建筑力学与结构ⅳ王云岗--地基基础.pptx

土层中附加应力和变形所不能忽略土层中附加应力和变形所不能忽略 的那部分土层。承受建筑荷载并受其影响的该的那部分土层。承受建筑荷载并受其影响的该部分地层部分地层。地基分类地基分类未经人工处理就可直接利用未经人工处理就可直接利用天然土层的的地基天然土层的的地基。经过人工加工处理才能作为经过人工加工处理才能作为地基的。地基的。人工地基人工地基：天然地基：天然地基：地基地基 把埋入土层一定深度的建筑物向地基传把埋入土层一定深度的建筑物向地基传递荷载的下部承重结构。递荷载的下部承重结构。浅基础浅基础 用普通（常规）方法施工的基础用普通（常规）方法施工的基础 。一般基础。一般基础 埋深埋深 d5m。深基础深基础 需要一定的需要一定的 机械设备建造的基础。如桩机械设备建造的基础。如桩 基、墩基、和地下连续墙等。基、墩基、和地下连续墙等。埋深埋深 d5m。基础分类基础分类基础作用基础作用 1 1、承受上部结构荷载、承受上部结构荷载2 2、向地基、向地基 传递压力传递压力3 3、调整地基变形、调整地基变形 起承上传下作用起承上传下作用 基础基础基础埋深基础埋深：从设计地面（一般：从设计地面（一般从室外地面从室外地面）到）到 基础底面的垂基础底面的垂直距离。直距离。持力层持力层：直接与基础地面接触的：直接与基础地面接触的土层。（基础直接坐落的土层）土层。（基础直接坐落的土层）下卧层下卧层：地基内持力层下面的：地基内持力层下面的土层。土层。软弱下卧层软弱下卧层：地基承载力低于持力层的下卧层。：地基承载力低于持力层的下卧层。地基与基础设计的基本条件地基与基础设计的基本条件 强度条件强度条件 ：作用在基础底面的压力必须小于：作用在基础底面的压力必须小于等于地基承载力特征值。等于地基承载力特征值。变形条件变形条件 ：基础沉降不得超过地基：基础沉降不得超过地基变形变形容许容许值。也就是说将地基变形值必须限制在建筑所值。也就是说将地基变形值必须限制在建筑所允许的范围内。允许的范围内。地基基础在建筑工程中的重要性地基基础在建筑工程中的重要性 地基与基础是建筑物的根基，又属于隐蔽工程，它的勘察、设计和施工质量直接关系到建筑物的安危!实践证明，建筑物的事故很多是与地基基础有关的。时，发现谷仓时，发现谷仓 1 1 小时内竖向沉降达小时内竖向沉降达 30.5cm30.5cm，并向西倾斜，并向西倾斜，2424小时后倾倒，小时后倾倒，西侧下陷西侧下陷7.32m7.32m，东侧抬高，东侧抬高1.52m1.52m，倾斜，倾斜2727。地基虽破坏，但钢筋混凝土筒。地基虽破坏，但钢筋混凝土筒仓却安然无恙，后用仓却安然无恙，后用388388个个50t50t千斤顶纠正后继续使用，但位置较原先下降千斤顶纠正后继续使用，但位置较原先下降4m4m。事故的原因是：设计时未对谷仓地基承载力进行调查研究，而采用了邻事故的原因是：设计时未对谷仓地基承载力进行调查研究，而采用了邻近建筑地基近建筑地基 352kPa 352kPa 的承载力，事后的承载力，事后19521952年的勘察试验与计算表明，该地基年的勘察试验与计算表明，该地基的实际承载力为的实际承载力为193.8 193.8 276.6kPa276.6kPa，远小于谷仓地基破坏时，远小于谷仓地基破坏时329.4kPa329.4kPa的地的地基压力，地基因超载而发生强度破坏。基压力，地基因超载而发生强度破坏。加拿大加拿大TransconaTranscona谷仓，谷仓，南北长南北长59.44m59.44m，东西宽，东西宽23.47m23.47m，高，高31.00m31.00m。基础为钢筋混凝。基础为钢筋混凝土筏板基础，厚土筏板基础，厚2m2m，埋深，埋深3.66m3.66m。谷仓。谷仓19111911年动工，年动工，19131913年秋完成。谷仓自重年秋完成。谷仓自重20000t20000t，相当于装满谷物后总，相当于装满谷物后总重的重的 42.5%42.5%。19131913年年9 9 月月月月装谷装谷物，至物，至 31822m3基础工程失败的例子基础工程失败的例子 1 意大利比萨意大利比萨(Pisa)(Pisa)斜塔斜塔自自 11731173年年9 9月月8 8日日 动工，至动工，至11781178年建至第年建至第4 4层中部，高度层中部，高度29m 29m 时，因塔明显倾斜而停时，因塔明显倾斜而停工。工。9494年后，年后，12721272年复工，年复工，经经6 6年时间建完第年时间建完第7 7层，高层，高 48m48m，再次停工中断，再次停工中断8282年。年。13601360年再次复工年再次复工13701370年竣工，年竣工，前后历经近前后历经近200200年。年。该塔共该塔共8 8层，高层，高 55m55m，全，全塔总荷重塔总荷重145MN145MN，相应的地基，相应的地基平均压力约为平均压力约为50kPa50kPa。地基持。地基持力层为粉砂，下面为粉土和力层为粉砂，下面为粉土和粘土层。由于地基的不均匀粘土层。由于地基的不均匀下沉，塔向南倾斜，南北两下沉，塔向南倾斜，南北两端沉降差端沉降差 1.8m 1.8m，塔顶离中，塔顶离中心线已达心线已达 5.27m 5.27m，倾斜，倾斜5.55.5，成为危险建筑，成为危险建筑。基础工程失败的例子基础工程失败的例子 2 苏州虎丘塔，建于五代周显德苏州虎丘塔，建于五代周显德六年至北宋建隆二年六年至北宋建隆二年(公元公元959959961)961)，7 7级八角形砖塔，塔底直径级八角形砖塔，塔底直径13.66m13.66m，高，高47.5m47.5m，重，重63000kN63000kN。其地基土其地基土层由上至下依次为杂填土、块石填土、层由上至下依次为杂填土、块石填土、亚粘土夹块石、风化岩石、基岩等，亚粘土夹块石、风化岩石、基岩等，由于地基土压缩层厚度不均及砖砌体由于地基土压缩层厚度不均及砖砌体偏心受压等原因，造成该塔向东北方偏心受压等原因，造成该塔向东北方向倾斜。向倾斜。1956195619571957年间对上部结构年间对上部结构进行修缮，但使塔重增加了进行修缮，但使塔重增加了2000kN2000kN，加速了塔体的不均匀沉降。加速了塔体的不均匀沉降。19571957年，年，塔顶位移为塔顶位移为1.7m1.7m，到，到19781978年发展到年发展到2.3m2.3m，重心偏离基础轴线，重心偏离基础轴线0.924m0.924m，砌，砌体多处出现纵向裂缝，部分砖墩应力体多处出现纵向裂缝，部分砖墩应力已接近极限状态。已接近极限状态。后在塔周建造一圈桩排式地下连续墙，并采用注浆法和树根桩加固塔后在塔周建造一圈桩排式地下连续墙，并采用注浆法和树根桩加固塔基，基本遏制了塔的继续沉降和倾斜。基，基本遏制了塔的继续沉降和倾斜。基础工程失败的例子基础工程失败的例子 3 这两个筒仓是农场这两个筒仓是农场用来储存饲料的，建于用来储存饲料的，建于加拿大红河谷的加拿大红河谷的Lake Lake AgassizAgassiz粘土层上，由于粘土层上，由于两筒之间的距离过近，两筒之间的距离过近，在地基中产生的应力发在地基中产生的应力发生叠加，使得两筒之间生叠加，使得两筒之间地基土层的应力水平较地基土层的应力水平较高，从而导致内侧沉降高，从而导致内侧沉降大于外侧沉降，仓筒向大于外侧沉降，仓筒向内倾斜内倾斜。基础工程失败的例子基础工程失败的例子 4 除除满满足足承承载载力力的的要要求求外外，还还要要求求地地基基不不能能发发生生过过大大的的变变形形。图图示示为为墨墨除除满满足足承承载载力力的的要要求求外外，还还要要求求地地基基不不能能发发生生过过大大的的变变形形。图图示示为为墨墨西西哥哥城城的的一一幢幢建建筑筑，可可清清晰晰地地看看见见其其发发生生的的沉沉降降及及不不均均匀匀沉沉降降。该该地地的的土土西西哥哥城城的的一一幢幢建建筑筑，可可清清晰晰地地看看见见其其发发生生的的沉沉降降及及不不均均匀匀沉沉降降。该该地地的的土土层层为为深深厚厚的的湖湖相相沉沉积积层层，土土的的天天然然含含水水量量高高达达层层为为深深厚厚的的湖湖相相沉沉积积层层，土土的的天天然然含含水水量量高高达达6 65 50 06 65 50 0，液液限限，液液限限5 50 00 0%5 50 00 0%，塑塑性性，塑塑性性指数指数指数指数350 350 350 350，孔隙比为，孔隙比为，孔隙比为，孔隙比为15 15 15 15，具有极高的压缩性。，具有极高的压缩性。，具有极高的压缩性。，具有极高的压缩性。基础工程失败的例子基础工程失败的例子 5土的成因土的成因土是岩石经过风化、剥蚀、破碎、搬运、沉积等过土是岩石经过风化、剥蚀、破碎、搬运、沉积等过程后在不同条件下形成的自然历史的产物程后在不同条件下形成的自然历史的产物搬运、沉积搬运、沉积一、土体的生成一、土体的生成 风化风化岩石岩石地球土土地球气相固相液相+构成土骨架，起主体作用构成土骨架，起主体作用重要影响重要影响土体次要作用次要作用土体三相组成示意图土的组成土的组成土的三相图土的三相图 水水气气 土土 粒粒VaVwVsVvVWa=0WwWsW质量质量体积体积土的物理性质指标确定土的物理性质指标确定WaterAirSoilVaVwVsVvVWa=0WwWsW质量质量体积体积土的重度土的重度 土的密度土的密度=g单位单位:kN/m3 或或 g/cm3单位单位:kN/m3 一般范围一般范围:16 22 kN/m3定义定义:土单位体积的质量土单位体积的质量有时也称有时也称土的天然密度土的天然密度表达式表达式:相关指标相关指标:假设地表面是无限延伸的水平面，在深度假设地表面是无限延伸的水平面，在深度z z水平面上各点的水平面上各点的自重应力相等且均匀地无限分布，任何竖直面和水平面上均无自重应力相等且均匀地无限分布，任何竖直面和水平面上均无剪力存在，故剪力存在，故地基中任意深度地基中任意深度z z处的竖向自重应力就等于单位面处的竖向自重应力就等于单位面积上的土柱重量。积上的土柱重量。土自重应力的计算土自重应力的计算 竖向自重应力竖向自重应力竖向自重应力：竖向自重应力：sz=z 自重应力数值大小与土层厚度成正比自重应力数值大小与土层厚度成正比当地基有多个不同重度的土层组成时，则任意深度处当地基有多个不同重度的土层组成时，则任意深度处的竖向自重应力可按应力叠加的方法求得：的竖向自重应力可按应力叠加的方法求得：天然地面11zzcz cz=z 土体中任意深度处的竖向自重应力等于单位面积上土体中任意深度处的竖向自重应力等于单位面积上土柱的有效重量土柱的有效重量天然地面天然地面z1z2z33 2 1 水位面水位面1 z1 1 z1+2z2 1 z1+2z2+3z3 说明：1.1.地下水位以上土层地下水位以上土层采用天然重度，地下采用天然重度，地下水位以下土层考虑浮水位以下土层考虑浮力作用采用浮重度力作用采用浮重度2.2.非均质土中自重应非均质土中自重应力沿深度呈折线分布力沿深度呈折线分布 土当地基由多个不同重度的土层（成层土）时：土当地基由多个不同重度的土层（成层土）时：（1 1）柔性基础，基础刚度较小，对地基变形没有抵抗能力。地基与基础二）柔性基础，基础刚度较小，对地基变形没有抵抗能力。地基与基础二者变形协调一致，因此基底压力分布均匀，按平均压力考虑。者变形协调一致，因此基底压力分布均匀，按平均压力考虑。(柔性基础基底压力分布柔性基础基底压力分布)例如：油罐例如：油罐 土坝土坝荷载 反力变形地面基底压力分布形式基底压力分布形式荷载 反力变形地面(刚性基础基底压力分布刚性基础基底压力分布)例如：箱形基础例如：箱形基础 混凝土坝混凝土坝（2 2）刚性基础刚度较大，）刚性基础刚度较大，具有抵抗变形的能力，所以具有抵抗变形的能力，所以变形不均匀，出现马鞍形、抛物线形、钟形等。变形不均匀，出现马鞍形、抛物线形、钟形等。式中式中 F Fk k 作用任基础上的竖向力设计值作用任基础上的竖向力设计值(kN)(kN)；G Gk k 基础自重设计值及其上回填土重标准值的总重基础自重设计值及其上回填土重标准值的总重(kN)(kN)；G Gk k=G GAd,Ad,G G 其中为基础及回填土之平均重度，一般取其中为基础及回填土之平均重度，一般取20kN/m20kN/m3 3，但在地下水位以下部分应扣去浮力，即取但在地下水位以下部分应扣去浮力，即取10kN/m10kN/m3 3；d d 基础埋深，必须从设计地基础埋深，必须从设计地 面或室内外平均设计地面算起面或室内外平均设计地面算起(m)(m)；A A 基底面积基底面积(m(m 2 2)，对矩形基础，对矩形基础A Alblb，l l和和b b分别为其的长分别为其的长 和宽和宽 。对于荷载沿长度方向均匀分布的条形基础，取单位长度进行基底平均。对于荷载沿长度方向均匀分布的条形基础，取单位长度进行基底平均压力设计值压力设计值p(kPa)p(kPa)计算，计算，A A改为改为b(m)b(m)，而，而F F及及G G则为基础截面内的相应值则为基础截面内的相应值(kN/m)(kN/m)。1.1.轴心荷载下的基底压力轴心荷载下的基底压力基底压力的简化计算基底压力的简化计算一般情况下，建筑物建造前天然土层在自重作用下的变形早一般情况下，建筑物建造前天然土层在自重作用下的变形早已结束。因此，只有基底附加压力才能引起地基的附加应力和已结束。因此，只有基底附加压力才能引起地基的附加应力和变形。变形。=-轴心荷载时：轴心荷载时：偏心偏心荷载时：荷载时：基底附加压力基底附加压力基底附加压力基底附加压力是考虑基础有一定埋是考虑基础有一定埋置深度，对天然地基而言开挖基槽相置深度，对天然地基而言开挖基槽相当于卸去一部分自重应力，即：当于卸去一部分自重应力，即：czcz=d土具有压缩性荷载作用地基发生沉降荷载大小土的压缩特性地基厚度均匀沉降（沉降量）不均匀沉降（沉降差）建筑物上部结构产生附加应力影响结构物的安全和正常使用土的特点（碎散、三相）沉降具有时间效应沉降速率土的压缩性土的压缩性土压缩的原因固体土颗粒本身被压缩土空隙中水及封闭气体被压缩水和气体从孔隙中被挤出土体在压力作用下体积减小的特性称为土的土体在压力作用下体积减小的特性称为土的压缩性压缩性1 1 1 1、压缩性、压缩性、压缩性、压缩性浅基础的类型浅基础的类型扩展基础扩展基础刚性基础刚性基础柔性基础柔性基础联合基础联合基础条形基础条形基础箱形基础箱形基础独立基础独立基础筏板基础筏板基础十字交叉梁基十字交叉梁基础础壳体基础壳体基础按构造类型按构造类型适用于多层民用建筑和轻型厂房适用于多层民用建筑和轻型厂房(一一)无筋扩展基础无筋扩展基础(刚性基础）刚性基础）1 1）砌筑材料：砌筑材料：砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三和土砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三和土砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三和土砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三和土2 2）受力特点：）受力特点：抗压性能好，抗拉、抗剪能力差抗压性能好，抗拉、抗剪能力差抗压性能好，抗拉、抗剪能力差抗压性能好，抗拉、抗剪能力差3 3）结构特点：）结构特点：优点：稳定性好，施工方便，能承受较大荷载优点：稳定性好，施工方便，能承受较大荷载优点：稳定性好，施工方便，能承受较大荷载优点：稳定性好，施工方便，能承受较大荷载 缺点：自重大，当持力层应力小且厚缺点：自重大，当持力层应力小且厚缺点：自重大，当持力层应力小且厚缺点：自重大，当持力层应力小且厚4 4）构造：）构造：满足满足满足满足台阶宽高比允许值（刚性角）台阶宽高比允许值（刚性角）台阶宽高比允许值（刚性角）台阶宽高比允许值（刚性角）的要求的要求的要求的要求地基反力地基反力刚性基础受力破坏简图刚性基础受力破坏简图用途：多用于低层建筑的墙下基础；用途：多用于低层建筑的墙下基础；在寒冷而又潮湿的地区采用不理想。在寒冷而又潮湿的地区采用不理想。优点：可就地取材，建筑方便；优点：可就地取材，建筑方便；缺点：强度低且抗冻性差。缺点：强度低且抗冻性差。要求：砖强度要求：砖强度MU10MU10，砂浆强度，砂浆强度M5M5；大放脚：砖基础剖面一般砌成阶梯形，大放脚：砖基础剖面一般砌成阶梯形，通常称为大放脚。通常称为大放脚。1 1、砖基础、砖基础2 2、毛石基础、毛石基础要求：强度等级要求：强度等级MU20的毛石，砂浆强的毛石，砂浆强 度度 M5砌筑而成。砌筑而成。优点：抗冻性比较好，在寒冷地区可用于优点：抗冻性比较好，在寒冷地区可用于 6层以上的建筑；层以上的建筑；(二二)扩展基础扩展基础(柔性基础）柔性基础）定义：定义：当上部结构荷载较大而地基土较软弱时当上部结构荷载较大而地基土较软弱时受力性能：受力性能：抗弯和抗剪性能良好抗弯和抗剪性能良好 ，耐久性和抗冻性都较理想，耐久性和抗冻性都较理想 墙下钢筋混凝土条形基础墙下钢筋混凝土条形基础(a)无肋式无肋式 (b)有肋式有肋式(a)(b)1 1、墙下钢筋混凝土条形基础、墙下钢筋混凝土条形基础2 2、柱下独立基础、柱下独立基础柱下独立基础(a)阶梯形基础；(b)锥形基础；(c)杯形基础定定 义：义：独立基础是柱下基础的的基本形式独立基础是柱下基础的的基本形式受力性能：受力性能：抗弯和抗剪性能良好抗弯和抗剪性能良好 ，耐久性和抗冻性，耐久性和抗冻性 都较理想都较理想(a)(b)(c)（三）柱下钢筋混凝土条形基础（三）柱下钢筋混凝土条形基础柱子基础顶下部受力钢筋翼板上部受力钢筋梁肋腰筋50ldldld应用条件：应用条件：当柱承受荷载较大而当柱承受荷载较大而地基土软弱，采用地基土软弱，采用柱柱下独立基础，基础低下独立基础，基础低面积大的几乎昏相连面积大的几乎昏相连接。接。在框架结构中采用。在框架结构中采用。联合基础联合基础 当为了满足地基土的强度要求，必须扩大基础平面尺寸，当为了满足地基土的强度要求，必须扩大基础平面尺寸，与相邻的单个基础在平面上相接甚至重叠时，则可将它们连在与相邻的单个基础在平面上相接甚至重叠时，则可将它们连在一起成为联合基础。一起成为联合基础。（四）柱下十字交叉基础（四）柱下十字交叉基础应用条件：应用条件：对于荷载较大的高层建筑，如果地基软弱土且在两个方向分对于荷载较大的高层建筑，如果地基软弱土且在两个方向分布不均，需要基础纵横两向都有一定的抗弯刚度来调整基础布不均，需要基础纵横两向都有一定的抗弯刚度来调整基础的不均匀沉降。的不均匀沉降。（五）筏形基础（五）筏形基础 平板式平板式 梁板式梁板式 应用条件：应用条件：对于地基很软弱，荷载很大，采用十字交叉基础仍不能满足要求；对于地基很软弱，荷载很大，采用十字交叉基础仍不能满足要求；或相邻基础距离很小，或设置地下室时，可把基础底板做成一个或相邻基础距离很小，或设置地下室时，可把基础底板做成一个整体的等厚度的钢筋混凝土板，形成无梁式筏形基础。整体的等厚度的钢筋混凝土板，形成无梁式筏形基础。（六）箱型基础（六）箱型基础外墙外墙内墙内墙底板底板顶板顶板柱柱概念：概念：当柱荷载很大，地当柱荷载很大，地基又特软弱，基础基又特软弱，基础可作成由钢筋混凝可作成由钢筋混凝土底板、顶板、侧土底板、顶板、侧墙及纵横墙组成箱墙及纵横墙组成箱形基础。形基础。优点：整体性好，优点：整体性好，抗弯刚度大且空腹抗弯刚度大且空腹埋深等特点。埋深等特点。概念概念1 1 1 1、基础埋置深度、基础埋置深度、基础埋置深度、基础埋置深度基础底面至设计地面（一般指室外地面）的距离。基础底面至设计地面（一般指室外地面）的距离。基础底面至设计地面（一般指室外地面）的距离。基础底面至设计地面（一般指室外地面）的距离。2 2、基础埋深选择的意义、基础埋深选择的意义是确定对建筑物的安全和正常使用以及对施工工期、是确定对建筑物的安全和正常使用以及对施工工期、造价影响较大。造价影响较大。基础的埋置深度的确定基础的埋置深度的确定一、工程地质和水文地质条件一、工程地质和水文地质条件应该从两方面进行考虑：应该从两方面进行考虑：1 1、合理选择持力层；合理选择持力层；2 2、考虑地下水的水位和水质。、考虑地下水的水位和水质。影响基础埋深的因素影响基础埋深的因素 二、建筑物用途及基础构造建筑物用途及基础构造1 1、当有地下室、设备基础和地下设施时，往往要求加大基础埋深；、当有地下室、设备基础和地下设施时，往往要求加大基础埋深；2 2、基础的形式和构造有时也对基础埋深起决定作用。、基础的形式和构造有时也对基础埋深起决定作用。基础埋置地表以下的最小埋深为基础埋置地表以下的最小埋深为0.5m,0.5m,且基础顶面至少应低于室外地面且基础顶面至少应低于室外地面0.1m0.1m。三、作用在地基上的荷载大小和性质三、作用在地基上的荷载大小和性质1 1、对于同一土层而言，荷载小的基础可能是良好的持力层；、对于同一土层而言，荷载小的基础可能是良好的持力层；2 2、承受较大水平荷载（如输电塔）需要较大的基础埋深；、承受较大水平荷载（如输电塔）需要较大的基础埋深；3 3、对于饱和的细粉沙土层，不宜作为承受振动荷载用的基础持力层。、对于饱和的细粉沙土层，不宜作为承受振动荷载用的基础持力层。相邻建筑物间的基础埋深相邻建筑物间的基础埋深 1-1-原有基础原有基础 ；2-2-新基础新基础1HL(12)H2 四、相邻建筑物的基础埋深四、相邻建筑物的基础埋深1 1、一般新建筑物基础埋深不宜大于相邻原基础的基础。一般新建筑物基础埋深不宜大于相邻原基础的基础。2 2、当必须深于原基础时，两基础之间应有一定净距，数值根据原有、当必须深于原基础时，两基础之间应有一定净距，数值根据原有建筑荷载大小和土质情况确定。一般取两相邻地面高差的建筑荷载大小和土质情况确定。一般取两相邻地面高差的1 12 2倍。倍。3 3、当墙下条形基础有不同埋深时，应沿基础纵向做成台阶形，并由、当墙下条形基础有不同埋深时，应沿基础纵向做成台阶形，并由深到浅过渡。深到浅过渡。基础底面尺寸的确定基础底面尺寸的确定一、作用在基础上的荷载一、作用在基础上的荷载计算作用在基础底面的总荷载时，应计算作用在基础底面的总荷载时，应从建筑物的檐口（屋顶）开始计算从建筑物的檐口（屋顶）开始计算计算屋计算屋面恒载面恒载和活载和活载由上至下房屋各层由上至下房屋各层结构（梁、板）自结构（梁、板）自重及楼面活载重及楼面活载墙和柱的自重墙和柱的自重最后加上基础最后加上基础自重和基础上自重和基础上的土重的土重G Gk k在墙或柱的在墙或柱的承载面以内承载面以内的总和的总和就是上部结构就是上部结构传至基础底面传至基础底面的竖向力值的竖向力值F Fk k+=+(a)(a)外墙或外柱外墙或外柱 室外设计地面室外设计地面室内设计地面室内设计地面室内外平均标高室内外平均标高HFK(b)(b)内墙或内柱内墙或内柱 天然地面天然地面室内设计地面室内设计地面HFK二、中心荷载作用下的基础二、中心荷载作用下的基础1 1、柱下独立基础、柱下独立基础在中心荷载作用下，基础底面上的平均压力应小在中心荷载作用下，基础底面上的平均压力应小于或等于修正后的地基承载力特征值，即于或等于修正后的地基承载力特征值，即由此可得基础底面积为：由此可得基础底面积为：矩形基础矩形基础2 2、墙下条形基础、墙下条形基础墙下条形基础通常沿墙纵向单位长度（墙下条形基础通常沿墙纵向单位长度（l=1ml=1m）为计算）为计算单元，单元，Fk Fk 为每延长米的荷载，则条形基础宽度为：为每延长米的荷载，则条形基础宽度为：如果计算带有窗口的墙下基础时，应取一个开间为荷如果计算带有窗口的墙下基础时，应取一个开间为荷载计算单元。载计算单元。（二）偏心荷载作用（二）偏心荷载作用基础在偏心荷载作用下，基底净基础在偏心荷载作用下，基底净反力一般呈梯形分布，如图：反力一般呈梯形分布，如图：计算基底偏心距计算基底偏心距 基底边缘处的最大和最小净基底边缘处的最大和最小净反力反力桩基础桩基础桩体桩体桩基础桩基础（桩基）（桩基）连接桩顶连接桩顶的承台的承台低桩承台低桩承台高桩承台高桩承台当承台底面当承台底面低于地下地低于地下地面以下时面以下时低承台桩基础低承台桩基础高承台桩基础高承台桩基础当承台底面当承台底面高于地面时高于地面时相应基础相应基础相应基础相应基础低承台桩基础低承台桩基础高承台桩基础高承台桩基础桩基础的类型按承载性状分类按承载性状分类摩擦型桩摩擦型桩端承型桩端承型桩桩侧和桩端阻力的大小以及它们分担荷载的比例有很大差异原由原由按照不同的标准对建筑桩基础分类，是为了全面地认识桩基础，以便在桩基础按照不同的标准对建筑桩基础分类，是为了全面地认识桩基础，以便在桩基础的设计与施工中根据不同的条件和要求，选择不同的桩型和成桩工艺。的设计与施工中根据不同的条件和要求，选择不同的桩型和成桩工艺。按桩身材料分类按桩身材料分类（1）混凝土桩预制桩预制桩灌注桩灌注桩（2）钢桩（3）组合材料桩现场采用机械或人工挖掘成孔，现场采用机械或人工挖掘成孔，就地浇灌混凝土成桩。就地浇灌混凝土成桩。工厂或现场预制成型的混凝土桩工厂或现场预制成型的混凝土桩主要有钢管桩和主要有钢管桩和H H型钢桩型钢桩借用两种材料组合成的桩借用两种材料组合成的桩（四）按成桩方法分类（四）按成桩方法分类根据成桩方法和挤土效应根据成桩方法和挤土效应非挤土桩非挤土桩部分挤土桩部分挤土桩挤土桩挤土桩按桩径大小分类按桩径大小分类（1 1）小桩：）小桩：d250mmd250mm；（2 2）中等直径桩：）中等直径桩：250mm250mmd d800mm800mm（3 3）大直径桩：）大直径桩：d d800mm800mm桩的施工工艺简介桩的施工工艺简介（一）预制桩（一）预制桩1 1、预制桩种类、预制桩种类（1 1）钢筋混凝土桩）钢筋混凝土桩（2 2）预应力钢筋混凝土桩）预应力钢筋混凝土桩（3 3）钢桩）钢桩2 2、预制桩的施工工艺、预制桩的施工工艺（1 1）锤击式）锤击式（2 2）静压式）静压式（3 3）振动式）振动式在工厂（或者现场）预制成桩以后再运至现场，在设计桩在工厂（或者现场）预制成桩以后再运至现场，在设计桩位处以沉桩机械沉至地基土中设计深度的施工方法的桩位处以沉桩机械沉至地基土中设计深度的施工方法的桩