學(xué)習(xí)情境三淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工

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1、會計學(xué)1學(xué)習(xí)情境三學(xué)習(xí)情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工主要規(guī)范、規(guī)程l l建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007GB50007GB50007GB500072002200220022002l l巖土工程勘察規(guī)范巖土工程勘察規(guī)范巖土工程勘察規(guī)范巖土工程勘察規(guī)范GB50021GB50021GB50021GB500212002200220022002l l建筑地基處理技術(shù)規(guī)范建筑地基處理技術(shù)規(guī)范建筑地基處理技術(shù)規(guī)范建筑地基處理技術(shù)規(guī)范JGJ79-2002JGJ79-2002JGJ79-2002JGJ79-2002l l土工試驗方法標準土工

2、試驗方法標準土工試驗方法標準土工試驗方法標準GB/T50123GB/T50123GB/T50123GB/T501231999199919991999學(xué)習(xí)情境三學(xué)習(xí)情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工工第1頁/共152頁主要規(guī)范、規(guī)程l l建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007GB50007GB50007GB500072002200220022002l l巖土工程勘察規(guī)范巖土工程勘察規(guī)范巖土工程勘察規(guī)范巖土工程勘察規(guī)范GB50021GB50021GB50021GB500212002200220022002l l土工試驗方法標準土工試驗方法

3、標準土工試驗方法標準土工試驗方法標準GB/T50123GB/T50123GB/T50123GB/T501231999199919991999學(xué)習(xí)情境三學(xué)習(xí)情境三第2頁/共152頁 sz=z 任務(wù)任務(wù)1 土中自重應(yīng)力土中自重應(yīng)力&假定地基土為均質(zhì)、連續(xù)、各向同性的彈性半空間無限假定地基土為均質(zhì)、連續(xù)、各向同性的彈性半空間無限 體。在此條件下，受自身重力作用的地基土只能產(chǎn)生豎向變體。在此條件下，受自身重力作用的地基土只能產(chǎn)生豎向變形，而不能產(chǎn)生側(cè)向位移和剪切變形。則地基土中任意深度形，而不能產(chǎn)生側(cè)向位移和剪切變形。則地基土中任意深度z z處的豎向自重應(yīng)力等于單位面積上土柱的重量，處的豎向自重應(yīng)力等

4、于單位面積上土柱的重量，圖圖3-13-1，即，即&根據(jù)彈性力學(xué)理論和土體側(cè)限條件，水平自重應(yīng)力根據(jù)彈性力學(xué)理論和土體側(cè)限條件，水平自重應(yīng)力根據(jù)彈性力學(xué)理論和土體側(cè)限條件，水平自重應(yīng)力根據(jù)彈性力學(xué)理論和土體側(cè)限條件，水平自重應(yīng)力 cxcx、cycy為：為：為：為：K K K K0 0 0 0側(cè)壓系數(shù)，側(cè)壓系數(shù)，側(cè)壓系數(shù)，側(cè)壓系數(shù)，亦稱土的靜止土應(yīng)力系數(shù)。通常亦稱土的靜止土應(yīng)力系數(shù)。通常亦稱土的靜止土應(yīng)力系數(shù)。通常亦稱土的靜止土應(yīng)力系數(shù)。通常通過實通過實通過實通過實驗測定驗測定驗測定驗測定子情境一子情境一 地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第3頁/共152頁天然地面11zzcz cz=z 土中豎向

5、自重應(yīng)力土中豎向自重應(yīng)力土體中任意深度處的豎向自土體中任意深度處的豎向自重應(yīng)力等于單位面積上土柱的有效重量重應(yīng)力等于單位面積上土柱的有效重量子情境一子情境一 地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第4頁/共152頁&當深度當深度z z范圍內(nèi)有多層土組成時，則深度范圍內(nèi)有多層土組成時，則深度z z處土的處土的豎向自重應(yīng)力為各土層豎向自重應(yīng)力之和，圖豎向自重應(yīng)力為各土層豎向自重應(yīng)力之和，圖3-23-2，即，即成層土的豎向自重應(yīng)力成層土的豎向自重應(yīng)力注意：注意：為方便起見，以下討論中若無特別注為方便起見，以下討論中若無特別注明，則自重應(yīng)力僅指豎向自重應(yīng)力。明，則自重應(yīng)力僅指豎向自重應(yīng)力。子情境一子情境一

6、 地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第5頁/共152頁天然地面天然地面z1z2z33 2 1 水位面水位面1 z1 1 z1+2z2 1 z1+2z2+3z3 說明：1.地下水位以上土層采用天然重度，地下水位以下土層考慮浮力作用采用浮重度2.非均質(zhì)土中自重應(yīng)力沿深度呈折線分布 成層土的豎向自重應(yīng)力成層土的豎向自重應(yīng)力圖圖3-2 成層土的豎向自重應(yīng)力成層土的豎向自重應(yīng)力子情境一子情境一 地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第6頁/共152頁地下水位升降對自重應(yīng)力的影響地下水位升降對自重應(yīng)力的影響（a)a)地下水位下降；（地下水位下降；（b)b)地下水位上升地下水位上升地下水位變化對自重應(yīng)力的影響地

7、下水位變化對自重應(yīng)力的影響&地下水位以地下水位以下的土，由于下的土，由于受到水的浮力受到水的浮力的作用，減輕的作用，減輕了土的有效自了土的有效自重，因此計算重，因此計算自重應(yīng)力時應(yīng)自重應(yīng)力時應(yīng)采用采用土的有效土的有效(浮浮)重度重度子情境一子情境一 地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第7頁/共152頁【例例1-11-1】某地基土層剖面如某地基土層剖面如圖圖3-43-4所示，求各層土的自重應(yīng)力并繪所示，求各層土的自重應(yīng)力并繪制其自重應(yīng)力分布曲線。制其自重應(yīng)力分布曲線。子情境一子情境一 地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第8頁/共152頁自重應(yīng)力分布曲線自重應(yīng)力分布曲線圖圖3-4 地基土層剖面自重

8、應(yīng)力分布曲線地基土層剖面自重應(yīng)力分布曲線&基巖或只含強結(jié)合基巖或只含強結(jié)合水的堅硬粘土層可認水的堅硬粘土層可認為是不透水層。不透為是不透水層。不透水層層面處為土自重水層層面處為土自重應(yīng)力沿深度分布的一應(yīng)力沿深度分布的一個臨界面，此處土的個臨界面，此處土的自重應(yīng)力等于全部上自重應(yīng)力等于全部上覆土和水的總壓力，覆土和水的總壓力，自重應(yīng)力分布曲線在自重應(yīng)力分布曲線在此有一個突變。此有一個突變。子情境一子情境一 地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第9頁/共152頁任務(wù)任務(wù)2 基底壓力基底壓力&建筑物荷載通過基礎(chǔ)傳遞給地基，在基礎(chǔ)底面與地基之建筑物荷載通過基礎(chǔ)傳遞給地基，在基礎(chǔ)底面與地基之建筑物荷載通過

9、基礎(chǔ)傳遞給地基，在基礎(chǔ)底面與地基之建筑物荷載通過基礎(chǔ)傳遞給地基，在基礎(chǔ)底面與地基之間便產(chǎn)生了間便產(chǎn)生了間便產(chǎn)生了間便產(chǎn)生了接觸壓力接觸壓力接觸壓力接觸壓力。它既是基礎(chǔ)作用于地基的基底壓。它既是基礎(chǔ)作用于地基的基底壓。它既是基礎(chǔ)作用于地基的基底壓。它既是基礎(chǔ)作用于地基的基底壓力，同時又是地基反作用于基礎(chǔ)的基底反力。力，同時又是地基反作用于基礎(chǔ)的基底反力。力，同時又是地基反作用于基礎(chǔ)的基底反力。力，同時又是地基反作用于基礎(chǔ)的基底反力。&基底壓力的分布呈多種曲線形態(tài)，不僅與基礎(chǔ)的剛度、基底壓力的分布呈多種曲線形態(tài)，不僅與基礎(chǔ)的剛度、基底壓力的分布呈多種曲線形態(tài)，不僅與基礎(chǔ)的剛度、基底壓力的分布呈多種

10、曲線形態(tài)，不僅與基礎(chǔ)的剛度、尺寸大小和埋置深度有關(guān)，還與作用在基礎(chǔ)上的荷載大尺寸大小和埋置深度有關(guān)，還與作用在基礎(chǔ)上的荷載大尺寸大小和埋置深度有關(guān)，還與作用在基礎(chǔ)上的荷載大尺寸大小和埋置深度有關(guān)，還與作用在基礎(chǔ)上的荷載大小、分布情況和地基的性質(zhì)等有關(guān)。計算基底壓力時，小、分布情況和地基的性質(zhì)等有關(guān)。計算基底壓力時，小、分布情況和地基的性質(zhì)等有關(guān)。計算基底壓力時，小、分布情況和地基的性質(zhì)等有關(guān)。計算基底壓力時，如完全考慮這些因素，是十分復(fù)雜的。如完全考慮這些因素，是十分復(fù)雜的。如完全考慮這些因素，是十分復(fù)雜的。如完全考慮這些因素，是十分復(fù)雜的。&簡化計算：對于具有一定剛度且底面尺寸較小的基礎(chǔ)簡化

11、計算：對于具有一定剛度且底面尺寸較小的基礎(chǔ)簡化計算：對于具有一定剛度且底面尺寸較小的基礎(chǔ)簡化計算：對于具有一定剛度且底面尺寸較小的基礎(chǔ)（如柱下獨立基礎(chǔ)和墻下條形基礎(chǔ)等），一般假定基底（如柱下獨立基礎(chǔ)和墻下條形基礎(chǔ)等），一般假定基底（如柱下獨立基礎(chǔ)和墻下條形基礎(chǔ)等），一般假定基底（如柱下獨立基礎(chǔ)和墻下條形基礎(chǔ)等），一般假定基底壓力呈線性分布，按材料力學(xué)公式進行基底壓力簡化計壓力呈線性分布，按材料力學(xué)公式進行基底壓力簡化計壓力呈線性分布，按材料力學(xué)公式進行基底壓力簡化計壓力呈線性分布，按材料力學(xué)公式進行基底壓力簡化計算。算。算。算。實踐證明，根據(jù)該假定計算所引起的誤差在允許范實踐證明，根據(jù)該假定計

12、算所引起的誤差在允許范實踐證明，根據(jù)該假定計算所引起的誤差在允許范實踐證明，根據(jù)該假定計算所引起的誤差在允許范圍內(nèi)。圍內(nèi)。圍內(nèi)。圍內(nèi)。子情境一子情境一 地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第10頁/共152頁基底接觸壓力基底接觸壓力基底壓力基底壓力：基礎(chǔ)底面?zhèn)鬟f基礎(chǔ)底面?zhèn)鬟f給地基表面的壓力，也稱給地基表面的壓力，也稱基底接觸壓力基底接觸壓力。基底壓力基底壓力附加應(yīng)力附加應(yīng)力地基沉降變形地基沉降變形基底反力基底反力基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的外荷載基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的外荷載上部結(jié)構(gòu)的自重及各上部結(jié)構(gòu)的自重及各種荷載都是通過基礎(chǔ)種荷載都是通過基礎(chǔ)傳到地基中的。傳到地基中的。影響因素影響因素計算方法計算方法分布規(guī)律分布規(guī)律上部結(jié)

13、構(gòu)上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)基礎(chǔ)地基地基建筑物設(shè)計建筑物設(shè)計暫不考慮上部結(jié)構(gòu)的影暫不考慮上部結(jié)構(gòu)的影響，使問題得以簡化；響，使問題得以簡化；用荷載代替上部結(jié)構(gòu)。用荷載代替上部結(jié)構(gòu)。子情境一子情境一 地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第11頁/共152頁式中式中 F Fk k相應(yīng)于荷載效應(yīng)標準組合時，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力相應(yīng)于荷載效應(yīng)標準組合時，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值，值，(kN)(kN)；G Gk k 基礎(chǔ)和基礎(chǔ)上覆土重，基礎(chǔ)和基礎(chǔ)上覆土重，(kN)(kN)。對于一般基礎(chǔ)，可近似取。對于一般基礎(chǔ)，可近似取G Gk k=G GAdAd；G G 為基礎(chǔ)及其上覆土的平均重度，一般取為基礎(chǔ)及其上覆土

14、的平均重度，一般取20kN/m20kN/m3 3，地下水位以，地下水位以下取有效重度下取有效重度 ；d d 基礎(chǔ)埋置深度基礎(chǔ)埋置深度(m)(m)。當室內(nèi)外標高不同時，取平均深度計算；。當室內(nèi)外標高不同時，取平均深度計算；A A 基底面積基底面積(m(m 2 2)，對矩形基礎(chǔ)，對矩形基礎(chǔ)A Alblb，l l和和b b分別為其的長分別為其的長 和寬和寬 。2.1 中心荷載作用下基底壓力中心荷載作用下基底壓力子情境一子情境一 地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第12頁/共152頁eL/6,eL/6,應(yīng)力重新分布應(yīng)力重新分布e eL/6,L/6,應(yīng)力重新分布應(yīng)力重新分布:基底壓力呈梯形分布基底壓力呈

15、梯形分布2.2 單向偏心荷載作用下基底壓力單向偏心荷載作用下基底壓力e eL/6,L/6,應(yīng)力重新分布：基底壓力三角形分應(yīng)力重新分布：基底壓力三角形分布布第13頁/共152頁【例例2-22-2】某基礎(chǔ)底面尺寸某基礎(chǔ)底面尺寸l=3ml=3m，b=2mb=2m，基礎(chǔ)頂面作用軸心力，基礎(chǔ)頂面作用軸心力F Fk k=450kN=450kN，彎矩，彎矩MM=150kN.m150kN.m,基礎(chǔ)埋深基礎(chǔ)埋深d=1.2md=1.2m，試計算基底壓力并繪出分布圖。，試計算基底壓力并繪出分布圖?！窘饨狻孔忧榫骋蛔忧榫骋?地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第14頁/共152頁2.3 基底附加壓力基底附加壓力&一般基

16、礎(chǔ)都埋于地面以下一一般基礎(chǔ)都埋于地面以下一定深度處，基坑開挖后自重應(yīng)力定深度處，基坑開挖后自重應(yīng)力消失，故作用于基底上的平均壓消失，故作用于基底上的平均壓力減去基底處原先存在于土中的力減去基底處原先存在于土中的自重應(yīng)力才是基底新增加的附加自重應(yīng)力才是基底新增加的附加壓力，即壓力，即 基礎(chǔ)埋置深度范圍內(nèi)土的加權(quán)平均重度，地下水基礎(chǔ)埋置深度范圍內(nèi)土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取有效重度的加權(quán)平均值，位以下取有效重度的加權(quán)平均值，kN/mkN/m2 2。子情境一子情境一 地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第15頁/共152頁任務(wù)任務(wù)3 土附加應(yīng)力土附加應(yīng)力&地地地地基基基基附附附附加加加加應(yīng)應(yīng)應(yīng)應(yīng)力

17、力力力是是是是由由由由新新新新增增增增加加加加建建建建筑筑筑筑物物物物荷荷荷荷載載載載在在在在地地地地基基基基中中中中產(chǎn)產(chǎn)產(chǎn)產(chǎn)生生生生的的的的應(yīng)應(yīng)應(yīng)應(yīng)力。是引起地基變形和破壞的主要原因。力。是引起地基變形和破壞的主要原因。力。是引起地基變形和破壞的主要原因。力。是引起地基變形和破壞的主要原因。&土中附加應(yīng)力計算目前主要采用彈性理論方法。假定地土中附加應(yīng)力計算目前主要采用彈性理論方法。假定地土中附加應(yīng)力計算目前主要采用彈性理論方法。假定地土中附加應(yīng)力計算目前主要采用彈性理論方法。假定地基土為均質(zhì)、連續(xù)、各向同性的彈性半空間無限體基土為均質(zhì)、連續(xù)、各向同性的彈性半空間無限體基土為均質(zhì)、連續(xù)、各向同

18、性的彈性半空間無限體基土為均質(zhì)、連續(xù)、各向同性的彈性半空間無限體 。&計算時，需根據(jù)基礎(chǔ)底面的形狀（矩形、條形、圓形等）計算時，需根據(jù)基礎(chǔ)底面的形狀（矩形、條形、圓形等）計算時，需根據(jù)基礎(chǔ)底面的形狀（矩形、條形、圓形等）計算時，需根據(jù)基礎(chǔ)底面的形狀（矩形、條形、圓形等）和基底附加壓力（均布、三角形等）的分布，按不同情和基底附加壓力（均布、三角形等）的分布，按不同情和基底附加壓力（均布、三角形等）的分布，按不同情和基底附加壓力（均布、三角形等）的分布，按不同情況來分別考慮。況來分別考慮。況來分別考慮。況來分別考慮。子情境一子情境一 地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第16頁/共152頁附加應(yīng)力分

19、布特點附加應(yīng)力分布特點 ：&附加應(yīng)力通過土粒之間的傳遞，向水平方向和深度方向附加應(yīng)力通過土粒之間的傳遞，向水平方向和深度方向擴散，并逐漸減小。擴散，并逐漸減小。l在任意深度同一水平面上附加應(yīng)力不等，中心線上附加在任意深度同一水平面上附加應(yīng)力不等，中心線上附加應(yīng)力最大，向兩側(cè)逐漸減小，但擴散的范圍越來越廣。應(yīng)力最大，向兩側(cè)逐漸減小，但擴散的范圍越來越廣。l附加應(yīng)力隨地基土深度增加附加應(yīng)力隨地基土深度增加 其數(shù)值逐漸減小其數(shù)值逐漸減小。子情境一子情境一 地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第17頁/共152頁矩形均布荷載作用下角點附加應(yīng)力系數(shù)，可按上式計算或查表矩形均布荷載作用下角點附加應(yīng)力系數(shù)，可

20、按上式計算或查表 3-1求得。求得。如圖如圖3-93-9所示，設(shè)矩形基礎(chǔ)的長邊所示，設(shè)矩形基礎(chǔ)的長邊為為l,l,短邊為短邊為b b，矩形基礎(chǔ)傳給地基，矩形基礎(chǔ)傳給地基的均布矩形荷載為的均布矩形荷載為p p0 0，則基礎(chǔ)角，則基礎(chǔ)角點下任意深度點下任意深度z z處的附加應(yīng)力為處的附加應(yīng)力為3.1 3.1 矩形面積上均布荷載作用下地基中的附加應(yīng)力矩形面積上均布荷載作用下地基中的附加應(yīng)力 矩形均布荷載角點下的應(yīng)力計算圖矩形均布荷載角點下的應(yīng)力計算圖（1 1）角點下任意深度的附加應(yīng)力）角點下任意深度的附加應(yīng)力 第18頁/共152頁（2 2）非角點下任意深度的附加應(yīng)力非角點下任意深度的附加應(yīng)力&計算矩形

21、均布荷載非角點計算矩形均布荷載非角點計算矩形均布荷載非角點計算矩形均布荷載非角點0 0 0 0點下任意深度的附加應(yīng)力時，可通過點下任意深度的附加應(yīng)力時，可通過點下任意深度的附加應(yīng)力時，可通過點下任意深度的附加應(yīng)力時，可通過0 0 0 0點將荷載面點將荷載面點將荷載面點將荷載面積劃分為幾塊小矩形面積，使每塊小矩形面積都包含有角點積劃分為幾塊小矩形面積，使每塊小矩形面積都包含有角點積劃分為幾塊小矩形面積，使每塊小矩形面積都包含有角點積劃分為幾塊小矩形面積，使每塊小矩形面積都包含有角點0 0 0 0點，分別求角點點，分別求角點點，分別求角點點，分別求角點0 0 0 0點下同一深度的應(yīng)力，然后疊加求得

22、，這種方法稱為點下同一深度的應(yīng)力，然后疊加求得，這種方法稱為點下同一深度的應(yīng)力，然后疊加求得，這種方法稱為點下同一深度的應(yīng)力，然后疊加求得，這種方法稱為角點法角點法角點法角點法。如圖。如圖。如圖。如圖3-103-103-103-10所示。所示。所示。所示。圖圖3-103-10 用角點法計算矩形均布荷載下的地基附加應(yīng)力用角點法計算矩形均布荷載下的地基附加應(yīng)力子情境一子情境一 地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第19頁/共152頁(1)(1)圖圖3-10a3-10a為為2 2個矩形面積角點應(yīng)力之和：個矩形面積角點應(yīng)力之和：(2)(2)圖圖3-10b3-10b為為4 4個矩形面積角點應(yīng)力之和：個矩形

23、面積角點應(yīng)力之和：當當4 4個矩形面積相同時，個矩形面積相同時，(3)(3)圖圖3-10c3-10c所求的所求的0 0點在荷載面積點在荷載面積abcdabcd之外，其角點應(yīng)力之外，其角點應(yīng)力為為4 4個矩形面積的代數(shù)和：個矩形面積的代數(shù)和：(4)(4)圖圖3-10d3-10d所求的所求的0 0點在荷載面積點在荷載面積abcdabcd之外，其角點應(yīng)力之外，其角點應(yīng)力也為也為4 4個矩形面積的代數(shù)和：個矩形面積的代數(shù)和：子情境一子情境一 地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第20頁/共152頁角點法計算附加應(yīng)力的要點：角點法計算附加應(yīng)力的要點：l l劃分的每一個矩形都要有一個角點位于公共角點下；劃分

24、的每一個矩形都要有一個角點位于公共角點下；劃分的每一個矩形都要有一個角點位于公共角點下；劃分的每一個矩形都要有一個角點位于公共角點下；l l所有劃分的矩形面積總和應(yīng)等于原有的受荷面積；所有劃分的矩形面積總和應(yīng)等于原有的受荷面積；所有劃分的矩形面積總和應(yīng)等于原有的受荷面積；所有劃分的矩形面積總和應(yīng)等于原有的受荷面積；l l查附加應(yīng)力表時，所有矩形都是長邊為查附加應(yīng)力表時，所有矩形都是長邊為查附加應(yīng)力表時，所有矩形都是長邊為查附加應(yīng)力表時，所有矩形都是長邊為l l l l，短邊為，短邊為，短邊為，短邊為b b b b。子情境一子情境一 地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第21頁/共152頁【例例】

25、如圖所示，荷載面積如圖所示，荷載面積2m1m2m1m，p=100kPap=100kPa，求，求AA，E E，O O，F(xiàn) F，G G各點下各點下z=1mz=1m深度處的附加應(yīng)力，并利用計算結(jié)果說明附加應(yīng)力的擴深度處的附加應(yīng)力，并利用計算結(jié)果說明附加應(yīng)力的擴展規(guī)律。展規(guī)律。n n（1 1 1 1）A A A A點下的應(yīng)點下的應(yīng)點下的應(yīng)點下的應(yīng)力力力力vA A點是矩形點是矩形ABCDABCD的角點，的角點，由表由表3-13-1查得查得cAcA=0.1999=0.1999，故故A A點下的豎向附加應(yīng)力為：點下的豎向附加應(yīng)力為：v（2 2）E E點下的應(yīng)力點下的應(yīng)力vE E點將矩形荷載面積分為兩個相等小

26、矩形點將矩形荷載面積分為兩個相等小矩形EADIEADI和和EBCIEBCI。任一小矩形任一小矩形m=1,n=1,m=1,n=1,由表由表2-22-2查查得得cEcE=0.1752=0.1752，故，故E E點下的豎向附加應(yīng)力為：點下的豎向附加應(yīng)力為：【解解】子情境一子情境一 地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第22頁/共152頁v（3 3）O O點下的應(yīng)力點下的應(yīng)力vO O點將矩形荷載面積分為四個相等小矩形點將矩形荷載面積分為四個相等小矩形。任一小矩形任一小矩形m=1/0.5=2,n=1/0.5=2,m=1/0.5=2,n=1/0.5=2,由表由表2-22-2查得查得cOcO=0.0.1202

27、=0.0.1202，故，故O O點下點下的豎向附加應(yīng)力為：的豎向附加應(yīng)力為：v（4 4）F F點下的應(yīng)力點下的應(yīng)力v過過F F點做矩形點做矩形FGAJFGAJ、FJDHFJDH、FKCHFKCH和和FGBKFGBK。設(shè)矩形設(shè)矩形FGAJFGAJ和和FJDHFJDH的的角點應(yīng)力系數(shù)為角點應(yīng)力系數(shù)為cc；矩形；矩形FGBKFGBK和和FKCHFKCH的角點應(yīng)力系數(shù)為的角點應(yīng)力系數(shù)為cc故故F F點下的豎向附加應(yīng)力為：點下的豎向附加應(yīng)力為：第23頁/共152頁v（5 5）G G 點下的應(yīng)點下的應(yīng)力力v過過G G點做矩形點做矩形GADHGADH和和GBCHGBCH。分別求出它們的角點應(yīng)力系數(shù)為分別求出

28、它們的角點應(yīng)力系數(shù)為cc cc故G點下的豎向附加應(yīng)力為：子情境一子情境一 地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第24頁/共152頁l地基中的附加應(yīng)力不僅產(chǎn)生在荷載面積之下，而且還分布地基中的附加應(yīng)力不僅產(chǎn)生在荷載面積之下，而且還分布在荷載面積以外相當大的范圍之下，這就是所謂的在荷載面積以外相當大的范圍之下，這就是所謂的附加應(yīng)力附加應(yīng)力擴散現(xiàn)象擴散現(xiàn)象。l在地基中同一深度處，以基底中心點下軸線處的附加應(yīng)力在地基中同一深度處，以基底中心點下軸線處的附加應(yīng)力值為最大值為最大,離中心線越遠，附加應(yīng)力值越小。離中心線越遠，附加應(yīng)力值越小。l在荷載分布范圍內(nèi)，任意點沿垂線的附加應(yīng)力值隨深度增在荷載分布范圍內(nèi)

29、，任意點沿垂線的附加應(yīng)力值隨深度增大而減小（圖大而減?。▓D3-12b3-12b）。將上述將上述A A、E E、B B、G G四點下深度四點下深度z=1mz=1m處所計算的附加應(yīng)力值，處所計算的附加應(yīng)力值，按比例繪出，如圖按比例繪出，如圖3-12a3-12a所示。在荷載作用下（包括矩形均所示。在荷載作用下（包括矩形均布荷載和條形均布荷載），布荷載和條形均布荷載），地基中附加應(yīng)力分布有以下的規(guī)地基中附加應(yīng)力分布有以下的規(guī)律：律：子情境一子情境一 地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第25頁/共152頁圖圖3-12 3-12 矩形均布荷載作用下地基中附加應(yīng)力分布圖矩形均布荷載作用下地基中附加應(yīng)力分布圖

30、a a）附加應(yīng)力在同一平面處的分布曲線）附加應(yīng)力在同一平面處的分布曲線 b b）附加應(yīng)力沿不同深）附加應(yīng)力沿不同深度處的分布曲線度處的分布曲線子情境一子情境一 地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第26頁/共152頁【例例3-43-4】試繪制出圖試繪制出圖3-133-13所示矩形面積所示矩形面積上均布荷載中心點下的附加應(yīng)力圖，上均布荷載中心點下的附加應(yīng)力圖，并考慮矩形面積并考慮矩形面積上均布荷載的影響。上均布荷載的影響。【解解解解】取矩形面積取矩形面積取矩形面積取矩形面積中心點下中心點下中心點下中心點下=0=0=0=0、b b b b、2b2b2b2b、3b3b3b3b、4b4b4b4b、5b5

31、b5b5b處的點計算附加應(yīng)力處的點計算附加應(yīng)力處的點計算附加應(yīng)力處的點計算附加應(yīng)力,相鄰荷載的影響可按相鄰荷載的影響可按相鄰荷載的影響可按相鄰荷載的影響可按應(yīng)力疊加原理應(yīng)力疊加原理應(yīng)力疊加原理應(yīng)力疊加原理計算，計算過程見表計算，計算過程見表計算，計算過程見表計算，計算過程見表3-23-23-23-2。附加應(yīng)力曲線繪于圖附加應(yīng)力曲線繪于圖附加應(yīng)力曲線繪于圖附加應(yīng)力曲線繪于圖3-13b3-13b3-13b3-13b，圖中陰影部分表示相鄰，圖中陰影部分表示相鄰，圖中陰影部分表示相鄰，圖中陰影部分表示相鄰矩形面積矩形面積矩形面積矩形面積上均布荷載對荷載面積上均布荷載對荷載面積上均布荷載對荷載面積上均布

32、荷載對荷載面積中心點下附加應(yīng)力中心點下附加應(yīng)力中心點下附加應(yīng)力中心點下附加應(yīng)力的影響。的影響。的影響。的影響。子情境一子情境一 地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第27頁/共152頁表表3-2 3-2 附加應(yīng)力計算表附加應(yīng)力計算表子情境一子情境一 地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第28頁/共152頁圖圖3-13 3-13 相鄰荷載作用下附加應(yīng)力分布圖相鄰荷載作用下附加應(yīng)力分布圖 圖圖3-133-13中陰影部分表示中陰影部分表示相鄰矩形面積相鄰矩形面積上均布上均布荷載對荷載面積荷載對荷載面積中心中心點下附加應(yīng)力的影響。點下附加應(yīng)力的影響。由圖可見，相鄰荷載距由圖可見，相鄰荷載距離過近時相互之間

33、應(yīng)力離過近時相互之間應(yīng)力擴散疊加，使附加應(yīng)力擴散疊加，使附加應(yīng)力增加并重新分布，從而增加并重新分布，從而引起相鄰建筑產(chǎn)生附加引起相鄰建筑產(chǎn)生附加沉降。沉降。子情境一子情境一 地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第29頁/共152頁3.4.2 3.4.2 條形面積上均布荷載作用下地基中的附加應(yīng)力條形面積上均布荷載作用下地基中的附加應(yīng)力&當條形基礎(chǔ)在基底產(chǎn)生的條當條形基礎(chǔ)在基底產(chǎn)生的條當條形基礎(chǔ)在基底產(chǎn)生的條當條形基礎(chǔ)在基底產(chǎn)生的條形荷載沿長度方向不變時，地形荷載沿長度方向不變時，地形荷載沿長度方向不變時，地形荷載沿長度方向不變時，地基應(yīng)力屬平面問題，即垂直于基應(yīng)力屬平面問題，即垂直于基應(yīng)力屬平面問

34、題，即垂直于基應(yīng)力屬平面問題，即垂直于長度方向的任一截面上的附加長度方向的任一截面上的附加長度方向的任一截面上的附加長度方向的任一截面上的附加應(yīng)力分布規(guī)律都是相同的應(yīng)力分布規(guī)律都是相同的應(yīng)力分布規(guī)律都是相同的應(yīng)力分布規(guī)律都是相同的(基基基基礎(chǔ)兩端另行處理）。在條形均礎(chǔ)兩端另行處理）。在條形均礎(chǔ)兩端另行處理）。在條形均礎(chǔ)兩端另行處理）。在條形均布荷載作用下，地基中任一點布荷載作用下，地基中任一點布荷載作用下，地基中任一點布荷載作用下，地基中任一點MMMM處的附加應(yīng)力（圖處的附加應(yīng)力（圖處的附加應(yīng)力（圖處的附加應(yīng)力（圖3-143-143-143-14）為）為）為）為 條形均布荷載下地基附加條形均布

35、荷載下地基附加應(yīng)力系數(shù)，按查表應(yīng)力系數(shù)，按查表3-33-3求得。求得。圖圖3-14 3-14 條形均布荷載作用下條形均布荷載作用下地基附加應(yīng)力計算地基附加應(yīng)力計算子情境一子情境一 地基應(yīng)力計算簡介地基應(yīng)力計算簡介 第30頁/共152頁3.3 3.3 矩形面積上三角形分布荷載作用下地基中的附加應(yīng)力矩形面積上三角形分布荷載作用下地基中的附加應(yīng)力&當基底壓力為梯形分布時，可視其為一個均布荷載和一個當基底壓力為梯形分布時，可視其為一個均布荷載和一個當基底壓力為梯形分布時，可視其為一個均布荷載和一個當基底壓力為梯形分布時，可視其為一個均布荷載和一個三角形荷載的迭加，即梯形分布荷載下的地基附加應(yīng)力計三角形

36、荷載的迭加，即梯形分布荷載下的地基附加應(yīng)力計三角形荷載的迭加，即梯形分布荷載下的地基附加應(yīng)力計三角形荷載的迭加，即梯形分布荷載下的地基附加應(yīng)力計算可通過均布荷載和三角形分布荷載的計算結(jié)果迭加來獲算可通過均布荷載和三角形分布荷載的計算結(jié)果迭加來獲算可通過均布荷載和三角形分布荷載的計算結(jié)果迭加來獲算可通過均布荷載和三角形分布荷載的計算結(jié)果迭加來獲得。得。得。得。&計算計算計算計算三角形分布荷載作用下地基中的附加應(yīng)力時三角形分布荷載作用下地基中的附加應(yīng)力時三角形分布荷載作用下地基中的附加應(yīng)力時三角形分布荷載作用下地基中的附加應(yīng)力時 ，取荷載，取荷載，取荷載，取荷載零值的角點零值的角點零值的角點零值的

37、角點1 1 1 1 和荷載最大值邊上的角點和荷載最大值邊上的角點和荷載最大值邊上的角點和荷載最大值邊上的角點2 2 2 2 分別計算豎向附加分別計算豎向附加分別計算豎向附加分別計算豎向附加應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)力 ，如圖，如圖，如圖，如圖3-153-153-153-15。圖圖3-15 3-15 矩形面積上三角形分布荷載作用下的附加應(yīng)力矩形面積上三角形分布荷載作用下的附加應(yīng)力a)a)角點角點1 1下任意深度下任意深度z z處豎向附加應(yīng)力處豎向附加應(yīng)力 b)b)角點角點2 2下任意深度下任意深度z z處豎向附加應(yīng)力處豎向附加應(yīng)力 分別為分別為矩形面積上矩形面積上三角形分布三角形分布荷載作用下荷載作用下的附

38、加應(yīng)力的附加應(yīng)力系數(shù)與平均系數(shù)與平均附加應(yīng)力系附加應(yīng)力系數(shù)。查規(guī)范數(shù)。查規(guī)范求得求得 。第31頁/共152頁土壓縮的原因固體土顆粒本身被壓縮土空隙中水及封閉氣體被壓縮水和氣體從孔隙中被擠出土體在壓力作用下體積減小的特性稱為土的土體在壓力作用下體積減小的特性稱為土的壓縮性。壓縮性。任務(wù)任務(wù)1 土的壓縮性土的壓縮性 略去略去不計不計&土的壓縮性的高低，常用土的壓縮性的高低，常用壓縮性指標壓縮性指標來表示，這些指標來表示，這些指標可通過室內(nèi)壓縮試驗或現(xiàn)場載荷試驗等方法測到可通過室內(nèi)壓縮試驗或現(xiàn)場載荷試驗等方法測到。子情境二子情境二 地基變形簡介地基變形簡介 第32頁/共152頁1.1 1.1 壓縮試

39、驗和壓縮曲線壓縮試驗和壓縮曲線 土的室內(nèi)壓縮試驗土的室內(nèi)壓縮試驗是用側(cè)限壓縮儀是用側(cè)限壓縮儀(又稱固結(jié)儀又稱固結(jié)儀)來進來進行的，行的，亦稱土的側(cè)限壓縮試驗或固結(jié)試驗亦稱土的側(cè)限壓縮試驗或固結(jié)試驗，儀器構(gòu)造儀器構(gòu)造如圖如圖所示。所示。固結(jié)試驗固結(jié)試驗：用金屬環(huán)刀切取保持天然結(jié)構(gòu)的原狀土樣，并用金屬環(huán)刀切取保持天然結(jié)構(gòu)的原狀土樣，并置于圓筒形壓縮容器的剛性護環(huán)內(nèi)，土樣上下各墊一塊透置于圓筒形壓縮容器的剛性護環(huán)內(nèi)，土樣上下各墊一塊透水石，土樣受壓后土中水可以自由排出。土樣在天然狀態(tài)水石，土樣受壓后土中水可以自由排出。土樣在天然狀態(tài)下或經(jīng)人工飽和后，進行逐級加壓固結(jié)，以便測定各級壓下或經(jīng)人工飽和后，

40、進行逐級加壓固結(jié)，以便測定各級壓力作用下土樣壓縮穩(wěn)定后的孔隙比變化，進而得到表示土力作用下土樣壓縮穩(wěn)定后的孔隙比變化，進而得到表示土的孔隙比的孔隙比e e與壓力與壓力p p的壓縮關(guān)系曲線。的壓縮關(guān)系曲線。子情境二子情境二 地基變形簡介地基變形簡介 第33頁/共152頁固結(jié)儀固結(jié)儀固結(jié)儀固結(jié)儀第34頁/共152頁水槽水槽內(nèi)環(huán)內(nèi)環(huán)環(huán)刀環(huán)刀透水石透水石試樣試樣傳壓板傳壓板百分表百分表逐級施加荷載逐級施加荷載，至變形穩(wěn)定至變形穩(wěn)定測定：測定：豎向壓應(yīng)力豎向壓應(yīng)力豎向變形豎向變形試驗結(jié)果：試驗結(jié)果：固結(jié)試驗固結(jié)試驗子情境二子情境二 地基變形簡介地基變形簡介 第35頁/共152頁Vve0Vs1h0/(1+

41、e0)h0VveiVs1hi/(1+ei)phihi根據(jù)土根據(jù)土粒體積和粒體積和土樣橫截面積不土樣橫截面積不變兩個條件變兩個條件在受在受壓前后不變壓前后不變由于逐級施加荷載，在不同壓力由于逐級施加荷載，在不同壓力p作用下可得到相應(yīng)的孔隙比作用下可得到相應(yīng)的孔隙比e，根據(jù)一一對應(yīng)關(guān)系，以橫座標表示壓力，以縱座標表示孔隙比，根據(jù)一一對應(yīng)關(guān)系，以橫座標表示壓力，以縱座標表示孔隙比，繪制繪制e-p曲線，稱為壓縮曲線。曲線，稱為壓縮曲線。設(shè)初始高度設(shè)初始高度h h0 0,受壓后的高度受壓后的高度h hi i,則則h hi i=h=h0 0h hi i,h hi i為每為每級荷載作用下的變形量。級荷載作用

42、下的變形量。子情境二子情境二 地基變形簡介地基變形簡介 第36頁/共152頁&曲線愈陡，說明隨著壓力的增加，土孔隙比的減小愈顯曲線愈陡，說明隨著壓力的增加，土孔隙比的減小愈顯曲線愈陡，說明隨著壓力的增加，土孔隙比的減小愈顯曲線愈陡，說明隨著壓力的增加，土孔隙比的減小愈顯著，因而土的壓縮性愈高。著，因而土的壓縮性愈高。著，因而土的壓縮性愈高。著，因而土的壓縮性愈高。壓縮曲線的繪制方式壓縮曲線的繪制方式e e p p 曲線曲線e-lge-lgp p曲線曲線第37頁/共152頁1.21.2壓縮性指標壓縮性指標（MPMPa a-1-1）1.1.壓縮系數(shù)壓縮系數(shù)a a e-p曲線在壓力曲線在壓力p p1

43、 1、p p2 2變化（壓力增量變化（壓力增量p=pp=p2 2 -p-p1 1 ）不大的情況下，其對應(yīng)的曲線段，可近）不大的情況下，其對應(yīng)的曲線段，可近似看作直線，這段直線的斜率（曲線上任意兩似看作直線，這段直線的斜率（曲線上任意兩點割線的斜率點割線的斜率）稱為土的壓縮系數(shù)。）稱為土的壓縮系數(shù)。工程中，為減少土的孔隙比，從而達到工程中，為減少土的孔隙比，從而達到加固土體的目的加固土體的目的,常采用砂樁擠密、重常采用砂樁擠密、重錘夯實、灌漿加固等方法錘夯實、灌漿加固等方法土的類別土的類別a1-2(MPa-1)高壓縮性土高壓縮性土0.5中壓縮性土中壓縮性土0.10.5低壓縮性土低壓縮性土0.1p

44、1p2e1e2M1M2e0epe-p曲線曲線pe規(guī)范規(guī)范用用p1100kPa、p2200kPa對應(yīng)的壓縮系數(shù)對應(yīng)的壓縮系數(shù)a1-2評評價土的壓縮性價土的壓縮性第38頁/共152頁2.壓縮指數(shù)壓縮指數(shù)C Cc c10010000.60.70.80.9e eC Cc c1 11 1C Ce e壓縮指數(shù)壓縮指數(shù)Ce回彈指數(shù)（再壓縮指數(shù)）回彈指數(shù)（再壓縮指數(shù)）Ce 1 硬粘土硬粘土（應(yīng)力擴散）（應(yīng)力擴散）S偏大偏大,s0。若考慮地震組合，則允許基礎(chǔ)底面可以局部與地基土脫開，但零應(yīng)力區(qū)的面積不應(yīng)超過基礎(chǔ)底面積的25，即3a 0.75b。子情境三子情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工第90頁/共152

45、頁 2.2.地基承載力設(shè)計值地基承載力設(shè)計值 地基承載力設(shè)計值是滿足土的強度條件和變形要求時的地基單位面積上的承載能力。因此承載力驗算可以認為是控制地基中塑性區(qū)域的發(fā)展以免導(dǎo)致地基失穩(wěn)。地基承載力特征值確定方法：1按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范提供的承載力表，由室內(nèi)土工試驗和原位測試指標確定地基承載力特征值fak。2按土的抗剪強度指標，以理論公式fa=Mb b+Md 0d+Mcck 計算地基承載力設(shè)計值fa。子情境三子情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工第91頁/共152頁 地基承載力設(shè)計值確定地基承載力設(shè)計值確定 fafak b (b3)d (d0.5)式中 fa 修正后的地基承載力特征值，kP

46、a；fak 地基承載力特征值，kPa；基底以下土的天然容重，地下水位以下用浮容重，kNm3；b 基礎(chǔ)寬度，當寬度小于3m時按3m計，大于6m時按6m計；d 基礎(chǔ)埋置深度m；一般基礎(chǔ)自室外地面標高起算。在填方整平地區(qū)，可自填土面標高算起，但填土在上部結(jié)構(gòu)施工完成后進行，應(yīng)從天然地面標高算起。對于地下室，如采用箱形基礎(chǔ)或筏基時，基礎(chǔ)埋置深度自室外地面標高算起，當采用獨立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)時應(yīng)從室內(nèi)地面標高算起。地下室的外墻基礎(chǔ)埋深，可按下式計算 d=(d1+d2)/2。在其他情況下，從室內(nèi)地面標高起算；b、d 基礎(chǔ)寬度和埋置深度的承載力修正系數(shù)。子情境三子情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工第92

47、頁/共152頁二、中心荷載作用下基礎(chǔ)的計算二、中心荷載作用下基礎(chǔ)的計算 在基礎(chǔ)的設(shè)計中，通常假定基礎(chǔ)底面壓力是直線分布，受中心荷載作用時，則為均勻分布，基礎(chǔ)采用對稱形式，使荷載作用線通過基底形心。計算步驟如下：(一一)計算基礎(chǔ)底面積計算基礎(chǔ)底面積A(矩形矩形)或基礎(chǔ)底面寬度或基礎(chǔ)底面寬度b(條形、條形、正方形正方形)中心荷載作用下的基礎(chǔ)，按承載力設(shè)計值計算，應(yīng)滿足條件：初步估算時，可假定基礎(chǔ)與土的平均容重 為19.6kN/m3(工程計算中，常簡化取為 20 kN/m3)即GG dA。在實際計算時G則為基礎(chǔ)自重的設(shè)計值和基礎(chǔ)上土重的標準值，地下水位以下部分均用浮容重計算。子情境三子情境三 淺基礎(chǔ)

48、設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工第93頁/共152頁 三、偏心荷載作用下基礎(chǔ)的計算三、偏心荷載作用下基礎(chǔ)的計算 偏心荷載作用下，基礎(chǔ)底面的尺寸一般用逐次漸近法進行計算。計算步驟如下：1.先不考慮偏心，用條形基礎(chǔ)公式或矩形基礎(chǔ)公式計算出基礎(chǔ)的底面積A1(對于單獨基礎(chǔ))或基礎(chǔ)寬度b1(對于條形基礎(chǔ))。2.根據(jù)偏心大小，把底面積A1(或b1)適當提高1040，作為偏心荷載作用下基礎(chǔ)底面積(或?qū)挾?的第一次近似值，即：A(1.11.4)A1 3.按假定的基礎(chǔ)底面積A，用下式計算基底的最大和最小的邊緣壓力。如不滿足要求，或應(yīng)力過小，地基承載力未能充分發(fā)揮，應(yīng)調(diào)整基礎(chǔ)尺寸，直到既滿足要求又能發(fā)揮地基承載力為止。

49、基礎(chǔ)高度的確定方法與受中心荷載作用的方法相同。若地基中有軟弱下臥層時，應(yīng)進行軟弱下臥層的承載力驗算。若建筑物屬于必需進行變形驗算的范圍，應(yīng)按要求進行變形驗算。必要時還要對尺寸進行調(diào)整，并重新進行各項驗算。子情境三子情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工第94頁/共152頁 3.軟弱下臥層承載力驗算軟弱下臥層承載力驗算 持力層以下存在承載力明顯低于持力層的土層，稱為軟弱下臥層。如果軟弱下臥層埋藏不夠深，擴散到下臥層的應(yīng)力大于下臥層的承載力時，地基仍然有失效的可能，因此需要進行軟弱下臥層的承載力驗算。當?shù)鼗芰臃秶鷥?nèi)有軟弱下臥層時，應(yīng)按下式驗算：pzpczfaz 式中 pz軟弱下臥層頂面處的附

50、加壓力設(shè)計值；pcz軟弱下臥層頂面處土的自重壓力標準值；faz 軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后地基承載力設(shè)計。當持力層與下臥軟弱土層的壓縮模量比值大于或等于3時，對條形基礎(chǔ)和矩形基礎(chǔ)，pz值可按簡化公式計算。自重應(yīng)力標準值 附加壓力設(shè)計值 Es1/Es2 子情境三子情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工第95頁/共152頁pzpczczfaz 自重應(yīng)力標準值 附加壓力設(shè)計值 Es1/Es2 子情境三子情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工第96頁/共152頁三、地基穩(wěn)定性驗算三、地基穩(wěn)定性驗算 對經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)以及建在斜坡上的建筑物，尚應(yīng)驗算地基地穩(wěn)定性。地基穩(wěn)定性可

51、用圓弧滑動面法進行驗算。穩(wěn)定安全系數(shù)為最危險的滑動面上諸力對滑動中心所產(chǎn)生的抗滑力矩與滑動力矩的比值，其值應(yīng)符合下式要求：若考慮深層滑動時，滑動面可為軟弱土層界面，即為一平面時，穩(wěn)定安全系數(shù)應(yīng)提高1.3。位于穩(wěn)定土坡坡頂上的建筑，當垂直于坡頂邊緣線的基礎(chǔ)底面邊長小于或等于3m時，其基礎(chǔ)底面外邊緣線至坡頂?shù)乃骄嚯x應(yīng)符合下式要求，但不得小于2.5m。當邊坡坡角大于45o、坡高大于8m時，尚應(yīng)進行坡體穩(wěn)定性驗算。子情境三子情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工第97頁/共152頁二、地基變形驗算二、地基變形驗算 建筑物的地基變形計算值，不應(yīng)大于地基變形允許直。地基變形必須滿足 s s 1.地基變

52、形量計算 采用規(guī)范提供的分層總和法。參見土力學(xué)中的闡述。2.地基的允許變形(參見書p47)3.地基變形特征可分為 沉降量、沉降差、傾斜、局部傾斜 子情境三子情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工第98頁/共152頁 沉降量指基礎(chǔ)某一點的沉降量，通常指基礎(chǔ)中點的沉降量。沉降量若過大，將影響建筑物的正常使用，如造成室內(nèi)外上下水管、煤氣管道的斷裂等等。沉降差一般指相鄰柱基中點的沉降量之差。相鄰柱基沉降差過大，就會導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生額外的應(yīng)力，嚴重時，建筑物將發(fā)生裂縫、傾斜甚至破壞。對于框架結(jié)構(gòu)和排架結(jié)構(gòu)，設(shè)計時應(yīng)由相鄰柱基的沉降差控制。傾斜指基礎(chǔ)傾斜方向兩端點的沉降差與其距離的比值。對于高聳結(jié)構(gòu)及長

53、高比很小的高層建筑，其地基的主要特征變形是建筑物的整體傾斜。局部傾斜指砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱墻610m內(nèi)基礎(chǔ)兩點的沉降差與其距離的比值。墻體局部傾斜大時，將會使其撓曲變形、開裂，影響正常使用。子情境三子情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工第99頁/共152頁 對于不同建筑物應(yīng)選用對其影響最大的地基變形特征作為地基允許變形的控制依據(jù)。對于砌體承重結(jié)構(gòu)應(yīng)由局部傾斜控制；對于框架結(jié)構(gòu)和單層排架結(jié)構(gòu)應(yīng)由相鄰柱基的沉降差控制；對于多層或高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)應(yīng)由傾斜值控制。子情境三子情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工第100頁/共152頁 由磚、毛石、灰土、混凝土等材料按臺階逐級向下擴展(大放腳)形成的

54、無筋擴展基礎(chǔ)，也稱為剛性基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ)。其優(yōu)點是施施工工技技術(shù)術(shù)簡簡單單，材料可就地取材。造價低廉，在地基條件許可的情況下，是多層民用建筑和輕型廠房適用的淺基礎(chǔ)類型淺基礎(chǔ)類型。剛性基礎(chǔ)所用材料的抗抗壓壓強強度度較較高高，抗抗拉拉、抗抗剪剪強度低，稍有撓曲變形，基礎(chǔ)內(nèi)拉應(yīng)力拉應(yīng)力就會超過材料的抗拉強度而產(chǎn)生裂縫裂縫。子情境三子情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工任務(wù)4 無筋擴展基礎(chǔ)的設(shè)計與施工 第101頁/共152頁 為保證基礎(chǔ)不發(fā)生彎曲破壞或剪切破壞，通常都是限制臺階的寬高比以滿足一定的剛度和強度要求，即滿足如下要求：式中:無筋擴展基礎(chǔ)的剛性角，而tan即為臺階寬高比的允許值?；A(chǔ)底面寬度b

55、應(yīng)符合下式要求：子情境三子情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工第102頁/共152頁 采用無筋擴展基礎(chǔ)的鋼筋混凝土柱其柱腳高度h1 不得小于b1并不應(yīng)小于300mm 且不小于20d(d 為柱中的縱向受力鋼筋的最大直徑)當柱縱向鋼筋在柱腳內(nèi)的豎向錨固長度不滿足錨固要求時可沿水平方向彎折彎折后的水平錨固長度不應(yīng)小于10d 也不應(yīng)大于20d。子情境三子情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工第103頁/共152頁 基礎(chǔ)大放腳采用等高式或二一間隔式砌法，每收一次其兩邊各收1/4磚長。(a)、(b)灰土基礎(chǔ);(c)毛石基礎(chǔ);(d)毛石混凝土基礎(chǔ)子情境三子情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工第10

56、4頁/共152頁子情境三子情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工第105頁/共152頁無筋擴展基礎(chǔ)設(shè)計無筋擴展基礎(chǔ)設(shè)計 基礎(chǔ)類型和埋置深度確定以后就可以根據(jù)地基土層的承載力和作用在基礎(chǔ)上的荷載，計算基礎(chǔ)底面積和基礎(chǔ)的高度。一、作用在基礎(chǔ)上的荷載計算一、作用在基礎(chǔ)上的荷載計算 基礎(chǔ)的受力情況可分四種，一般房屋建筑物的基礎(chǔ)主要是承受豎向荷載。水平荷載如土壓力、風(fēng)壓力等所占的比例很小。作用在基礎(chǔ)底面上的豎向荷載包括上部結(jié)構(gòu)的自重結(jié)構(gòu)的自重、屋面荷載屋面荷載、樓面荷載樓面荷載和基礎(chǔ)的自重基礎(chǔ)的自重(包括基礎(chǔ)臺階上的填土)等。活荷載應(yīng)按規(guī)范折減活荷載應(yīng)按規(guī)范折減。荷載的計算方法應(yīng)按規(guī)范要求進行。子情境

57、三子情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工第106頁/共152頁 二二 確定剛性基礎(chǔ)的高度確定剛性基礎(chǔ)的高度 剛性基礎(chǔ)在寬度確定后剛性基礎(chǔ)在寬度確定后(滿足承載力要求滿足承載力要求)，應(yīng)該，應(yīng)該按剛性角的要求，確定剛性基礎(chǔ)的高度。按剛性角的要求，確定剛性基礎(chǔ)的高度。若墻或柱的寬度為若墻或柱的寬度為bo，基礎(chǔ)的寬度為，基礎(chǔ)的寬度為b，剛基礎(chǔ)兩，剛基礎(chǔ)兩側(cè)的外伸長度為側(cè)的外伸長度為bt(bbo)/2，按，按剛性角的要求剛性角的要求:為了保護基礎(chǔ)不受外力的破壞，基礎(chǔ)的頂面必須埋在設(shè)計地面以下為了保護基礎(chǔ)不受外力的破壞，基礎(chǔ)的頂面必須埋在設(shè)計地面以下 100 150mm，所以基礎(chǔ)的埋置深度眾必須大于

58、基礎(chǔ)的高度，所以基礎(chǔ)的埋置深度眾必須大于基礎(chǔ)的高度A加上保護層的厚度。不加上保護層的厚度。不滿足這項要求時，必須加大基礎(chǔ)的埋深或者采取其他措施。滿足這項要求時，必須加大基礎(chǔ)的埋深或者采取其他措施。子情境三子情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工第107頁/共152頁三、基礎(chǔ)的構(gòu)造三、基礎(chǔ)的構(gòu)造 剛性基礎(chǔ)經(jīng)常做成臺階形斷面，有時也可做成梯形斷面。確定構(gòu)造尺寸時最主要的是要保證斷面各處都能滿足剛性角的要求，同時斷面又必須經(jīng)濟合理，便于施工。(一一)磚基礎(chǔ)磚基礎(chǔ) 磚的尺寸規(guī)則容易砌成各種形狀的基礎(chǔ)。磚基礎(chǔ)大放腳的砌法有兩種，一種按臺階的寬高比為1/1.5；另種按臺階的寬高比為l/2。在槽底可先澆注

59、100200mm厚的素混凝土墊層。對于低層房屋也可在槽底打兩步(300mm)三七灰土，代替混凝土墊層。子情境三子情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工第108頁/共152頁 為防止土中水分沿磚基礎(chǔ)上升、可在磚基礎(chǔ)中，在室內(nèi)地面以下50mm左右處鋪設(shè)防潮層。防潮層可以是摻有防水劑的 l:3水泥砂漿，厚2030mm；也可以鋪設(shè)瀝青油氈。(二二)砌石基礎(chǔ)砌石基礎(chǔ) 砌石基礎(chǔ)每臺階至少有兩層砌石，每個臺階的高度要求不小于 300 mm。為了保證上一層砌石的邊能壓緊下一層砌石的邊塊，每個臺階伸出的長度不應(yīng)大于150mm，實際的剛性角小于允許的剛性角。因此往往要求基礎(chǔ)要有比較大的高度。為了減少基礎(chǔ)的高度，

60、可以把斷面做成梯形。子情境三子情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工第109頁/共152頁 (三三)素混凝土基礎(chǔ)素混凝土基礎(chǔ) 素混凝土基礎(chǔ)可以做成臺階形或梯形斷面。做成臺階形時，總高度在素混凝土基礎(chǔ)可以做成臺階形或梯形斷面。做成臺階形時，總高度在350 mm 以內(nèi)作一層臺階；總高度為以內(nèi)作一層臺階；總高度為350mmH900mm時，作成二層臺階；總高度時，作成二層臺階；總高度大于大于 900mm時、作成三層臺階。每個臺階的高度不宜大于時、作成三層臺階。每個臺階的高度不宜大于500mm。(四四)灰土基礎(chǔ)灰土基礎(chǔ) 灰土基礎(chǔ)一般與磚、砌石、混凝土等材料配合使用，厚度通常用灰土基礎(chǔ)一般與磚、砌石、混

61、凝土等材料配合使用，厚度通常用300至至450 mm(2步或步或3步步)，臺階寬高比為，臺階寬高比為1/1.5。由于基槽邊角處灰土不容易夯實。所以用灰土。由于基槽邊角處灰土不容易夯實。所以用灰土基礎(chǔ)時，實際的施工寬度應(yīng)該比計算寬度每邊各放出基礎(chǔ)時，實際的施工寬度應(yīng)該比計算寬度每邊各放出50mm以上。以上。子情境三子情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工第110頁/共152頁子情境三子情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工第111頁/共152頁 某磚混結(jié)構(gòu)山墻基礎(chǔ)，傳到基礎(chǔ)頂面的荷載，室內(nèi)外高差為0.45m，墻厚0.37m，地質(zhì)條件如例圖所示，試設(shè)計條形基礎(chǔ)?！纠}例題1】子情境三子情境三

62、淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工第112頁/共152頁 擴擴擴擴展展展展基基基基礎(chǔ)礎(chǔ)礎(chǔ)礎(chǔ)系系指指柱柱下下鋼鋼鋼鋼筋筋筋筋混混混混凝凝凝凝土土土土獨獨獨獨立立立立基基基基礎(chǔ)礎(chǔ)礎(chǔ)礎(chǔ)和和墻墻墻墻下下下下鋼鋼鋼鋼筋筋筋筋混凝土條形基礎(chǔ)混凝土條形基礎(chǔ)混凝土條形基礎(chǔ)混凝土條形基礎(chǔ)。特特特特點點點點：不不受受剛剛性性角角的的限限制制，設(shè)設(shè)計計上上可可以以做做到到寬寬基基潛潛埋埋，充充分分利利用用表表層層好好土土層層作作為為持持力力層層。與與剛剛性性基基礎(chǔ)礎(chǔ)相相比比，混混凝凝土土基基礎(chǔ)礎(chǔ)具具有有較較較較大大大大的的的的抗抗抗抗拉拉拉拉、抗抗抗抗彎彎彎彎能能能能力力力力，能能承承承承受受受受較較較較大大大大的的

63、的的豎向荷載和彎矩豎向荷載和彎矩豎向荷載和彎矩豎向荷載和彎矩。廣泛使用在單層和多層結(jié)構(gòu)中。廣泛使用在單層和多層結(jié)構(gòu)中。子情境三子情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工任務(wù)5 擴展基礎(chǔ)的設(shè)計與施工 第113頁/共152頁擴展基礎(chǔ)的擴展基礎(chǔ)的擴展基礎(chǔ)的擴展基礎(chǔ)的構(gòu)造要求構(gòu)造要求構(gòu)造要求構(gòu)造要求錐形基礎(chǔ)的邊緣高度不宜小于錐形基礎(chǔ)的邊緣高度不宜小于錐形基礎(chǔ)的邊緣高度不宜小于錐形基礎(chǔ)的邊緣高度不宜小于200mm200mm；階梯形基礎(chǔ)的每階高度宜為；階梯形基礎(chǔ)的每階高度宜為；階梯形基礎(chǔ)的每階高度宜為；階梯形基礎(chǔ)的每階高度宜為300300。墊層的厚度不宜小于墊層的厚度不宜小于墊層的厚度不宜小于墊層的厚度不

64、宜小于70mm70mm；墊層混凝土強度等級應(yīng)為墊層混凝土強度等級應(yīng)為墊層混凝土強度等級應(yīng)為墊層混凝土強度等級應(yīng)為C10C10。擴展基礎(chǔ)底板受力鋼筋的最小直徑不宜小于擴展基礎(chǔ)底板受力鋼筋的最小直徑不宜小于擴展基礎(chǔ)底板受力鋼筋的最小直徑不宜小于擴展基礎(chǔ)底板受力鋼筋的最小直徑不宜小于10mm 10mm；間距不宜大于；間距不宜大于；間距不宜大于；間距不宜大于200mm200mm。也不宜小于。也不宜小于。也不宜小于。也不宜小于100mm100mm。墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)縱向分布鋼。墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)縱向分布鋼。墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)縱向分布鋼。墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)縱向分布鋼筋的直徑不小于筋的直徑不

65、小于筋的直徑不小于筋的直徑不小于8mm 8mm 間距不大于間距不大于間距不大于間距不大于300mm 300mm；每延米分布鋼筋的面積；每延米分布鋼筋的面積；每延米分布鋼筋的面積；每延米分布鋼筋的面積應(yīng)不小于受力鋼筋面積的應(yīng)不小于受力鋼筋面積的應(yīng)不小于受力鋼筋面積的應(yīng)不小于受力鋼筋面積的1/101/10。當有墊層時鋼筋保護層的厚度不小。當有墊層時鋼筋保護層的厚度不小。當有墊層時鋼筋保護層的厚度不小。當有墊層時鋼筋保護層的厚度不小于于于于40mm40mm；無墊層時不小于無墊層時不小于無墊層時不小于無墊層時不小于70mm70mm?；炷翉姸鹊燃壊粦?yīng)低于混凝土強度等級不應(yīng)低于混凝土強度等級不應(yīng)低于混凝

66、土強度等級不應(yīng)低于C20C20。子情境三子情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工第114頁/共152頁擴展基礎(chǔ)的擴展基礎(chǔ)的擴展基礎(chǔ)的擴展基礎(chǔ)的構(gòu)造要求構(gòu)造要求構(gòu)造要求構(gòu)造要求當柱下鋼筋混凝土獨立基當柱下鋼筋混凝土獨立基當柱下鋼筋混凝土獨立基當柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)的邊長和墻下鋼筋混凝礎(chǔ)的邊長和墻下鋼筋混凝礎(chǔ)的邊長和墻下鋼筋混凝礎(chǔ)的邊長和墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)的寬度大于或土條形基礎(chǔ)的寬度大于或土條形基礎(chǔ)的寬度大于或土條形基礎(chǔ)的寬度大于或等于等于等于等于2.5m 2.5m 時，底板受力時，底板受力時，底板受力時，底板受力鋼筋的長度可取邊長或?qū)掍摻畹拈L度可取邊長或?qū)掍摻畹拈L度可取邊長或?qū)掍摻畹拈L度可取邊長或?qū)挾鹊亩鹊亩鹊亩鹊?.9 0.9 倍并宜交錯布置。倍并宜交錯布置。倍并宜交錯布置。倍并宜交錯布置。子情境三子情境三 淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工淺基礎(chǔ)設(shè)計與施工第115頁/共152頁擴展基礎(chǔ)的擴展基礎(chǔ)的擴展基礎(chǔ)的擴展基礎(chǔ)的構(gòu)造要求構(gòu)造要求構(gòu)造要求構(gòu)造要求鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)底板鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)底板鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)底板鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)底板在在在在T T 形及十字形交接處，形及十字形交接處，形及十字