9天然地基基礎設計9.1概述9.2淺基礎的類型9.3地基基礎設計原則9.4基礎埋置深度9.5基礎承載力和變形驗算9.6地基基礎和上部結構共同作用的概念9.7獨立基礎結構設計9.8鋼筋混凝土梁、板基礎的簡化計算方法9.9減輕不均勻沉降危害的措施9.10沉井基礎9天然地基基礎設計9.1概述基礎設計內容與一般步驟： ◆相關地質資料的收集 ◆選擇基礎類型 ◆確定基礎埋置深度 ◆確定地基承載力 ◆設計基礎尺寸 ◆按規范進行強度、變形、穩定性檢算 ◆繪制基礎設計圖、施工圖 ◆編寫設計說明書 ◆工程概預算9.1概述名詞解釋：上部結構：建（構）筑物在地表以上的部分基礎：建（構）筑物在地表以下的結構地基：支承基礎的土層基礎的作用：“承上啟下”基礎設計的目標：◆保證基礎本身有足夠的強度和剛度◆選擇合理的尺寸和布置方案，使地基的反力和沉降在允許范圍之內上部結構基礎地基地基分類：天然地基：基礎直接砌置在未經加固的天然地層上的地基人工地基：基礎砌置在經過人工加固后的土體上的地基。當天然地基 很弱，不能滿足上部結構荷載的要求時采用。上部結構和基礎的材料強度一般較高（如素混凝土抗壓強度達4200KPa以上），但地基土的設計強度（地基承載力）卻小的多（軟土地基只有80KPa，且壓縮性較大，粘性土也只有160KPa），為能承擔上部結構傳來的較大荷載，基礎必須設置為適當形式，如擴展基礎、樁基礎等。按埋置深度，基礎可分為：淺基礎：基礎埋置深度小于基礎最小寬度深基礎：基礎埋置深度大于基礎最小寬度但以上方法并不是絕對的，深淺基礎的區別除了設計方法不同外，主要還從施工方面（施工方法與裝備）考慮，9.1概述基礎設計時的主要考慮因素：◆上部結構的類型、使用要求及其對不均勻沉降的敏感性；◆地基承載力特征值；◆基礎的材料及結構形式；◆基礎的埋置深度；◆施工期限、施工方法及所需施工設備；◆基礎的形狀和布置，以及與相鄰基礎、地下構筑物和地下管道 的關系；9.1概述基礎方案設計時需注意：基礎的型式和布置，需合理配合上部結構的設計，滿足建筑物整體的要求，同時要做到便于施工、降低造價。天然地基上結構較簡單的淺基礎最為經濟，如能滿足要求，宜優先選用。9.1概述9.2淺基礎的類型淺基礎分類:根據其形狀和大小分：獨立基礎條形基礎（包括十字交叉條形基礎）筏板基礎箱形基礎殼體基礎根據所用材料的性能分：剛性基礎柔性基礎剛性基礎(a)磚石(b)混凝土(一)、剛性基礎剛性基礎：通常指用磚、塊石、毛石、素混凝土、三合土、灰土、等材料建造的基礎。由于基礎的相對高度較大，幾乎不發生彎曲變形，故習慣稱為剛性基礎。由于以上材料的抗拉強度遠小于它們的抗壓強度，所以剛性基礎不能承受拉應力。設計時要求基礎基礎的外伸寬度和基礎剛度的比值在一定的限度之內。剛性基礎又可分為：

◆墻下剛性基礎 ◆柱下剛性基礎9.2淺基礎的類型9.2淺基礎的類型(一)、剛性基礎柔性基礎礎的特點點有：◆具有較好的抗抗剪能力力和抗彎彎能力。。◆可以用用擴大基基礎底面面積的方方法來滿滿足承載載力的要要求，但但不必增加加基礎埋埋深。當剛性基基礎如不不能同時時滿足地地基承載載力和基基礎埋置置深度的的要求，，此時可可改用柔柔性基礎礎。◆當外荷較大大，并存在彎彎矩荷、、水平荷荷載，而而地基承載載力又較較低時，不適適合用剛剛性基礎礎，應采采用鋼筋筋混凝土土基礎。。(二)、柔性基基礎（鋼鋼筋混凝凝土基礎礎）9.2淺基礎的的類型(二)、柔性基基礎（鋼鋼筋混凝凝土基礎礎）9.2淺基礎的的類型種類主要要有：◆①鋼筋混凝凝土獨立立基礎◆②鋼筋混凝凝土條形形基礎◆③筏板基礎礎◆④箱形基礎礎◆⑤殼體基礎礎（1）鋼筋混混凝土單單獨基礎礎鋼筋砼獨獨立基礎礎主要指指：柱下基礎礎，一般底底部應配配置雙向向受力鋼鋼筋。現澆柱的單獨基基礎可做做成階梯形或角錐形；；預制柱則采用杯形基礎，杯杯形基礎礎常用于于裝配式式單層工工業廠房房。①鋼筋筋混凝土土獨立基基礎(二)、柔性基基礎（鋼鋼筋混凝凝土基礎礎）地梁梁：在建筑筑物底底層相相鄰鋼鋼筋混混凝土土柱之之間的的內墻墻或圍圍護墻墻，常常支承承在鋼鋼筋混混凝土土梁上上，該該梁則則支承承在柱柱下單單獨基基礎上上（圖圖7－5）。這這種梁梁不作作為基基礎使使用，，稱為為地梁梁（不不宜稱稱為“地基梁梁”），以以別于于條形形基礎礎。(二)、柔性性基礎礎（鋼鋼筋混混凝土土基礎礎）當地基基不均均勻，，為了了增強強基礎礎的整體性性和抗彎能能力，可以以采用用有肋肋的鋼鋼筋混混凝土土條形形基礎礎，肋肋部配配置縱縱向鋼鋼筋和和箍筋筋，以以承受受由不不均勻勻沉降降引起起的彎彎曲應應力。。②鋼鋼筋混混凝土土條形形基礎礎(二)、柔性性基礎礎（鋼鋼筋混混凝土土基礎礎）種類主主要有有：◆墻下鋼筋混混凝土土獨立立基礎礎◆柱下鋼筋混混凝土土條形形基礎礎◆十字交交叉條條形基基礎◆墻墻下鋼鋼筋混混凝土土條形形基礎礎根據受受力條條件分分為：：不帶帶肋和和帶帶肋肋的②鋼鋼筋混混凝土土條形形基礎礎(二)、柔性性基礎礎（鋼鋼筋混混凝土土基礎礎）特點：：可以看看作是是鋼筋筋混凝凝土獨獨立基基礎的的特例例，計算屬屬于平面應應變問題，，只考考慮在在基礎礎橫向向受力力發生生破壞壞◆柱柱下鋼鋼筋混混凝土土條形形基礎礎支承同同一方方向（（或同同一軸軸線））上若若干根根柱的的長條條形連連續基基礎（（或稱稱為基基礎梁梁）。。②鋼筋混混凝土條形形基礎(二)、柔性基礎礎（鋼筋混混凝土基礎礎）特點：這種基礎將將建筑物所所有各層的的荷載傳遞遞到地基處處，故本身身應有一定定的尺寸和和配筋量，，造價較高。但這種基礎礎的抗彎剛剛度較大，，具有調整不均勻勻沉降的能能力，可使各柱柱的豎向位位移較為均均勻。柱荷載較大大或地基條條件較差，，如采用單單獨基礎，，可能出現現過大的沉沉降時；柱距較小而而地基承載載力較低，，如采用單單獨基礎，，則相鄰基基礎之間的的凈距很小小且相鄰荷荷載影響較較大時；由于已有的的相鄰建筑筑物或道路路等場地的的限制，使使邊柱做成成不對稱的的單獨基礎礎過于偏心心，而需要要與內柱做做成聯合或或連續基礎礎時。柱下條形基基礎可在下下述情況下下采用：(二)、柔性基礎礎（鋼筋混混凝土基礎礎）如果地基松松軟且在兩兩個方向分分布不均，，需要基礎礎兩向具有有一定的剛剛度來調整整不均勻沉沉降，則可可在柱網下下沿縱橫兩向向設置鋼筋混凝土土條形基礎礎，從而形形成柱下交交梁基礎。。這是一種種較復雜的的淺基礎，，造價比柱柱下條形基基礎高。◆十字交交叉條形基基礎②鋼筋混混凝土條形形基礎(二)、柔性基礎礎（鋼筋混混凝土基礎礎）◆十字交交叉條形基基礎(二)、柔性基礎礎（鋼筋混混凝土基礎礎）當柱下交梁梁基礎底面面積占建筑筑物平面面面積的比例例較大、或或者建筑物物在使用上上有要求時時，可以在在建筑物的的柱、墻下下方做成一一塊滿堂的的基礎，即即筏板（片筏筏）基礎。。特點：筏板基礎由由于其底面面積大，故故可減小地地基上單位位面積的壓壓力，同時時也可提高地基土土的承載力力，并能更有有效地增強基礎的的整體性，，調整不均均勻沉降。筏板基礎在在構造上好好像倒置的的鋼筋混凝凝土樓蓋，，并可分為為平板式和梁板式兩種。平板板式的片筏筏基礎為一一塊等厚度度(0.5－1.5m)的鋼筋混凝土土平板。③筏板基基礎(二)、柔性基礎（（鋼筋混凝土土基礎）(a)平板式，(b)梁板式③筏板基基礎(二)、柔性基礎（（鋼筋混凝土土基礎）③筏板基基礎(二)、柔性基礎（（鋼筋混凝土土基礎）③筏板基基礎(二)、柔性基礎（（鋼筋混凝土土基礎）箱形基基礎：：是由由鋼筋筋混凝凝土底板、頂板和縱橫內內外墻墻組成的的整體體空間間結構構。特點點：箱形基基礎具具有很很大的的抗彎剛剛度，只能能產生生大致致均勻勻的沉沉降或或整體體傾斜斜，從從而基基本上上消除除了因因地基基變形形而使使建筑筑物開開裂的的可能能性。。箱形基基礎內內的空空間常常用作作地下下室。。這一一空間間的存存在，，減少少了基基礎底底面的的壓力力；如如不必必降低低基底底壓力力，則則相應應可增增加建建筑物物的層層數。。箱形基基礎的的鋼筋筋、水水泥用用量很很大，，施工工技術術要求求也高高。④箱箱形形基基礎礎(二)、柔性性基礎礎（鋼鋼筋混混凝土土基礎礎）④箱箱形形基基礎礎(二)、柔性性基礎礎（鋼鋼筋混混凝土土基礎礎）④箱箱形形基基礎礎(二)、柔性性基礎礎（鋼鋼筋混混凝土土基礎礎）如獨立立基礎礎上部部荷載載較大大時，，可采采用殼殼體基基礎結結構型型式，，使原原屬梁梁板基基礎內內力由由彎矩矩為主主，轉轉化為為軸力力為主主，通通常可可以節節省混混凝土土量30％～50％。特點：：結構內力主主要是軸向壓力，能充分發發揮鋼筋和和混凝土材材料的受力力特點。材料省、造造價低，可節約大量量的鋼筋和和混凝土，，施工時一一般不用支支模，土方方挖運量較較少。由于殼體基基礎結構復復雜，施工技術要要求高，目前一般般建筑公司司施工質量量難以保證證，實際工工程應用不不多。(二)、柔性基礎礎（鋼筋混混凝土基礎礎）⑤殼體基基礎殼體基礎常常用的三種種結構型式式如圖所示示：(二)、柔性基礎礎（鋼筋混混凝土基礎礎）9.3地基基礎設設計原則《建筑結構設設計統一標標準》（GBJ1－88）總則中指指出，建筑筑結構必須須滿足下列列各項功能能要求：（1）能承受在在正常施工工和正常使使用時可能能出現的各各種情況；；并具有良良好的工作作性能；（2）在正常維維護情況下下具有足夠夠的耐久性性；（3）在偶然事事件發生時時及發生后后，仍能保保持必需的的整體穩定定性。地基基礎作作為承重土土層和建筑筑物的下部部結構，顯顯然必須滿滿足上述要要求。9.3地基基礎設設計原則以下從四個個方面來講講述基礎設設計的原則則：一、安全等等級二、荷載規規定三、地基基基礎設計的的技術要求求四、地基基基礎設計的的表達式一、安全等等級建筑物的安安全和正常常使用，不不僅取決于于上部結構構的安全儲儲備，更重重要的是基基礎具有一一定的安全度。因為地基基基礎是隱蔽蔽工程，很很難修復。。在《建筑地基基基礎設計規規范》(GB50007-2002)中，根據地地基基礎損損壞造成建建筑物破壞壞后果（危危及人的性性命、造成成經濟損失失、社會影影響及修復復的可能性性）的嚴重重性，將建建筑物分為為三個安全全等級：9.3地基基礎設設計原則建筑物的三三個安全等等級：9.3地基基礎設設計原則根據建筑物物的安全等等級和其他他情況，地地基基礎計計算應按下下列要求進進行：（1）各級建筑筑物的地基基計算均應應滿足地基承載力力計算的有關規定定；（2）甲、乙乙級建筑筑物均應應進行變形計算算；（3）表9－2所列范圍圍內的丙丙級建筑筑物一般般可不做做變形驗驗算，但但有特殊殊情情況況仍應做做變形驗驗算；（4）對經常常承受水水平荷載載作用的的高層建建筑和高高聳結構構和擋土土墻等，，以及及建造在在斜坡上上或邊坡坡附近的的建筑物物，尚應應驗算其其穩定性。。9.3地基基礎礎設計原原則為了按地地基承載載力確定定基礎底底面積及及其埋深深，必須須分析傳傳到基礎礎底面上上的各種種基本組組合的荷荷載，作作用在建建筑物基基礎上的的荷載有有四種情情況：二、荷載規規定9.3地基基礎設設計原則無論軸向力力N，水平力T和力矩M，都可能由由靜荷載和活荷載組成。★靜荷載包括括建筑物和和基礎的自自重、固定定設備的重重量、土壓壓力和正常常穩定水位位的水壓力力。靜荷載載是長期作用在地基基礎礎上的。它它是引起基基礎沉降的的主要因素素。★活荷載又分分為普通活荷載載和特殊荷載（偶然荷載載）。特殊殊荷載（例例地震作用用、風力等等）發生的的機會不多多，作用的的時間很短短，故沉降降計算只考考慮普通活活荷載。但但在進行地地基的穩定定驗算時，，則要考慮慮特殊荷載載。二、、荷荷載載規規定定9.3地基基基基礎礎設設計計原原則則受水水平平荷荷載載較較大大的的建建筑筑物物或或構構筑筑物物(如擋擋土土墻墻)，除除驗算算沉沉降降外，，還還需需進進行行沿沿地基基與與基基礎礎接接觸觸面面的的滑滑動動、沿沿地基基內內部部滑滑動動和沿某礎邊邊緣傾傾覆等方面面的驗驗算。。在地基基基礎礎設計計時，，對不不同荷荷載應應采用用不同同的代代表值值：★對靜荷荷載，，應采采用標準值值作為代代表值值；★對活荷荷載，，應根根據設設計要要求采采用標準值值、組組合值值或準永久久值作為代代表表值；；★對特殊殊荷載載，應應根據據試驗驗資料料，結合工工程經經驗確確定其代表表值。。二、荷荷載規規定9.3地基基基礎設設計原原則靜荷載載標準準值：：對結構構自重重，可可按結結構構構件的的設計計尺寸寸與材材料單單位體體積的的自重重計算算確定定；活荷載載的標標準值值：詳見《建筑結結構設設計規規范》的規定定。當當結構構承受受兩種種或兩兩種以以上活活荷載載時，，設計計時應應采用用組合合值作作為代代表值值；活荷載載組合合值：：為活荷荷載標標準值值乘荷荷載組組合系系數；；活荷載載準永永久值值：為活荷荷載標標準值值乘荷荷載準準永久久值系系數。。二、荷荷載規規定9.3地基基基礎設設計原原則對正常常使用用極限限狀態態:應按長長期效效應組組合設設計，，應采采用準準永久久值作作為活活荷載載代表表值。。對承載載能力力極限限狀態態:應采用用荷載載效應應的基基本組組合和和偶然然組合合進行行設計計,采用下下列設設計表表達式式設計應應根據據使用用過程程中可可能同同時出出現的的荷載載，按按設計計要求求和使使用要要求，，取各各自最最不利利狀態態分別別進行行荷載載效應應組合合進行行設計計。二、荷載載規定9.3地基基礎礎設計原原則——結構重要性系數——荷載效應組合的設計值——結構構件抗力的設計值三、地基基基礎設設計的技技術要求求基礎和上上部結構構是一個個整體，，上部結結構、基基礎和地地基共同同作用。。地基基礎礎設計應應滿足：：承載力p<=f（強度和和穩定性性）；沉降量s<=[s]（包括絕絕對沉降降和不均均勻沉降降）；基礎結構構應有足足夠的強強度、剛剛度和耐耐久性。。9.3地基基礎礎設計原原則四、地基基基礎設設計的三三種設計計表達式式根據承載載力公式式驗算地基基承載力力或確定基礎礎尺寸時，根據據對荷載載效應和和地基承承載力的的取值方方法不同同，可以以有三種種設計表表達式：：容許承載力法荷載標注值地基容許承載力安全度用承載力p<=fa安全系數法荷載標注值地基極限承載力安全系數或分項系數p<=fu/K分項系數法荷載設計值地基極限承載力安全系數或分項系數p<=fd/r9.3地基基礎礎設計原原則9.4基礎埋置置深度基礎埋深深：基礎底面面到天然地面面的垂直距距離基礎埋深深的選擇擇關系到到：地基的可可靠性施工的難難易程度度工期的長長短及造造假的高高低它是基礎礎設計工工作的一一個重要要環節。。埋深確定定的原則則：凡能淺埋埋的盡量量淺埋，，但不宜宜小于0.5m。滿足地基基穩定和和變形條條件9.4基礎埋置置深度影響基礎礎埋深的的條件很很多，應應綜合考考慮一下下因素選選定：一、建筑筑物的用用途類型型及荷載載大小性性質二、工程程地質和和水文地地質條件件三、相鄰鄰建筑物物基礎埋埋深的影影響四、地基基土凍脹脹和融陷陷的影響響9.4基礎埋置置深度基礎埋深深的選擇擇取決于于建筑的的用途，，有無地地下室、、設備基基礎和地地下設施施、基礎礎的形式式和構造造等條件件。相應的規規定有：：◆基礎頂面面低于地地面至少少0.1m。◆對高層建建筑，再再地震區區埋深不不宜小于于建筑高高度的1/12。◆對于作用用有較大大水平荷荷載的基基礎，應應滿足穩穩定性要要求，這這類建筑筑 位于于巖石地地基上時時，基礎礎埋深還還應滿足足抗滑要要求。◆受上拔力力的結構構如輸電電塔，也也要有較較大的埋埋深以滿滿足抗拔拔要求。。◆對不均勻勻沉降敏敏感的建建筑物，，基礎應應埋在較較堅實且且層厚比比較均勻勻 的土土層上。。一、建筑筑物的用用途類型型及荷載載大小性性質根據工程程地址條條件選擇擇合適的的持力層層有地下水水時，基基礎底面面應盡量量埋在地地下水位位以上若持力層層下有承承壓水層層，必須須控制基基坑開挖挖深度9.4基礎埋置置深度二、工程程性質和和水文地地質條件件臨近原有有建筑物物修建新新基礎時時，為了了不影響響原有基基礎的安安全，新新基礎最最好不深深于原有有的基礎礎。如必必須超過過時，則則兩基礎礎間的凈凈距應不不小于其其底面高高差的1～2倍。如果不能能滿足這這一要求求，施工工期間應應采取措措施。例如:新建條形形基礎應應分段開挖挖修筑；基坑（槽槽）壁應應設置臨時時加固支支撐，或事先打打入板樁樁，或建建造地下下連續墻墻等；必要時應對原有有建筑物物進行加加固。使用期間間，注意意原有建建筑物是是否有不不均勻沉沉降。9.4基礎埋置置深度三、相鄰鄰建筑物物基礎埋埋深的影影響若季節性性凍土由由細粒土土組成，，且土中中水含量量多而地地下水位位又較高高，則不不但在凍凍結深度度內的土土中水被被凍結形形成冰晶晶體，而而且未凍凍結區的的自由水水和部分分結合水水將不斷斷向凍結結區遷移移、聚集集，使冰冰晶體逐逐漸擴大大，引起起土體發發生膨脹脹和隆起起，形成成凍脹現象象。到了夏季季，地溫溫升高，，土體解解凍，造造成含水水率增加加，使土土處于飽飽和及軟軟化狀態態，強度度降低，，建筑物物下陷，，形成融陷現象。對弱凍脹、凍凍脹、強凍脹脹土的地基，，應滿足各自自的最小埋深深：四、地基土凍凍脹和融陷的的影響9.4基礎埋置深度度9.5地基承載力和和變形驗算地基承載力：：指地基土單位位面積上承受受荷載的能力力，以kN／m2或kPa計。在建筑工程中中，必須使建建筑物基礎底底面壓力不超超過規定的地地基承載力，，以保證地基基土不致破壞壞，即喪失穩穩定性。同時也要使建建筑物不會產產生建筑物不不容許的沉降降和沉降差，，以滿足建筑筑物的使用要要求。建筑物確定了了基礎類型和埋置深度后，對于已知知基礎底面尺尺寸，可以進進行地基持力力層承載力和變形驗算。若地基受力力層范圍內存存在有承載力力低于持力層層的土層（軟軟弱下臥層）），還必須對對軟弱下臥層層的承載力進進行驗算。若基礎底面尺尺寸不知道，，可以根據外外荷載和地基基承載力進行行地基基礎設設計：對于軸心荷載作用，可假定定基礎底面形形狀為正方形形；對于偏心荷載，可假定基礎礎底面形狀為為長方形，并并根據偏心心距的大小結結出長邊和短短邊的合適比比例后，再進進行設計。9.5地基承載力和和變形驗算9.5地基承載力和和變形驗算分四部分講解解：一一、地基承承載力驗算二二、基基礎底面尺尺寸的確定三三、地地基變形驗驗算四四、地基穩穩定性驗算★地基基礎設設計中，要求求各級建筑物物（構筑物））地基承載力力驗算均應滿滿足下列要求求：p≤fa式中p——基礎底面處的的平均壓力的的設計值；fa——地基承載力的的特征值（代代表值）。★地基承載力力的特征值的的確定《2002建筑地基基礎礎設計規范》規定確定地基基承載力的方方法可歸納為為兩類：一、地基承承載力驗算（1）持力層承載載力驗算第一類是根據據地基土的抗抗剪強度指標標以理論公式式計算；第二類是按現現場地基土的的靜載荷試驗驗P-S曲線確定。在地基基礎設設計中，究竟竟采用哪種方方法確定，應應結合具體的的工程來確定定符合實際的的承載力計算算方法，必要要時可按多種種方法綜合確確定。★地基承載力校校核軸心荷載作用用：偏心荷載作用用：偏心荷載地基基承載力校核核：一、地基承承載力驗算（1）持力層承載載力驗算當持力層下有有軟弱下臥層層時，除滿足足持力層的承承載力要求，，還必須驗算算軟弱下臥層層的強度，即即要求傳遞到到軟弱下臥層層頂面的附加加應力和土的的自重應力之之和不超過軟軟弱下臥層的的承載力設計計值：一、地基承承載力驗算（2）軟弱下臥層層承載力驗算算——軟弱下臥層頂頂面處的附加加應力設計值值，KPa——軟弱下臥層頂頂面處的土的的自重應力標標準值，KPa——軟弱下臥層頂頂面經過深度度修正后的地地基承載力設設計值，KPa當上層土與軟軟弱下臥土層層壓縮模量的的比值大于或或等于時，用用均勻半無限限直線變形體體理論計算的的土中附加應應力的誤差太太大，應改用用雙層地基理理論計算。但但在實用上，，還是按簡單單的應力擴散散角原理計算算。如圖7-15（2）軟弱下臥層層承載力驗算算一、地基承承載力驗算二、基礎底底面尺寸的確確定前面介紹的是是已知地面尺尺寸時地基承承載力的驗算算。但一般情情況基礎底面面尺寸并不知知道，需要根根據工程實踐踐，在確定基基礎類型和埋埋深后，用持持力層的承載載力來設計基基礎底面尺寸寸。（1）剛性基礎先根據地基承承載力確定基基礎底面尺寸寸，為了保證證基礎不發生生彎曲破壞，，需通過構造造措施來滿足足基礎的強度要求，且要求基礎礎的外伸長度度b2和基礎高度H0的比值(稱為臺階寬高比)在允許范圍內內，即：α——為基礎的剛性性角b——為基礎的地面面寬度為了施工方便便，基礎通常常做成臺階形形，各級臺階階的內緣與剛剛性角α的斜線相交，，如圖9-20（b）是安全的，，而圖（a）臺階位于斜斜線以內是不不安全的。二、基礎底底面尺寸的確確定（2）柔性基礎（（擴展式基礎礎）★軸心荷載作用用，基礎底面面尺寸的確定定對條形基礎，，可沿基礎長長度方向取單單位長度1m進行計算★偏心荷載作用用，基礎底面面尺寸的確定定(1)按軸心荷載作作用條件，初初步估算所需需基礎底面積積(2)根據偏心矩的的大小，將基基礎底面積A增大(10～30)%，并以適當比比例選定基礎礎長度和寬度度(3)由調整后的基基礎底面尺寸寸按偏心荷載載驗證基底最最大、最小壓壓力。二、基基礎礎底面面尺寸寸的確確定三、地地基變變形驗驗算地基在在荷載載或其其它因因素的的作用用下，，要發發生變變形（（均勻勻沉降降或不不均勻勻沉降降），，變形形過大大時可可能危危害到到建筑筑物結結構的的安全全，或或影響響建筑筑物的的正常常使用用。為為防止止建筑筑物不不致因因地基基變形形或不不均勻勻沉降降造成成建筑筑物的的開裂裂與損損壞，，或保保證正正常使使用，，必須須對地地基的的變形形特別別是不不均勻勻沉降降加以以控制制。對于較較為次次要的的建筑筑物以以及部部分二二級建建筑物物，按按地基基承載載力設設計值值計算算設計計時，，已滿滿足地地基變變形要要求，，可不不進行行沉降降驗算算，其其他建建筑除除做承承載力力驗算算外，，還應應進行行變形形驗算算，即即△≤≤[△△]地基基允允許許變變形形值值按按其其變變形形特特征征可可分分為為：：沉降降量量、、沉沉降降差差、、傾傾斜斜、、局局部部傾傾斜斜、、平均沉降降、相對對彎曲建筑物的的變形允允許值（（查規范范）對于磚石石砌體承重重結構，房屋的的損壞主主要是由由于墻體體撓曲引引起的局局部彎曲曲，故由由局部傾斜斜控制。混合結構構房屋對地基的的不均勻沉降是很敏感的，，墻體極易產產生呈45度左右的裂縫縫。對于框架結構和單單層排架結構構主要由于相鄰鄰柱基的沉降差使構件受剪扭扭曲而損壞，，所以應由沉沉降差來控制制，并要求沉沉降量不宜過過大。對于高聳結構物和多層、高層建建筑物，應控制基礎礎的傾斜，其其允許傾斜值值主要取決于于人類感覺的的敏感程度，，傾斜值達到到明顯可見的的程度大致為為1/250，結構損壞則則大致在傾斜斜值達到1/150時開始。三、地基變形形驗算《建筑地基基礎礎設計規范》GB50007-2002規定，對設計計等級為甲級級、乙級的建建筑地基均應應按地基變形形設計，并規規定了地基變變形驗算的范范圍。四、地基穩定定性驗算某些建筑物的的獨立基礎，，當承受較大大的水平荷載和偏心荷載時，有可能發發生沿基底面面的滑動、傾覆或與深層土層一起滑動。如建于l941年的加拿大特特朗斯康谷倉倉，因不了解解基礎下有厚厚達16m的軟粘土層，，迅速加載，，超過了地基基的極限承載載力，使建筑筑物失去穩定定，地基發生生整體滑動破破壞。如果地基土層層本身傾斜，，則更易發生生整體滑動破破壞。因此，，對經常受水平荷載作用的高層建筑物和高聳結構以及建在斜坡上的建筑筑物，尚應進行穩定性的驗算算。★地基穩定性可可采用圓弧滑動面法法進行驗算最危危險的滑動面面上諸力對滑滑動中心所產產生的抗滑力矩與滑動力矩應符合下式要要求:MR／MS≥1.2（9.5.4）式中MS—滑動力矩MR—抗滑力矩★位于穩定土坡坡坡頂上的建建筑當垂直于坡頂頂邊緣線的基基礎底面邊長長小于或等于于3m時其基礎底面外邊邊緣線至坡頂頂的水平距離離(圖5.4.2)應符合下式要要求但不得小小于2.5m:條形基礎矩形基礎式中a—基礎底面外邊邊緣線至坡頂頂的水平距離離；b—垂直于坡頂邊邊緣線的基礎礎底面邊長；；d—基礎埋置深度度；β—邊坡坡角。四、地基穩定定性驗算當基礎底面外外邊緣線至坡坡頂的水平距離不滿足上兩式式的要求時可可根據基底平平均壓力按公公式(9.5.4)確定基礎距坡坡頂邊緣的距距離和基礎埋埋深當邊坡坡角角大于45°、坡高大于于8m時，尚應按按式(9.5.4)驗算坡體穩穩定性。四、地基穩穩定性驗算算9.6地基基礎和和上部結構構共同作用用的概念一、基本概概念常規規設設計計：：上部部結結構構、、基基礎礎、、地地基基，，三三者者分分離離不足足：：忽視視地地基基、、基基礎礎和和上上部部結結構構在在接接觸觸部部位位的的變變形形協協調調條條件件后果果：：底層層梁梁柱柱和和邊邊跨跨梁梁柱柱的的內內力力大大于于計計算算值值；；基基礎礎實實際際內內力力小小于于計計算算值值。。改進進：：上部部結結構構與與地地基基基基礎礎的的共共同同作作用用分分析析方方法法二、、上上部部結結構構剛剛度度對對共共同同作作用用的的影影響響上部部結結構構剛剛度度：：上上部部結結構構對對基基礎礎不不均均勻勻沉沉降降或或彎彎曲曲的的抵抵抗抗能能力力包括括：：水平平剛剛度度、、豎豎向向剛剛度度、、抗抗彎彎剛剛度度結構構剛剛度度與與施施工工條條件件有有密密切切關關系系，，共共同同作作用用分分析析時時要要考考慮慮剛剛度度的的形形成成方方式式結構構剛剛度度能能大大大大改改善善基基礎礎的的縱縱向向彎彎曲曲程程度度9.6地基基基基礎礎和和上上部部結結構構共共同同作作用用的的概概念念9.6地基基礎和上上部結構共同同作用的概念念三、地基土性性質與計算模模型的影響相對剛度不同同會接觸面的的反力和變形形實測表明：彈塑性地基模型比線彈性模型更接近實實測結果地基抵抗變形形能力的增強強，將使考慮慮地基基礎和和上部結構共共同作用的意意義相應降低低對高壓縮性地基基土上的框架結構構和剪力墻結結構，常規設計的結果常使上部結構偏不不安全，而基礎設計偏不不經濟9.7獨立基礎結構構設計柱下鋼筋混凝凝土獨立基礎礎：能在較小的埋埋深內，把底面擴展到到所需的底面面積，最常用9.7獨立基礎結構構設計一、抗沖切驗驗算：Qc≦[Q]中心受荷：柱下基礎的有有效高度：沖切角錐體外外的地基凈反反力（不計基基礎自重引起起的地基反力力）混凝土的抗沖沖切強度一、抗沖切驗驗算：Qc≦[Q]偏心受荷：(a)當b>(b0+2h0)時：(b)當b<(b0+2h0)時：9.7獨立基礎結構構設計9.7獨立基礎結構構設計二、抗彎驗算算：對于中心受荷荷基礎I-I截面彎矩：II-II截面彎矩：在地基凈反力力作用下，基基礎兩個方向向都要產生彎彎曲，若彎曲曲應力超過材材料抗彎強度度，將導致基基礎受彎破壞壞9.7獨立基礎結構構設計二、抗彎驗算算：對于單向偏心心受荷基礎求得彎矩后，，截面鋼筋面面積：9.7獨立基礎結構構設計三、一般構造造規定：１.階梯形基礎:每個臺階高度度300-500mm;錐形基礎礎:邊緣高度不小小于200mm。２.基礎混凝土等等級不宜低于于C15。３.基礎受力鋼筋筋最小直徑不不小于8mm，間距不大于于200mm。４.基礎下通常鋪鋪設低標號（（C5-C10）混凝土墊層層，厚度一般般為100mm。9.8鋼筋混凝土梁梁、板基礎的的簡化計算方方法一、地基反力力的計算墻下條形基礎礎：視作平面應變變問題，長度度方向取1m，橫向地基反反力用材料力力學方法認為為線性分布。。柱下條形基礎礎：當上部結構剛剛度較好、荷荷載分布較均均勻、內柱沉沉降相接近、、且梁的高度度大于1/6柱距，且支承承在比較均勻勻的地基上，，地基反力可可按直線分布布考慮，并在在條形基礎兩兩端邊跨增加加15%-20%的地基反力來來計算內力；；若不滿足上上述條件，宜宜按彈性地基基梁法計算地地基反力和梁梁內力。筏板基礎和箱箱形基礎：地基反力可采采用《高層建筑箱形形基礎設計與與施工規程》(JGJ6-80)給出的地基反反力系數表格格查得。如不不滿足表中條條件，一般采采用共同作用用方法來計算算。對廣泛使用于于多層住宅的的墻下筏板基基礎，且地基基壓縮模量Es≦4MPa：地基反力可按按直線分布考考慮、按不同同支承條件的的雙向板或單單向板計算內內力，并在筏筏板縱向端部部一、二開間間內增加10%-20%反力9.8鋼筋混凝土梁梁、板基礎的的簡化計算方方法二、基礎結構構內力計算(一)墻下條形基礎礎１.基礎底板高度度確定：２.確定基礎截面面配筋的最大大彎矩：３.構造要求縱向鋼筋：直直徑6-8mm,間距250-300mm沿寬度方向鋼鋼筋：≦200mm,但﹥100mm混凝土墻磚墻混凝土墻磚墻二、基礎結構構內力計算(二)柱下條形基礎礎１.靜態分析法：：只宜用于柔性性上部結構，，且自身剛度度較大的條形形基礎２.倒梁法將柱下條形基基礎假設為以以柱腳為固定定鉸支座的倒倒置連續梁，，以線性分布布的基底凈反反力作為荷載載３.柱下條形基礎礎構造要求翼板厚度不宜宜小于200mm，當大于250mm時，可做坡度度≦1:3的變厚度板。。肋梁高度為為1/8-1/4柱距。混凝土土等級一般用用C20,素混凝土墊層層一般取C7.5。9.8鋼筋混凝土梁梁、板基礎的的簡化計算方方法9.8鋼筋混凝土梁梁、板基礎的的簡化計算方方法二、基礎結構構內力計算(三)十字交叉條形形基礎主要解決節點點荷載的分配配問題，一般般按剛度分配配或變形協調調原則，沿兩兩個方向分配配。無論哪種種方法，必須須滿足兩個條條件：１.靜力平衡條件件：２.變形協調條件件：由兩條件可得得荷載分配：：9.8鋼筋混凝土梁梁、板基礎的的簡化計算方方法二、基礎結構構內力計算(四)筏板基礎１.剛性板法：認為筏板基礎礎的剛度與地地基相比，為為絕對剛性２.彈性板法當結構整體剛剛度足夠大，，可簡化為倒倒樓蓋法計算算內力，否則則，按結構與與地基基礎共共同作用計算算。３.構造要求縱橫向支座鋼鋼筋分別有0.15%、0.10%配筋率連通。。底板受力鋼鋼筋最小直徑徑≧8mm。鋼筋保護層層厚度≧35mm，混凝土強度度可采用C