建筑构造与结构—第10章.ppt

1第第1010章章 地基基础地基基础210.1 概述概述n基础n地基3n地基土质较差n基础埋置较浅410.1.1 地基基础设计要求：地基基础设计要求：n必须满足地基土的强度条件必须满足地基土的强度条件n必须满足地基变形条件必须满足地基变形条件 5610.1.2 风景建筑地基基础内容风景建筑地基基础内容n了解土的基本特性了解土的基本特性n了解确定地基承载力的方法了解确定地基承载力的方法n掌握天然地基上浅基础中刚性基础的设计掌握天然地基上浅基础中刚性基础的设计8土的基本工程特性土的基本工程特性这是由这是由土的三相土的三相组成决定的组成决定的 -- --地基沉降量地基沉降量 ( (即建筑物沉降量即建筑物沉降量) )见土的三相图----压缩性压缩性10.2 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类910.1.1 土的三相组成土的三相组成 固相固相：： 固体颗粒（岩石固体颗粒（岩石碎屑、矿物颗粒）碎屑、矿物颗粒）液相液相：： 孔隙中的水孔隙中的水气相气相：： 孔隙中的气体孔隙中的气体10孔隙体积孔隙体积固体颗粒固体颗粒水水气气土的三相草图土的三相草图111. 土的三相比例指标1) 反映土的松密程度的指标：n孔隙比 n孔隙率 2) 反映土中含水程度的指标：n含水量n饱和度 10.2.2 土的物理性质指标土的物理性质指标122．土的状态指标．土的状态指标1）无粘性土）无粘性土2）粘性土）粘性土1）无粘性土的状态指标无粘性土碎石土碎石土砂土砂土密实疏松强度高密实度密实度Ø碎石土的密实度重型圆锥动力触探锤击数N63·551020松散稍密中密密实N63·5强度低判别方法判别方法Ø砂土砂土的密实度的密实度标准贯入试验锤击数标准贯入试验锤击数N N1010N10101530松散松散稍密稍密中密中密密实密实判别方法判别方法工程上用工程上用 来判定来判定无粘性土无粘性土的承载力的承载力密实密实压缩性压缩性强度强度承载力承载力密实度密实度15n界限含水量n塑性指数n液性指数2）粘性土的状态指标）粘性土的状态指标界限含水量界限含水量：：土由一种状态转为另一种状土由一种状态转为另一种状态的分界含水量。

态的分界含水量固态固态半固态半固态流动状态流动状态可塑状态可塑状态可塑可塑 状态状态 可塑性可塑性塑限塑限液限液限塑性指数塑性指数 I Ip p：液限与塑限的差值液限与塑限的差值给土命名给土命名工程上用工程上用粘性土粘性土1017粉质粘土粉质粘土粘土粘土去掉%计算去掉%计算土样土样1土样土样2软硬程度是否一样软硬程度是否一样坚坚硬硬00.250.751硬硬塑塑可可塑塑软软塑塑流流塑塑液性指数液性指数判断土的软硬程度判断土的软硬程度工程上用工程上用2010.2.3 土的工程分类土的工程分类n岩石岩石 n碎石土碎石土 n砂土砂土 n粉土粉土n粘性土粘性土 n人工填土人工填土 人工地基人工地基人工地基人工地基浅基础浅基础浅基础浅基础天然地基天然地基天然地基天然地基深基础深基础深基础深基础10.3 天然地基上浅基础的设计天然地基上浅基础的设计21221.地基基础方案的类型：地基基础方案的类型：n天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础n人工地基上的浅基础人工地基上的浅基础n天然地基上的深基础天然地基上的深基础n桩基础桩基础n其它类型深基础其它类型深基础2323天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2424人工地基上的浅基础人工地基上的浅基础好土层好土层软土层软土层人工填土人工填土2525桩基础桩基础2626天然地基上的深基础天然地基上的深基础2.天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础设计步骤设计步骤：：1. 初步设计基础的结构型式、材料与平面布置；初步设计基础的结构型式、材料与平面布置；2．确定基础的埋置深度．确定基础的埋置深度;4．计算基底尺寸．计算基底尺寸;6．基础的结构和构造设计．基础的结构和构造设计;5．必要时验算软弱下卧层的承载力；．必要时验算软弱下卧层的承载力；3．必要时计算地基的变形；．必要时计算地基的变形；7．绘制基础施工图。

．绘制基础施工图27281．基础按材料分类．基础按材料分类10.3.1 基础的类型基础的类型29刚性基础刚性基础30刚性基础刚性基础α31下列基础是否安全下列基础是否安全不安全不安全不安全不安全安全安全不经济不经济表表10-6 刚性基础台阶宽高比允许值刚性基础台阶宽高比允许值32基础材料基础材料质质 量量 要要 求求台阶宽高比允许值台阶宽高比允许值p pk k≤100≤100100

n基础顶面应低于室外地面基础顶面应低于室外地面0.1m以上以上6210.3.3 地基承载力特征值的确定地基承载力特征值的确定1.地基承载力特征值的确定方法：地基承载力特征值的确定方法：（根据（根据《《建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范》》 02规范规范5.2.3规定）规定）n在建筑现场做荷载试验或其它在建筑现场做荷载试验或其它原位测试原位测试来来测定测定n用用理论公式理论公式计算计算n结合工程结合工程实践经验实践经验方法确定方法确定63n基础宽度：b≤3mn埋置深度：d≤0.5m2.地基承载力特征值的适用范围：地基承载力特征值的适用范围：643 3．承载力特征值的宽度和深度修正．承载力特征值的宽度和深度修正fa----修正后的地基承载力特征值；fak----地基承载力特征值；ηbηd----基础宽度、埋深的地基承载力修正系数γ----基础底面以下土的重度b----基础底面宽度(m) γm----基础底面以上土的加权平均重度d----基础埋置深度(m)65表表10-4 承载力修正系数承载力修正系数土的类别ηbηd淤泥和淤泥质土01.0人工填土01.0e或IL大于等于0.85的粘性土红粘土含水比αw>0.801.2含水比αw≤0.80.151.4大面积压实填土压实系数大于0.95，粘粒含量ρc≥10％的粉土01.5最大干密度大于2.1t／m3的级配砂石02.0粉土粘粒含量ρc≥10％的粉土0.31.5粘粒含量ρc<10％的粉土0.52.0e及IL均小于0.85的粘性土0.31.6粉砂、细砂（不包括很湿与饱和时稍密状态）2.03.0中砂、粗砂、砾砂和碎石土3.04.4[例题1]66已知：某住宅楼为6层。

经岩土工程勘察得 地基承载力特征值fak=170kPa设基础宽度为1.2m，埋深4.8m，该地基土为粘性土，孔隙比e为0.716，液性指数IL为0.66基底以上土的加权平均重度γm为15.3kN/m3求：修正后的地基承载力特征值fa土的类别ηbηd淤泥和淤泥质土01.0人工填土01.0e或IL大于等于0.85的粘性土红粘土含水比αw>0.801.2含水比αw≤0.80.151.4大面积压实填土压实系数大于0.95，粘粒含量ρc≥10％的粉土01.5最大干密度大于2.1t／m3的级配砂石02.0粉土粘粒含量ρc≥10％的粉土0.31.5粘粒含量ρc<10％的粉土0.52.0e及IL均小于0.85的粘性土0.31.6粉砂、细砂（不包括很湿与饱和时稍密状态）2.03.0中砂、粗砂、砾砂和碎石土3.04.4[例题2]68已知：某工程地质资料：第一层为人工填土，天然重度γ1=17.5kN/m3，厚度h1=0.8m；第二层为耕植土，天然重度γ2=16.8kN/m3，厚度h2=1.0m；第三层为粘性土，天然重度γ3=19kN/m3，孔隙比e=0.75，天然含水量ω=26.2%，塑限ωp=23.2%，液限ωL=35.2%，厚度h3=6.0m；基础宽度b=3.2m，基础埋深d=1.8m，以第三层土为持力层，其承载力特征值fak=210kPa求：修正后的地基承载力特征值fa土的类别ηbηd淤泥和淤泥质土01.0人工填土01.0e或IL大于等于0.85的粘性土红粘土含水比αw>0.801.2含水比αw≤0.80.151.4大面积压实填土压实系数大于0.95，粘粒含量ρc≥10％的粉土01.5最大干密度大于2.1t／m3的级配砂石02.0粉土粘粒含量ρc≥10％的粉土0.31.5粘粒含量ρc<10％的粉土0.52.0e及IL均小于0.85的粘性土0.31.6粉砂、细砂（不包括很湿与饱和时稍密状态）2.03.0中砂、粗砂、砾砂和碎石土3.04.470设计地面设计地面10.3.4 10.3.4 基础尺寸的确定基础尺寸的确定 a.a.基础设计要基础设计要满足的一个基满足的一个基本前提是本前提是--------强度条件强度条件 为什么基础底部与土体接触处的尺寸要比为什么基础底部与土体接触处的尺寸要比墙、柱尺寸大得多？墙、柱尺寸大得多？1.基础的设计思路： 71b.要计算地基即工程结要计算地基即工程结构的构的最终沉降量最终沉降量，使其，使其沉降量保证在规定的容沉降量保证在规定的容许范围之内许范围之内----变形条件变形条件规范规定的容许值72偏心受力偏心受力中心受力中心受力7374753 3．中心荷载作用下基础的计算．中心荷载作用下基础的计算761) 1) 1) 1) 计算基础底面积计算基础底面积计算基础底面积计算基础底面积A A A A：：：：n独立基础独立基础FkGkfad77n条形基础条形基础取取1m长做为计算单元长做为计算单元78(2) (2) 确定刚性基础高度确定刚性基础高度H H0 0：：n查表选用刚性基础台阶宽高比容许值查表选用刚性基础台阶宽高比容许值b‘/H0，从而，从而确定刚性基础的确定刚性基础的高度高度H0。

基础材料基础材料质质 量量 要要 求求台阶宽高比允许值台阶宽高比允许值p pk k≤100≤100100

柱子尺寸为400mm x 400mm，条件如图 求：设计柱基底面尺寸fak=203 kPaFk=900kN土的类别ηbηd淤泥和淤泥质土01.0人工填土01.0e或IL大于等于0.85的粘性土红粘土含水比αw>0.801.2含水比αw≤0.80.151.4大面积压实填土压实系数大于0.95，粘粒含量ρc≥10％的粉土01.5最大干密度大于2.1t／m3的级配砂石02.0粉土粘粒含量ρc≥10％的粉土0.31.5粘粒含量ρc<10％的粉土0.52.0e及IL均小于0.85的粘性土0.31.6粉砂、细砂（不包括很湿与饱和时稍密状态）2.03.0中砂、粗砂、砾砂和碎石土3.04.482基础材料质 量 要 求台阶宽高比允许值pk≤100100

上部结构传至设计地面荷载标准值Fk=220kN/m，墙厚 360mm，基础埋深为1.6m 求：设计墙下条形基础84基础材料质 量 要 求台阶宽高比允许值pk≤100100