浅基础设计与施工

1. 浅基础设计与施工 建艺分院建筑工程系

2. 目录 • 任务1 浅基础分类与特点 • 任务2 浅基础初步设计 • 任务3 浅基础设计与验算 • 任务4 浅基础施工案例

3. 任务 1 浅基础分类与特点

4. 浅基础分类与特点 • 无筋扩展基础分类； • 钢筋混凝土基础分类； • 基础受力特点与构造；

5. 浅基础的分类 • 浅基础：方法一般将设置在天然地基上，埋置深度小于5m且用常规施工的基础称为天然地基上的浅基础。 • 浅基础的分类：根据基础的材料、构造类型和受力特点不同，可以将浅基础分为以下几种类型：无筋扩展基础 、扩展基础 、柱下钢筋混凝土条形基础 、柱下十字形基础 、筏形基础和箱型基础 。

6. 无筋扩展基础（按基础刚度分类） • 按材料可分为：砖基础、毛石基础、混凝土和毛石混凝土基础、灰土基础、三合土基础。 • 按构造可分为：独立基础是指整个或局部结构物下的单个基础。条形基础是指基础的长度远远大于其宽度的一种基础形式，可分为墙下条形基础和柱下条形基础 。

7. 无筋扩展基础的 受力示意图 二、无筋扩展基础受力分析 • 材料共同特点 ： • 具有较好的抗压性能 • 抗拉、抗弯、抗剪强度很低 • 受力与破坏：倒置短悬臂梁弯拉破坏（见图） • 强度保证：限制基础台阶宽高比， 增大刚度。 • 设计要求：基础台阶宽高比小于允许宽高比。

8. b2 b0 H0 α h1 b1 b 二、无筋扩展基础受力分析 • 宽高比 允许宽高比： [b2 / H0]=tanα α：刚性角，与材料和荷载有关 如图，基础高度：

9. 二、无筋扩展基础受力分析 • 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，且不需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础。 • 特点 ：具有抗压强度较高，但抗拉、抗剪强度较低的特性 ，此类基础也常被称为刚性基础或刚性扩展基础。

10. 无筋扩展基础构造 表5-2 无筋扩展基础台阶宽高比的允许值 注：l_.p k为荷载效应标准组合时基础底面处的平均压力值(kPa)；2.阶梯形毛石基础的每阶伸出宽度，不宜大于200mm； 3.当基础由不同材料叠加组成时，血对接触部分作抗压验算； 4.基础底越处的平均压力值超过300kPa的混凝士基础，尚戊进行抗剪验算。

11. 无筋扩展基础 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）。当柱纵向受力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。 d—柱中纵向钢筋直径

12. 钢筋混凝土基础 钢筋混凝土基础是以钢筋受拉，混凝土受压的基础,又称为“柔性基础” 具良好的抗弯和抗剪性能。相同条件下基础高度小，适于荷载大或土质软的情况下采用。

13. 柱 肋梁 砼垫层 一、墙下钢筋混凝土条形基础受力分析 无肋式和有肋式两种形式 墙 翼板

14. Ⅰ Ⅰ b1/2 一、墙下钢筋混凝土条形基础受力分析 • 基础底板的受力如同一个倒置的悬臂板（如图） • 基础底板宽度应满足地基承载力的要求；基础底板的高度应满足混凝土抗剪强度的要求；基础底板配筋按危险截面的抗弯计算确定

15. 构造筋 受力筋 60 120 ≥200 50 H≥b/8 100 50 50 b 二、墙下钢筋混凝土条形基础构造 • 构造尺寸与形式 • 基础高度＞250时，采用锥形； • 基础高度≤250时，采用平板式。 • 横向受力钢筋 • 直径：φ8~16 • 间距：@100~300 • 纵向分布钢筋(沿b方向，6~8 ，@ 100~300 • 保护层有垫层≥35mm ；无垫层≥70mm

16. 二、墙下钢筋混凝土条形基础构造 墙下钢筋混凝土条形基础平行基础短边方向应设置受力钢筋，纵向平行长边方向应设置分布钢筋，分布钢筋的直径不应小于8mm；间距不应大于300mm；每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的1／10。

17. 基础底板受力钢筋布置示意图 二、墙下钢筋混凝土条形基础构造 • 混凝土强度等级 :≥C20 • 底板横向受力钢筋布置：

18. 三、条形基础平面整体表示方法介绍 条形基础编号 • 基础梁、基础圈梁编号和条形基础底板编号

19. 钢筋混凝土独立基础

20. 独立基础施工现场 柱下钢筋混凝土独立基础的破坏形式 （a）底板受弯破坏；（b）底板冲切破坏 一、柱下钢筋混凝土独立基础受力分析 两种破坏形式 • 在地基净反力的作用下，基础 底板在两个方向发生向上弯曲 • 当基础底面积较大而厚度较薄 时，基础将发生冲切破坏

21. 二、独立钢筋混凝土基础构造 （3）扩展基础底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm，间距不宜大于200mm也不宜小于100mm ，钢筋保护层的厚度当有垫层时不宜小于40mm，无垫层时不宜小于70mm 。 柱下钢筋混凝土独立基础平行于基础长、短边方向均应配置受力钢筋。

22. 二、独立钢筋混凝土基础构造 （4）扩展基础底板混凝土强度等级不应低于C20。 （5）柱下钢筋混凝土独立基础的边长和墙下钢筋混凝土条形基础的宽度大于或等于2.5m时，底板受力钢筋的长度可取边长或宽度的0.9倍，并宜交错布置，如图所示。

23. 柱下钢筋混凝土独立基础 （a）阶梯形；（b）锥形；（c）杯形 二、独立钢筋混凝土基础构造 现浇柱下基础常采用锥形或阶梯形；预制柱的基础一般为杯形

24. 二、独立钢筋混凝土基础构造 • 柱下钢筋混凝土独立基础应符合墙下钢筋混凝土条形基础构造要求的1~5条规定。阶形基础的每阶高度，宜为300~500mm。 • 当柱下钢筋混凝土独立基础的边长大于2.5m时，底板受力钢筋的长度可取宽度的0.9倍，并交错布置。 • 现浇柱基础

25. 现浇柱的基础中插筋的构造示意图 现浇柱基础构造 二、独立钢筋混凝土基础构造 • 锥形基础的顶部为安装模板，需从柱边缘起每边放出50mm。 • 插筋的下端宜作成直钩放在基础底板钢筋网上。当符合下列条件之一时，可仅将四角的插筋伸至底板钢筋网上。 • ①柱为轴心受压或小偏心受压，基础高度大于等于1200mm；②柱为大偏心受压，基础高度大于等于1400mm。

26. 三、独立基础平面整体表示方法简介 • 独立基础编号 • 各种独立基础编号按表规定

27. 独立基础底板底部双向配筋示意 三、独立基础平面整体表示方法简介 • 独立基础的平面注写方式 • 注写独立基础配筋 • 以B代表各种独立基础底板的底部配筋。 • X向配筋以X打头、Y向配筋以Y打头注写；当两向配筋相同时，则以X&Y打头注写。 • 当矩形独立基础底板底部的 短向钢筋采用两种配筋值时， 先注写较大配筋，在“/”后再 注写较小配筋。

28. 普通独立基础平面注写方式 设计表达示意 三、独立基础平面整体表示方法简介 • 普通独立基础采用平面注写 方式的集中标注和原位标注 综合设计表达示意 • 独立基础通常为单柱 独立基础，也可为多 柱独立基础

29. 双柱独立基础的基础梁配筋注写示意 三、独立基础平面整体表示方法简介 • 多柱独立基础顶部配筋和基础梁的注写方法规定 • 注写双柱独立基础底板顶部配筋 • 注写双柱独立基础的基础梁配筋 • 采用平面注写方式表达 的独立基础设计施工图 示意

30. 三、独立基础平面整体表示方法简介 • 平面注写方式表达的独立基础设计施工图 平面注写方式表达的独立基础设计施工图示意

31. 钢筋混凝土柱下条形基础施工 （a）柱下条形基础 （b）柱下十字交叉基础 柱下钢筋混凝土条形基础 条形基础 • 柱下钢筋混凝土条形基础 • 柱下十字交叉基础

32. 一、柱下钢筋混凝土条形基础受力分析 • 肋梁的截面相对较大且配一定量的钢筋，具有较强的抗弯和抗剪能力，能够调整不均匀沉降，受力相当于一个倒置的连续梁，承受地基的净反力（由柱传来的轴向力所产生）；翼板的的受力相当于一个倒置的悬臂板，在地基净反力的作用下。

33. 现浇柱与条形基础梁交接处平面尺寸 一、柱下钢筋混凝土条形基础受力分析 • 柱下条形基础梁的高度宜为柱距的1/4-1/8； • 条形基础的端部宜向外伸出柱下钢筋混凝土条形基础构造，其长度宜为第一跨距的0.25倍 ； • 现浇柱与条形基础梁的交接处， 其尺寸不应小于右图的规定； • 顶部钢筋按计算配筋全部贯通， 底部通长钢筋不应少于底部受 力钢筋截面总面积的1/3； • 柱下条形基础的混凝土强度 等级，不应低于C20。

34. 某筏基础施工现场 片筏基础 • 当上部结构荷载较大且地基土较软，采用十字交叉基础仍不能满足地基承载力要求，或十字交叉基础的底宽较大，则可采用片筏基础

35. 片筏基础

36. 片筏基础 片筏基础 • 片筏基础在地基反力的作用下，相当于一个倒置的钢筋混凝土楼盖，扩大了基底的面积，提高了基础的整体性，能有效地调整地基的不均匀沉降。 • 片筏基础分梁板式和平板式两种类型

37. 上部结构 基础 平板式 梁板式 片筏基础

38. 一、片筏基础构造 • 片筏基础构造 • 材料强度等级 • 筏形基础的地下室构造要求 • 对12层以上建筑的梁板式筏基，其底板厚度与最大双向板格的短边净跨之比不应小于1/14，且板厚不应小于400mm。 • 地下室底层柱，剪力墙与梁板式筏基的基础梁连接的构造应符合下列要求： • 柱、墙的边缘至基础梁边缘的距离不应小于50mm • 当交叉基础梁的宽度小于柱截面的边长时，交叉基础梁连接处应设置八字角，柱角与八字角之间的净距不宜小于50mm

39. 地下室底层柱或剪力墙与基础连接的构造 一、片筏基础构造 • 片筏基础构造 • 地下室底层柱，剪力墙与梁板式筏基的基础梁连接的构造应符合下列要求： • 单向基础梁与柱的连接。 • 基础梁与剪力墙的连接。

40. 一、片筏基础构造 • 片筏基础构造 • 梁板式筏基的底板和基础梁的配筋除满足计算要求外，纵横方向的底部钢筋尚应有1/2-1/3贯通全跨，且其配筋率不应小于0.15%，顶部钢筋按计算配筋全部连通。 • 平板式筏基柱下板带中，柱宽及其两侧各0.5倍板厚且不大于1/4板跨的有效宽度范围内，其钢筋配置量不应小于柱下板带钢筋数量的一半，平板式筏基柱下板带和跨中板带的底部钢筋应有1/2-1/3贯通全跨，且配筋率不应小于0.15%；顶部钢筋应按计算配筋全部连通。

41. 一、片筏基础构造 • 片筏基础构造 • 当筏板的厚度大于2000mm时，宜在板厚中间部位设置直径不小于12mm，间距不大于300mm的双向钢筋网。 • 筏板与地下室外墙的接缝、地 下室外墙沿高度外的水平接缝 应严格按施工缝要求施工。 • 高层建筑筏形基础与裙房基 础之间的构造。 • 筏形基础地下室施工后回填。 高层建筑与群房间的沉降缝处理

42. 一、片筏基础施工图 某住宅楼基础施工图

43. 二、筏板基础平面整体表示方法简介 • 梁板式筏形基础构件的类型与编号 • 梁板式筏形基础由基础主梁、基础次梁、基础平板等构成，编号按下表规定。

44. 内墙 外墙 底板 箱形基础 箱形基础 有筏、墙和顶板形成箱，整体性更好

45. 箱形基础 • 箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板、纵横外墙与内墙构成的箱形整体钢筋混凝土结构 • 特点：刚度很大，整体性能好，可有效地扩散上部结构传下来荷载，调整地基的不均匀沉降，抗震效果好。 • 箱基构造 • 箱形基础的平面尺寸 • 箱形基础的高度 • 箱形基础的顶板、底板及墙体的厚度

46. 箱形基础 • 箱基构造 • 顶、底板及墙体的钢筋。 • 上部结构底层柱纵向钢筋伸入箱形基础墙体的长度。 • 门洞宜设在柱间居中部位，洞边至上层柱中心的水平距离不宜小于1.2m，洞口上过梁的高度不宜小于层高的1/5，过梁应进行承载力的计算，墙体洞口四周应设加强钢筋。 • 箱形基础的混凝土强度等级不应低于C20，并应采用密实混凝土刚性防水。

47. 无筋扩展基础设计方法与步骤 • 选择持力层、确定埋深； • 确定基底尺寸； • 选择材料类型； • 首先按允许宽高比要求确定基础理论要求的最小总高度； • 按构造要求由基底向上逐级缩小尺寸，确定每一级台阶的宽度与高度。 • （一般基础顶面应低于室外地面0.1m，否则应修改尺寸或埋深，允许情况下也可将基础上部做墙体处理。）

48. 任务 2 浅基础初步设计

49. 浅基础分析与设计 • 基础埋置深度要求； • 基础底面积的验算； • 软弱下卧层验算；

50. 例题 如图某框架柱截面尺寸为400mm x 400mm，传至室内外平均标高位置处竖向力标准值为Fk=800kN，力矩标准值Mk=400kN·m；基础底面距室外地坪为d=1.5m，基底以上填上重度 =17kN／m3，持力层为粉质粘土，重度 =17.5kN／m3，孔隙比e=0.75，液性指数IL=0.73，地基承载力特征值 =160kPa，下卧层为淤泥见下图，试确定基础的底面尺寸。 案例引入