2–1浅基础设计的基本原理.ppt

基础工程设计原理  第二章 浅基础地基计算 第一节. 概述 第二节 基础工程设计基本原理 第三节 浅基础的类型 第四节 基础的埋置深度 第五节 地基承载力的确定 第六节 地基承载力的验算及基础底面尺寸的确定 第七节 地基的变形验算 第八节 地基基础的稳定性验算 第九节 减轻不均匀沉降危害的措施 第一节. 概述 浅基础设计时应考虑的主要因素 (1) 建筑基础所用的材料及基础的结构型式； (2) 基础的埋置深度； (3) 地基土的承载力； (4)基础的形状和布置，以及与相邻基础、地下构筑物和地下管道的关系； (5) 上部结构类型、使用要求及对不均匀沉降的敏感性； (6) 施工期限、施工方法及所需的施工设备等。 永久荷载G，如结构自重、土压力等； 可变荷载Q，如桥梁路面(或屋面)人、车活荷载、风荷载等。 荷载效应S，SG,SQ ，如内力、变形、裂缝等； 设计基准期 为确定可变荷载代表值而选用的基准时间参数 (按结构的使用要求和重要性程度可以选为5、25、50、100年等) 。 《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)对结构在规定的设计使用年限内应满足下列功能要求:(1)在正常施工和正常使用时能承受可能出现的各种作用;(2)在正常使用时具有良好的工作性能;(3)在正常维护下具有足够的耐久性能;(4)在设计规定的偶然事件发生时及发生后仍能保持必需的整体稳定性。 地基设计时根据地基工作状态应考虑: (1)在长期荷载作用下，地基变形不致造成承重结构的损坏；(2)在最不利荷载作用下，地基不出现失稳定现象。 因此，地基基础设计必须满足的三个基本要求是：（1）地基强度要求；(2)地基变形要求；(3)基础结构的强度、刚度和耐久性要求。 按变形控制设计的原则是地基基础设计的总原则。在设计过程中要正确认识上部结构与地基基础共同作用的特点，以便于安全、可靠、合理地进行地基基础设计工作。 1、地基的极限状态设计 (1)正常使用极限状态/变形极限状态 1）地基变形量 2）地基变形状态/容许承载力法 (2)承载能力极限状态/稳定极限状态 2、结构的可靠度设计 国际标准《结构可靠性总原则》(ISO 2394-1998)对土木工程领域的设计采用了以概率理论和数理统计为基础的极限状态设计方法。我国于80年代开始引入使用，现行的建筑结构设计规范都是按这一方法的要求制订的。其基本思想是： 设S为荷载效应，R为结构抗力，均为r.v.，令Z=R-S为功能函数，则 Z0, 可靠 Z=0，极限(临界)状态 Z0, 失效 若R，S为正态变量，则可以失效概率pf和 可靠指标β的概念可以结合右图给出。 1、地基基础的设计等级 根据地基复杂程度，建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使作的程度，将地基基础设计分为三个设计等级,设计时应根据具体情况,按下表选用。 ?（3）部分设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算，如有下列情况之一时，仍应作变形验算： 1）地基承载力特征值小于130kpa，且体型复杂的建筑； 2）在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时；??3)软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时；??4)相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时；??5)地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。 （4）对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性； （5）基坑工程应进行稳定验算； （6）当地下水埋藏较浅，建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算。 2、地基基础设计所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值规定： ??(1)按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础(或承台底面)上的荷载应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。相应抗力应采用地基(或单桩)承载力特征值。 ?(2)计算地基变形时传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。相应的限值应为地基变形允许值。 (3)计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时,荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合, 但分项系数均为1.0。 (4)在确定基础或桩台高度、支挡结构截面、计算基