基础工程-浅基础设计资料课件.ppt

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浅基础设计（2）ShallowFoundationDesign（2） 天然地基浅基础设计地质勘察，掌握地质资料选择基础类型、建筑材料和平面布置方案选择持力层和基础埋置深度确定地基承载力按地基承载力确定基础底面尺寸地基稳定性和变形验算进行基础结构设计绘制基础施工图（一）（二）（三）（四）（五）（六） （二）基础埋置深度埋置深度：基础底面至地面的距离影响因素：建筑结构与场地环境工程地质条件水文地质条件地基冻融条件 建筑结构与场地环境建筑结构：基础形式、地下室、电梯、地下管道结构物荷载大小和性质：风荷载、地震荷载场地环境：原有建筑物的基础 工程地质条件持力层：直接支承基础的土层下卧层：持力层以下的土层上层土的承载力能满足要求时，应选择浅埋；若其下有软弱土层时，应验算软弱下卧层的承载力。当上层土的承载力低于下层土时，要综合考虑基础底面积与埋深的关系。 地基土层的组成类型好土软土软土好土好土软土好土软土好土 土坡坡顶处的基础埋深 水文地质条件尽量置于地下水位以上置于地下水位以下时，要考虑：基坑排水、坑壁围护涌土、流砂等情况地下水的腐蚀作用；上浮托力；地下室防渗。 h0h——承压水位高度（从承压含水层顶算起）（m）γ0——槽底安全厚度范围内土的加权平均重度k——系数，一般取1.0，对宽基坑宜取0.7 地基冻融条件季节性冻土：冬季冻结、天暖解冻。冻胀产生上抬力，基础可能被上抬；土层解冻时，土体软化，强度降低，地基产生融陷。地基土依据冻前天然含水量，冻结期间地下水位和平均冻胀率（冻胀试验）可划分不冻胀、弱冻胀、冻胀、强冻胀和特强冻胀。 冻胀量原地面冻结线地下水位冻深冻层厚度 式中：－设计冻深(m)－土的类别对冻深的影响系数－土的冻胀性对冻深的影响系数－环境对冻深的影响系数－标准冻深(m)。系采用在地表平坦、裸露、城市之外的空旷场地中不小少已10年实测最大冻深的平均值。无实测资料时，按《建筑地基基础设计规范》“中国季节性冻土标准冻深线图”采用；季节性冻土的设计冻深 当建筑基础底面以下允许一定厚度的冻土层，可用：残留冻土层hmax原地面冻结线地下水位zd冻层厚度 防冻害措施在地下水位以上的基础．基础侧面应回填非冻胀性的中砂或粗砂，其厚度不小于10cm。在地下水位以下的基础，可采用桩基础、自锚式基础(冻土层下有扩大板或扩底短柱)或采取其他有效措施。选择地势高、地下水位低、地表排水良好的建筑场地。对低洼场地，宜在建筑物四周向外一倍冻深距离范围内，使室外地坪至少高出自然地面300一500mm。防止雨水、地表水、乍产废水、生活污水浸入建筑地基，应设置排水设施。在山区加没截水沟或在建筑物下设置暗沟，以排走地表水和潜水流。在强冻胀性和特强冻胀性地基上．其基础结构应设置钢筋混凝土圈梁和基础梁、并控制上部建筑的长高比，增强房屋的整体刚度。 （三）地基承载力地基承载力的设计原则总安全系数设计原则容许承载力设计原则概率极限状态设计原则 总安全系数设计原则：式中:p——基础底面的压力（kPa）;pu——地基极限承载力（kPa）;K——总安全系数 容许承载力设计原则：式中:[p]——地基容许承载力（kPa）容许承载力设计原则是我国最常用的方法之一 概率极限状态设计原则《建筑地基规范》为保证建筑物的安全使用，地基必须满足两种极限状态的要求：（1）承载力极限状态：（2）正常使用极限状态p:基底平均压力设计值，fa：地基承载力设计值s：地基变形，[s]:地基容许变形地基承载力设计值或特征值：在发挥正常使用功能时所允许采用的抗力设计值 确定地基承载力设计值按土的抗剪强度指标确定按地基载荷试验确定按地基规范承载力表确定 按土的抗剪强度指标确定 按土的抗剪强度指标确定《建筑地基规范》荷载偏心距2-16临塑荷载： 对一级建筑物，确定抗剪强度指标ck，fk，要求采取原状土样以三轴剪切试验测定；确定抗剪强度指标ck，fk的试验方法必须和地基土的工作状态相适应；仅适用于e≤0.033b的情况，这是因为用该公式确定承载力时相应的理论模式是基底压力呈条形均匀分布;按以上承载力确定基础底面尺寸后，还应进行地基变形特征验算；当，增加b对地基承载力的提高无明显效果。 按地基载荷试验确定 按地基载荷试验确定规范要求对地基基础设计等级为甲级的建筑物采用荷载试验 通过荷载～沉降曲线来求地基承载力特征值(a)fak=p1fak=pu/2(pu<2p1)(b)fak=p0.02s=0.01~0.015b急性破坏－陡降型渐缓破坏－缓变型 载荷试验要求基坑宽度不应小于承压板的宽度或直径的3倍。加荷等级不应少于8级，最大加载量不少于荷载设计值的两倍。当连续两小时内，每小时的沉降量小于0.1mm时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。终止标准：承压板周围的土体明显侧向挤出沉降量急剧增大，p-s曲线出现陡降段在某一级荷载下，24小时沉降速率不能达到稳定标准相对沉降量s/b>=0.06 岩石地基承载力特征值岩石地基承载力特征值极限荷载：规范规定的终止条件荷载时前一级Min（极限荷载/3，比例界限荷载）依据室内饱和单轴抗压试验确定fa——岩石地基承载力特征值（kPa)frk——岩石饱和单轴抗压强度标准（kPa)Ψr——折减系数。根据岩体完整程度等确定 按地基规范承载力表确定 旧规范提供承载力表供查用新规范将地基承载力地域化，取消承载力表，但允许制定地方性规范，确定地基承载力表 1.《建筑地基规范》承载力表根据土的物理力学指标查表根据野外鉴别结果或标准贯入、轻便触探试验查表承载力基本值f0承载力标准值fk承载力设计值f统计学回归修正基础深、宽休正 地基承载力设计值宽度和埋深修正式中fa——地基承载力设计值，kPafak——地基承载力标准值，kPaηb、ηd——分别为基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土类查表2-15γ——基底持力层土的天然重度（地下水位以下的有效重度γ‘），kN/m3γm——基底以上埋深范围内土的加权平均重度（该范围内的土层处于水位以下部分有效重度参与加权平均），kN/m3b——基础底面宽度，b<3m时按3m计，b>6m时按6m计d——基础埋置深度，d<0.5m时按0.5m计，一般自室外地面标高算起，在填方整平地区，可自填土地面标高算起。但填土在上部结构施工后完成时，应以天然地面标高算起。对于地下室，如采用箱形基础或筏板时，基础埋置深度自室外地面标高算起，在其他情况下，应从室内地面标高算起。 2.《路桥地基规范》承载力表确定土的分类确定土的状态粘性土：液性指数砂土：相对密度碎卵石：密实度确定土的容许承载力标准值[s0]查表：b≤2m，h≤3m确定地基容许承载力设计值[s] 当b>2m，h>3m，h/b≤4时b－基础验算底面的最小宽度或直径（m）粘性土地基承载力不考虑宽度修正,砂土：b>10m，按10m修正h－基础的埋置深度（m）g1－基底下持力层的容重（kN/m3）g2－基底以上土的容重（kN/m3）K1K2－按持力层类确定的宽度和深度修正系数 课堂习题1已知某拟建建筑物场地地质条件，第一层：杂填土，层厚1.0m，g＝18kN/m3；第二层：粉质粘土，层厚4.2m，g＝18.5kN/m3，e＝0.92，IL=0.94，地基承载力特征值fak=136kPa，试按以下基础条件分别计算修正后的地基承载力特征值：（1）基础底面为4.0m×6.0m的矩形独立基础，埋深1.0m；（2）基础底面为9.5m×36m的箱形基础，埋深3.5m。 课堂习题2某建筑物承受中心荷载的柱下独立基础底面尺寸为2.5m×1.5m，埋深d=1.6m；地基土为粉土，土的物理力学性质指标：g=17.8kN/m3，ck=1.2kPa，fk=22，试确定持力层的地基承载力特征植。 P61例2-3