工程科技第3章天然地基上淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

1、1第3章 天然地基上淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)23.1 概概 述述建(構(gòu))筑物的設(shè)計(jì)和施工中，地基和基礎(chǔ)占有很重要的地位。它對(duì)建(構(gòu))筑物的安全和正常使用有很大的影響。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須根據(jù)建(構(gòu))筑物的用途和安全等級(jí)、建筑布置和上部結(jié)構(gòu)類型，充分考慮建筑場地和地基的工程地質(zhì)條件，結(jié)合施工條件和環(huán)境保護(hù)等要求，合理選擇地基基礎(chǔ)方案，因地制宜，精心設(shè)計(jì)，力求基礎(chǔ)工程安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理和施工方便，以確保建(構(gòu))筑物的安全和正常使用。33.1.1 地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)等級(jí)地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)等級(jí) 43.1.2 地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則、荷載取值與設(shè)計(jì)內(nèi)容1. 地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)的目的是設(shè)計(jì)一個(gè)安全、經(jīng)濟(jì)和可行的地基與基礎(chǔ)，

2、保證上部結(jié)構(gòu)物的安全和正常使用。因此，基礎(chǔ)工程的基本設(shè)計(jì)計(jì)算原則是：(1) 地基設(shè)計(jì)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，滿足地基承載力的要求。(2) 地基與基礎(chǔ)的變形滿足建筑物正常使用的允許要求。(3) 地基與基礎(chǔ)的整體穩(wěn)定性有足夠保證。(4) 基礎(chǔ)本身有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐久性。 52. 地基基礎(chǔ)的荷載取值規(guī)定建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(gb 500072002)規(guī)定，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，荷載取值應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(gb 500092001)的規(guī)定，所采用的荷載效應(yīng)最不利組合與相應(yīng)的抗力限值應(yīng)按下列規(guī)定：(1) 按地基承載力確定基礎(chǔ)底面積及埋深，或按單樁承載力確定樁數(shù)時(shí)，傳至基礎(chǔ)或承臺(tái)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)

3、按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合。相應(yīng)的抗力應(yīng)采用地基承載力特征值或單樁承載力特征值。(2) 計(jì)算地基變形時(shí)，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)永久組合，不應(yīng)計(jì)入風(fēng)荷載和地震作用。相應(yīng)的限值應(yīng)為地基變形允許值。 6(3) 計(jì)算擋土墻土壓力、地基或斜坡穩(wěn)定及滑坡推力時(shí)，荷載效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，但其分項(xiàng)系數(shù)均為1.0。(4) 在確定基礎(chǔ)或樁臺(tái)高度、支擋結(jié)構(gòu)截面、計(jì)算基礎(chǔ)或支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確定配筋和驗(yàn)算材料強(qiáng)度時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載效應(yīng)組合和相應(yīng)的基底反力，應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)。當(dāng)需要驗(yàn)算基礎(chǔ)裂縫寬度時(shí)應(yīng)

4、按正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。(5) 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)安全等級(jí)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限、結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)應(yīng)按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定采用，但結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 不應(yīng)小于1.0。073. 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)內(nèi)容和一般步驟(1) 選擇基礎(chǔ)的材料、類型，確定平面布置。(2) 選擇基礎(chǔ)的埋置深度，即確定地基持力層。(3) 確定地基承載力特征值。(4) 根據(jù)傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)和地基承載力特征值，確定基礎(chǔ)底面積。(5) 根據(jù)傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的地基驗(yàn)算(變形和穩(wěn)定性驗(yàn)算)。(6) 根據(jù)傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)確定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)尺寸，進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)計(jì)算。(7) 繪制基礎(chǔ)施工圖。83.2 淺基礎(chǔ)的類型淺基礎(chǔ)的類型天然地基上的

5、淺基礎(chǔ)，根據(jù)基礎(chǔ)形狀和大小可以分為：獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)(包括十字交叉條形基礎(chǔ))、筏板基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)等。根據(jù)基礎(chǔ)所用材料的性能可分為剛性基礎(chǔ)和柔性擴(kuò)展基礎(chǔ)。93.2.1 剛性基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ)(無筋擴(kuò)展基礎(chǔ))通常是由磚、塊石、毛石、素混凝土、三合土和灰土等材料建造的且不需要配置鋼筋的基礎(chǔ)，這些材料有較好的抗壓性能，但抗拉、抗剪強(qiáng)度不高，設(shè)計(jì)時(shí)要求限定基礎(chǔ)的擴(kuò)展寬度和基礎(chǔ)高度的比值，以避免基礎(chǔ)內(nèi)的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力超過其材料強(qiáng)度。相應(yīng)而言，基礎(chǔ)的相對(duì)高度一般都比較大，幾乎不會(huì)發(fā)生彎曲變形，習(xí)慣上稱為剛性基礎(chǔ)。103.2.2 鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)(柔性擴(kuò)展基礎(chǔ))1. 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)又稱單獨(dú)基礎(chǔ)，基礎(chǔ)截

6、面可設(shè)計(jì)成臺(tái)階形或錐形，預(yù)制柱下一般采用杯口形基礎(chǔ)。2. 條形基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)是指單向條狀的基礎(chǔ)，鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)可分為墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)、柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)和十字交叉鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。 113.2.3 筏板基礎(chǔ)當(dāng)荷載很大且地基土較軟弱，采用十字交叉條形基礎(chǔ)也不能滿足要求時(shí)，可采用筏板基礎(chǔ)。筏板基礎(chǔ)類似一塊倒置的樓蓋，基底面積大，可減小基底壓力，提高地基土的承載力，能更有效地增強(qiáng)基礎(chǔ)的整體剛度，有利于調(diào)節(jié)地基的不均勻沉降，較能適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)荷載分布的變化。特別是對(duì)于有地下室的房屋或大型儲(chǔ)液結(jié)構(gòu)，如水池、油庫等，筏板基礎(chǔ)是一種比較理想的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。123.2.4 箱形基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)是由鋼筋混凝

7、土底板、頂板和內(nèi)外縱橫隔墻組成的，有一定高度的整體空間結(jié)構(gòu)。箱形基礎(chǔ)比筏板基礎(chǔ)具有更大的抗彎剛度，可視作絕對(duì)剛性基礎(chǔ)。箱形基礎(chǔ)埋深較深，基礎(chǔ)空腹，開挖卸除基底原有的自重應(yīng)力，減小了作用于基礎(chǔ)底面的附加應(yīng)力，降低了基礎(chǔ)的沉降，箱基的抗震性能較好。133.3 基礎(chǔ)埋置深度的確定基礎(chǔ)埋置深度的確定基礎(chǔ)埋置深度一般是指設(shè)計(jì)地面到基礎(chǔ)底面的距離。選擇合適的基礎(chǔ)埋置深度關(guān)系到地基的穩(wěn)定性、施工的難易、工期的長短以及造價(jià)的高低，是地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。143.3.1 建筑物的有關(guān)條件1. 建筑功能建筑物的使用功能和用途，常常成為基礎(chǔ)埋深選擇的先決條件。當(dāng)建筑物設(shè)有地下室、帶有地下設(shè)施、屬于半埋式結(jié)構(gòu)物等

8、時(shí)，都需要較大的基礎(chǔ)埋深。有地下室時(shí)，基礎(chǔ)埋深要受地下室地面標(biāo)高的影響，在平面上僅局部有地下室時(shí)，基礎(chǔ)可按臺(tái)階形式變化埋深或整體加深，臺(tái)階的高寬比一般為1 2，每級(jí)臺(tái)階高度不超過0.5m。 2. 荷載效應(yīng)對(duì)于豎向荷載大，地震力和風(fēng)力等水平荷載作用也大的高層建筑，基礎(chǔ)埋深應(yīng)適當(dāng)增大，以滿足穩(wěn)定性要求。 153.3.2 工程地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件工程地質(zhì)條件是影響基礎(chǔ)埋深的最基本條件之一。直接支承基礎(chǔ)的土層稱為持力層，其下的各土層稱為下臥層?；A(chǔ)埋深的選擇實(shí)質(zhì)上就是確定基礎(chǔ)的持力層。當(dāng)?shù)鼗蠈油脸休d力大于下層土?xí)r，宜取上層土作持力層，減小基礎(chǔ)埋深。若上層土承載力低于下層土?xí)r，則需要區(qū)別對(duì)待。當(dāng)上層

9、軟弱土較薄時(shí)，可將基礎(chǔ)置于下層堅(jiān)實(shí)土上；當(dāng)上層軟弱土較厚時(shí)，基礎(chǔ)埋深應(yīng)從施工難易、材料用量等方面進(jìn)行分析比較決定。163.3.3 相鄰建筑物基礎(chǔ)埋深的影響在城市建筑密集的地方，為保證原有建筑物的安全和正常使用，新建建筑物的基礎(chǔ)埋深不宜深于原有建筑物基礎(chǔ)的埋深，并應(yīng)考慮新加荷載對(duì)原有建筑物的不利作用。當(dāng)新建建筑物荷重大，樓層高，基礎(chǔ)埋深要求大于原有建筑物基礎(chǔ)埋深時(shí)，為避免新建建筑物對(duì)原有建筑物的影響，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮與原有基礎(chǔ)保持一定的凈距。 173.3.4 地基凍融條件的影響季節(jié)性凍土是指一年內(nèi)凍結(jié)與解凍交替出現(xiàn)的土層，在全國分布很廣，季節(jié)性凍土層厚度在0.5m以上，最厚達(dá)3m。183.3.5 補(bǔ)

10、償性基礎(chǔ)補(bǔ)償性基礎(chǔ)是通過增加建筑物的基礎(chǔ)埋深，利用建筑物的重力使得產(chǎn)生的基底壓力(扣除地下水的浮托力)等于該處原有的土體自重應(yīng)力；即建筑物(包括基礎(chǔ)上覆土)的全部質(zhì)量替換了開挖基坑移去的土體質(zhì)量(舊稱重量)。 193.4 地基承載力的確定與驗(yàn)算地基承載力的確定與驗(yàn)算3.4.1 地基承載力的確定1. 按地基荷載試驗(yàn)確定荷載試驗(yàn)主要有淺層平板荷載試驗(yàn)和深層平板荷載試驗(yàn)。淺層平板荷載試驗(yàn)的承壓板面積不應(yīng)小于0.25m2，對(duì)于軟土不應(yīng)小于0.5m2，可測定淺部地基土層在承壓板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)的承載力。深層平板荷載試驗(yàn)的承壓板一般采用直徑為0.8m的剛性板，緊靠承壓板周圍外側(cè)的土層高度應(yīng)不少于80c

11、m，可測定深部地基土層在承壓板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)的承載力。202. 按動(dòng)力、靜力觸探等原位測試方法確定除靜荷載試驗(yàn)外，還有動(dòng)力觸探、靜力觸探、十字板剪切試驗(yàn)和旁壓試驗(yàn)等方法。動(dòng)力觸探有輕型(n10)、重型(n63.5)和超重型(n120)之分，靜力觸探有單橋探頭和雙橋探頭之分，各地應(yīng)以荷載試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，積累和建立相應(yīng)的測試數(shù)據(jù)與地基承載力的相關(guān)關(guān)系。這種相關(guān)關(guān)系具有地區(qū)性、經(jīng)驗(yàn)性，對(duì)于大量建設(shè)的丙級(jí)地基基礎(chǔ)是非常適用、經(jīng)濟(jì)和迅速的，對(duì)于設(shè)計(jì)等級(jí)為甲、乙級(jí)的地基基礎(chǔ)應(yīng)按確定承載力特征值的多種方法綜合確定。213. 按規(guī)范推薦的土體強(qiáng)度理論公式確定按土的抗剪強(qiáng)度確定的地基承載力特征值沒有考慮建

12、筑物對(duì)地基變形的要求，因此在基礎(chǔ)底面尺寸確定后，還應(yīng)進(jìn)行地基變形驗(yàn)算。按理論公式計(jì)算地基承載力時(shí)，對(duì)計(jì)算結(jié)果影響最大的是土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 的取值。k223.4.2 地基持力層承載力的驗(yàn)算基礎(chǔ)底面尺寸的確定1. 軸心受壓基礎(chǔ)當(dāng)基礎(chǔ)承受軸心荷載作用時(shí)，地基反力為均勻分布，按地基持力層承載力計(jì)算基底尺寸時(shí)，要求基底壓力滿足下式要求： kkkafgpfa232. 偏心受壓基礎(chǔ)當(dāng)作用在基底形心處的荷載不僅有豎向荷載，而且有力矩或水平力存在時(shí)，為偏心受壓基礎(chǔ)。偏心荷載作用下基底壓力分布仍假設(shè)為線性分布，基底壓力除應(yīng)滿足式的要求，尚應(yīng)滿足以下附加條件：kmaxa1.2pf243.4.3 軟弱下臥層承載力的驗(yàn)

13、算當(dāng)?shù)鼗芰臃秶鷥?nèi)存在軟弱下臥層(承載力顯著低于持力層的高壓縮性土層)時(shí)，除按持力層承載力確定基底尺寸外，還必須對(duì)軟弱下臥層進(jìn)行驗(yàn)算，要求作用在軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力與自重應(yīng)力之和不超過它的承載力特征值，即zczazf253.5 地基變形驗(yàn)算地基變形驗(yàn)算3.5.1 地基特征變形地基特征變形一般分為：沉降量、沉降差、傾斜和局部傾斜。沉降量獨(dú)立基礎(chǔ)中心點(diǎn)的沉降值或整幢建筑物基礎(chǔ)的平均沉降值。沉降量若過大，將影響建筑物的正常使用，如造成室內(nèi)外上下水管、煤氣管道的斷裂等。沉降差相鄰柱基中點(diǎn)的沉降量之差。相鄰柱基沉降差過大，就會(huì)導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)，建筑物將發(fā)生裂縫、傾斜甚至破壞。對(duì)于

14、框架結(jié)構(gòu)和排架結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)由相鄰柱基的沉降差控制。傾斜基礎(chǔ)傾斜方向兩端點(diǎn)的沉降差與其距離的比值。對(duì)于高聳結(jié)構(gòu)及長高比很小的高層建筑，其地基的主要特征變形是建筑物的整體傾斜。局部傾斜砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱墻610m內(nèi)基礎(chǔ)兩點(diǎn)的沉降差與其距離的比值。墻體局部傾斜大時(shí)，將會(huì)使其撓曲變形、開裂，影響正常使用。263.5.2 地基特征變形驗(yàn)算建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(gb 500072002)規(guī)定，對(duì)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)、乙級(jí)的建筑地基均應(yīng)按地基變形設(shè)計(jì)，并規(guī)定了地基變形驗(yàn)算的范圍。273.6 擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)3.6.1 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)(剛性基礎(chǔ))所用材料的抗壓強(qiáng)度較高，但抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度較低

15、。其優(yōu)點(diǎn)是施工技術(shù)簡單，材料可就地取材，造價(jià)低廉。但基礎(chǔ)稍有撓曲變形，基礎(chǔ)內(nèi)拉應(yīng)力就會(huì)超過材料的抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫。因此設(shè)計(jì)中必須控制基礎(chǔ)內(nèi)的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可以通過控制材料強(qiáng)度等級(jí)和臺(tái)階寬高比(臺(tái)階的寬度與其高度之比)來確定基礎(chǔ)的截面尺寸，而無須進(jìn)行內(nèi)力分析和截面強(qiáng)度計(jì)算。 283.6.2 墻下條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)的內(nèi)力計(jì)算一般按平面應(yīng)變問題處理，計(jì)算時(shí)沿墻長度方向取1m作為計(jì)算單元。墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)的截面設(shè)計(jì)包括確定基礎(chǔ)底面寬度、基礎(chǔ)高度和基礎(chǔ)底板配筋?；讓挾雀鶕?jù)地基承載力和對(duì)沉降及不均勻沉降的要求確定，基礎(chǔ)高度由混凝土的抗剪切條件確定，基礎(chǔ)底板的受力鋼筋由

16、基礎(chǔ)驗(yàn)算截面的抗彎能力確定。確定基礎(chǔ)底面尺寸和計(jì)算沉降時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)計(jì)地面以下基礎(chǔ)及其上覆土重的作用；進(jìn)行基礎(chǔ)截面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用不計(jì)基礎(chǔ)與上覆土重時(shí)的地基凈反力計(jì)算。jp293.6.3 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)單獨(dú)基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)計(jì)算主要包括沖切、局部受壓計(jì)算(當(dāng)基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度小于柱時(shí))和受彎計(jì)算幾部分內(nèi)容。由沖切強(qiáng)度條件控制柱邊處基礎(chǔ)高度和變階處高度，由基礎(chǔ)底板彎矩決定配筋量。303.7 減輕建筑物不均勻沉降危害的措施減輕建筑物不均勻沉降危害的措施如何采取有效措施，防止或減輕不均勻沉降造成的危害，是設(shè)計(jì)中必須認(rèn)真考慮的問題。解決這一問題的具體的措施：采用柱下條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)等剛度大的基礎(chǔ)，以減少

17、地基的不均勻沉降；采用樁基等深基礎(chǔ)，以減少建筑物沉降量，不均勻沉降相應(yīng)減少；對(duì)地基進(jìn)行人工處理；從地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)共同作用的觀點(diǎn)出發(fā)，在建筑、結(jié)構(gòu)和施工方面采取措施以增強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)對(duì)不均勻沉降的適應(yīng)能力。對(duì)于一般的中小型建筑物，應(yīng)首先考慮在建筑、結(jié)構(gòu)和施工方面采取減輕不均勻沉降危害的措施，必要時(shí)才采用其他的地基基礎(chǔ)方案。313.7.1 建筑措施1. 建筑物的體型應(yīng)力求簡單建筑物體型包括其平面與立面形狀及尺度。體型簡單的建筑物，其整體剛度大，抵抗變形的能力強(qiáng)。因此。在滿足使用要求的前提下，軟弱地基上的建筑物應(yīng)盡量采用簡單的體型，如等高的“一”字形。2. 控制建筑物的長高比及合理布置墻體建筑物在

18、平面上的長度和從基礎(chǔ)底面起算的高度之比，稱為建筑物的長高比。 合理布置縱、橫墻，是增強(qiáng)砌體結(jié)構(gòu)房屋整體剛度的重要措施之一，當(dāng)?shù)鼗涣紩r(shí)，應(yīng)盡量使內(nèi)、外縱墻不轉(zhuǎn)折或少轉(zhuǎn)折，內(nèi)橫墻間距不宜過大，且與縱墻之間的連接應(yīng)牢靠，必要時(shí)還應(yīng)增強(qiáng)基礎(chǔ)的剛度和強(qiáng)度。323. 設(shè)置沉降縫當(dāng)建筑物的體型復(fù)雜或長高比過大時(shí)，可以從基礎(chǔ)開始設(shè)置沉降縫將建筑物分割為獨(dú)立的沉降單元。每個(gè)單元一般應(yīng)體型簡單、長高比小、結(jié)構(gòu)類型相同，且地基比較均勻，使得每一個(gè)沉降單元具有較大的整體剛度，沉降比較均勻，一般不會(huì)再開裂。4. 控制相鄰建筑物基礎(chǔ)間的凈距由于地基附加應(yīng)力的擴(kuò)散和疊加，在軟弱地基上，距離過近的相鄰基礎(chǔ)會(huì)使基礎(chǔ)的沉降相互

19、影響，產(chǎn)生的附加不均勻沉降可能造成建筑物的開裂或互傾， 335. 調(diào)整建筑物設(shè)計(jì)標(biāo)高建筑物的沉降過大時(shí)，改變了建筑物原有的標(biāo)高，將可能引起管道破損、雨水倒漏、設(shè)備運(yùn)行受阻等情況，影響建筑物的正常使用，這時(shí)可采取下列措施進(jìn)行調(diào)整。(1) 根據(jù)預(yù)估的沉降量，適當(dāng)提高室內(nèi)地坪或地下設(shè)施的標(biāo)高。(2) 建筑物各部分(或設(shè)備之間)有聯(lián)系時(shí),可將沉降較大者的標(biāo)高適當(dāng)提高。(3) 在建筑物與設(shè)備之間，應(yīng)留有足夠的凈空。(4) 有管道穿過建筑物時(shí)，應(yīng)預(yù)留足夠尺寸的孔洞，或采用柔性管道接頭等。343.7.2 結(jié)構(gòu)措施1. 減輕建筑物的自重建筑物的自重(包括基礎(chǔ)及上覆土重)在基底壓力中所占的比例很大，據(jù)估計(jì)工業(yè)建

20、筑為1/2左右，民用建筑可達(dá)3/5以上。因此，減輕建筑物自重可以有效地減少地基沉降量。 2. 設(shè)置圈梁圈梁的作用在于提高砌體結(jié)構(gòu)抵抗彎曲的能力，即增強(qiáng)建筑物的抗彎剛度。它是防止磚墻出現(xiàn)裂縫和阻止裂縫開展的一項(xiàng)有效措施。當(dāng)建筑物產(chǎn)生碟形沉降時(shí)，墻體產(chǎn)生正向撓曲，下層的圈梁將起作用；反之，墻體產(chǎn)生反向撓曲時(shí)，上層的圈梁則起作用。通常在房屋的上、下方都設(shè)置圈梁。353. 設(shè)置基礎(chǔ)梁(地梁)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)對(duì)不均勻沉降很敏感，對(duì)于采用單獨(dú)柱基的框架結(jié)構(gòu)在基礎(chǔ)間設(shè)置基礎(chǔ)梁是加大結(jié)構(gòu)剛度、減少不均勻沉降的有效措施之一?；A(chǔ)梁的底面一般置于基礎(chǔ)表面(或略高些)，截面高度可取柱距的1/141/8，上下均勻通

21、長配筋，每側(cè)配筋率為0.4%1.0%。364. 減小或調(diào)整基底附加壓力(1) 設(shè)置地下室(或半地下室)。采用補(bǔ)償性基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法，以挖除的土重抵消部分甚至全部的建筑物重量，達(dá)到減小基底附加壓力和沉降的目的。地下室(或半地下室)還可只設(shè)置于建筑物荷載特別大的部位，通過這種方法可以使建筑物各部分的沉降趨于均勻。(2) 調(diào)整基底尺寸。按地基承載力確定出基礎(chǔ)底面尺寸之后，應(yīng)用沉降理論和必要的計(jì)算，并結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，調(diào)整基底尺寸，加大基礎(chǔ)的底面積可以減小沉降量。375. 采用對(duì)不均勻沉降欠敏感的結(jié)構(gòu)型式砌體承重結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)對(duì)不均勻沉降很敏感，而排架、三鉸拱(架)等鉸接結(jié)構(gòu)則對(duì)不均勻沉降有很大的自

22、適應(yīng)性，支座發(fā)生相對(duì)位移時(shí)不會(huì)引起很大的附加應(yīng)力，可以避免不均勻沉降的危害。但鉸接結(jié)構(gòu)型式通常只適用于單層的工業(yè)廠房、倉庫和某些公共建筑。油罐、水池等的基礎(chǔ)底板常采用柔性底板，以便更好地適應(yīng)不均勻沉降。383.7.3 施工措施1. 合理安排施工順序當(dāng)擬建的相鄰建筑物之間輕重、高低懸殊時(shí)，一般應(yīng)按照先重后輕，先高后低的程序進(jìn)行施工，必要時(shí)還應(yīng)在高重建筑物竣工后間歇一段時(shí)間，再建造輕的鄰近建筑物。如果重的主體建筑物與輕的附屬部分相連時(shí)，也應(yīng)按上述原則處理。2. 注意施工方法在已建成的建筑物周圍，不宜堆放大量的建筑材料或土方等重物，以免地面荷載引起建筑物產(chǎn)生附加沉降。擬建的密集建筑群內(nèi)如有采用樁基礎(chǔ)

23、的建筑物，樁的施工應(yīng)首先進(jìn)行，并應(yīng)注意采用合理的沉樁順序。393.8 地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的共同作用地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的共同作用 地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)組成了一個(gè)完整的受力體系，三者的變形相互制約、相互協(xié)調(diào)，也就是共同工作的，其中任一部分的內(nèi)力和變形都是三者共同工作的結(jié)果。但常規(guī)的簡化設(shè)計(jì)方法未能充分考慮這一點(diǎn)。 403.8.1 地基與基礎(chǔ)的相互作用1. 基底反力的分布規(guī)律在常規(guī)設(shè)計(jì)方法中，通常假設(shè)基底反力呈線性分布。 2. 地基非均質(zhì)性的影響當(dāng)?shù)鼗鶋嚎s性顯著不均勻時(shí)，按常規(guī)設(shè)計(jì)法求得的基礎(chǔ)內(nèi)力可能與實(shí)際情況相差很大。 413.8.2 地基變形對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響基礎(chǔ)剛度越大，其撓曲越小，則上部結(jié)

24、構(gòu)的次應(yīng)力也愈小。因此，對(duì)高壓縮性地基上的框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)剛度一般宜剛而不宜柔；而對(duì)柔性結(jié)構(gòu)，在滿足允許沉降值的前提下，基礎(chǔ)剛度宜小不宜大，而且不一定需要采用連續(xù)基礎(chǔ)。423.8.3 上部結(jié)構(gòu)剛度對(duì)基礎(chǔ)受力的影響增大上部結(jié)構(gòu)剛度，將減小基礎(chǔ)撓曲和內(nèi)力。研究表明，框架結(jié)構(gòu)的剛度隨層數(shù)增加而增加，但增加的速度逐漸減緩，到達(dá)一定層數(shù)后便趨于穩(wěn)定。例如，上部結(jié)構(gòu)抵抗不均勻沉降的豎向剛度在層數(shù)超過5層后就基本上保持不變了。由此可見，在框架結(jié)構(gòu)中下部一定數(shù)量的樓層結(jié)構(gòu)明顯起著調(diào)整不均勻沉降、削減基礎(chǔ)整體彎曲的作用，但自身也將出現(xiàn)較大的次應(yīng)力，且樓層位置越低，其調(diào)整作用也越大。如果地基土的壓縮性很低，基礎(chǔ)的不

25、均勻沉降很小，則考慮地基基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)三者相互作用的意義就不大。因此，在相互作用中起主導(dǎo)作用的是地基，其次是基礎(chǔ)，而上部結(jié)構(gòu)則是在壓縮性地基上基礎(chǔ)整體剛度有限時(shí)起重要作用的因素。433.8.4 地基計(jì)算模型1. 文克爾地基模型該模型由捷克工程師文克爾(winkler)提出，是最簡單的線彈性模型。2. 彈性半空間地基模型彈性半空間地基模型將地基視為均質(zhì)的線性變形半空間，并用彈性力學(xué)公式求解地基中的附加應(yīng)力或位移。 3. 有限壓縮層地基模型有限壓縮層地基模型是把計(jì)算沉降的分層總和法應(yīng)用于地基上梁和板的分析，地基沉降等于沉降計(jì)算深度范圍內(nèi)各計(jì)算分層在側(cè)限條件下的壓縮量之和。 443.9 柱下條形基礎(chǔ)設(shè)

26、計(jì)柱下條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)柱下條形基礎(chǔ)、十字交叉條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)統(tǒng)稱為連續(xù)基礎(chǔ)。連續(xù)基礎(chǔ)具有如下特點(diǎn)。(1) 具有較大的基礎(chǔ)底面積，因此能承擔(dān)較大的建筑物荷載，易于滿足地基承載力的要求。(2) 連續(xù)基礎(chǔ)的連續(xù)性可以大大加強(qiáng)建筑物的整體剛度，有利于減小不均勻沉降及提高建筑物的抗震性能。(3) 箱形基礎(chǔ)和設(shè)置了地下室的筏板基礎(chǔ)，可以有效地提高地基承載力，并能以挖除的土重補(bǔ)償建筑物的部分(或全部)質(zhì)量。453.9.1 構(gòu)造要求翼板的橫向受力鋼筋由計(jì)算確定，但直徑不應(yīng)小于10mm，間距100200mm。非肋部分的縱向分布鋼筋可用直徑810mm，間距不大于300mm。其余構(gòu)造要求可參照鋼筋混凝土擴(kuò)展

27、基礎(chǔ)的有關(guān)規(guī)定。柱下條形基礎(chǔ)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于c20。柱下條形基礎(chǔ)的內(nèi)力計(jì)算原則上應(yīng)同時(shí)滿足靜力平衡和變形協(xié)調(diào)的共同作用條件。 463.9.2 簡化計(jì)算方法1. 倒梁法在比較均勻的地基上，上部結(jié)構(gòu)剛度較好，荷載分布和柱距較均勻(如相差不超過20%)，且條形基礎(chǔ)梁的高度不小于1/6柱距時(shí)?；追戳砂粗本€分布，基礎(chǔ)梁的內(nèi)力可按倒梁法計(jì)算。2. 靜定分析法若上部結(jié)構(gòu)的剛度很小(如單層排架結(jié)構(gòu))時(shí)，宜采用靜定分析法。計(jì)算時(shí)先按直線分布假定求出基底凈反力，然后將柱荷載直接作用在基礎(chǔ)梁上。 473.9.3 文克爾地基上梁的計(jì)算1. 文克爾地基上梁的微分方程在材料力學(xué)中，由梁的純彎曲得到的撓曲微分方

28、程式為2. 無限長梁集中荷載作用下的解答3. 半無限長梁可以利用無限長梁的解求解半無限長梁，條件是滿足半無限長梁的自由端邊界條件。 22ddweimx 484. 有限長梁利用無限長梁的解求解有限長梁的原理與半無限長梁相同，不同的是梁兩邊的自由端條件都應(yīng)被滿足。 5. 文克爾地基上梁的柔度指數(shù)當(dāng)某一荷載在梁端所產(chǎn)生的內(nèi)力、位移等量小到可以忽略不計(jì)時(shí)，相對(duì)于該荷載可以認(rèn)為梁是無限長的。 496. 基床系數(shù)的確定基床系數(shù)不是單純表征土的力學(xué)性質(zhì)的計(jì)算指標(biāo)，如下表所示，其值取決于許多復(fù)雜的因素，例如基底壓力的大小及分布、土的壓縮性、土層厚度、基礎(chǔ)的面積、形狀和埋深，荷載的類型和大小等。 503.9.4

29、 柱下十字交叉條形基礎(chǔ)1. 實(shí)用荷載分配方法在實(shí)用荷載分配方法中，通常不考慮結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角的協(xié)調(diào)變形，即結(jié)點(diǎn)的力矩荷載不分配，而由作用方向上的梁承擔(dān)，這相當(dāng)于把原澆筑在一起的兩個(gè)方向上的梁看成是上下擱置的。此外，當(dāng)梁相對(duì)較柔時(shí)(例如柱距 )，在考慮豎向變形協(xié)調(diào)時(shí)不計(jì)及相鄰結(jié)點(diǎn)荷載的影響。于是對(duì)于任一結(jié)點(diǎn)，只要按下列兩個(gè)簡單的方程分配豎向集中力即可。 /2lxyiiifffxyiiww512. 荷載修正結(jié)點(diǎn)荷載分配完畢后，縱、橫兩個(gè)方向上的梁獨(dú)立進(jìn)行計(jì)算。但在柱結(jié)點(diǎn)下的那塊面積在縱、橫向梁計(jì)算時(shí)都被用到，即重復(fù)利用了結(jié)點(diǎn)面積。結(jié)點(diǎn)面積往往占交叉條形基礎(chǔ)全部面積的20%30%，重復(fù)利用使計(jì)算結(jié)果誤差較大

30、，且偏于不安全。荷載修正的思路實(shí)際上是將結(jié)點(diǎn)荷載也適當(dāng)放大，以保持基底壓力不因重復(fù)利用結(jié)點(diǎn)面積而減小。 523.10 筏板基礎(chǔ)設(shè)計(jì)筏板基礎(chǔ)設(shè)計(jì)筏板基礎(chǔ)是底板連成整片形式的基礎(chǔ)，可以分為梁板式和平板式兩類。筏板基礎(chǔ)的基底面積較十字交叉條形基礎(chǔ)更大，能滿足較軟弱地基的承載力要求。 533.10.1 筏板基礎(chǔ)構(gòu)造筏形基礎(chǔ)的板厚應(yīng)按受沖切和受剪承載力計(jì)算確定。平板式筏基的最小板厚不宜小于400mm，當(dāng)柱荷載較大時(shí)，可在柱位下筏板局部加厚或增設(shè)柱墩，也可采用設(shè)置抗沖切箍筋來提高受沖切承載能力。12層以上建筑的梁板式筏基的板厚不應(yīng)小于400mm，且板厚與最大雙向板格的短邊凈跨之比不應(yīng)小于1/14。梁板式筏