《土力学与基础工程》课程授课教案（讲义）第七章 浅基础设计 7.7 扩展基础设计

§7.7扩展基础设计 1基本概念 扩展基础：建筑地基基础设计规范(GBJ50007-2002)规定：扩展基础系指柱下 钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础。 2设计内容 ()由满足地基承载力的强度条件和构造要求确定基础底板尺寸和剖面尺寸 (2)进行基础内力计算：M、V (3)对基础高度进行验算 配筋计算 (⑤)根据计算结果和构造要求按结构制图标准绘制基础设计大样图。 2.1墙下钢筋砼基础设计 当建设场地地基承载力小，上部结构传来荷载较大时，要满足地基强度条件， 基础尺寸必然要加大。若采用刚性基础，基础必然有一部分外露地表。在基础尺 寸要加大 同时基础又要浅埋的情况下，就要采用扩展基础方案 2.1.1适用条件：地基士软弱≤100kPa:基础宽度较大时，一般采用无肋的板 式基础 2.1.2构造要求：按《钢筋混凝土结构构造手册》 (1)基出高度H≥(17一1/8)h日大干300mm (2)关于基础底板的截面形状等厚、变厚：且板的边缘厚度≥150mm:坡度=13 (3)关于横向受力钢筋： 当混凝土为C15采用中8~中16，间距不大于200mm,小于100mm 当混凝土为C20采用二级钢筋直径（Φ8-中16）、间距同上 (4)纵向分布钢筋按构造配置，采用中6中8，间距≤250(300) (⑤)当建设场地地基土软弱时，有不均匀或沿基础纵向荷载分布不均匀时，为了抵 抗不均匀沉降，加强条形基础的纵向抗弯能力，可做有纵肋的板式条形基础。 具体要求： 纵肋宽度：墙厚加100、肋宽>350，采用四肢箍筋：肋宽>800，采用六肢箍筋 箍筋间距：中6-中8，间距为200-400 纵肋内的纵向受力钢筋，按构造要求配置双筋，配筋率≥0.2% (6)垫层采用素混凝士 丸 C10,厚100 (7)钢筋保护层厚度：有垫层时as≥35mm:无垫层时as≥70mm。 2.13设计步骤 (1)确定基础宽度：取1m长为计算单元 A轴压A≥Fk/fa-Ycd B偏压 n=p1+）s12 pminx=(F+G)(1-6e/l)/A0 pma+Pminx≤f/2 (2)确定底板高度H:底板高度由抗剪强度确定 V≤0.07fehm V一为剪力设计值[为在pn作用下，基础底板内产生的剪力V,其值在图中11截 面处（悬臂板“支座"）最大]kNm):V=pb1

§7.7 扩展基础设计 1 基本概念 扩展基础：建筑地基基础设计规范（GBJ50007-2002）规定：扩展基础系指柱下 钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础。 2 设计内容 ⑴由满足地基承载力的强度条件和构造要求确定基础底板尺寸和剖面尺寸 ⑵进行基础内力计算：M、V ⑶对基础高度进行验算 ⑷配筋计算 ⑸根据计算结果和构造要求按结构制图标准绘制基础设计大样图。 2.1 墙下钢筋砼基础设计 当建设场地地基承载力小，上部结构传来荷载较大时，要满足地基强度条件， 基础尺寸必然要加大。若采用刚性基础，基础必然有一部分外露地表。在基础尺 寸要加大，同时基础又要浅埋的情况下，就要采用扩展基础方案。 2.1.1 适用条件：地基土软弱 fk≤100kPa；基础宽度较大时，一般采用无肋的板 式基础 2.1.2 构造要求：按《钢筋混凝土结构构造手册》 ⑴基础高度 H≥(1/7～1/8)b 且大于 300mm ⑵关于基础底板的截面形状 等厚、变厚；且板的边缘厚度≥150mm；坡度=1/3 ⑶关于横向受力钢筋： 当混凝土为 C15 采用φ8~φ16，间距不大于 200mm，小于 100mm 当混凝土为 C20 采用二级钢筋直径（φ8~φ16）、间距同上 ⑷纵向分布钢筋按构造配置，采用φ6~φ8，间距≤250（300） ⑸当建设场地地基土软弱时，有不均匀或沿基础纵向荷载分布不均匀时，为了抵 抗不均匀沉降，加强条形基础的纵向抗弯能力，可做有纵肋的板式条形基础。 具体要求： 纵肋宽度：墙厚加 100、肋宽＞350，采用四肢箍筋；肋宽＞800，采用六肢箍筋 箍筋间距：φ6~φ8，间距为 200~400 纵肋内的纵向受力钢筋，按构造要求配置双筋，配筋率≥0.2% ⑹垫层采用素混凝土垫层，C10，厚 100 ⑺钢筋保护层厚度：有垫层时 as≥35mm；无垫层时 as≥70mm。 2.1.3 设计步骤 ⑴确定基础宽度：取 1m 长为计算单元 A 轴压 A≥Fk/fa-γGd B 偏压 pminx=(F+G)（1-6e/l）/A≥0 pmax+pminx≤fa/2 ⑵确定底板高度 H：底板高度由抗剪强度确定 V≤0.07fch0l V—为剪力设计值[为在 p n 作用下,基础底板内产生的剪力 V,其值在图中 1-1 截 面处(悬臂板“支座”)最大](kN/m)：V = pnb 1 a k k f b e p p 1.2 6 max 1        = +

在净反力作用下，基础受力情况犹如倒置的悬臂板 净反力：基出和回填土立生的基底压力与相应的地基反力正好相抵消。即基 础和回填土本身不产生内力。所以在基础内力计算时，只考虑净反力的影响， (3)关于验算截面位置的取值 墙体为混凝土结构验算截面【距基础边缘的距离(m) 墙体为砖墙时验算截面的位置即计算跨度：b=a+0.06m (4)计管最不利截面位胃的内力：轴压、偏压 (6)计算基础的有效高度：钢筋保护层厚度（有垫层35mm、无垫层70mm) 基础底板厚度应满足混凝土的抗剪条件 (6)基础底板配筋计算：受力筋沿宽度b方向放置，沿墙长度方向设分布筋，且放 在受力筋的上面。受力筋用I、Ⅱ级钢筋，中≥8mm,100mm≤@3000时，钢筋长度应采用0.91并交错排列。 其它规定 ()阶梯形基础的阶高、阶数、阶宽： 阶高：一般为300-500mm 阶数：阶数与基础高度有关： 且≤3当H≤500时：为一阶 500<H≤900时：为两阶 00<H时：为 阶宽按以下规定注意：阶高与阶宽均采用100的模数， (2)推形基础构造 基础下阶边缘厚度的规定：200<h≤500 锥形基础的坡度角25≤a<35 (3)杯口基础构造 A杯口形式：单杯口一预制柱截面：矩形、工字形 双杯口一当柱为双肢柱时也可采用双杯口形式 B柱的插入深度：应满足柱内纵向钢筋的锚固长度的要求

在净反力作用下，基础受力情况犹如倒置的悬臂板 净反力：基础和回填土产生的基底压力与相应的地基反力正好相抵消。即基 础和回填土本身不产生内力。所以在基础内力计算时，只考虑净反力的影响。 ⑶关于验算截面位置的取值： 墙体为混凝土结构验算截面Ⅰ距基础边缘的距离（m） 墙体为砖墙时验算截面的位置即计算跨度：b=a+0.06m ⑷计算最不利截面位置的内力：轴压、偏压 ⑸计算基础的有效高度：钢筋保护层厚度（有垫层 35mm、无垫层 70mm） 基础底板厚度应满足混凝土的抗剪条件 ⑹基础底板配筋计算：受力筋沿宽度 b 方向放置，沿墙长度方向设分布筋，且放 在受力筋的上面。受力筋用Ⅰ、Ⅱ级钢筋，φ≥8mm,100mm≤＠＜200mm.计 算出的受力筋是 1 米长度上的钢筋截面面积总和。 则每米墙长的受力钢筋截面面积为：As 2.2 柱下钢筋混凝土扩展基础设计 2.2.1 概念 2.2.2 构造要求 一般规定 A 类型 ⑴按施工工艺分：现浇、预制 ⑵按断面形状分：阶梯、锥形、杯口 B 材料：混凝土：C15、C20 钢筋：Ⅰ、Ⅱ 垫层厚：100 C 基础顶面或基础梁顶面的标高应低于设计地面 100 D 基础底板受力钢筋的保护层厚度：As（有垫层 35mm、无垫层 70mm） E 底板尺寸 ⑴轴压：方形，边长取 100 的模数 ⑵偏压：矩形 l=nb ；取 1.5～2，最大不超过 3。边长同样也是 100 的模数 F 构造钢筋：基础底板的构造钢筋时应采用φ10~φ12，间距为 200mm 的钢筋网。 G 底板边长＞3000 时，钢筋长度应采用 0.9l 并交错排列。 其它规定 ⑴阶梯形基础的阶高、阶数、阶宽： 阶高：一般为 300~500mm 阶数：阶数与基础高度有关； 且≤3 当 H≤500 时；为一阶 500＜H≤900 时；为两阶 900＜H 时；为三阶 阶宽按以下规定注意：阶高与阶宽均采用 100 的模数。 ⑵锥形基础构造 基础下阶边缘厚度的规定： 200＜h ≤500 锥形基础的坡度角 25°≤a＜35° ⑶杯口基础构造 A 杯口形式：单杯口—预制柱截面；矩形、工字形、 双杯口—当柱为双肢柱时也可采用双杯口形式 B 柱的插入深度：应满足柱内纵向钢筋的锚固长度的要求

C为了增加柱的稳定性：要求h1≥0.05l: 纵向钢筋的锚固长度：I级钢筋ld=30d Ⅱ级钢筋ld=40d Ⅲ级钢筋ld=50d D关于杯底、杯臂的厚度要求，按构造要求设计 2.23现浇柱与基础的连接 (1)基础顶面尺寸为便于模板搁置比柱截面每边大50 (2)插筋的数量与种类 插筋与箍筋共同组成骨架，竖立于基础底板的钢筋网上 当基础高度H较大时，仅将四角的钢筋伸至基 础底板钢 筋网上，其余插筋只锚固于基础顶面下钢筋1倍的锚固长 度处。 轴心、小偏心受压H≥1200 大偏心受压H≥1400 3)基础中的插筋搭接位置按下列规定设置 按构造要求，设置两道箍筋。顶面下100处一道，插筋下端处设一道。 a当基础顶面距地面小于1.5m时，插筋搭接位置在基础顶面处。 b当基础项面至地面的距离时，大于15m而小于3m时：插筋搭接位 置应在地面标高下150mm处注意：基础内部的两道箍筋的位置。 c当基础顶面距地面距离大于3m时 d插筋搭接位置应在基础顶面处和地面标高下150处 在搭接长度La范围内 箍筋间距≤100，且≤5d(d为纵向钢筋的最小直径) 基础内伸出的插筋与纵向钢筋的搭接根数，应符合下列规定： 4:当o<0.225h插筋与柱内所有纵向钢筋的搭接可在同一个平面上 B: 当偏心距大于0.225倍的柱截面的长边，且柱截面内受力一侧的纵向钢筋根 数为4~8根时：插筋与柱内纵向钢筋应在两个平面上进行搭接。 C:当偏心距大于0.225倍的柱截面的长边，且柱截面内受力一侧的纵向钢筋根 数多于8根时：插筋与柱内纵向钢筋应在3个平面上进行搭接。 2.2.4柱下钢筋混凝土单独基础计算 A基础底面积的确定： 基础底面积由地基承载力计算确定 B基础高度的确定：在设计基础高度时，根据基础的构造要求，初步拟定基础的 高度，进行基础冲切强度验算。 C基础底板配筋计算：在地基反力作用下，柱下单独基础可视为双向挑出并固定 千柱周边的悬臂板

C 为了增加柱的稳定性：要求 h1≥0.05l； 纵向钢筋的锚固长度：Ⅰ级钢筋 ld=30d Ⅱ级钢筋 ld=40d Ⅲ级钢筋 ld=50d D 关于杯底、杯臂的厚度要求，按构造要求设计 2.2.3 现浇柱与基础的连接 ⑴基础顶面尺寸为便于模板搁置比柱截面每边大 50 ⑵插筋的数量与种类：插筋与箍筋共同组成骨架，竖立于基础底板的钢筋网上。 当基础高度 H 较大时，仅将四角的钢筋伸至基础底板钢 筋网上，其余插筋只锚固于基础顶面下钢筋 1 倍的锚固长 度处。 轴心、小偏心受压 H≥1200 大偏心受压 H≥1400 ⑶基础中的插筋搭接位置按下列规定设置 按构造要求，设置两道箍筋。顶面下 100 处一道，插筋下端处设一道。 a 当基础顶面距地面小于 1.5m 时，插筋搭接位置在基础顶面处。 b 当基础顶面至地面的距离时，大于 1.5m 而小于 3m 时：插筋搭接位 置应在地面标高下 150mm 处注意：基础内部的两道箍筋的位置。 c 当基础顶面距地面距离大于 3m 时 d 插筋搭接位置应在基础顶面处和地面标高下 150 处 在搭接长度 La 范围内 箍筋间距≤100，且≤5d（d 为纵向钢筋的最小直径） 基础内伸出的插筋与纵向钢筋的搭接根数，应符合下列规定： A：当 eo＜0.225h 插筋与柱内所有纵向钢筋的搭接可在同一个平面上。 B：当偏心距大于 0.225 倍的柱截面的长边，且柱截面内受力一侧的纵向钢筋根 数为 4~8 根时：插筋与柱内纵向钢筋应在两个平面上进行搭接。 C：当偏心距大于 0.225 倍的柱截面的长边，且柱截面内受力一侧的纵向钢筋根 数多于 8 根时：插筋与柱内纵向钢筋应在 3 个平面上进行搭接。 2.2.4 柱下钢筋混凝土单独基础计算 A 基础底面积的确定：基础底面积由地基承载力计算确定。 B 基础高度的确定：在设计基础高度时，根据基础的构造要求，初步拟定基础的 高度，进行基础冲切强度验算 。 C 基础底板配筋计算：在地基反力作用下，柱下单独基础可视为双向挑出并固定 于柱周边的悬臂板