建筑地基与基础.doc

第10章 建筑地基与基础 本章学习目标： 掌握混凝土的力学性能及各种强度指标，并能指出强度之间的换算关系； 了解土的物理性质和工程分类； 熟悉地基变形与承载力的概念及基本规定； 掌握基础的类型与基本设计原则； 掌握无筋扩展基础的受力特点和构造要求； 掌握柱下钢筋混凝土独立基础的受力特点、设计原理和构造要求； 了解钢筋混凝土筏形基础、箱形基础和桩基础的适用范围、受力特点及构造要求。 10.1 土力学与地基基本知识 任何建筑物都要建造在土层或岩石上。土层受到建筑物全部荷载作用后要产生压缩变形，为了减少建筑物的下沉和保证其稳定，通常将墙或柱与土壤接触部分的断面尺寸适当扩大，以减小土层中的应力。建筑物在地面以下的结构部分称为基础；受到建筑物荷载影响的那部分土层称为地基；将直接与基础接触的土层称为持力层。 地基分天然地基和人工处理地基（换土、复合）。地基和基础属隐蔽工程，它的勘察、设计、施工质量，直接影响建筑物的安危。此外，基础工程费用占建筑总造价比例较大，如钢筋砼结构高层建筑采用筏基、箱基或桩基时，其基础工程费用约占建筑总造价的20%～30%土的工程分类自然界中土的种类不同，其工程性质也不相同。从直观上，可以粗略的把土分成两大类，一类是土体中肉眼可见松散颗粒，颗粒间连结弱，这就是无粘性土（粗粒土）；另一类是颗粒非常细微，颗粒间连结力强，这就是粘土。实际工程中，这种粗略的分类远远不能满足工程的要求，还必须用更能反映土的工程特性的指标来系统分类。影响土的工程性质的主要因素是土的三相组成固体颗粒、液体和气体和土的物理状态，颗粒的粗细、颗粒的级配等。目前，国际、国内土的工程分类法并不统一。 “建筑地基基础设计规范”（GB50007－2002）人工填土。 碎石土 粒径大于2mm的颗粒含量大于50%的土属碎石土。根据粒组含量及颗粒形状，可细分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾、角砾见表8-1。 表1 碎 石 土 的 分 类 名称 颗 粒 形 状 粒 组 的 颗 粒 含 量 漂石 块石 圆形及次圆形为主 棱角形为主 粒径大于200mm的颗粒超过50% 卵石 碎石 圆形及次圆形为主 棱角形为主 粒径大于20mm的颗粒含量超过50% 圆砾 角砾 圆形及次圆形为主 棱角形为主 粒径大于2mm的颗粒含量超过50% 注：分类时应根据粒组含量栏从上到下以最先符合者确定。 砂土 粒径大于2mm的颗粒含量在50%以内，同时粒径大于0.075mm的颗粒含量超过50%的土属砂土。砂土根据粒组含量不同又分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂五类见表-2）。 表 砂 土 的 分 类 名 称 粒 组 的 颗 粒 含 量 砾 砂 粒径大于2mm的颗粒含量占25%～50% 粗 砂 粒径大于0.5mm的颗粒含量超过50% 中 砂 粒径大于0.25mm的颗粒含量超过50% 细 砂 粒径大于0.075mm的颗粒含量超过75% 粉 砂 粒径大于0.075mm的颗粒含量50% 注：分类时应根据粒组含量栏从上到下以最先符合者确定。 3粉土 粒径大于0.075mm的颗粒含量小于50%且塑性指数小于等于10的土属粉土。该类土的工程性质较差，如抗剪强度低，防水性差，粘聚力小等。 4粘性土 粒径大于0.075mm的颗粒含量在50%以内，塑性指数大于10的土属粘性土。根据塑性指数的大小可细分为粘土和粉质粘土如表-3）。 表1-16 粘 性 土 的 分 类 名 称 塑性指数（ ） 粘 土 粉质粘土 人工填土 人工填土根据其组成和成因，可分为素填土、压实填土、杂填土、冲填土。 淤泥淤泥质土红粘土膨胀土湿陷性土 二、地基承载力 6～10m地基承载力地基承载力是指地基土单位面积上所能承受荷载的能力，以kPa计。一般用地基承载力特征值来表述。《建筑地基基础设计规范》（GB5001－2001）规定，地基承载力的特征值是指由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。确定地基承载力的方法有载荷试验法、理论计算法、规范查表法、经验估算法等多种。单一一种方法估算出的地基承载力的值为承载力的基本值，基本值经标准数理统计后可得地基承载力的标准值，经过对承载力标准值进行修正则得到承载力设计值。在工程设计中为了保证地基土不发生剪切破坏而失去稳定，同时也为使建筑物不致因基础产生过大的沉降和差异沉降，而影响其正常使用，必须限制建筑物基础底面的压力，使其不得超过地基的承载力设计值。因此，确定地基承载力是工程实践中迫切需要解决的问题。确定地基承载力设计值的方法 地基承载力的确定，是一个与地基土的性质、建筑