2浅基础设计的基本原理201203.ppt
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1、第二章 浅基础设计的基本原理,黑龙江大学 建筑工程学院,主要内容,2.1 概述 2.2 浅基础类型 2.3 基础的埋置深度 2.4 地基承载力的确定及验算 2.5 基础底面尺寸的确定 2.6 地基的变形验算 2.7 地基基础的稳定性验算 2.8 减轻不均匀沉降危害的措施,2.1 概 述,合理选择地基基础方案 地基基础方案有: 天然地基或人工地基上的浅基础; 深基础; 深浅结合的基础,浅基础设计要考虑的问题 基础所用的材料及基础的结构型式; 基础埋置深度; 地基土的承载力; 基础的形状和布置,以及与相邻基础、地下构筑物和地下管线的关系; 5、上部结构的类型、使用要求及其对不均匀沉降的敏感性; 6
2、、施工期限、施工方法及所需的施工设备等; 7、在地震区,还应考虑地基和基础的抗震要求,按结构型式分: 扩展基础、联合基础、柱下条形基础、柱下交叉条形基础、筏形基础、箱形基础和壳体基础等。 按材料性能分: 无筋扩展基础、扩展基础、柱下钢筋砼条形基础,2.2 浅基础的类型,一、无筋扩展基础 由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的无需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础。,材料抗压好;抗拉强度很低 要求基础台阶宽高比(刚性角)符合一定条件,二、钢筋混凝土扩展基础(扩展基础) 墙下钢筋砼条形基础和柱下钢筋砼独立基础 抗弯、抗剪性能好,要满足抗弯、抗剪和抗冲切 等结构要求,三、柱下条形
3、基础 调节不均匀沉降,优点:材料省、造价低 缺点: 施工复杂、技术高、工期长,柱下交叉条形基础,四、筏形基础,平板式板厚不小于400mm,一般为0.52.5m,五、箱形基础整体空间结构,优点: 抗弯刚度大, 补偿效应 缺点: 钢筋水泥用量大,工期长,造价高,施工复杂,六、壳体基础,优点:材料省、造价低 缺点: 施工复杂、技术高、工期长,基础埋置深度是指基础底面至天然地面的距离,2.3 基础的埋置深度,基础埋深确定的基本原则 在满足承载力的条件下尽量浅埋;省工省时省料, 但是有如下基本要求: 埋深不宜小于0.5m, 基础顶面宜低于室外设计地面0.1m 桥墩基础要求在冲刷深度以下,一、建筑物的用途
4、类型及荷载大小的性质 1.首先考虑建筑物的使用功能,如必须设地下室、地下设施、属于半埋式结构物等 2.高层建筑,为了满足稳定性要求,基础埋置深度应加大: 筏形和箱型基础,不小于建筑物高度的1/15 桩筏和桩箱基础,不小于建筑物高1/181/20 3.对岩石地基上高层,满足抗滑要求 4.受上拔力的基础,满足抗拔要求 5.高耸结构,满足抗倾覆稳定性要求,二、工程地质和水文地质 (一)水文地质条件 1. 基础应尽量埋置在良好的持力层上。 2. 当上层土的承载力低,而下层土的承载力高时, 应将基础埋置在下层较好的土层中。 3. 当地基受力范围内存在软弱下卧层时,软弱下卧 层的承载力和地基变形也应满足要
5、求。,常见四种情况,确定基础埋深: 自上而下都是良好土层 自上而下都是软弱土层 上部为软弱土层,而下部为良好土层 取决于上部软弱土层的厚度 上部为良好土层,而下部为软弱土层 基础尽量浅埋,(二)水文地质条件 基础应尽量埋置在地下水位以上,三、相邻建筑物基础埋深的影响,四、地基土冻胀和融陷的影响 冻胀:土冻结后体积增大的现象 融陷:冻土融化后产生的沉陷,冻胀率,冻胀等级:不冻胀、弱冻胀、冻胀、 强冻胀和特强冻胀,最小埋深,五、补偿基础概念 在软弱地基上建造采用浅基础的高层建筑时,常会遇到地基承载力或沉降不满足要求的情况,常采用补偿性基础设计。,此时p0=0,建筑物的重力等于基坑挖去的总土重,即全
6、补偿性基础; 若N/A大于0d,则称部分补偿性基础。,建筑物的沉降与建筑物基底附加压力成正比,2.4 地基承载力的确定及验算,地基承载力概念 地基承载力指地基承受荷载的能力 地基承载力特征值fa在保证地基稳定的条件下,使建筑物的沉降量不超过允许值的地基承载力。 fa取决于两个条件: 要有一定的安全储备,即fa=pu/K 地基变形不应大于相应的允许值Sa,一、地基基础设计等级 1. 地基基础设计等级,2. 地基基础设计应符合下列规定:,二、岩土工程勘察的要求,岩土工程勘察报告应提供的资料; 地基评价; 施工验槽。,三、荷载效应组合的规定,1.作用在基础上的荷载 (1)永久荷载:上部结构+基础自重
7、、固定设备土压力、 稳定水压力 可变荷载:普通荷载:活荷载、风荷载、雪、吊车 特殊荷载:地震、船只或漂流物的撞击力 (2)荷载效应的代表值 标准值 准永久值=标准值*q 组合值=标准值*c (3)荷载设计值:代表值*分项系数,2. 荷载效应组合 (1)荷载效应标准组合(正常使用极限状态),荷载效应的准永久组合,(2)荷载效应的基本组合(承载力极限状态),四、地基基础设计的技术要求,1. 地基土抵抗剪切破坏和防止丧失稳定,应具有足够的安全度 2. 基础沉降量应小于地基的允许变形值 3. 基础结构应具有足够的强度、刚度和耐久性。,五、地基基础设计的三种表达式,1. 容许承载力法 2. 安全系数法
8、3. 分项系数法,六、地基承载力的确定,1. 理论公式法,2、载荷试验法 载荷试验包括浅层平板载荷试验、深层平板试验及螺旋板载荷试验 密实砂土、硬塑粘土等低压缩性土p-s曲线为陡降型 取p1(比例界限荷载)且p1pu/2 松砂、填土、可塑粘土等中、高压缩性土p-s曲线为缓变型 取沉降s=(0.010.015)b所对应的荷载,3、地基承载力的修正,计算公式为:,七、地基承载力验算,1.轴心荷载作用时,(一)持力层承载力验算,2.偏心荷载作用时,以条形面积为例,eb/6: 梯形,eb/6: 三角形,偏心荷载时:,a=b/2-e,(二)软弱下卧层承载力验算,注意:,下卧层承载力 faz 只做深度修正
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