ， 建 筑 物 会 发 生 沉降 ， 桥 梁 基 础 同 样 也 会 发 生 沉 降 ， 为 保 证 铁 路 的 正 常运 营 ， 必 须 限 制 墩 台 的 沉 降 量 。 桥 规 在 确 定 地 基 承 载 力 时 ， 已 经 考 虑 了 地 基的 变 形 因 素 ， 因 此 ， 当 满 足 强 度 要 求 时 ， 也 间 接 的 满足 了 沉 降 要 求 ， 但 在 特 殊 情 况 下 ， 必 须 进 行 相 应 的 沉降 检 算 。 2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算 计 算 总 沉 降总 采 用 分 层 总 和 法 计 算 恒 载 作 用 下 （ 所 有 荷 载 一 次施 加 ， 与 施 工 过 程 有 偏 差 ） 的 最 终 总 沉 降 活 载 作 用 时 间 短 ， 对 沉 降 影 响 不 大 。 计 算 墩 台 基 础 的 沉 降 施总计 - 修 建 基 础 开 始 ， 沉 降 就 开 始 发 生 ， 因 此 ， 施 工 期间 已 完 成 总 沉 降 的 一 部 分 。 但 这 部 分 沉 降 在 浇 筑 顶 帽混 凝 土 时 可 调 整 ， 故 对 上 部 线 路 和 运 营 带 来 影 响 的 只有 计 算 的 沉 降 。 2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算 容 许 沉 降 )(20 mmL )(10 mmL墩 台 均 匀 沉 降 量相 邻 墩 台 均 匀 沉 降 量 之 差L为 桥 跨 距 离 ， 不 等 跨 时 取 小 跨 ， 小 于 24m时 以 24m计 。 检 验 判 别 式 计 2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算2.7.7 地 基 整 体 稳 定 性 检 算 修 建 在 土 质 斜 坡 上的 基 础 ， 尤 其 当 受 有 水平 荷 载 作 用 的 建 筑 物 ，如 桥 台 、 挡 土 墙 等 ， 应注 意 该 基 础 是 否 会 连 同地 基 土 一 起 下 滑 。 要 防止 下 滑 ， 就 必 须 加 大 基础 的 埋 置 深 度 。 2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算2.7.7 地 基 整 体 稳 定 性 检 算砌 筑 合 身 时 ， 应 及 时 地 在 台 后 填 土 并 夯 实 ， 以防 台 身 后 倾 覆 和 转 动 ;也 可 在 台 后 一 定 长 度 范围 内 填 碎 石 、 干 砌 片 石 或 填 石 灰 土 ， 以 增 大 填料 的 内 摩 擦 角 减 小 土 压 力 ， 达 到 减 小 倾 覆 力 矩提 高 抗 倾 覆 安 全 度 的 目 的 。由 于 在 拱 脚 水 平 惟 力 作 用 下 ， 基 础 的 滑 动 稳定 性 不 能 满 足 要 求 时 ， 可 在 基 底 四 周 做 成 齿槛 ， 这 样 ， 由 基 底 与 土 间 的 摩 擦 滑 动 变 为 土的 剪 切 破 坏 ， 从 而 提 高 了 基 础 的 抗 滑 力 。还 有 什 么 几 何 上 的 方 法 ？ 当 高 填 土 的 桥 台 基 础 或 土 坡 上 的 挡 墙 地 基 可 能 出 现 滑 动 或 在 土 坡 上 出 现 裂缝 时 ， 可 以 增 加 基 础 的 理 置 深 度 或 改 用 桩 基 础 ， 提 高 墩 台 基 础 下 地 基 的 稳 定 性 ;或 者 在 土 坡 上 设 置 地 面 排 水 系 统 ， 拦 截 和 引 走 滑 坡 体 以 外 的 地 表 水 ，以 减 少 因 渗 水 而 引 起 土 坡 滑 动 的 不 稳 定 因 素 。 2.7 浅 基 础 的 设 计 计 算 分 析 方 法 ： 圆 弧 条 分 法 2.1滑动力矩抗滑力矩K 位 于 稳 定 土 坡 坡 顶 上 基 础 ， 当 基 础 边长 小 于 3m时 ， 基 础 外 缘 至 坡 顶 的 水 平 距离 s不 得 小 于 2.5m， 且 基 础 外 缘 至 坡 面 的水 平 距 离 l， 对 条 基 ， 不 得 小 于 3.5b,对 矩形 基 础 ， 不 得 小 于 2.5b。 当 坡 角 大 于 45度 ， 坡 高 大 于 8m时 ， 应检 算 坡 体 的 稳 定 性 。 D l bs