建筑结构——地基和基础.ppt

地基和基础地基和基础 1 建筑物的全部荷载均由其下的地层来承担建筑物的全部荷载均由其下的地层来承担。受建筑物影响的那一部受建筑物影响的那一部分地层称为分地层称为地基地基；建筑物向地基传递荷载的下部结构称为；建筑物向地基传递荷载的下部结构称为基础基础。建筑物建筑物 上部结构上部结构 基基 础础 地地 基基 地基及基础的概念 2 地基及基础的重要性 组成地层的组成地层的土土或岩石是自然界产物。建筑物建造在地层上面，所以或岩石是自然界产物。建筑物建造在地层上面，所以建筑物场地的建筑物场地的工程地质条件工程地质条件是决定地基基础设计和施工的先决条件。是决定地基基础设计和施工的先决条件。建筑物的地基和基础是建筑物建筑物的地基和基础是建筑物的根本，它们一旦出现问题，的根本，它们一旦出现问题，建筑物的安全和正常使用必然建筑物的安全和正常使用必然受到影响。建筑物的事故，绝受到影响。建筑物的事故，绝大多数都与大多数都与地基地基和和基础基础有关。有关。3 土的工程性质及分类 100%100%wsssmmmmm含水量:swswammmVVVV土的密度：vsVeV土的孔隙比：0 固态固态 半固态半固态 可塑状态可塑状态 流动状态流动状态 缩限缩限ws 塑限塑限wp 液限液限wl w 粘性土粘性土 4 5 6 地基土（岩）的工程分类(1)(1)岩石岩石。岩石应为颗粒间牢固联结，呈整体或具有节理裂隙的岩体。作为建筑。岩石应为颗粒间牢固联结，呈整体或具有节理裂隙的岩体。作为建筑结构的地基，除应确定岩石的地质名称外，还应分别按表结构的地基，除应确定岩石的地质名称外，还应分别按表1717-4 4、表、表1717-5 5划分其坚划分其坚硬程度和完整程度。硬程度和完整程度。7 地基土（岩）的工程分类(2)(2)碎石土碎石土。碎石土为粒径大于。碎石土为粒径大于2mm2mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50%50%的土。碎石土可按粒的土。碎石土可按粒组含量和颗粒形状分为组含量和颗粒形状分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾，如表，如表1717-6 6所示。所示。8 地基土（岩）的工程分类(3)(3)砂土。砂土为粒径大于砂土。砂土为粒径大于2mm2mm的颗粒含量不超过全重的颗粒含量不超过全重50%50%、粒径大于、粒径大于0.075mm0.075mm的的颗粒超过全重颗粒超过全重50%50%的土。砂土可分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂。砂土按表的土。砂土可分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂。砂土按表1717-8 8所示分类。所示分类。9 地基土（岩）的工程分类(4)(4)粉土粉土。粉土为塑性指数。粉土为塑性指数I Ip p1010且粒径大于且粒径大于0.075mm0.075mm的颗粒含量不超过全重的颗粒含量不超过全重50%50%的土，它介于砂土与粘性土之间。的土，它介于砂土与粘性土之间。(5)(5)粘性土粘性土。粘性土是塑性指数。粘性土是塑性指数 I Ip p 大于大于1010的土，按表的土，按表1717-2 2分为粘土、粉质粘土。分为粘土、粉质粘土。10 地基土（岩）的工程分类(6)(6)人工填土人工填土。人工填土是指由于人类活动堆积的土。其物质成分杂乱且均匀性。人工填土是指由于人类活动堆积的土。其物质成分杂乱且均匀性较差，堆积时间也各不相同，故用作地基时应特别慎重。人工填土根据其组成和较差，堆积时间也各不相同，故用作地基时应特别慎重。人工填土根据其组成和成因可分为成因可分为素填土、压实填土、杂填土、冲填土素填土、压实填土、杂填土、冲填土。素填土为由碎石、砂土、粘性。素填土为由碎石、砂土、粘性土、粉土等组成的填土；经分层压实者统称为压实填土；杂填土为含有建筑垃圾、土、粉土等组成的填土；经分层压实者统称为压实填土；杂填土为含有建筑垃圾、工业废物、生活垃圾等杂物的填土；冲填土为由水力冲填泥砂形成的填土。工业废物、生活垃圾等杂物的填土；冲填土为由水力冲填泥砂形成的填土。(7)(7)特殊土特殊土。特殊土指具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、状态和结。特殊土指具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、状态和结构特征的土。大体可分为构特征的土。大体可分为软土软土、红粘土、黄土、膨胀土、多年冻土、湿陷性土、红粘土、黄土、膨胀土、多年冻土、湿陷性土、盐渍土等。盐渍土等。11 地基勘察的目的 地基勘察的地基勘察的目的目的在于以各种勘察手段和方法，调在于以各种勘察手段和方法，调查研究和分析评价建筑场地和地基的工程地质条查研究和分析评价建筑场地和地基的工程地质条件，件，为设计和施工提供所需的工程地质资料为设计和施工提供所需的工程地质资料。12 13 14 15 16 工业与民用建筑工程的设计分为工业与民用建筑工程的设计分为可行可行性研究性研究、初步设计初步设计和和施工图施工图三个阶段。三个阶段。为了提供各设计阶段所需的工程地质为了提供各设计阶段所需的工程地质资料，勘察工作也相应分为资料，勘察工作也相应分为可行性研究勘可行性研究勘察察、初步勘察初步勘察和和详细勘察详细勘察三个阶段。三个阶段。地基勘察的三个阶段 17 18 19 20 21 22 23 24 某项目岩土工程勘察报告介绍某项目岩土工程勘察报告介绍 25 土中应力及地基计算 包括：自重应力+附加应力 cz1 1221nnniiihhhh附 加 应 力 是 由 于 建 筑 物 荷 载 在 土 中 引 起 的 应 力 26 3G20kN/mFd：上部结构传至地面标高处的荷载标准值；：基础及回填土的平均重度，取；：基础埋置深度。FGpA中心受压基础 27 maxminFGMpAWmaxmin6(1)FGepbll偏心受压基础 max2()3FGpkb28 地基基础的设计等级 29 基础埋置深度 确定基础埋置深度时，必须考虑把基础确定基础埋置深度时，必须考虑把基础设置在变形较小，而强度又比较大的设置在变形较小，而强度又比较大的持持力层力层上，以保证地基强度满足要求，而上，以保证地基强度满足要求，而且不致产生过大的沉降或沉降差。且不致产生过大的沉降或沉降差。有无地下室、地下管道、设备基础和地下设施，基础的形式和构造有无地下室、地下管道、设备基础和地下设施，基础的形式和构造对基础埋深影响很大。对基础埋深影响很大。30 在抗震设防区，除岩石地基外，天然地基上的箱形和筏形基础其埋在抗震设防区，除岩石地基外，天然地基上的箱形和筏形基础其埋置深度不宜小于建筑物高度的置深度不宜小于建筑物高度的1/15；桩箱或桩筏基础的埋置深度；桩箱或桩筏基础的埋置深度(不不计桩长计桩长)不宜小于建筑物高度的不宜小于建筑物高度的1/181/20。工程地质和水文条件工程地质和水文条件（1）在满足地基承载力、稳定和变形要求的在满足地基承载力、稳定和变形要求的前提条件下，基础应该尽量浅埋，基础顶面低于室外地面不小于前提条件下，基础应该尽量浅埋，基础顶面低于室外地面不小于0.1m；（；（2）基础宜埋置在地下水位以上。）基础宜埋置在地下水位以上。31 新建筑物靠近原有建筑物时，其基础新建筑物靠近原有建筑物时，其基础埋置深度埋置深度不宜大于不宜大于原有建筑物基础。原有建筑物基础。如新基础埋深大于原有建筑基础时，为保证相邻建筑物的安全和正如新基础埋深大于原有建筑基础时，为保证相邻建筑物的安全和正常使用，两基础间应保持常使用，两基础间应保持一定净距一定净距，其数值应视原有建筑荷载大小、，其数值应视原有建筑荷载大小、基础形式和土质情况而定。基础形式和土质情况而定。当上述要求不能满足时，施工时应采取措施，如当上述要求不能满足时，施工时应采取措施，如分段施工、设临时分段施工、设临时加固支撑、打板桩、构筑地下连续墙加固支撑、打板桩、构筑地下连续墙或加固原有建筑物的地基。或加固原有建筑物的地基。32 需要考虑地基土冻涨和融陷的影响需要考虑地基土冻涨和融陷的影响 33(3)(0.5)aakbdmmffbd 基础底面以下土的重度；基础底面以上土的加权平均重度。30.5kfmm根据地质勘探报告得到不同地层的承载力特征值适用于基础宽度和埋置深度的情况地基承载力计算 34 地基承载力修正系数地基承载力修正系数 35 J H D 减轻地基不均匀沉降损伤的措施减轻地基不均匀沉降损伤的措施 一、建筑措施一、建筑措施 （1 1）建筑体形立求简单、高）建筑体形立求简单、高 差不宜过大；差不宜过大；（2 2）控制建筑物的长高比及）控制建筑物的长高比及 合理布置纵横墙；合理布置纵横墙；（3 3）设置沉降缝；）设置沉降缝；（4 4）控制建筑物的间距；）控制建筑物的间距；36 A 90 171 151 206 188 132 J H D 相对沉降曲线（mm）裂缝（1 1）建筑体形立求简单、高差不宜过大；）建筑体形立求简单、高差不宜过大；37 纵墙的长高比达纵墙的长高比达7.67.6的过长建筑物的过长建筑物 47m 39 150 194 194 175 81 相对沉降曲线（mm）裂缝（2 2）控制建筑物的长高比及合理布置纵横墙；）控制建筑物的长高比及合理布置纵横墙；38 外纵墙多次转折，内纵墙中断的建筑物外纵墙多次转折，内纵墙中断的建筑物 裂缝（2 2）控制建筑物的长高比及合理布置纵横墙；）控制建筑物的长高比及合理布置纵横墙；39 91 108 116 127 132 438 I I I-I 沉降（沉降（mm）（4 4）控制建筑物的间距；）控制建筑物的间距；40 减轻地基不均匀沉降损伤的措施减轻地基不均匀沉降损伤的措施结构措施结构措施 减轻建筑物自重设置圈量减少和调整基底附加压力将上部结构作成静定结构体系41 基础的类型及选用 按材料分类 42 砖基础的剖面呈阶梯状，这砖基础的剖面呈阶梯状，这个阶梯称为个阶梯称为大放脚大放脚。大放脚。大放脚从垫层上开始砌筑，为保证从垫层上开始砌筑，为保证其刚度应为两皮砖一收。其刚度应为两皮砖一收。广泛应用于六层及六层以下的民用房屋 砖基础 43 毛石基础 毛石基础用强度较高又未风化的毛石基础用强度较高又未风化的毛石砌筑。毛石是指未经加工整毛石砌筑。毛石是指未经加工整理的石料，毛石基础的宽度和每理的石料，毛石基础的宽度和每阶台阶高度不宜小于阶台阶高度不宜小于400mm400mm；为；为保证锁结力，每一阶梯宜用两排保证锁结力，每一阶梯宜用两排或三排块石砌筑且每个台阶外伸或三排块石砌筑且每个台阶外伸宽度不宜大于宽度不宜大于200mm200mm。基础应竖。基础应竖砌、错缝、缝内砂浆饱满。砌、错缝、缝内砂浆饱满。应用于石料取材容易、价格便宜的地区 44 混凝土、毛石混凝土基础 45 以上五种类型基础有个共同的弱点，就是没有配置钢筋，其组成材以上五种类型基础有个共同的弱点，就是没有配置钢筋，其组成材料的抗拉、抗弯强度都较低。如果悬臂过长，则易产生弯曲裂缝。料的抗拉、抗弯强度都较低。如果悬臂过长，则易产生弯曲裂缝。需限制台阶需限制台阶宽高比宽高比以保证基础的强度安全。这类基础统称以保证基础的强度安全。这类基础统称刚性基础刚性基础，又称又称无筋扩展基础无筋扩展基础。46 浅基础浅基础 单独基础单独基础 墙下条形基础墙下条形基础 柱下条形基础柱下条形基础 筏形基础筏形基础 箱形基础箱形基础 基础按构造分类 深基础深基础桩基础桩基础 按按埋埋置置深深度度分分 47 柱下单独基础、墙下条形基础 48 柱下单独基础、墙下条形基础 49 柱下单独基础 50 柱下十字交叉条形基础 51 条形基础 52 筏形基础 箱形基础 53 54 55 56 深基础 57 柱下钢筋混凝土独立基础设计 kkkFGpAkaGFAfdkapfkGGAd轴心荷载作用下的基础 58 kkkkmaxkkkkminFGMpAWFGMpAWkkkmax2()()36FGlpela，偏心荷载作用下的基础 maxmin6(1)FGepbll59 kkmaxkminakmaxa/21.2pppfpf基础底面的压力要求：偏心荷载作用下的基础 60 例例17.3:17.3:在某粘性持力层上欲建一钢筋