天然地基上的浅基础设计

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1、第7章天然地基上的浅基础设计§7.1概述工程设计都是从选择方案开始的。地基基础设计方案有：天然地基或人工地基上的浅基础；深基础；深浅结合的基础（如桩-筏、桩-箱基础等）。上述每种方案中各有多种基础类型和做法，可根据实际情况加以选择。地基基础设计是建筑物结构设计的重要组成部分。基础的型式和布置，要合理的配合上部结构的设计，满足建筑物整体的要求，同时要做到便于施工、降低造价。天然地基上结构比较简单的浅基础最为经济，如能满足要求，宜优先选用。本章将讨论天然地基上浅基础设计的各方面的问题。这些问题与土力学、工程地质学、砌体结构和钢筋混凝土结构以及建筑施工课

2、程关系密切。天然地基上浅基础设计的原则和方法，也适用于人工地基上的浅基础，只是采用后一种方案时，尚需对所选的地基处理方法（见第9章）进行设计，并处理好人工地基与浅基础的相互影响。7.1.1浅基础设计的内容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，进行基础平面布置。2.选择基础的埋置深度。3.确定地基承载力设计值。4.确定基础的底面尺寸。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（按基础布置进行内力分析、截面计算和满足构造要求）。7.绘制基础施工图，提出施工说明。基础施工图应清楚表明基础的布置、各部分的平面尺寸

3、和剖面。注明设计地面或基础底面的标高。如果基础的中线与建筑物的轴线不一致，应加以标明。如建筑物在地下有暖气沟等设施，也应标示清楚。至于所用材料及其强度等级等方面的要求和规定，应在施工说明中提出。上述浅基础设计的各项内容是互相关联的。设计时可按上列顺序，首先选择基础材料、类型和埋深，然后逐步进行计算。如发现前面的选择不妥，则须修改设计，直至各项计算均符合要求且各数据前后一致为止。如果地基软弱。为了减轻不均匀沉降的危害，在进行基础设计的同时，尚需从整体上对建筑设计和结构设计采取相应的措施，并对施工提出具体要求。7.1.2基础设计方法199基础的上方为上

4、部结构的墙、柱，而基础底面以下则为地基土体。基础承受上部结构的作用并对地基表面施加压力（基底压力），同时，地基表面对基础产生反力（地基反力）。两者大小相等，方向相反。基础所承受的上部荷载和地基反力应满足平衡条件。地基土体在基底压力作用下产生附加应力和变形，而基础在上部结构和地基反力的作用下则产生内力和位移，地基与基础互相影响、互相制约。进一步说，地基与基础之间，除了荷载的作用外，还与它们抵抗变形或位移的能力有着密切关系。而且，基础及地基也与上部结构的荷载和刚度有关。即：地基、基础和上部结构都是互相影响、互相制约的。它们原来互相连接或接触的部位，在各

5、部分荷载、位移和刚度的综合影响下，一般仍然保持连接或接触，墙柱底端位移、该处基础的变位和地基表面的沉降相一致，满足变形协调条件。上述概念。可称为地基-基础-上部结构的相互作用。为了简化计算，在工程设计中，通常把上部结构、基础和地基三者分离开来，分别对三者进行计算：视上部结构底端为固定支座或固定铰支座，不考虑荷载作用下各墙柱端部的相对位移，并按此进行内力分析（图7-1b）；而对基础与地基，则假定地基反力与基底压力呈直线分布，分别计算基础的内力与地基的沉降（图7-1c、d）。这种传统的分析与设计方法，可称为常规设计法。这种设计方法，对于良好均质地基上刚

6、度大的基图7-1常规设计法计算简图础和墙柱布置均匀、作用荷载对称且大小相近的上部结构来说是可行的。在这些情况下，按常规设计法计算的结果，与进行地基-基础-上部结构相互作用分析的差别不大，可满足结构设计可靠度的要求，并已经过大量工程实践的检验。基底压力一般并非呈直线（或平面）分布，它与土的类别性质、基础尺寸和刚度以及荷载大小等因素有关。在地基软弱、基础平面尺寸大、上部结构的荷载分布不均等情况下，地基的沉降喝分力将受到基础和上部结构的影响，而基础和上部结构的内力和变位也将调整。如按常规方法计算，墙柱底端的位移、基础的挠曲和地基的沉降将各不相同，三者变形

7、不协调，且不符合实际。而且，地基不均匀沉降所引起的上部结构附加内力和基础内力变化，未能在结构设计中加以考虑，因而也不安全。只有进行地基-基础-上部结构的相互作用分析，才能合理进行设计，做到既降低造价又能防止建筑物遭受损坏。目前，这方面的研究工作已取得进展，人们可以根据某些实测资料和借助电子计算机，进行某些结构类型、基础型式和地基条件的相互作用分析，并在工程实践中运用相互作用分析的成果或概念。7.1.3对地基计算的要求在《建筑地基基础设计规范》中，根据地基损坏造成建筑物破坏后果（为及人的性命、造成经济损失、社会影响及修复的可能性）的严重性，将建筑物分

8、为三个安全等级（表7-1）。根据建筑物的安全等级和其它情况，地基基础计算应按下列要求进行：1.各级建筑物的基础底面积均应按