土力学ppt课件第6章浅基础设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章浅基础设计,第六章浅基础设计,1,主 要 内 容,1 概述,2 浅基础分类,3 基础埋深的选择,4 地基承载力的确定,5 浅基础的设计和计算,6 梁板式基础,7 减轻不均匀沉降的措施,自学,主 要 内 容1 概述自学,2,第一节 概述,一.天然地基上浅基础的设计内容及步骤,1.选择基础的材料、类型和平面布置,2.选择基础的埋置深度,3.确定地基承载力设计值,4.确定基础底面尺寸,5.必要时进行地基变形与稳定性验算,6.进行基础结构设计,7.绘制基础施工图并附必要的施工说明,第一节 概述一.天然地基上浅基础的设计内容及步骤1.选择,3,设计步骤,No,选择基础材料、类型和平面布置,确定地基承载力特征值,必要时进行地基变形和稳定性验算,绘制基础施工图并附必要的施工说明,选择基础埋置深度,确定基础底面尺寸,进行基础结构设计,设计步骤No选择基础材料、类型和平面布置确定地基承载力特征值,4,根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度，将地基基础设计分为三个设计等级。,二.天然地基上浅基础的设计原则,建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）,甲级,重要的工业与民用建筑物；30层以上的建筑物,乙级,除甲级和丙级以外的建筑物,丙级,场地和地基简单七层及以下民用建筑与一般工业,建筑；次要的轻型建筑物,根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造,5,1.所有建筑物的地基基础计算均应满足,承载力,计算的有关规定；,2.设计等级为甲级、乙级及部分丙级建筑物，均应按地基,变形,设计；,3.经常承受水平荷载的及建在斜坡附近的建筑物、结构物，基坑工程应进行,稳定性,验算；,4.存在上浮问题时，应进行,抗浮,验算。,建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）,地基基础设计规定,1.所有建筑物的地基基础计算均应满足承载力计算的有关规定；,6,第二节 浅基础分类,一、按基础材料分类,砖,毛石,混凝土,钢筋混凝土,第二节 浅基础分类一、按基础材料分类砖,7,1)单独基础: 柱下或墙下,土质较好,二、按结构形式分类,1)单独基础: 柱下或墙下,土质较好二、按结构形式分类,8,2)条型基础,墙下或柱下条形基础,柱下:一般是土质差,两侧单独基础相连,2)条型基础墙下或柱下条形基础,9,3) 十字交叉基础,柱下:土质更差,或荷载很大,四面基础相连,纵向条形基础,横向条形基础,3) 十字交叉基础柱下:土质更差,或荷载很大,四面基础相连纵,10,4) 筏板基础,土质更差,单独基础联成整体,4) 筏板基础 土质更差,单独基础联成整体,11,5) 箱形基础,有筏、墙和顶板形成箱，整体性更好,底板,外墙,内墙,5) 箱形基础有筏、墙和顶板形成箱，整体性更好底板外墙内墙,12,按基础的结构形式,单独基础,条形基础,十字交叉基础,筏板基础,箱形基础,按基础的结构形式,13,下卧层,持力层,F,G,d,埋深,第三节 基础埋深的选择,下卧层 持力层FGd埋深第三节 基础埋深,14,(一）建筑物用途及基础构造,1.,D,大于500mm, 扰动，植物，冻融，冲蚀,2.基础顶距离表土大于100mm，保护,3.地下室建筑物埋深要求,4.刚性基础高宽比要求,d,大于10cm,基础埋深影响因素,F,管道,(一）建筑物用途及基础构造d大于10cm基础埋深影响因素 F,15,(二）建筑场地工程地质及水文地质,1.在满足强度、变形、稳定和构造的基础上尽量浅埋,2.有地下水时，尽量埋于地下水位以上,3.有承压水时防基坑突涌,(三）基础上荷载大小及性质,1.上部荷载大，水平荷载大，上拔力大，埋深应加大；,2.位于坡面、坡顶上的建筑物埋深应加大,(二）建筑场地工程地质及水文地质1.在满足强度、变形、稳定和,16,(四）相临建筑物基础埋深的影响,1.新建筑物基础埋深浅,2.新旧相邻建筑物有一定距离 L/,H=1-2,否则要求支护,严格限制支护水平位移,新,旧,L,H,(四）相临建筑物基础埋深的影响1.新建筑物基础埋深浅新旧L,17,深基坑在桩体支护下开挖,深基坑在桩体支护下开挖,18,土力学ppt课件第6章浅基础设计,19,南京地铁火车站基坑施工现场,南京地铁火车站基坑施工现场,20,在寒冷地区，应该考虑由于季节性的冰冻和融化对地基土引起的冻胀影响。,冻土现象,冻胀,：,某些细粒土在冻结时，体积膨胀，使,地面隆起成丘,危害：,路面变形、开裂；建筑物开裂、倾斜、倒塌,冻融：,天暖解冻，冻土层中冰晶体融化，土,中含水量增加，土体强度降低，沉降,加大,危害：,路面融沉、翻浆；建筑物大量下沉、开裂,(五）土的冻胀影响,在寒冷地区，应该考虑由于季节性的冰冻和融化对地基土引起的冻胀,21,地下冰,地下冰,22,因冻胀造成的路面变形,因冻胀造成的建筑物外墙开裂,冻胀丘,因冻胀造成的路面变形因冻胀造成的建筑物外墙开裂冻胀丘,23,土力学ppt课件第6章浅基础设计,24,路基上层的土体首先融化，下层土体尚未解冻，水分渗透不下去，使土基强度很快降低以至失去承载能力，在行车作用下路面被进一步压坏，泥浆从路面裂缝里,挤出,来，产生翻浆的现象,。,翻浆,冻融造成的铁路路基下沉,路基上层的土体首先融化，下层土体尚未解冻，水分渗透不下去，使,25,设计冻结深度,（考虑土的类别、冻胀性和环境影响）,z,d, z,0,zs,zw,ze,（,Z,0,标准冻深）,考虑冻胀性，基础最小埋置深度,d,min,z,d,h,max,（ h,max,残留冻土层厚度）,考虑冻胀的基础埋深,z,d,z,0,d,min,室内地面,h,max,设计冻结深度 （考虑土的类别、冻胀性和环境影响）考虑冻胀的基,26,第四节 地基承载力的确定,f,a,= M,b,b + M,d,m,d + M,c,c,k,f,a,:,承载力特征值,相当与,p,1/4,=N,B /2+N,q, d+N,c,c,基础宽度,b,大于6m按6m计算，砂土小于3m按3m计算，,先初步估计,b,b,为基础短边,一、根据土的抗剪强度指标按强度理论公式计算确定,第四节 地基承载力的确定 fa = Mbb + Md,27,二、根据地基土静载荷试验确定,承载力特征值的确定,1.比例界限,2.极限荷载的一半,3.无明显界限值，取对应,沉降量的荷载值,1,2,3,S,P,0,比,例,界,限,极,限,荷,载,P,cr,P,u,临,塑,荷,载,P-S曲线,取1.2.项中较小值,二、根据地基土静载荷试验确定承载力特征值的确定123SP0比,28,三、根据规范对特征值进行修正,b,、,d,为宽度深度修正系数，按持力层土查,当基础宽度大于3米或埋深大于0.5米时，按规范公式修正,三、根据规范对特征值进行修正b 、d 为宽度深度修正系数,29,第五节 浅基础的设计与计算,一、初步确定基底尺寸,基本条件：基底平均压力,p,不大于持力层承载力的特征值,fa,p, fa,1) 确定基础尺寸,2) 验算持力层承载力,G,F,f,a,第五节 浅基础的设计与计算一、初步确定基底尺寸基本条件：,30,1.中心荷载,柱基础,(1)底面积A的确定,荷载,F+G,G=A, d,是基础加土的容重=20kN/m,3,承载力特征值,f,a,(暂不做宽度修正),基底面积,F+G,=,Af,a,G,F,1.中心荷载柱基础基底面积GF,31,(2) 长和宽,高度的确定,单独无筋扩展基础,b L,A,b,b,0,+2,h tg,L,L,0,+2,h tg,满足,d,h,+0.1m,确定,b,L,和,h,=45,o,(1:1),30,o,(1:2),b,t,F,L,L,0,b,0,b,h,(2) 长和宽,高度的确定单独无筋扩展基础确定b,L和h=,32,条形基础,单位长度，确定基础宽度,F,h,b,b,0,+2,htg,确定,h,砖墙:承重墙,b, 60-70cm,b,0,为24,37,48cm,非,承重墙,b,50cm,条形基础 单位长度，确定基础宽度Fh bb0,33,2.偏心荷载,以柱下独立基础为例,(1) 按中心荷载确定底面积A,1,(2)考虑偏心,A=(1.1-1.4)A,1,根据偏心大小和A,1,初步确定b和,L,F M,e,F+G,2.偏心荷载以柱下独立基础为例(2)考虑偏心F MeF+G,34,二、承载力验算,下卧层,d,q =,d 均布荷载,持力层,基础,F,G,主要受力层,二、承载力验算下卧层d q = d 均布荷载,35,初步确定了埋深和尺寸后,需要一系列验算,(一) 持力层验算,1.承载力的设计值的确定,b 6m 按6 m, 3m 按3m 荷载板试验,f,a,=M,b,b+M,d,m,d+M,c,c,k,根据实际宽度和深度计算,f,a,:,承载力特征值（设计值）,初步确定了埋深和尺寸后,需要一系列验算,36,2.承载力验算,根据初步确定的,d,与,b,，确定宽深修正后的,f,a,(1)中心荷载,(2)偏心荷载,b,l,M,要求:,2.承载力验算根据初步确定的d与b，确定宽深修正后的fabl,37,(二)软弱下卧层承载力验算,存在软弱下卧层时，要验算,1) 按照中心荷载确定基底压力,p,= (,F,+,G,)/A,2) 基底原自重应力,cz,3),基底附加应力,P,0,=,P,-,cz,4) 扩散角,与,E,s1,/,E,s2,及,z/b,有关,持力层太薄不起作用,F,p-,c0,d,z,c0,cz,软土,E,s1,E,s2,(二)软弱下卧层承载力验算存在软弱下卧层时，要验算F p-,38,5)软弱下卧层顶部附加应力,查表619，,条基无后一项,6)软弱下卧层承载力做深度修正，不做宽度修正,F,p-,c0,d,z,c0,cz,软土,E,s1,E,s2,5)软弱下卧层顶部附加应力 F p-c0dzc0cz,39,1.地基变形验算,(一) 地基变形要求,甲级和部分乙级建筑，在满足承载力要求外，还要验算沉降,大部分乙级建筑物查表确定承载力，无需验算沉降,特殊原因，需验算,地基变形特征：,沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜,三、地基变形和稳定性验算,1.地基变形验算(一) 地基变形要求三、地基变形和稳定性验算,40,基础稳定性验算,地基稳定性验算,抗倾覆,抗滑移,2.稳定性验算,N,M,H,y,a,抗滑移稳定系数,抗倾覆稳定系数,圆弧滑动面法,基础稳定性验算地基稳定性验算抗倾覆抗滑移2.稳定性验算,41,四、基础结构设计,（一）刚性基础,无筋扩展基础,砖、石、灰土，素混凝土 材料抗拉强度很低,有基础台阶宽高比(刚性角)要求,F,b,t,h,0,1.1-1.5,与材料和荷载有关,四、基础结构设计（一）刚性基础无筋扩展基础Fbth01.1,42,砖基础,240,560,240,560,基础的结构设计,砖基础240560240560基础的结构设计,43,砖石基础,300,300,300,80 150 150,砖石基础30030030080 150 150,44,素混凝土基础,一层台阶,120,200,240 60 170,240 60 150 150,两层台阶,素混凝土基础一层台阶120200240 60 170240,45,基础高度较小，要满足冲切要求,（二）钢筋混凝土扩展基础,1.扩展基础破坏形式,2,1,2,1,纯剪,斜压,弯曲,F,冲切,基础高度较小，要满足冲切要求（二）钢筋混凝土扩展基础1.扩展,46,2.单独基础冲切破坏验算,荷载采用基本组合,基底压力计算时只考虑,F,不考虑,G,2.单独基础冲切破坏验算荷载采用基本组合,47,45,o,1）单独基础中心荷载,F,1,=A,c,p,n,V=0.7,h,f,t,b,p,h,0,A,c,为阴影面积,b,p,冲切锥体破坏面上下,边周长的平均值,f,t,混凝土抗拉强度,h,0,h,0,a,c,a,h,冲切截面高度影响系数,h,0,45o1）单独基础中心荷载F1=Acpnh0h0acah,48,3）单独基础弯矩计算,b,0,(b-bc)/2,b,(,b-b,c,)/2,a,c,a,(a- a,c,)/2,b,a,I,II,a,1,II,(a- a,c,)/2,3）单独基础弯矩计算b0(b-bc)/2b(b-bc)/2a,49,截面II，IIII处的弯矩,b,0,(,b-b,c,)/2,b,(,b-b,c,)/2,(a- a,c,)/2,a,c,a,(a- a,c)/2,I,II,a,1,II,截面II，IIII处的弯矩b0(b-bc)/2b(b-b,50,第七节 减轻不均匀沉降的措施,一、建筑设计措施,1.建筑物体型力求简单,2.控制建筑物的长高比,3.设置沉降缝,4.相邻建筑物间距,5.调整建筑物标高,第七节 减轻不均匀沉降的措施一、建筑设计措施1.建筑物体,51,二、结构措施,1.减轻建筑物自重,2.设置圈梁和钢筋混凝土构造柱,3.减小或调整基础底面的附加压力,4.采用梁板式基础,5.采用能适应不均匀沉降的结构,二、结构措施1.减轻建筑物自重,52,三、施工和使用方面的措施,1.减小基底土扰动,2.调整施工顺序,3.注意打桩、降水及开挖的影响,4.避免地面堆载,5.工前预压，控制加载速度,6.重视基坑验槽,三、施工和使用方面的措施1.减小基底土扰动,53,