1、1. 地基基础的设计原则,内容提要,地基基础设计原则 地基常见类型 常用基础类型 地基-基础-上部结构共同工作 概念,设计等级（安全等） 设计状况（持久、短暂及偶然） 设计任务 基础结构作用效应分析 基础结构抗力及其他性能分析（按两种极限状态、最不利荷载组合）,1.1 概 述,概率极限设计法与极限状态设计原则 极限状态 承载能力极限状态 正常使用极限状态 地基基础设计原则p fa 原则（承载力验算）ss原则（变形验算） 基础结构强度、刚度和耐久性的要求 经常承受水平荷载的高层建筑、构筑物以及基坑工程的稳定性验算等,1.2 地基基础设计原则,地基基础设计资料 上部结构资料设计时所采用的荷载效应最
2、不利组合与相应的抗力或限值应符合相应规范的有关规定 岩土工程勘察资料 原位测试资料地基承载力、单桩竖向承载力以及地基压缩模量和变形模量的原位测试报告等,1.2 地基基础设计原则,1.3 地基类型,天然地基 土质地基 岩石地基 特殊土地基 人工地基若天然地基软弱，承载力和变形不能满足设计要求时，需对其进行加固处理的(如排水固结法等处理)地基。 复合地基由两种不同强度的介质（如软土中加入水泥）组成的人工地基。,柱下单独基础 墙下单独基础,十字 交叉梁基础,梁板或平板 式筏形基础,柱下条形基础 墙下条形基础,桩基础 沉井基础 沉箱基础,1.4 基础类型,箱形 基础,图1.1 柱下单独基础,1.4 基
3、础类型,图1.2 墙下单独基础,1.4 基础类型,图1.3 柱下条形基础,1.4 基础类型,图1.4 墙下无筋扩展条形基础,1.4 基础类型,图1.5 十字交叉梁基础,1.4 基础类型,图1.6 箱形基础 （由顶、底板与内、外墙等组成、并由钢筋砼整浇而成空间整体结构）,1.4 基础类型,基桩直径2.2m,长度80m,钻孔长度近90m,1.4 基础类型,图1.7 某公路大桥主桥南塔的桩基础,井筒状的结构物 在井壁的围护下从井内挖土 在自重作用下逐渐下沉 封底封顶形成的深基础,1.4 基础类型,图1.8 沉井基础,图1-9 共 同 工 作 概 念,地基基础上部结构,图1.9不均匀沉降引起砌体开裂,
4、1.5 地基、基础与上部结构共同工作,图 1.10 地基、基础、上部结构的常规分析简图,1.5.1 共同工作的概念上部结构刚度的影响,上部结构为绝对刚性，将约束基础变形，仅在支座间发生局部弯曲,上部结构为完全柔性，对基础变形约束作用很小，基础产生整体弯曲,图1.11 上部结构刚度影响示意图,1.5.2 地基与基础的相互作用,柔性基础，随地基变形而任意弯曲，基底反力分布与基础上荷载分布相同，无力调整基底的不均匀沉降,刚性基础，在荷载作用下基础不产生挠曲，基底平面沉降后仍保持平面，基底反力分布有多种形态,1.5.3 线性变形体的地基计算模型,文克勒地基模型 地基任一点所受的压力强度与该点的地基沉降
5、成正比的假设即,p 土体表面某点单位面积上的压力，kN/m2 s 相应于某点的竖向位移,m k 基床系数，kN/m3,图1.14 文克勒地基模型 （a）弹簧模型； （b）文克勒地基 上的刚性基础,弹性半空间地基模型,r 集中力到计算点的距离 E 弹性材料的弹性模量 弹性材料的泊桑比,将地基土体视为均质弹性半空间体，当其表面作用一集中力P时，其表面任一点的竖向位移：,图1.15 弹性半空间体表面的竖向位移计算 （a）集中荷载；（b）矩形面积均布荷载,1.5.3 线性变形体的地基计算模型,分层地基模型 根据土力学中分层总和法计 算地基沉降：,也可采用数值法计算,图1-16,第i土层的平均附加应力，kN/m2；Hi第i土层的厚度，m； Esi 第i土层的压缩模量，kN/m2n压缩层深度范围内的土层数,图1.16 分层地基模型 (a)基底网格；(b)地基土的计算分层,1.5.3 线性变形体的地基计算模型,
