第2章_浅基础-1

第2章浅基础2.1概述2.2浅基础的类型2.3基础埋置深度的选择2.4浅基础的地基承载力2.5基础底面尺寸的确定2.6扩展基础设计2.7联合基础设计2.8减轻不均匀沉降危害的措施2.1概述一、浅基础与深基础定义二、天然地基与人工地基定义三、浅基础设计的内容四、地基基础设计等级五、地基基础设计原则六、地基基础设计中的荷载取值建筑物的安全和正常使用用途和安全等级建筑场地和地基岩土条件地基基础方案工期、造价施工条件上部结构类型平面布置地基基础类型地基基础设计时需考虑的因素基础可以根据埋置深度及施工工艺特点将其分为浅基础和深基础。一、浅基础与深基础定义浅基础：埋置深度不大，一般认为小于5m，不需特殊施工方法施工的基础。深基础：埋置深度较大，一般认为大于5m，需特殊施工方法施工的基础。浅基础特点基础宽度相对基础埋深（或基础高度）较大的基础一般只需经过挖槽、排水等普通施工程序就可建造基础与地基之间的作用力主要为基底反力深基础特点埋深较大平面尺寸相对于其埋深较小可将上部结构传来的荷载传递到地基深部基础与地基之间的作用力包括基底反力和侧阻力桩基础天然地基二、天然地基与人工地基定义天然地基：开挖后直接修筑基础的地基人工地基：不能满足要求需要进行人工处理的地基地基人工地基天然地基上浅基础的设计，包括下述各项内容：1.选择基础的材料、类型和平面布置；2.选择地基持力层和基础的埋置深度；3.确定地基承载力；4.确定基础尺寸；5.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，提出施工说明。三、浅基础设计的内容上述浅基础设计的各项内容是相互关联的，设计时可按上述顺序，首先选择基础材料、类型和埋深，然后逐项进行计算，如果发现前面的选择不妥，则需修改设计，直至各项计算均符合要求，各数据前后一致为止。四、浅基础设计方法常规设计法（简化计算法）、相互作用设计法。常规设计法要点：特点：满足静力平衡条件；不满足变形协调条件。结论：地基越软弱或越不均匀，按常规设计法计算的结果与实际情况的差别就可能越大。2.相互作用设计法考虑地基、基础和上部结构之间的变形连续性。既满足静力平衡条件又满足变形协调。方法二整体分析相互作用难度很大，对于一般基础仍采用常规设计方法。复杂的或大型的基础采用方法二。常规设计法适用条件：•地基沉降小或者比较均匀。•基础刚度大。五、地基基础设计等级《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)根据地基复杂程度、建筑物的规模和特征以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响程度，将地基基础设计分为3个设计等级六、地基基础设计的基本原则•所有建筑物的地基均应进行地基承载力计算；•如经常承受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，对于建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性；•具有多层地下室的深基坑开挖工程应验算土体的整体稳定性，当地下水埋藏较浅，存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算。三个基本原则：（一）地基基础应具有足够的安全度，防止地基土体强度破坏及丧失稳定性（二）应进行必要的地基变形计算，使之不超过规定的地基变形允许值，以免引起基础和上部结构的损坏或影响建筑物的正常使用•对于甲级、乙级建筑物均应进行变形计算；•表2.2所列范围的丙级建筑物可以不进行地基变形计算。•①地基承载力特征值小于130kPa,且体型复杂的建筑；•②在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，引起地基产生过大的不均匀沉降时；•③软弱地基上的相邻建筑存在偏心荷载时；•④相邻建筑距离过近，可能发生倾斜；•⑤地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。•其他情况下的丙级建筑物在满足强度及稳定性的情况下，可不做变形验算。对于表2.2所列范围以内的丙级建筑物如有下列情况之一者，仍应进行地基变形计算：（三）基础的材料形式、构造和尺寸，除应能适应上部结构、符合使用要求、满足上述地基承载力、稳定性和变形要求外，还应满足对基础结构的强度、刚度和耐久性的要求。七、地基基础设计中的荷载取值2.2浅基础的类型基础按结构形式分扩展基础联合基础柱下条形基础柱下交叉条形基础筏形基础箱形基础壳体基础基础按刚度分刚性基础（无筋基础）柔性基础（钢筋混凝土基础）一、扩展基础•作用：把墙或柱的荷载侧向扩展到土中，使之满足地基承载力和变形要求•分类：无筋扩展基础(刚性基础）和钢筋混凝土扩展基础(柔性基础）(a)砖基础(b)毛石基础(c)混凝土基础或毛石混凝土基础(d)灰土基础或三合土基础刚性扩展基础1.无筋扩展基础指由砖、毛石、砼、毛石砼、灰土、三合土等材料组成的无需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础。俗称“刚性基础”。适用于多层民用建筑和轻型厂房。砖：强度等级不低于MU10。砂浆：不低于M5。在地下水位以下或当地基土潮湿时，应采用水泥砂浆砌筑。适用于6层及6层以下的民用建筑和砖墙承重的厂房。(1)砖基础垫层作用（素砼，100厚，C10）：保护坑底土体不被人为扰动和雨水浸泡；改善基础的施工条件。砖基础(2)毛石基础毛石是指未经加工凿平的石料。应采用未风化的硬质岩石，禁用风化毛石。(3)灰土基础石灰和土料按体积比3:7或2:8拌和均匀，在基槽内分层夯实（每层虚铺220~250mm,夯实至150mm）。灰土基础宜在比较干燥的土层中使用。在我国华北和西北地区，广泛用于5层和5层以下的民用房屋。(4)三合土基础由石灰、砂、骨料（矿渣、碎砖、碎石）加水混合而成。体积比1:2:4或1:3:6。用于4层和4层以下的民用房屋。无筋扩展基础灰土基础四合土基础（南方个别地区用）：水泥：石灰：砂：骨料＝1:1:5:10或1:1:6:12(5)砼基础C15。抗压强度、耐久性、抗冻性较好。毛石砼基础：在砼基础中埋入体积占25%~30%的毛石，石块尺寸不宜超过300mm。可节省水泥用量，减少水化热。(2)钢筋混凝土扩展基础(柔性基础）定义：用钢筋混凝土修建的扩展基础称为柔性基础，优点：•具有更大的基底面积•抗弯和抗剪性能良好•能做到宽基浅埋分为：墙下钢筋混凝土条形基础和柱下钢筋混凝土独立基础墙下钢筋砼条形基础柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础二、联合基础当为了满足地基土的强度要求，必须扩大基础平面尺寸，与相邻的单个基础在平面上相接甚至重叠时，则可将它们连在一起成为联合基础。联合基础特点：抗弯刚度大，调整不均匀沉降，基底压力较均匀；造价高于扩展基础。常用于软弱地基上框架或排架结构。三、条形基础——长度远大于宽度的基础条形基础是指基础长度远远大于其宽度的一种基础形式，按上部结构形式，可分为墙下条形基础和柱下条形基础。墙下条形基础柱下条形基础四、十字交叉基础当荷载很大，采用条形基础不能满足地基基础设计要求时，可采用双向的柱下钢筋混凝土条形基础形成的十字交叉条形基础(又称交叉梁基础)十字交叉基础五、筏板基础当地基软弱而荷载很大，采用十字交叉基础也不能满足地基基础设计要求时，可采用筏板基础，即用钢筋混凝土做成连续整片基础，俗称“满堂红”平板式梁板式筏形基础筏形基础•由钢筋混凝土的底板、顶板、外墙和内隔墙组成的整体空间结构，刚度极大；抗震性能好；有补偿效应。地下室用途受限制；工期长；造价高；施工技术复杂。•高层建筑由于建筑功能与结构受力等要求，可以采用箱形基础六、箱形基础箱形基础示意底板外墙内墙七、壳体基础适用于水塔、烟囱、料仓和中小型高炉等高耸的构筑物的基础。(a)正圆锥壳(b)M型组合壳(c)内球外锥组合壳壳体基础特点•可用于一般工业与民用建筑•基础内部以压应力为主•能较大节约混凝土与钢材用量•建造的技术难度大