第八章地基基础

第八章地基基础 • 本章主要内容无筋扩展基础（刚性基础）设计钢筋混凝土柱基础设计

8.1 地基基础的概念及类型 一、基本概念 1.地基：受建筑物荷载影响的地层。天然地基人工地基 2.基础：将上部结构的荷载传递给地基的结构。浅基础：（埋深小于5m），用普通方法施工的基础。深基础：（埋深大于5m），用特殊方法施工的基础。

3.地基基础应满足的条件 1)地基的强度条件； 2)地基的变形条件； 3)地基的稳定条件； 4)基础的强度、刚度和耐久性。

4 .基础工程的特点 （1）上部结构-基础-地基系统中的重要组成部分。（2）与地基直接接触而使其行为十分复杂，与岩、土的联系密切。（3）对整个工程的工期和造价可产生较大的影响。（4）属隐蔽性工程，出现问题难以补救。

加拿大谷仓，建于1913年。高31m，宽23m。地基破坏后，西侧下陷7.32m，东侧抬高1.52m，倾斜27o。后用388个50T千斤顶纠正，但位置较原先下降4m。加拿大谷仓，建于1913年。高31m，宽23m。地基破坏后，西侧下陷7.32m，东侧抬高1.52m，倾斜27o。后用388个50T千斤顶纠正，但位置较原先下降4m。

地基不均匀沉降造成上部结构损坏 比萨斜塔虎丘塔

二、浅基础的类型 按材料分：砖基础、素混凝土基础、毛石基础、灰土基础等钢筋砼基础。按结构形式分：刚性基础、扩展基础、联合基础、柱下条形基础、柱下交叉条形基础……..

（一）扩展基础： 无筋扩展基础钢筋混凝土扩展基础 1.无筋扩展基础:由砖、素砼、毛石砼组成的墙下条形基础或柱下独立基础 2.钢筋混凝土扩展基础墙下钢筋混凝土条形基础柱下钢筋混凝土独立基础

灰土基础 砖基础混凝土基础毛石基础无筋扩展基础

不加肋 加肋

阶梯型 锥型

单肢双肢（低）杯口基础高杯口基础

二、联合基础： 三、柱下条形基础：四、柱下交叉条形基础：五、筏形基础：六、箱形基础：七、壳体基础：

柱下交叉条形基础 柱下条形基础

筏板基础

箱形基础

壳体基础

图8-10 基础埋置 深度（单位mm）图8-11 相邻建筑基础的埋深三、基础埋置深度基础埋置深度：指基础底面到设计地面的距离。二、基础的埋置深度基础应尽量浅埋，以减少基础工程量降低造价。影响基础埋深的因素：建筑物的用途，有无地下室、设备基础和地下设施，基础的形式和构造，作用在地基上的荷载大小和性质，工程地质和水文地质条件，相邻建筑物的基础埋深，地基土冻胀和融陷的影响等。

基础埋置深度不应小于0.5m，基础顶面距室外设计地面应至少0.15m～0.2m，以确保基础不受外界不利影响。基础埋置深度不应小于0.5m，基础顶面距室外设计地面应至少0.15m～0.2m，以确保基础不受外界不利影响。对于冻胀性地基，基础底面应在冰冻线以下100mm～200mm，以免冻胀融陷对建筑物的影响。在冻胀较大的地基上还应根据情况采用相应的防冻害措施。　　相邻建筑物，新建建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑基础。当埋深大于原有建筑基础时，两基础间净距不小于相邻基础底面高差的1~2倍

四、地基持力层承载力的验算——基础底面尺寸的确定四、地基持力层承载力的验算——基础底面尺寸的确定（一）轴心受压基础根据工程地质资料及水文地质资料来确定基础埋深，求出持力层的承载力特征值fa，使底面尺寸满足地基承载力和变形条件，并假定地基反力是均匀分布的。按承载力计算底面压力应符合下列要求： Pk≤fa Pk—相应于荷载效应标准组合时，基础底面处平均压力。 fa—修正后的地基承载力特征值。

Fk Gk d h Pk 平均重度取20kN/mm 3 b 当为正方形时，轴心受压基础为长方形或正方形 a 当为长方形时，h/b=1.5～2.0

Pk≤fa， pkmax≤1.2fa 若是条形基础，通常沿基础长度方向取1m 作为计算单元，公式可变为：条形基础基底宽度—— （二）偏心受压基础偏心受压基础，基础顶面上除作用有轴向压力N外，还作用有弯矩和M和剪力V，基底的反力不是均匀分布的，因而在确定基础底面积时，与轴心受压基础有所不同。 1.当偏心荷载作用时地基承载力应满足：

Fk Mk Vk d Nbot h Mbot Pkmin Pkmax ａ Pkmax Pkmax C 2.地基反力的计算材料力学公式：

根据e的不同，基底反力呈现不同形式，如上图。根据e的不同，基底反力呈现不同形式，如上图。当e较小时，基底反力为梯形或三角形，可用上述计算公式计算基底反力。当e>ａ/6时，出现第三种情况。由于基础与地基之间不能出现负值，则上述计算公式不再适用。利用基底反力作用形心与上部压力平衡有：

3.确定基底面积 影响因素多，不能直接确定。 ①经验系数法：先按轴心受压基础求A；取偏心增大系数a=（1.2～1.4) 　　　　　　　试算，不满足进一步调整。 ②合理外形尺寸直接计算法：　　直接从《静力计算手册》查系数一次满足。

8.2 无筋扩展基础（刚性基础）设计 刚性基础所用材料的抗压强度较高，抗拉、抗剪强度低，稍有挠曲变形，基础内拉应力就会超过材料的抗拉强度而产生裂缝设计时必须控制基础内的拉应力和剪应力，结构设计通常是通过材料强度等级和台阶宽高比（台阶的宽度与高度之比）来确定基础截面尺寸，满足一定的刚度和强度，而无须进行内力分析和截面强度计算。

—称为无筋扩展基础的刚性角 —基础台阶宽高比的允许值。设计时一般先选择适当的基础埋深和基础底面尺寸，设基础宽度为，根据上述要求基础高度应符合下式要求 ——基础顶面的砌体宽度；基础高度——

钢筋混凝土柱基础设计 §8.3 建筑物基础有多种，水工结构中常用钢筋混凝土基础有整片式基础和柱下单独基础。一、基础冲切承载力验算基础高度由砼受冲切承载力确定并满足构造要求。

at am ab 式中：

设基础垫层时（h0=h-35mm） 不设基础垫层时（h0=h-70mm）

对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力

二、基础受弯承载力计算 基础底板配筋取决于基础板的受弯承载力要求。在地基净反力（基本组合）作用下，独立基础可看作固结于柱端的悬壁板，需计算两轴方向弯矩。对阶梯形截面需验算变梯处的弯矩与抗冲切性能。

配筋计算用近似公式取： 基础配筋交错布置示意图则：

F M V d h Pnmin Pnmax L Pn1 I II II I 偏心受压基础同轴心受压基础，只是考虑地基反力的不均匀分布，用平均值近似代替基底反力。

三、基础构造规定 （一）一般构造要求轴压基础底面积多采用正方形；偏压基础多采用矩形，长边平行于弯矩方向，b/l=1.5～3为宜。锥形基础的边缘高度不宜小于300mm；阶梯形基础的每阶高度宜300～500mm；基础混凝土的强度等级不宜低于C20，基础下通常设置C10混凝土垫层，垫层厚度为70～100mm，每边伸出基础边缘100mm。基础底板配置受力钢筋通常采用HPB235级或HRB335钢筋，直径不宜小于10mm，间距不宜大于200mm，也不宜小于100mm；当设有垫层时钢筋保护层厚度不宜小于40mm，当无垫层时，钢筋保护层厚度不宜小于70mm。

锥形基础的构造 阶梯形基础的构造基础的外边缘高度不宜小于200mm,基础顶面四边应比柱子宽出50mm以上。（二）现浇柱基础构造

（三）预制混凝土柱下基础 (1)柱子插入深度h1 并应满足锚固长度的要求和吊装时柱的稳定性（2）基础的杯底厚度α1和杯壁厚度t

单肢双肢

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