基础工程——浅基础

1、第2章浅基础2.1概述优先选用：天然地基上浅基础便于施工，工期短，造价低1、场地地基岩土地质条件2、建筑物的性质3、施工条件、设备要求和工期造价要求等本章主要讨论天然地基上浅基础的计算原理和方法，本章主要讨论天然地基上浅基础的计算原理和方法，也基本适用于人工地基上浅基础。（但注意修正参数不同）也基本适用于人工地基上浅基础。（但注意修正参数不同）选择地基基础方案的考虑因素强度问题变形问题地基中的应力状态上部结构荷载（自重应力附加应力）地基基础示意图2.1.1地基基础设计的基本内容地基基础设计地基计算基础设计控制地基的变形：正常使用极限状态地基的稳定性验算：斜坡，高耸结构基础结构的强度刚度耐久性防止地基强度破坏：承载力极限状态基础选型基础埋深和形状尺寸浅基础设计主要内容1、选择基础材料、类型，确定平面布置；2、选择基础埋深，即确定地基持力层；3、确定地基承载力；4、根据地基承载力，确定基底面面积；5、验算持力层承载力；6、验算软弱下卧层承载力；7、按规定需要进行基础沉降验算；8、必要时，验算抗水平稳定性，基础抗拔力、地基渗透变形稳定性；9、基础内力分析和截面计算（构造设计）；10、绘制基础

2、施工图，作施工说明。建筑物的型式与功能上部结构荷载资料场地勘察与室内试验资料场地施工技术条件基础型式方案比较拟定基础型式及平面布置确定基础埋深必要时的验算（软弱下卧层强度、变形稳定、抗滑验算等）确定地基承载力确定基底平面尺寸计算地基承受荷载基础结构设计（基础剖面尺寸、配筋）编制施工说明、绘施工图计算地基净反力不满足设计步骤基底压力附加应力地基沉降变形基底反力基础结构的外荷载上部结构的自重及各种荷载都是通过基础传到地基中的。上部结构基础地基建筑物设计浅基础设计方法浅基常规设计法1）常规设计法，把上部结构、地基、基础三者分离开来，分别对三者进行计算。例框架结构图2-1。基底压力附加应力地基沉降变形基底反力基础结构的外荷载浅基设计存在问题1）满足了静力平衡条件，但忽略了三者变形的连续性，地基础变形与沉降应相一致，满足变形协调条件。地基越软，计算与实际差距越大，合理分析应满足静力平衡，变形两个条件，复杂情况应采用上下结构相互作用。2）常规法应满足下列条件：沉降较小或较均匀，基础刚变较大；对连续基础荷载柱距均匀。合理的设计方法：考虑地基、基础与上部结构的相互作用（分析难度较大）。1.地基基础设计

3、等级设计等级分为甲、乙、丙三个等级；设计等级划分原则：1）地基复杂程度2）建筑物规模和功能特征3）由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响建筑物正常使用的程度。2.1.3地基基础设计原则地基基础设计础设计等级级建筑地基基础设计规范GB50007-20022.地基计算的要求地基计计算内容建筑物类类型地基承载力计算所有建筑物（甲、乙、丙级）地基变形计算设计等级为甲、乙及部分丙级建筑物地基稳定性计算经常受水平荷载的高层建筑物；高耸结构、挡土墙；建造在斜坡上或边坡附近的建筑物或构筑物；基坑工程抗浮验算当地下水埋藏较浅，建筑物地下室或地下构筑物存在上浮问题5)地基内有厚度较大或厚薄不匀的填土，其自重固结未完成时。即应验算地基变形。FdG主要受力层(压缩层)持力层（受力层）下卧层条形基础3b独立基础1.5b且5m（二层以下民用建筑除外）主要受力层深度：荷载取值原则根据国际标准结构可靠性总原则以概率理论为基础的极限状态设计方法极限状态：结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求正常使用极限状态对于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定值，如影响建筑物正常使用或外观的地基变形承

4、载能力极限状态对于结构或构件达到最大承载能力或不适于继续承载大变形，如地基失稳而破坏。3.荷载取值的规定地基基础规范的设计原则从已有的大量地基事故分析，绝大多数事故都由地基变形过大且不均匀所造成。土为大变形材料，荷载增加，变形增加，承载力也随之增大，很难界定“极限值”。地基承载力还有潜力时，变形已超限。地基设计：采用正常使用极限状态，所选定的地基承载力是一种允许承载力（承载力特征值）相应的荷载组合采用标准组合。按变形设计的原则!荷载种类其他荷载：使结构产生内力和变形的各种因素中，除有以上主要荷载的作用外，通常还有：混凝土材料收缩（包括早期混凝土的凝缩与日后的干缩）、温度变化等受到约束而产生的内力、地基不均匀沉降引起的内力。建筑结构设计中涉及的作用包括直接作用(荷载)和间接作用(如地基变形、混凝土收缩、焊接变形、温度变化或地震等引起的作用)。建筑结构所承受的荷载，按其作用特点分为以下三类，即永久（主要）荷载、可变（附加）荷载和偶然（特殊）荷载:（1）永久荷载即长期作用的恒载，主要包括：结构自重；回填土重量；静水压力（含浮力）；预加应力及设备自重等。荷载种类在结构使用期间，其值不随时间变化

5、，或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。（2）可变荷载在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可以忽略不计的荷载。如吊车荷载、地下储油库的油压力、车辆、人员等荷重人群荷载等。风、雪、施工荷载（施工机具，盾构千斤顶推力，注浆压力）等。（3）偶然荷载在结构使用期间不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载。如地震力或战时发生的武器爆炸冲击动荷载。间接荷载使结构产生内力和变形的各种因素中，除有以上直接荷载的作用外，通常还有：混凝土材料收缩（包括早期混凝土的凝缩与日后的干缩）、温度变化等受到约束而产生的内力、地基不均匀沉降引起的内力。各种荷载对结构可能不是同时作用，需进行最不利情况的组合。先计算个别荷载单独作用下的结构各部件截面的内力，将可能同时出现在结构上的荷载进行编组，取其最不利组合作为设计荷载，以最危险截面中最大内力值作为设计依据。荷载组合基本组合承载能力极限状态计算时，永久作用和可变作用的组合。标准组合正常使用极限状态计算时，采用标准值或组合值为荷载代表值的组合。准永久组合正常使用极限状态计算时，对可变荷载采用准永久值为荷载代表值的

6、组合。偶然组合承载能力极限状态计算时，永久作用、可变作用和一个偶然作用的组合。频遇组合正常使用极限状态计算时，对可变荷载采用频遇值或准永久值为荷载代表值的组合。最不利的荷载组合承载力极限状态正常使用极限状态基本组合简化基本组合标准组合准永久组合和埋深和埋深计计算内容荷载载效应应最不利组组合相应应的抗力及限值值按地基承载力确定基底面积及基础埋深正常使用极限状态下荷载效应的标标准组组合地基承载力特征值fa计算地基变形正常使用极限状态下荷在效应的准永久值组值组合(不计计入风风荷载载和地震作用）地基变形允许值S计算挡土墙土压力、地基和斜坡的稳定、滑坡推力承载力极限状态下荷载效应的基本组组合，但分项项系数均为为1；确定基础高度、支挡结构截面；计算基础或支挡结构内力；确定配筋或验算材料强度承载力极限状态下荷载效应的基本组组合，采用相应应的分项项系数；验算基础裂缝宽度正常使用极限状态下荷载效应的标标准组组合计算基础内力、配筋：基本组合（设计值），荷载分项系数为1.21.4，与混凝土设计规范相适应，通过增大荷载来提高安全度。计算挡土墙土压力：基本组合，荷载分项系数为1.0，安全度通过安全系数来反映，例如：抗滑移安全系数Ks抗滑力滑移力1.3计算基底面积：标准组合（标准值），没有荷载分项系数。不增大荷载，因为地基承载力已具有足够的安全度。例：pkfa=puK=pu2计算沉降：准永久组合，不计风荷载和地震作用。永久荷载效应控制的基本组合值取标准组合值的1.35倍S=1.35SK

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