基础工程-4基础底面尺寸确定.pptx

1、基础工程基础工程Foundation engineering刘海龙刘海龙2016年年9月月p确定基础底面尺寸时确定基础底面尺寸时首先要满足地基承载力要求：首先要满足地基承载力要求：计算持力层地基土承载力计算持力层地基土承载力软弱下卧层承载力验算软弱下卧层承载力验算其次对部分建筑物，需要考虑地基变形的影响：其次对部分建筑物，需要考虑地基变形的影响：验算变形特征值验算变形特征值调整基础底面尺寸调整基础底面尺寸地基地基计算计算地基地基计算计算根根据据满满足足地地基基承承载载力力的的要要求求，确确定定基基础础底底面面尺尺寸寸时时，要求作用在基础底面处的基地压力满足如下条件：要求作用在基础底面处的基地压

2、力满足如下条件：中心荷载作用：中心荷载作用：偏心荷载作用：偏心荷载作用：地基地基计算计算路路桥桥地地基基规规范范规规定定在在设设计计桥桥梁梁墩墩台台基基础础时时，应应考考虑虑在在修修建建和和使使用用时时期期实实际际可可能能发发生生的的各各项项作作用用力力按按地地基基容容许许承承载载力力进进行行验验算算，不不考考虑虑基基础础底底面面土土体体的嵌固作用：的嵌固作用：地基容许承载力和地基承载力特征值有什么关系？地基容许承载力和地基承载力特征值有什么关系？基底尺寸计算基底尺寸计算p按照地基持力层的承载力计算基底尺寸按照地基持力层的承载力计算基底尺寸中心荷载作用下中心荷载作用下的基础的基础D 0.00

3、mFkGk pk=(Fk+Gk)/Ap将将作作用用在在基基础础上上的的荷荷载载简简化化为为均均匀匀分分布布在在整整个个基基础础底面上的底面上的均布荷载均布荷载（基础底面积（基础底面积A）荷荷载载包包括括上上部部结结构构传传来来的的竖竖向向力力F（相相应应于于作作用用标标准准组组合合时时）以以及及基基础础和和上上覆覆填土的填土的自重自重G基底尺寸计算基底尺寸计算如如近近似似考考虑虑基基础础结结构构与与上上覆覆填填土土平平均均重重量量相相等等，则则自重荷载可以表示为：（注意水位下取浮重度）自重荷载可以表示为：（注意水位下取浮重度）pk=(Fk+Gk)/A基底尺寸计算基底尺寸计算对对于于独独立立基基

4、础础，计计算算得得到到A之之后后，先先选选定定基基础础一一边边尺寸（尺寸（b或者或者l），在计算另一边长，使），在计算另一边长，使A=bl。一般取一般取b/l=1.02.0对对于于条条形形基基础础，Fk为为沿沿长长度度方方向向1m范范围围内内（单单位位长长度度）的的上上部部结结构构传传到到基基础础顶顶部部的的竖竖向向应应力力（相相当当于上式中于上式中l=1m）地基承载力验算地基承载力验算地基承载力特征值地基承载力特征值基础底面尺寸基础底面尺寸满足承载力要求满足承载力要求根据尺寸修正根据尺寸修正如何设计？如何设计？地基承载力验算地基承载力验算p轴心荷载轴心荷载作用地基底面尺寸设计步骤作用地基底面

5、尺寸设计步骤先根据先根据埋深埋深仅进行承载力特征值仅进行承载力特征值fak的的深度修正（即先假深度修正（即先假定定b3m?）。如需要，进行承载力特征值。如需要，进行承载力特征值fak的的深度宽度修正深度宽度修正，重新计算地基承载力特征值，重新计算地基承载力特征值根据新的地基承载力特征值，根据新的地基承载力特征值，重新计算基底宽度重新计算基底宽度b确定基底尺寸确定基底尺寸b和和l，均取，均取100mm倍数倍数地基承载力验算地基承载力验算某独立基础，按荷载效应标准组合计算传至基础顶面竖向力某独立基础，按荷载效应标准组合计算传至基础顶面竖向力Fk=2800kN，基础埋深，基础埋深3m，地基土四层，地

6、勘参数如图，不考，地基土四层，地勘参数如图，不考虑地下水影响。设计基础底面积虑地下水影响。设计基础底面积地基承载力验算地基承载力验算首先根据设计埋深对地基承载力进行深度修正，初步计算地基首先根据设计埋深对地基承载力进行深度修正，初步计算地基承载力特征值：承载力特征值：持力层为细砂，查承载力修正系数表（持力层为细砂，查承载力修正系数表（7.10）可以得到）可以得到基础范围内地基土的加权平均重度为：基础范围内地基土的加权平均重度为：这里仅对深度进行修正，不考虑基础宽度这里仅对深度进行修正，不考虑基础宽度b的影响，先取的影响，先取b=3进进行计算，根据公式：行计算，根据公式：地基承载力验算地基承载力

7、验算初步计算基础底面积初步计算基础底面积A：（需要注意：（需要注意rg取值）取值）假设采用正方形基础，假设采用正方形基础，b=l=3.2m3m，地基承载力还需要重新，地基承载力还需要重新根据宽度进行修正（同样注意公式中根据宽度进行修正（同样注意公式中r和和rm区别）区别）重新计算基础底面积：重新计算基础底面积：地基承载力验算地基承载力验算考虑基础底面尺寸一般应为考虑基础底面尺寸一般应为100mm的倍数，可以选取基础边长的倍数，可以选取基础边长b=l=3.2m，此时：，此时：可认为基础满足承载力要求可认为基础满足承载力要求基底尺寸计算基底尺寸计算p按照地基持力层的承载力计算基底尺寸按照地基持力层

8、的承载力计算基底尺寸偏心荷载作用下偏心荷载作用下的基础的基础D 0.00 mFkGkp将作用在基础上的荷载简化为将作用在基础上的荷载简化为线形分布荷载线形分布荷载Mk偏心距抵抗距leNel/6:三角形三角形b：垂直于力矩作用方向的基础底面边长：垂直于力矩作用方向的基础底面边长以条形基础为例以条形基础为例a地基承载力验算地基承载力验算p偏心荷载偏心荷载作用地基底面尺寸设计步骤作用地基底面尺寸设计步骤先根据先根据埋深埋深仅进行承载力特征值仅进行承载力特征值fak的的深度修正，初步深度修正，初步计算计算地地基承载力基承载力按轴心荷载作用计算按轴心荷载作用计算基础底面面积，基础底面面积，增大增大10%

9、40%作为初步作为初步的基础底面面积的基础底面面积初步初步确定确定基底长边基底长边l和短边和短边b（l/b=12）根据根据短边短边b，是否需进行地基承载力，是否需进行地基承载力宽度修正宽度修正，如需要，进行，如需要，进行修正，重复上面计算修正，重复上面计算计算偏心距计算偏心距e和基底最大压力和基底最大压力pmax，进行承载力验算，进行承载力验算 pkmax 1.2fa el/6如上述条件不满足，如上述条件不满足，增大基础底面尺寸增大基础底面尺寸，重新计算，至满足，重新计算，至满足要求要求地基承载力验算地基承载力验算某柱基础，基础顶面竖向力某柱基础，基础顶面竖向力Fk=1600kN，Mk=400

10、kN*m，水平，水平荷载荷载Vk=50kN。地基土分三层，表层人工填土，天然重度。地基土分三层，表层人工填土，天然重度17.2kN/m3，层厚，层厚0.8m；第二层为粉土，天然重度；第二层为粉土，天然重度17.7kN/m3，层层厚厚1.2 m；第三层为黏土，孔隙比；第三层为黏土，孔隙比e=0.85，液性指数，液性指数I=0.6，天，天然重度然重度18kN/m3，fak=197kPa，层厚，层厚8.6m，基础埋深，基础埋深d=2m，位于第三层黏土顶面，设计该柱基础地面尺寸位于第三层黏土顶面，设计该柱基础地面尺寸1600地基承载力验算地基承载力验算首先根据设计埋深对地基承载力进行深度修正，初步计算

11、地基首先根据设计埋深对地基承载力进行深度修正，初步计算地基承载力特征值：承载力特征值：持力层持力层为黏土，孔隙比为黏土，孔隙比e=0.85，查，查承载力修正系数表（承载力修正系数表（7.10）可）可以得到以得到基础范围内地基土的加权平均重度为：基础范围内地基土的加权平均重度为：这里仅对深度进行修正，不考虑基础宽度这里仅对深度进行修正，不考虑基础宽度b的影响，先取的影响，先取b=3进进行计算，根据公式：行计算，根据公式：地基承载力验算地基承载力验算先按照中心荷载作用来初步计算基础底面积先按照中心荷载作用来初步计算基础底面积A0：（需要注意：（需要注意rg取值）取值）考虑偏心荷载的不利影响，加大基

12、础底面积考虑偏心荷载的不利影响，加大基础底面积10%，得到：，得到：取基础长边取基础长边l=3.2m，短边，短边b=3m，则基础面积为，则基础面积为9.6m2计算基础底面边缘最大压力：计算基础底面边缘最大压力：地基承载力验算地基承载力验算验算地基承载力：验算地基承载力：不满足要求，需要重新设计基础底面尺寸不满足要求，需要重新设计基础底面尺寸继续加大继续加大基础底基础底面积至面积至20%，得到：，得到：取基础长边取基础长边l=3.6m，短边，短边b=3m，则基础面积为，则基础面积为10.8m2地基承载力验算地基承载力验算再次计算基础底面边缘最大压力，并验算地基承载力：再次计算基础底面边缘最大压力

13、，并验算地基承载力：验算地基承载力：验算地基承载力：满足要求满足要求Pk0）软弱下卧层承载力验算软弱下卧层承载力验算修正地基承载力，查表修正地基承载力，查表7.10，得到：，得到：b=2.63，取，取b=3m，根据修正公式：，根据修正公式：满足满足因此持力层承载力满足要求因此持力层承载力满足要求2、软弱下卧层承载力验算：、软弱下卧层承载力验算：根据根据 查表查表7.19得：得：软弱下卧层承载力验算软弱下卧层承载力验算下卧层顶面附加应力：下卧层顶面附加应力：下卧层顶面土体自重应力：下卧层顶面土体自重应力：分析下卧层承载力，下卧层为淤泥质土，查表分析下卧层承载力，下卧层为淤泥质土，查表7.10得到

14、：得到：下卧层顶部土平均容重：（注意水位）下卧层顶部土平均容重：（注意水位）软弱下卧层承载力验算软弱下卧层承载力验算按深度修正下卧层顶面地基承载力：按深度修正下卧层顶面地基承载力：验算下卧层承载力满足：验算下卧层承载力满足：p pz+pc z f az综综上，基础尺寸及埋深满足地基及软弱下卧层承载力要求上，基础尺寸及埋深满足地基及软弱下卧层承载力要求 软弱下卧层承载力验算软弱下卧层承载力验算本例总结本例总结q持力层承载力验算持力层承载力验算持力层承载力特征值计算持力层承载力特征值计算（宽度深度修正）（宽度深度修正）基底压力计算基底压力计算比较比较q下卧层承载力验算下卧层承载力验算下卧层承载力特征值计算下卧层承载力特征值计算（深度修正）（深度修正）基底附加应力计算基底附加应力计算下卧层顶面附加应力计算下卧层顶面附加应力计算下卧层顶面自重应力计算下卧层顶面自重应力计算比较比较作业作业p简答题简答题教材教材P207 计算计算题题7.4、7.5