天然地基浅基础设计.ppt

第三章天然地基上浅基础设计,天然地基上的浅基础,地 基：直接承托建筑物的场地土层。天然地基：不加处理直接用作建筑物地基的天然土层。人工地基：经过地基处理后才满足建筑物地基要求的土层。基 础：建筑物在地面以下的结构部分。持 力 层：直接与基础底面接触的土层。下 卧 层：持力层以下的其它土层。浅 基 础：天然地基上，基础埋置深度小于5m的一般基础(柱基或墙基)以及埋置深度超过5m，但小于基础宽度的大尺寸的基础(如箱形基础)。,三 浅基础设计,天然地基上的浅基础设计Shallow foundation on natural groundGB50007-2002,3.1 地基基础分类、荷载计算3.2 地基设计承载力计算3.3 刚性基础设计3.4 扩展基础设计3.5 减轻建筑物不均匀沉降危害的措施,三 浅基础设计,地基基础设计计算应满足,1 防止地基剪切破坏和丧失稳定性，应具有足够的安全度；2 控制地基的特征变形量，不超过建筑物的地基特征变形允许值，以免引起基础和上部结构的损坏，或影响建筑物的使用功能和外观；3应满足对基础结构的强度、刚度和耐久性的要求。,三 浅基础设计,地基基础的设计内容,1 选择基础材料、类型，确定平面布置；2 选择基础埋深，即确定地基持力层；3 确定地基承载力；4 根据地基承载力，确定基底面面积（基础尺寸），即地基承载力验算；5 地基验算（变形和稳定性）；6 确定基础尺寸（基础的冲切验算）；7 基础的结构设计；8 绘制基础施工图；,3.1 地基基础分类与荷载计算,三 浅基础设计,浅基础设计步骤,No,结构、地质和环境资料,基础结构类型、建筑材料,地基承载力、荷载和基础初步尺寸,基础的结构和构造设计,基础设计图、施工图、预算书,确定持力层、基础埋深,三 浅基础设计,地基基础的设计等级,三 浅基础设计,地基基础分类,(一)天然地基与浅基础,浅基础 埋深小于5m，或者埋深大于5m，但是小于基础宽度。两侧（四周）的摩阻力忽略不计。所以不是简单的深浅概念。天然地基 是不经过对地基土的处理人工地基 经过地基处理,三 浅基础设计,下卧层,地基与基础,持力层（受力层）,三 浅基础设计,天然地基,浅基础的分类1)按基础埋深分 浅基础 深基础2)按基础刚度分无筋扩展(刚性)基础扩展基础3)按基础的结构形式分,3.1.2 地基基础分类,Shallow foundationRigid foundationSpread foundationMat foundationPile foundationIndividual footing(pad foundation)Strip footingCross strip footingBox foundation,三 浅基础设计,2)按基础刚度分,无筋扩展基础 Rigid foundation 砖、石、灰土，素混凝土 材料抗拉强度很低,有基础台阶宽高比(刚性角)要求,扩展基础(柔性基础)Spread foundation钢筋混凝土要满足抗弯,抗剪和抗冲切等结构要求,三 浅基础设计,(a)等高切法(b)二一间隔砌法砖基础,毛石基础,无筋扩展基础-刚性基础,三 浅基础设计,砖基础有等高砌法和二一间隔砌法两种,砖、石、砂浆材料的最低强度等级应符合表3-2的要求。毛石基础是用未经人工加工的石材和砂浆砌筑而成，能就地取材，价格低，但施工劳动强度大。毛石基础设计中，基底一般不设混凝土垫层,三合土基础是用石灰、砂、碎砖或碎石三合一材料铺设、压密而成。其体积比一般按124136配制；灰土基础是用石灰和粘性土混合材料铺设、压密而成。其体积比常用37或28的比例配制，荷载较大或位于地下水位以下时，可选用混凝土基础,混凝土基础,灰土基础,三合土基础,三 浅基础设计,3)按基础的结构形式分类,1 单独基础:柱下或墙下,土质较好,Individual footing,pad foundation,独立基础的主要受力层深度 1.5b,三 浅基础设计,2 条型基础,墙下或柱下条形基础,柱下:一般是土质差,两侧单独基础相连,Strip foundation,条形基础的主要受力层深度 3.0b,三 浅基础设计,3 十字交叉基础,柱下:土质更差,或荷载很大,四面基础相连,三 浅基础设计,4 片筏基础,土质更差,单独基础联成整体,游泳馆,筏下有肋,板下处理,三 浅基础设计,5 箱形基础,有筏、墙和顶板形成箱，整体性更好,三 浅基础设计,6 壳体基础,三 浅基础设计,3.1.3 荷载计算,1 荷载种类永久(恒)荷载:(1)不随时间变化,(2)变化与均值比可以忽略,(3)单调变化并趋于极值。可变(活)荷载：变化与均值比不可以忽略偶然(特殊)荷载：在结构使用期间不一定出现，一旦出现其值很大，持续时间很短。,三 浅基础设计,标准值:为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值，如均值组合值：对于可变荷载，组合超越概率与其出现概率相同频遇值：对于可变荷载，超越概率为规定的较小比率准永久值：对于可变荷载，设计基准期内，其超越的总时间为设计基准期一半的荷载值。,3.1荷载计算,三 浅基础设计,2 荷载的代表值,3 荷载的设计值代表值分项系数4 荷载效应上部结构F：结构自重 屋面楼面荷载 活荷载基础自重G：设计地面高程（内外地面平均值）,一般为前两种情况，横向力不大，只做校核,荷载计算,三 浅基础设计,荷载计算,5 荷载组合极限状态设计时，为保证结构可靠性对于同时出现的各种荷载设计值的规定基本组合：承载能力极限状态设计时，永久作用与可变作用的组合（分项系数）标准组合：正常使用极限状态设计时，采用标准值（或组合值）为荷载代表的组合准永久组合：正常使用极限状态设计时，对于可变荷载采用准永久值为荷载代表的组合,三 浅基础设计,6 荷载取值规定：,确定基础底面积及埋深时，传至基础底面上的荷载效应应采用按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合值；计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应采用按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合值，且不计入风荷载和地震作用；验算地基稳定性时，传至基础底面上的荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合值；但其分项系数均为1.0；确定基础高度、内力和验算材料强度时，传至基础底面上的荷载效应应按承载力极限状态下荷载效应的基本组合值，采用相应的分项系数。,三 浅基础设计,荷载计算,7荷载采用标准组合确定地基承载力,荷载计算,SGK 永久荷载效应值SQiK 可变荷载效应值，SQ1K 表示起控制的可变荷载,三 浅基础设计,浅基础设计步骤,No,结构、地质和环境资料,基础结构类型、建筑材料,地基承载力、荷载和基础初步尺寸,基础的结构和构造设计,基础设计图、施工图、预算书,确定持力层、基础埋深,三 浅基础设计,3.2 地基设计计算,三 浅基础设计,基础埋深,基础埋深确定 一 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：D大于50cm,表土扰动，植物，冻融，冲蚀 基础顶距离表土大于10cm，保护 桥要求在冲刷深度以下还有4项控制因素:,2 与建筑物有关的要求,1 地基及地质水文条件,4 冻结深度,3 相邻建筑物基础的埋深,三 浅基础设计,二 工程地质及地质水文条件,1 地下水位以上,否则开挖降水,费用大扰动；2 土层分布情况：(1)浅基础还是深基础(桩基础)(2)天然还是人工地基(3)如果是天然地基,基础埋深的确定 根据土层分布,基础埋深,三 浅基础设计,在满足其他要求下尽量浅埋,只有低层房屋可用,否则处理,尽量浅埋但是如h1太小就为II,h14 m 桩基或处理,二 工程地质及地质水文条件,I II III IV,基础埋深,三 浅基础设计,三 与建筑物有关的要求,1 建筑功能：地下室，地下管道（上下水，煤气电缆）应在基底以上，便于维修:,基础埋深,2 荷载效应：,竖向荷载大，地震力和风力等水平荷载作用大的高层建筑，基础埋深应适当增大，满足稳定性要求.,3 设备条件：考虑给排水、供热等管道的标高,三 浅基础设计,1 新旧相邻建筑物有一定距离，否则要求支护，并且要严格限制支护的水平位移，L/H=12,四 相邻建筑物基础的埋深,基础埋深,三 浅基础设计,2 基础埋深不同时(1)主楼与裙房 高度不同,分期施工设置后浇带,四 相邻建筑物基础的埋深,(2)台阶式相连,如山坡上的房屋 或者验算边坡稳定性,基础埋深,三 浅基础设计,五 冻结深度,1 冻胀危害及机理（1）冻胀及冻拔 地面隆起(不均匀)翻浆,融陷,强度降低如果冻结深度大于融沉，称为永冻土,基础埋深,三 浅基础设计,冻胀丘Pingo随冻结面向下发展，当冻结层上水的压力大于上覆土层强度时，地表就发生隆起，便形成冻胀丘。,基础埋深,三 浅基础设计,2 发生冻胀的条件,（1）土的条件 一般是细颗粒土。砂土的毛细高度小，发生冰冻时体积膨胀，孔隙水排走，骨架不变。太细的土，水分供应不及时，冻胀也不明显。（2）温度条件 低于冻结温度（3）水力条件含水量，具有开放性条件，如粉土冻胀最严重,基础埋深,三 浅基础设计,3 按冻胀的地基土分类 五级不冻胀，弱冻胀，冻胀，强冻胀、特强冻胀,P36,表33土的冻胀性分类 土类，含水量，地下水位Z0地区标准冻深多年实测最大冻结深度的平均值,夏季地面开始往下算。北京 1.0m，哈尔滨 2.0m，满洲里 2.5m,基础埋深,三 浅基础设计,4 考虑冻胀的基础埋深,dmin zd hmaxzd z0zs zsw zeZ0 标准冻深；hmax基底允许残留冻土层厚度zs、zsw、ze 土类别、土冻胀性、环境的影响系数,基础埋深,三 浅基础设计,3.2.2 地基承载力确定,1 静载试验；2 强度理论-规范规定的公式；3 按动力、静力触探等方法确定；4 经验方法；,地基承载力确定,三 浅基础设计,一 利用静载试验确定承载力的特征值fak（未修正）,取比例界限pcr；当pu2.0 pcr时，取极限承载力一半；,地基承载力确定,三 浅基础设计,一 利用静载试验确定承载力的特征值fak（未修正）,取对应P；其值不应大于最大加载量的一半。,地基承载力确定,三 浅基础设计,按照载荷试验或触探等原位测试、经验值等方法确定的承载力特征值，应考虑基础埋深（超载）和基底尺寸的效应,地基承载力确定,考虑基础深度、宽度修正的特征值fa计算,b、d基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，表3-8,-基底持力层土的天然重度，地下水位以下取有效重度,m-基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取有效重度；,b-基础底面宽度，当b3m按3m计，当b6m按6m计,d基础埋置深度，当d0.5m按0.5m计。一般自室外地面标高算起。详细说明见P39。,三 浅基础设计,承载力修正系数 表3-8,红粘土,三 浅基础设计,二 强度理论计算-规范中设计承载力的确定,fa=Mbb+Md md+Mcck fa:承载力特征值（设计值）相当于 p1/4=NB/2+Nq d+Ncc但当内摩擦角比较大时，2Mb N基础宽度b大于6m按6m计算，砂土小于3m按3m计算,地基承载力确定,三 浅基础设计,地基承载力确定,三 按动力、静力触探等原位测试方法确定 具有地区性、经验性，四 经验类比法确定承载力查表得出承载力的标准值，进行基础的宽度和深度修正,三 浅基础设计,基础底面尺寸的确定,基本条件：基底压力的标准值不大于承载力的特征值pk fa,基础底面尺寸确定,三 浅基础设计,一 中心荷载,柱下独立基础（1）基底面积A的确定*荷载Fk+Gk Gk=AGd,G=20KN/m3*承载力特征值fak（暂不做宽度修正）,*基底面积Fk+Gk=Afa,3.2.3 基础底面尺寸确定,fa=,三 浅基础设计,二 偏心荷载,以柱下独立基础为例（1）按中心荷载确定底面积A1,(2)考虑偏心A=(1.11.4)A1 根据偏心大小，根据A初步确定b和l，对单独基础，常取b/l1.5，防止不宜大于3，以保证基础的侧向稳定。,基础底面尺寸确定,三 浅基础设计,3.2.4 承载力验算,三 浅基础设计,初步确定了埋深和尺寸后,需要一系列验算1 承载力的特征值的确定,3.2.4 承载力验算,一 持力层验算,b6m 按6m,3m 按3m 荷载板试验fa=Mbb+Md md+Mcck 不再做宽度和深度修正fa:承载力特征值（设计值）,三 浅基础设计,2 承载力验算,根据初步确定的埋深d与b，确定宽深修正后的fa(1)中心荷载(2)偏心荷载*考虑地震可能出现eb/6,此时pkmin0,3.2.4 承载力验算,三 浅基础设计,2 承载力验算,(2)偏心荷载*高层建筑(筏,箱基)*考虑地震可能出现eb/6,此时pkmin0,M,3.2.4 承载力验算,三 浅基础设计,实际基底与土之间不能传递拉应力，基底压应力分布如图。一部分脱开。要求3a 0.75b，即脱开面积小于25%不满足时*增加A*增加b,减少l,A不变,3.2.4 承载力验算,三 浅基础设计,试算法步骤如下：1.试估基础底面积A：2.计算出A后，再取定b、l的尺寸，3.计算基底压力 4.验算持力层承载力按下式验算最大基底压力：,三 浅基础设计,试确定例图3-2所示某框架柱下基础底面积尺寸,解（1）试估基础底面积,深度修正后的持力层承载力特征值：,由于力矩较大，底面尺寸可取大些，取l=3.0m，b=4.0m。,三 浅基础设计,（2）计算基底压力,（3）验算持力层承载力,（4）重新调整基底尺寸，再验算，取b=4.5m,所以 取l=3.0m，b=4.5m，满足要求,三 浅基础设计,二 软弱下卧层承载力验算,当持力层下有软土时，可能在此层破坏，需要验算：基础下土体受力：1 基底压力 pk=(Fk+Gk)/A 中心荷载2 基底原自重应力 cz3 基底附加压力 p0=pk-c,3.2.4 承载力验算,三 浅基础设计,5 软弱下卧层顶部附加应力计算(矩形基础),3.2.4 承载力验算,扩散角与Es1/Es2及z/b有关，持力层太薄，不起作用，查表3-10，,6 软弱层承载力只做深度修正，不做宽度修正,条基下附加应力,7 验算公式:,三 浅基础设计,某单独基础在荷载效应标准组合时承受的竖向力值如例图3-4所示。据持力层承载力已确定基底面积，试验算软弱下卧层的强度，如不满足可采取何措施？,解（1）基底平均压力和平均附加压力：,（2）软弱下卧层承载力特征值：,查表3-8，取承载力修正系数d=1.0,三 浅基础设计,3.2.4 承载力验算,（3）软弱下卧层顶面处的压力,查表3-10，取=23,满足要求,对软弱下卧层强度不满足的情况，可增加基础底面积以减小P0k，；也可减小基础埋置深度d，使p0k扩散至软弱下卧层顶面处的面积加大。,三 浅基础设计,3.2.4 承载力验算,沉降验算,地基特征变形沉降量：基础某点的沉降值，s沉降差：基础两点或相邻柱基中点的沉降量之差，s；倾斜：基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值:局部倾斜：砌体承重结构沿纵向6-10m内基础两点的沉降差与其距离的比值:,沉降验算,三 浅基础设计,沉降验算,沉降要求甲级和乙级地基，在满足承载力要求外，还要验算沉降;表3-12所列范围以外的丙级地基;地基变形允许值（与建筑结构形式有关），表3-11,沉降验算,地基特征变形验算公式：,三 浅基础设计,3 沉降计算时的荷载,计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不应计入风荷载和地震荷载。,准永久组合,沉降验算,三 浅基础设计,4 沉降计算,(1)基本原理:分层总和法,方法:土力学讲过的方法,e-p,logp,Es 规范为方便采用“平均附加应力系数法”有应力的量纲 GB 50007-2002 表(2)计算最终沉降S=Si 计算深度确定 s0.025S,沉降验算,三 浅基础设计,(3)地基最终沉降,S=sSs:沉降计算经验系数,因为在前面计算中,忽略了侧向变形及取样扰动s=1.40.2,(1)与土质软硬Es有关,是多层平均值;(2)与基底净附加应力p0/fk的大小有关，,沉降验算,三 浅基础设计,5 沉降不满足时,修改设计,增大尺寸(减少p0)增加埋深(减少p0),尤其增加地下室-补偿基础地基处理调整荷载,沉降验算,三 浅基础设计,3.3 刚性基础设计,三 浅基础设计,一 砖基础,三 浅基础设计,二 砖石基础,300,300,300,80 150 150,三 浅基础设计,三 素混凝土基础,一层台阶,120,200,240 60 170,240 60 150 150,两层台阶,三 浅基础设计,3.3.1 独立基础长和宽,高度的确定,独立无筋扩展基础，基底反力作用下，基础大放脚如同倒置的短悬壁板。为保证基础不发生弯曲破坏或剪切破坏，通常都是限制台阶的宽高比，即基础刚性角,确定b,l 和h,=45o(1:1)30o(1:2)表3-13,3.3 刚性基础设计,要求确定的blA,结合刚性角bb0+2h tan,l l0+2h tan满足d h+0.1m,三 浅基础设计,采用无筋扩展基础的钢筋混凝土柱其柱脚高度h1 不得小于b1并不应小于300mm 且不小于20d(d 为柱中的纵向受力钢筋的最大直径)当柱纵向钢筋在柱脚内的竖向锚固长度不满足锚固要求时可沿水平方向弯折弯折后的水平锚固长度不应小于10d 也不应大于20d。,三 浅基础设计,3.3 刚性基础设计,基础大放脚采用等高式或二一间隔式砌法，每收一次其两边各收1/4砖长。,(a)、(b)灰土基础;(c)毛石基础;(d)毛石混凝土基础,三 浅基础设计,3.3 刚性基础设计,三 浅基础设计,3.3 刚性基础设计,无筋扩展基础设计 基础类型和埋置深度确定以后就可以根据地基土层的承载力和作用在基础上的荷载，计算基础底面积和基础的高度。一、作用在基础上的荷载计算 作用在基础底面上的竖向荷载包括上部结构的自重、屋面荷载、楼面荷载和基础的自重(包括基础台阶上的填土)等。活荷载应按规范折减。荷载的计算方法应按规范要求进行。,三 浅基础设计,3.3 刚性基础设计,二 确定刚性基础的宽度、高度,为了保护基础不受外力的破坏，基础的顶面必须埋在设计地面以下 100 150mm，所以基础的埋置深度众必须大于基础的高度A加上保护层的厚度。不满足这项要求时，必须加大基础的埋深或者采取其他措施。,三 浅基础设计,3.3 刚性基础设计,三、基础的构造 刚性基础经常做成台阶形断面，有时也可做成梯形断面。确定构造尺寸时最主要的是要保证断面各处都能满足刚性角的要求，同时断面又必须经济合理，便于施工。(一)砖基础 砖的尺寸规则容易砌成各种形状的基础。砖基础大放脚的砌法有两种，一种按台阶的宽高比为1/1.5；另种按台阶的宽高比为l/2。在槽底可先浇注100200mm厚的素混凝土垫层。对于低层房屋也可在槽底打两步(300mm)三七灰土，代替混凝土垫层。,三 浅基础设计,3.3 刚性基础设计,为防止土中水分沿砖基础上升、可在砖基础中，在室内地面以下50mm左右处铺设防潮层。防潮层可以是掺有防水剂的 l:3水泥砂浆，厚2030mm；也可以铺设沥青油毡。(二)砌石基础 砌石基础每台阶至少有两层砌石，每个台阶的高度要求不小于 300 mm。为了保证上一层砌石的边能压紧下一层砌石的边块，每个台阶伸出的长度不应大于150mm，实际的刚性角小于允许的刚性角。因此往往要求基础要有比较大的高度。为了减少基础的高度，可以把断面做成梯形。,三 浅基础设计,3.3 刚性基础设计,(三)素混凝土基础 素混凝土基础可以做成台阶形或梯形断面。做成台阶形时，总高度在350 mm 以内作一层台阶；总高度为350mmH900mm时，作成二层台阶；总高度大于 900mm时、作成三层台阶。每个台阶的高度不宜大于500mm。(四)灰土基础 灰土基础一般与砖、砌石、混凝土等材料配合使用，厚度通常用300至450 mm(2步或3步)，台阶宽高比为1/1.5。由于基槽边角处灰土不容易夯实。所以用灰土基础时，实际的施工宽度应该比计算宽度每边各放出50mm以上。,三 浅基础设计,3.3 刚性基础设计,三 浅基础设计,3.3 刚性基础设计,3.3.2 条基单位长度,确定基础宽度,bb0+2htan 确定h砖墙:承重墙b 6070cm,b0为24,37,48cm 非承重墙b 50cm,3.3 刚性基础设计,三 浅基础设计,3.4 扩展基础设计,三 浅基础设计,扩展基础（钢筋混凝土）,埋置深度和平面尺寸的确定方法一刚性基础相同可以利用钢筋受拉，基础高度较小.,3.4 扩展基础设计,三 浅基础设计,扩展基础的构造要求,锥形基础、台阶形基础 尺寸,3.4 扩展基础设计,基础配筋交错布置示意图,杯口基础示意图,三 浅基础设计,扩展基础底板受力钢筋布置示意,三 浅基础设计,高杯口基础构造配筋示意,三 浅基础设计,3.4.2 扩展基础弯曲和冲切验算,1 扩展基础破坏形式,3.4 扩展基础设计,三 浅基础设计,2 冲切和弯曲破坏的荷载,计算基础内力，确定配筋，验算材料强度时，上部结构的荷载效应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数,(2)由永久荷载控制,(1)由可变荷载控制,3.4 扩展基础设计,三 浅基础设计,分项系数,永久荷载(1)效应对于结构不利时 由可变荷载控制 G1.2 由永久荷载控制 G1.35,可变荷载Q1.00.9,(2)效应对于结构有利时 G1.00.9,3.4 扩展基础设计,三 浅基础设计,3.4.3 单独基础冲切破坏,Fl=AlpjV=0.7hpftamh0Al为阴影面积am冲切梯形的中线验算要求：Fl V,3.4 扩展基础设计,hp 冲切截面高度影响系数,三 浅基础设计,3.4.3 单独基础冲切破坏,am冲切破坏锥体最不利一侧计算长度取梯形的中线am=(at+ab)/2,3.4 扩展基础设计,hp-冲切截面高度影响系数，承台h 800mm,hp=1.0承台h2000mm,hp=0.9,三 浅基础设计,3.4.3 单独基础冲切破坏,am-冲切破坏锥体最不利一侧计算长度取梯形的中线am=(at+ab)/2at-冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长。计算柱与基础交接处的冲切承载力时，取柱宽；计算基础变阶处冲切承载力时，取上阶宽；,3.4 扩展基础设计,三 浅基础设计,3.4.3 单独基础冲切破坏,am=(at+ab)/2ab-冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长。冲切破坏锥体底面落在基础底面内时，即lat+2h0取ab=at+2h0,3.4 扩展基础设计,Al为阴影面积,三 浅基础设计,3.4.3 单独基础冲切破坏,am=(at+ab)/2ab-冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长。冲切破坏锥体底面落在基础l方向底面外时，即at+2h0 l取ab=l,3.4 扩展基础设计,Al为阴影面积,三 浅基础设计,3.4 扩展基础设计,3.4.4 单独基础弯矩计算,三 浅基础设计,任意截面II，IIII处的弯矩,G-考虑荷载分项系数的基础自重及其上的土自重。当荷载组合值由永久荷载控制时，G=1.35Gk，Gk为基础及其上土的标准自重。,3.4 扩展基础设计,三 浅基础设计,基础底板两个方向上的钢筋面积可近似按下式计算,3.4 扩展基础设计,三 浅基础设计,例：某多层框架结构柱400600mm，配有822纵向受力筋；相应于荷载效应标准组合时柱传至地面处的荷载值Fk=480kN，Mk=55kN.m，Qk=40kN，基础埋深1.8m，采用C20混凝土和HPB235级钢筋，设置C10厚100mm的混凝土垫层，已知经深度修正后的地基承载力特征值fa=145kPa，试设计该柱基础。,【解】1.确定基础底面积,取，,验算承载力,满足要求,三 浅基础设计,2确定基础高度,考虑柱钢筋锚固直线段长度：30d+40（砼保护层）700mm，拟取基础高度h=700mm，初步拟定采用二级台阶形基础，如例图3-6（a）所示。,基底净反力,式中1.35为标准值变为设计值的系数。,(1).验算柱边冲切,满足要求,(2).验算台阶处的冲切,满足要求,三 浅基础设计,3.基础底板配筋,柱边弯矩（如例图3-6(b)）,三 浅基础设计,3.4 扩展基础设计,1 墙下钢砼条形基础布筋：横向为受力筋；纵向为分布筋；2 按剪切条件确定基础台阶或基础底板的高度；3 按受弯计算确定底板横向受力筋,对墙下条形基础任意截面的弯矩，可采用独立基础M的计算式，取l=a=1m带入公式中。,3.4.5 墙下钢砼条形基础设计,三 浅基础设计,3.5 减轻建筑物不均匀沉降危害的措施,3.5.1 建筑措施1 建筑物体型力求简单；L形、T形、“”、“F”、“工”字形地基附加应力重叠，易产生较大不均匀沉降。,三 浅基础设计,2 控制建筑物长高比，合理布置纵横墙；建筑物长高比大，整体刚度差。纵墙易挠曲过度开裂砌体承重的房屋，当予估沉降量大于120mm时，对于三层和三层以上的房屋，其长高比宜小于等于2.5，当长高比控制在2.53.0范围内时，宜做到纵墙不转折或少转折，并应控制其内横墙间距或增强基础刚度和强度；当预估沉降量小于或等于120mm时，长高比可不受限制。,三 浅基础设计,3 设置沉降缝；将建筑物分割成若干独立的沉降单元。,（1）建筑物平面的转折处；（2）建筑物高度或荷载差异处；（3）长高比过大的砌体承重结构或钢筋混凝土框架结构适当部位；（4）地基土的压缩性有显著差异处；（5）建筑结构或基础类型不同处；（6）分期建造房屋的交界处。,三 浅基础设计,沉降缝构造示意图,三 浅基础设计,4 控制相邻建筑物基础间的净距；5 调整建筑物的标高。,相邻建筑物基础间净距 表3-18,三 浅基础设计,3.5.2 结构措施1 减轻建筑物自重；减少墙体自重；选用轻型结构；选用自重轻、回填少的基础型式；2 增强建筑物的整体刚度和强度；设置圈梁；加强基础刚度；3 减小或调整基底附加压力；设置地下室；改变基底尺寸；4 选用非敏感性结构。排架、铰接拱,三 浅基础设计,3.5.3 施工措施1 合理安排施工顺序；先高后低，先重后轻，减小了两者沉降差 2 注意施工方法 基础开挖预留覆盖保护层；注意控制加荷速率,三 浅基础设计,