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10.3表带基础

如图10.11所示，使用表带基础时，外部立柱的底座不得超出特性线。在外部底脚和相邻的内部底脚之间构造了一个束带梁。束带的作用是抑制由于外部底脚上的偏心载荷而引起的倾覆力。

基脚的基础区域是成比例的，因此两个基础下的轴承压力是均匀且相等的。因此，有必要使两个基脚上的载荷合力穿过两个底座区域的形心。基础间的肩带梁不应与土壤相碰，因此，梁正当下的地面应松动并保持不密实。

为了获得合适的底座尺寸，可能需要进行一些试验设计。参考图10.11，设计的主要步骤如下。

（1）选择一个试验宽度D的矩形外脚，并假设重量W1和W2的基础和Ws的带梁。

（2）绕内柱的中心线稍作移动，以确定外立柱下的反作用力R1。装载量应为可使用性极限状态所需的装载量。从而

(10.5)

图10.11 带梁受力及弯矩的系带基础

Pu=极限状态下净升值压力

弯矩

并求解R1。然后，外部基脚的宽度B为

其中p是安全轴承压力。

（3）将垂直载荷和反作用力相等，以确定内部基础下的反作用力R2。从而

(10.6)

解出R2。然后，方形内立脚的尺寸S为

（4）检查基础上所有负载的合力是否穿过两个底座区域的形心。如果结果离质心太远，则必须重复步骤1至4，直到达成足够的一致为止。

（5）应用与极限状态关联的载荷。因此，修改方程式10.5和10.6，以确定R1和R2的新值。因此，计算该极限状态的轴承压力Pu。可以假设在这种情况下轴承压力也相等且均匀，只要两列的静载荷与施加载荷之比相似。

（6）将内部立脚设计为方形基座，并在两个方向上均弯曲位置。

（7）将外部底脚设计为在一个方向上弯曲并受皮带束支撑的基础。

（8）设计背带梁。如图10.11所示，梁上的最大弯矩发生在零剪切点。梁上的剪切力实际上是恒定的，轻微的减小是由梁的自重引起的。箍筋应以恒定的间距放置，但应延伸到支撑上方的基础中，以形成整体式基础。在梁的顶部需要主抗拉钢，但在梁的底部也应提供加固，以应付梁上的任何不均匀沉降或向下载荷。

10.4带状地基

带状地基用于墙下或一排排较近的圆柱下。即使有可能有单独的基础，挖掘和建造连续基础的模板通常也更简单，更经济。

在倾斜的场地上，地基应构建在水平轴承上，并在必要时踩踏。在步骤中，应如图10.12所示打基础。

图10.12 在倾斜场地上的立足点

如果柱等距且均等加载，压力是均匀分布的，但如果加载不对称，则基座受到偏心载荷和轴承压力的影响，如图10.13所示。

图10.13 刚性条形基础下的线性压力分布

当基础不是很牢固并且土壤柔软且可压缩时，轴承压力将不是线性的。在这些情况下，弯矩图将与具有牢固支撑的连续梁的弯矩图完全不同，弯矩可能会很大，特别是在载荷不对称的情况下。对于大型地基，可能需要对底部下方的土压力进行更详细的研究，以确定弯矩和剪切力。

除了纵向弯曲所需的加强之外，在底座的底部还需要加强以抵抗横向弯曲力矩。支撑重载柱子的基脚通常需要箍筋和弯曲的杆以抵抗剪切力。

例10.3条形基础的设计

设计一个支承有中心间距为3.5m的400毫米方柱的条形基础。在每个柱上施加的特征载荷分别为1000kN恒载和350kN。

图10.14 带弯曲加强筋的条形基础

安全轴承压力为200 kN / m²，特征材料强度为和。

（1）对于纵向钢筋，请尝试设置底脚厚度= 800，d = 740 mm。假设立足自重= 45 kN / m。

需要的基础宽度

提供一个2.2 m宽的条形基础。

处于极限状态下

柱负载

轴承压力

1. 立柱面的冲剪

（3）纵向加固

对等跨梁使用弯矩和剪力系数（图3.10），用于室内

柱上的弯矩

因此

最小

提供8个T20，中心间距为300㎜，面积为2510mmsup2;，底部钢。

在跨度中

因此

提供8个T20，中心间距为300㎜，面积为2510mmsup2;，顶部钢。

（4）横向加固

最小

提供T20，中心间距为250㎜，面积为1260mmsup2;，底部钢。

1. 当冲剪周长在基础之外时，将以法向剪切为准。

从柱面1.0d

（系数0.55来自图3.10）

剪应力

根据表5.1，当时，允许的极限剪切应力= 0.38 N / mm²。

10.5筏基础

筏形基础通过在结构基础上连续的钢筋混凝土板将载荷传递到地面。筏子可以跨越较弱土壤的任何区域，并将载荷分散到较宽的区域。重载结构通常在预载时提供一个连续的基座涉及许多紧密隔开的立足点。另外，在有沉降问题的地方，由于开采沉陷，通常使用筏筏结合更灵活的上部结构。

最简单的木筏类型是支撑柱子的厚度均匀的平板。如果冲剪机较大，则可在柱子上安装一个如图10.15所示的底座。基座的功能类似于平板地板中的下面板。其他更重的筏子需要用梁加固基础以形成带肋的结构。如图所示，梁可以是直立的，在平板下方突出，也可以是直立的。直立的横梁的缺点是扰动了平板下方的地面，开挖的沟槽通常在施工过程中很麻烦，而直立的横梁会扰乱平板上方的净地板区域。为了克服这个问题，有时在梁的顶部浇铸第二块平板，从而形成蜂窝状筏。

通常将具有均匀平板且没有加强梁的木筏分析并设计为承受土压力的倒置平板地板。在有规则的柱间距和相等的柱荷载的情况下，使用第8.7节中列出的平板地板系数来计算筏中的弯矩。如果使用了平板，则必须检查平板在立柱和底座周围的冲剪力。

图10.15 筏基础

图10.16 筏基础受隆起

带有加强梁的木筏被设计为倒置梁和平板地板。平板设计为在两个方向上都跨越，在所有四个侧面上都有支撑梁。梁通常承受高剪切力，需要通过箍筋和弯曲杆的组合来抵抗。

应检查如图10.16所示的低于地下水位的筏板基础，以确保它们能够抵抗静水压力引起的上浮力。在上部结构的重量到位之前，这在施工过程中可能是至关重要的，并且提供额外的重量给木筏和通过抽水降低水位可能是必须的。另一种可替代的方法是用短拉力桩把板锚下来。

10.6打桩地基

桩是在土壤条件差，不经济或不可能提供足够的摊铺基础的情况下使用的。桩必须向下延伸到坚实的土壤中，以便荷载通过（1）端面轴承。（2）摩擦，或（3）两端轴承与摩擦的组合来承载。混凝土桩可以预制并打入地面，也可以是钻孔或开挖的现浇类型。

应对拟议地点进行土壤调查，以确定土壤的深度和土壤的性质。这一信息将为所需桩长和桩长提供指导。桩的可能安全荷载能力。在大合同中，安全荷载往往是通过对典型桩或组桩的全规模荷载试验来确定的。有了驱动桩，安全载荷就可以根据将桩的阻力与每次吹气的测量集和驱动力联系起来的方程来计算。

一组桩的承载能力不一定是一个桩的倍数—它往往是相当少的。对于一大群紧密间隔的摩擦桩来说，还原可以是三分之一。相反，一组端承桩在厚厚的岩石层或致密的砂或砾石上的承载能力实质上是每一个单独的桩的阻力的总和。图10.17显示了桩下的压力灯泡，并说明了为什么一组桩的沉降取决于更大深度的土壤的性质。

图10.17 压力灯泡

桩的最小间距，中心到中心，不应小于（1）摩擦桩的桩周长，或（2）桩的最小宽度的两倍—对于端承桩。钻孔桩有时在它们的底部扩大，使它们有更大的承载面积或更大的抗隆起能力。

桩被设计成一个短柱，除非它是细长的，周围的土壤太弱，无法提供约束，预制桩也必须设计成抵抗由升力引起的弯矩。桩头必须加固，以承受驱动锤的冲击。

要确定一个桩群的荷载的真实分布是非常困难的，如果不是不可能的话，因此，一般来说，使用简单但合乎逻辑的方法是更现实的。在一组具有对称轴的垂直桩上的一个垂直荷载被认为是根据以下方程分布的，这在形式上类似于垫基上的偏心荷载。

其中是单个桩的轴向载荷

是桩组上的垂直荷载

是桩的数量

和是荷载N围绕桩组质心轴和的偏心率

和是桩组围绕和轴的面积的第二弯矩

和分别是单个桩距和轴的距离。

例10.4桩组中的荷载

确定在图10.18所示的垂直桩群的A位置处作用于1000kN垂直荷载的个别桩之间的分布。

桩群的中心点：关于TT线的矩

其中n是桩数。因此，关于XX和YY质心轴的载荷的偏心率为

相似的

因此

因此，用和代替

总计

图10.18

当一个桩群对两个坐标轴都不对称时，有必要考虑大多数教科书中关于材料强度的关于主轴弯曲的理论。在这种情况下，桩荷载的公式是

其中

注意：是围绕轴的偏心率，而是围绕轴的偏心率，如图10.18所示。

除垂直载荷外，有时还需要桩基础来抵抗水平力。如果水平力较小，则通常会受到土壤对竖向桩的被动压力的抵抗，否则，如果水平力较小，则必须如图10.19a所示提供耙桩。

为了确定每根桩的荷载，可以采用静态方法或弹性方法。静态方法只是使用Bow的符号进行的图形分析，如图10.19b所示。因此该方法假设桩被钉在其末端，从而使诱导荷载为轴向。

弹性法考虑了桩的位移和旋转，可以认为是固定的在他们的末端。桩基础的分析方法与平面框架或空间框架相似，常用的是可用的计算机程序。

承台必须是刚性的，能够将柱荷载传递给桩。柱销和桩筋的锚固应有足够的厚度，且必须是检查冲孔剪切，对角线剪切，弯曲和局部粘结。桩很少定位在图纸上显示的确切位置，因此在设计和拆卸桩帽时必须允许这样做。

11

挡水建筑物及挡土墙

这两种类型的结构的设计均基于前面几章已讨论过的基本原理和分析技术。然而，由于其专业性，设计通常受通常在钢筋混凝土工作中可能被认为是次要因素的支配。这样的结构以一种形式或另一种形式是相对常见的，因此在某些细节上证明覆盖是合理的。

11.1保水结构

这一类别包括那些需要含有或排除任何液体的。但是，由于最常涉及到水，因此经常使用较为宽松的标题来描述此类结构。这种类型的常见结构包括必须防止地下水渗入的水塔和水库，包括污水处理和处理系统的储罐，地下室的地板和墙壁以及其他地下建筑。

由于抑制裂纹以防止泄漏发生是很重要的，因此设计通常受使用性极限状态的要求支配，但是稳定性方面的考虑尤为重要，必须谨慎设计充分说明了要使用的构造方法。英国标准操作规范BS 5337提供了此类结构的设计和构造指南，并结合了极限板岩方法来替代传统上使用的弹性设计方法。该代码建议用于此类结构的设计应力极限值。

但是可以预料的，该代码将在1987年期间被BS 8007修改并取代，以考虑已引入的一般更改BS 8110中介绍了这一点。预期本章中描述的已建立程序的主要变化将是：

（a）对于液体负载，使用。

（b）使用更高等级的混凝土以提高耐久性（钢筋混凝土等级40）。

（c）除非美学外观至关重要，否则使用0.2 mm最大裂缝宽度。

也有可能不再包括弹性设计方法。

11.1.1设计与施工问题

为了确保水密结构，必须在可能产生拉力的区域中充分加固混凝土。因此，重要的是能够设想出该结构及其单个元件的挠曲形状。在设计计算中必须包括由于任何直接拉力以及由于弯曲而产生的拉应力。

必须在拐角处和构件连接处提供连续性加固以防止开裂。这种增强必须远远超出抵抗拉伸应力所需的范围，特别是当这些应力出现在与液体接触的面上时。

设计应考虑结构充满液体的情况，也应考虑结构是空的情况。空时的结构必须具有强度承受任何残留土的活动压力。由于接地的被动电阻永远不会起作用，因此在设计完整结构时通常应忽略它。

裂纹不仅可能由于弯曲和收缩而发生，而且还可能由于侧面和某些地区的地震。因此，必须仔细注意拟建场地的地质情况，尤其是差异沉降的可能性。除了允许热和收缩运动所需的伸缩关节之外，有时可能需要为此提供运动关节。弯曲开裂可通过仔细的设计和细节控制，并在第6章中进行了讨论，而仔细注意构造可大大减少收缩和热效应第1.3节中列出的因素。

由于截面较厚，水化

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