- 相關推薦
巖土工程天然地基上的淺基礎設計
導語：其基礎豎向尺寸與其平面尺寸相當，側面摩擦力對基礎承載力的影響可忽略不計。淺基礎根據結構形式可分為擴展基礎、聯合基礎、柱下條形基礎、柱下交叉條形基礎、筏形基礎、箱形基礎和殼體基礎。
1概述
工程設計都是從選擇方案開始的。地基基礎設計方案有：天然地基或人工地基上的淺基礎;深基礎;深淺結合的基礎(如樁-筏、樁-箱基礎等)。上述每種方案中各有多種基礎類型和做法，可根據實際情況加以選擇。
地基基礎設計是建筑物結構設計的重要組成部分�；A的型式和布置，要合理的配合上部結構的設計，滿足建筑物整體的要求，同時要做到便于施工、降低造價。天然地基上結構比較簡單的淺基礎最為經濟，如能滿足要求，宜優先選用。
本章將討論天然地基上淺基礎設計的各方面的問題。這些問題與土力學、工程地質學、砌體結構和鋼筋混凝土結構以及建筑施工課程關系密切。天然地基上淺基礎設計的原則和方法，也適用于人工地基上的淺基礎，只是采用后一種方案時，尚需對所選的地基處理方法(見第9章)進行設計，并處理好人工地基與淺基礎的相互影響。
1.1.1淺基礎設計的內容
天然地基上淺基礎的設計，包括下述各項內容：
1.選擇基礎的材料、類型，進行基礎平面布置。
2.選擇基礎的埋置深度。
3.確定地基承載力設計值。
4.確定基礎的底面尺寸。
5.必要時進行地基變形與穩定性驗算。
6.進行基礎結構設計(按基礎布置進行內力分析、截面計算和滿足構造要求)。
7.繪制基礎施工圖，提出施工說明。
基礎施工圖應清楚表明基礎的布置、各部分的平面尺寸和剖面。注明設計地面或基礎底面的標高。如果基礎的中線與建筑物的軸線不一致，應加以標明。如建筑物在地下有暖氣溝等設施，也應標示清楚。至于所用材料及其強度等級等方面的要求和規定，應在施工說明中提出。
上述淺基礎設計的各項內容是互相關聯的。設計時可按上列順序，首先選擇基礎材料、類型和埋深，然后逐步進行計算。如發現前面的選擇不妥，則須修改設計，直至各項計算均符合要求且各數據前后一致為止。
為了減輕不均勻沉降的危害，在進行基礎設計的同時，尚需從整體上對建筑設計和結構設計采取相應的措施，并對施工提出具體要求。
1.1.2基礎設計方法
基礎的上方為上部結構的墻、柱，而基礎底面以下則為地基土體�；A承受上部結構的作用并對地基表面施加壓力(基底壓力)，同時，地基表面對基礎產生反力(地基反力)。兩者大小相等，方向相反�；A所承受的上部荷載和地基反力應滿足平衡條件。
地基土體在基底壓力作用下產生附加應力和變形，而基礎在上部結構和地基反力的作用下則產生內力和位移，地基與基礎互相影響、互相制約。進一步說，地基與基礎之間，除了荷載的作用外，還與它們抵抗變形或位移的能力有著密切關系。而且，基礎及地基也與上部結構的荷載和剛度有關。即：地基、基礎和上部結構都是互相影響、互相制約的。
它們原來互相連接或接觸的部位，在各部分荷載、位移和剛度的綜合影響下，一般仍然保持連接或接觸，墻柱底端位移、該處基礎的變位和地基表面的沉降相一致，滿足變形協調條件。上述概念。可稱為地基-基礎-上部結構的相互作用。
為了簡化計算，在工程設計中，通常把上部結構、基礎和地基三者分離開來，分別對三者進行計算：視上部結構底端為固定支座或固定鉸支座，不考慮荷載作用下各墻柱端部的相對位移，并按此進行內力分析;而對基礎與地基，則假定地基反力與基底壓力呈直線分布，分別計算基礎的內力與地基的沉降。
這種傳統的分析與設計方法，可稱為常規設計法。
在這些情況下，按常規設計法計算的結果，與進行地基-基礎-上部結構相互作用分析的差別不大，可滿足結構設計可靠度的要求，并已經過大量工程實踐的檢驗。
基底壓力一般并非呈直線(或平面)分布，它與土的類別性質、基礎尺寸和剛度以及荷載大小等因素有關。在地基軟弱、基礎平面尺寸大、上部結構的荷載分布不均等情況下，地基的沉降喝分力將受到基礎和上部結構的影響，而基礎和上部結構的內力和變位也將調整。
如按常規方法計算，墻柱底端的位移、基礎的撓曲和地基的沉降將各不相同，三者變形不協調，且不符合實際。而且，地基不均勻沉降所引起的上部結構附加內力和基礎內力變化，未能在結構設計中加以考慮，因而也不安全。只有進行地基-基礎-上部結構的相互作用分析，才能合理進行設計，做到既降低造價又能防止建筑物遭受損壞。
目前，這方面的研究工作已取得進展，人們可以根據某些實測資料和借助電子計算機，進行某些結構類型、基礎型式和地基條件的相互作用分析，并在工程實踐中運用相互作用分析的成果或概念。
1.1.3對地基計算的要求
在《建筑地基基礎設計規范》中，根據地基損壞造成建筑物破壞后果(為及人的性命、造成經濟損失、社會影響及修復的可能性)的嚴重性，將建筑物分為三個安全等級。
根據建筑物的安全等級和其它情況，地基基礎計算應按下列要求進行：
1.各級建筑物的基礎底面積均應按地基承載力設計值進行計算。
2.一級建筑物及表7-16所列范圍以外的二級建筑物，應進行變形計算。
3.對經常承受水平荷載作用的高層建筑和高聳結構，以及建造在斜坡上的建筑物，尚應驗算其穩定性。
1.1.4關于荷載取值的規定
按現行國家標準，荷載分為永久荷載、可變荷載和偶然荷載，荷載采用標準值或設計值表達。荷載設計值等于其標準值乘以荷載分項系數。在地基基礎設計中，作用在基礎上的各類荷載及其取值方法，可按下列各項規定或做法選取。
1.上部結構作用在基礎上的永久荷載，其分項系數為1.2，而可變荷載的分項系數為1.4.當采用某些結構分析程序進行電算時，可取永久荷載和可變荷載的綜合分項系數為1.25.
2.按地基承載力確定基礎面積及埋深時，傳至基礎頂面上的荷載應按基本組合的設計值計算。
3.計算地基穩定性(以及滑坡推力)和重力式擋土墻上土壓力時，荷載應按基本組合，但荷載分項系數均為1.0.
4.計算基礎的最終沉降量時，傳至基礎底面上的荷載應按長期效應組合，且不計入風荷載和地震作用，荷載采用標準值。
5.進行基礎截面及配筋計算時，荷載均采用設計值。
6.設計鋼筋混凝土擋土墻結構時，土壓力應按設計值計算，且所取分項系數不小于1.2.
【巖土工程天然地基上的淺基礎設計】相關文章：
地基基礎設計與處理規范08-02
地基與基礎工程考點整理10-12
巖土工程師基礎知識01-23
淺基礎建筑設計方法分析10-15
巖土工程師《基礎知識》考前試題10-26
注冊巖土工程師《公共基礎》考試大綱07-07
巖土工程師《基礎知識》仿真題07-11