基础工程第二章课件.ppt
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1、2. 刚性基础与扩展基础,2. 刚性基础与扩展基础,基础结构构造要求基础埋置深度的选择地基承载力的确定方法浅基础的设计计算(地基承载力与变形验算),内容提要,基础结构构造要求内容提要,无筋扩展基础(或刚性基础)由素混凝土、砖、毛石、灰土和三合土等抗压性能好、而抗弯抗剪性能差的材料砌筑而成,通常由台阶的容许宽高比或刚性角控制设计。钢筋混凝土扩展基础(或柔性基础)当不便于采用刚性基础或采用刚性基础不经济时采用钢筋混凝土材料做成的基础,如柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础)。,2.1 概 述,无筋扩展基础(或刚性基础)2.1 概 述,2.1.1 刚性基础构造要求,图2-1,图2.1 刚性
2、基础构造示意 d柱中纵向钢筋直径,2.1.1 刚性基础构造要求图2-1图2.1 刚性基础构造,砖基础毛石基础素混凝土基础上述基础材料都要符合强度等级要求灰土基础石灰和土(粘性土)按其体积比3:7或2:8构成三合土基础由石灰:砂:碎砖(或碎石)按1:2:41:3:6配成,刚性角(宽高比): bi 任一台阶宽度(m); Hi 相应台阶高度(m); tan 台阶宽高比的允许值,参照下述规范表格经验值选用,2.1.1 刚性基础构造要求,砖基础刚性角(宽高比):2.1.1 刚性基础构造要求,刚性基础台阶宽高比允许值,基础材料质量要求台阶宽高比允许值pk100100pk2,图2.2 砖基础剖面图(a)“两
3、皮一收”砌法;(b)“二一间隔收”砌法,2.1.1 刚性基础构造要求,图2.2 砖基础剖面图2.1.1 刚性基础构造要求,刚性基础的特点稳定性好,施工简便用于6层的民用建筑、荷载较小的桥梁基础及涵洞等;刚性基础的局限性当基础承受荷载较大时,用料多、自重大,埋深也加大,2.1.1 刚性基础构造要求,刚性基础的特点2.1.1 刚性基础构造要求,2.1.2 钢筋混凝土扩展基础,墙下钢筋混凝土条形基础 砌体承重墙体及挡土墙、涵洞下常采用 的基础形式,柱下钢筋混凝土独立基础 建筑物中的柱、桥梁中的墩常用基础形式,2.1.2 钢筋混凝土扩展基础 墙下钢筋混凝土条形基础,图2.3 墙下钢筋混凝土扩展基础(a
4、)无肋;(b)有肋,2.1.2 钢筋混凝土扩展基础构造要求,图2.3 墙下钢筋混凝土扩展基础2.1.2 钢筋混凝土扩展,锥形基础边缘高不宜200mm,坡度i1:3;小于250mm时可做成等厚板。阶梯形基础每阶高宜为300500mm。,垫层厚度一般为100mm。,底板受力钢筋最小直径不宜200mm和100mm。有垫层时混凝土的净保护层厚不宜40mm,无垫层时不宜70mm。纵向分布筋直径8mm,间距300mm。,混凝土强度等级不宜低于C20。,当地基软弱或承受差异荷载时,为增强基础的整体性和抗弯能力,可采用带肋基础。肋部纵向筋和箍筋按经验确定。,根据经验,初选时基础的高度一般大于或等于b/8。,2
5、.1.2 钢筋混凝土扩展基础构造要求,锥形基础边缘高不宜200mm,坡度i1:3;小于250,图2.4 柱下钢筋混凝土单独基础(a)台阶型;(b)锥台型;(c)杯口型,2.1.2 钢筋混凝土扩展基础构造要求,图2.4 柱下钢筋混凝土单独基础2.1.2 钢筋混凝土扩展基,2.2 基础埋置深度的选择,持力层直接支撑基础的土层下卧层持力层以下的各土层选择基础埋置深度也就是选择合适的地基持力层,持 力 层,下 卧 层,图2.5 基础埋置深度示意,2.2 基础埋置深度的选择持 力 层下 卧 层图2.5,应考虑因素:建筑结构条件与场地环境条件工程地质条件水文地质条件地基冻融条件,2.2 基础埋置深度的选择
6、,应考虑因素:2.2 基础埋置深度的选择,结构条件荷载大小荷载性质场地环境,图2.6 相邻基础埋深,2.2 基础埋置深度的选择建筑结构条件与场地环境条件,结构条件图2.6 相邻基础埋深2.2 基础埋置深度的选择,2.2 基础埋置深度的选择场地环境条件,若满足图示(b3m,a2.5m )则条形基础矩形基础不满足要求时,应进行地基稳定性验算,d,图2.7 土坡坡顶处基础的埋深,2.2 基础埋置深度的选择场地环境条件若满足图示(b,地基由多层土组成,上好下软,基础应尽量浅埋地基上软下好,应具体分析,进行方案比较地基在水平方向倾斜较大时,基础埋深如图处理,2.2 基础埋置深度的选择 工程地质条件,图2
7、.8 台 阶 形 过 渡 处 理,地基由多层土组成,上好下软,基础应尽量浅埋2.2 基础埋置深,2.2 基础埋置深度的选择 水文地质条件,遇水时,基底应尽量放在地下水位以上基底低于潜水面时,要考虑基坑排水、支护和地下水水质问题若遇承压水时,应验算基坑的稳定性桥墩基础应埋置在最大冲刷线下一定深度,2.2 基础埋置深度的选择 水文地质条件遇水时,基底应,图2.9 基坑下埋藏有承压含水层的情况,2.2 基础埋置深度的选择 水文地质条件,图2.9 基坑下埋藏有承压含水层的情况2.2 基础埋置深度,冻胀机理冻胀现象影响冻胀的因素(土类、地下水位及气温)冻融条件考虑先按规范进行地基土冻胀性的划分(五类),
8、后再进行最小埋深dmin的计算 式中 hmax 基底下允许残留冻土层的最大厚度 zd 设计冻深,2.2 基础埋置深度的选择 地基冻融条件,冻胀机理2.2 基础埋置深度的选择 地基冻融条件,2.3 地基承载力,定义:地基土单位面积上承受荷载的能力称为地基承载力三个问题 地基承载力的基本概念及基本验算 影响地基承载力大小的因素 确定地基承载力的方法,2.3 地基承载力定义:地基土单位面积上承受荷载的能力,2.3 地基承载力,建筑物因地基问题引起破坏的两种主要原因:基础过大的沉降或沉降差地基产生滑动破坏,地基承载力设计原则,总安全系数设计原则 容许承载力设计原则,同时满足强度(ps)条件 概率极限状
9、态设计原则,fa(特征值),2.3 地基承载力 建筑物因地基问题引起破坏的两种主要原因,建筑地基基础设计规范要求:,k相应于荷载效应标准组合时基底平均压力pkmax相应于荷载效应标准组合时基底边缘最大压力 fa 修正后的地基承载力特征值,公路桥涵地基与基础设计规范要求: max基底最大压应力 修正后的地基承载力容许值,2.3 地基承载力基本验算,建筑地基基础设计规范要求: pk相应于荷载效应,影响因素:,地基土的成因与堆积年代 地基土的物理力学性质 地下水 上部结构情况,2.3 地基承载力,影响因素: 地基土的成因与堆积年代冲(洪)积土 2,确定地基承载力的常用方法:,按土的抗剪强度指标以理论
10、公式计算按现场载荷试验或其它原位试验确定按有关规范提供的承载力或经验公式确定,原则:不过分严格,也不随意简化,2.3 地基承载力,确定地基承载力的常用方法:按土的抗剪强度指标以理论公式计算P,2.3.1 按土的抗剪强度指标确定,公式来由 pu地基极限承载力,按魏锡克或汉森等理论公式计算 A与土接触的有效基底面积 A 基底面积,2.3.1 按土的抗剪强度指标确定公式 ,魏锡克公式:,2.3.1 按土的抗剪强度指标确定,魏锡克公式:2.3.1 按土的抗剪强度指标确定,2.3.1 按土的抗剪强度指标确定,汉森公式:,图2.10,2.3.1 按土的抗剪强度指标确定汉森,2.3.2 按地基载荷试验确定,
11、图2.11 载荷试验示意图(堆载),规范规定甲级必须进行该法优点:成果可靠该法缺点:费时、耗资,2.3.2 按地基载荷试验确定图2.11 载荷试验示意图,2.3.2 按地基载荷试验确定,2.3.2 按地基载荷试验确定,同一土层参加统计的试验点不应少于三点,符合要求后,取该平均值作为地基承载力特征值fak,-s线有明显比例界限时(密砂、硬土) fak=p1极限荷载能确定,且pu2.0p1时, 取fak=0.5pu当不能按上述两点确定(中、高压缩性土的缓变型曲线),取s/b=0.010.015时对应荷载作为fak,2.3.2 按地基载荷试验确定,图2.12 按载荷试验确定地基承载力(a)低压缩性土
12、;(b)高压缩性土,同一土层参加统计的试验点不应少于三点,符合要求后,取该平均,方法:(1)钻孔,贯入器放入孔底;(2)63.5kg重锤以76cm高度自由下落将贯入器击入土中15cm;(3)记录继续打入30cm的锤击数N,标贯试验得标贯击数N,修正后得标准贯入击数N查表得:承载力标准值,其他原位测试方法标准贯入试验,图2.13 标准贯入器构造图,方法:(1)钻孔,贯入器放入孔底;(2)63.5kg重锤以7,其他原位测试按静力触探试验确定地基承载力,比贯入阻力:,根据比贯入阻力查经验表格或由经验公式计算确定承载力特征值,图2.14 静力触探示意图,其他原位测试按静力触探试验确定地基承载力比贯入阻
13、力:根,GB50007(建规)推荐的公式(P1/4) 条件:荷载偏心距e0.033b(b为偏心方向基础边长) fa 由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值; Mb、Md、Mc承载力系数,由jk查规范表; b 基础底面宽度; jk、ck基底下一倍短边宽深度范围内土的内摩擦角 及粘聚力标准值; g 基础底面以下土的重度,水下取浮重度; gm基础埋深范围内各层土的加权平均重度。,2.3.3 按地基规范承载力公式确定,GB50007(建规)推荐的公式(P1/4)2.3.3 按地,宽度与深度修正条件:b3m, d0.5m;修正后的地基承载力特征值fa为: fak从载荷试验或其他原位测试、经验值等方法确
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