工學(xué)天然地基上的PPT課件

1、第二章第二章 天然地基上的天然地基上的 淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 一、淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和一般步驟一、淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和一般步驟 1.1.充分掌握擬建場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件和地質(zhì)勘察資料。充分掌握擬建場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件和地質(zhì)勘察資料。 2.2.選擇基礎(chǔ)材料、類型，確定平面布置方案。選擇基礎(chǔ)材料、類型，確定平面布置方案。 3.3.選擇地基持力層和基礎(chǔ)埋置深度。選擇地基持力層和基礎(chǔ)埋置深度。 4.4.確定地基承載力。確定地基承載力。 5.5.按地基承載力（包括持力層和軟弱下臥層）確定基礎(chǔ)底面尺寸。按地基承載力（包括持力層和軟弱下臥層）確定基礎(chǔ)底面尺寸。 6.6.進(jìn)行必要的地基變形和穩(wěn)定性驗(yàn)算。進(jìn)行必要的地基

2、變形和穩(wěn)定性驗(yàn)算。 7.7.進(jìn)行基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)計(jì)算與設(shè)計(jì)。進(jìn)行基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)計(jì)算與設(shè)計(jì)。 8.8.繪制基礎(chǔ)施工圖（基礎(chǔ)平面布置圖、基礎(chǔ)詳圖），并提出必要的技術(shù)說(shuō)繪制基礎(chǔ)施工圖（基礎(chǔ)平面布置圖、基礎(chǔ)詳圖），并提出必要的技術(shù)說(shuō) 明。明。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 二、淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法二、淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法 常規(guī)設(shè)計(jì)法常規(guī)設(shè)計(jì)法 考慮地基基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)相互作用的方法考慮地基基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)相互作用的方法 三、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則三、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則 1 1、對(duì)地基計(jì)算的要求、對(duì)地基計(jì)算的要求 地基復(fù)雜程度地基復(fù)雜程度 建筑物規(guī)模建筑物規(guī)模 功能特征功能特征 建筑物破壞或影響建筑物破壞或影響 正常使用的程度正常使用的程度 三級(jí)

3、三級(jí) 甲級(jí)甲級(jí) 乙級(jí)乙級(jí) 丙級(jí)丙級(jí) 分級(jí)分級(jí) 依據(jù)依據(jù) 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí) P9P9表表2-12-1 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 等級(jí)等級(jí) 建筑和地基類型建筑和地基類型 甲級(jí)甲級(jí)重要的工業(yè)與民用建筑物重要的工業(yè)與民用建筑物 3030層以上的高層建筑層以上的高層建筑 體型復(fù)雜、層數(shù)相差超過(guò)體型復(fù)雜、層數(shù)相差超過(guò)1010層的高低層連成一體建筑物層的高低層連成一體建筑物 大面積的多層地下建筑物（地下車庫(kù)、商場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等）大面積的多層地下建筑物（地下車庫(kù)、商場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等） 對(duì)地基變形有特殊要求的建筑物對(duì)地基變形有特殊要求的建筑物 復(fù)雜地質(zhì)條件下的坡上建筑物（包括高邊坡）復(fù)雜地質(zhì)條件下的坡上建筑物（包括高邊

4、坡） 對(duì)原有工程影響較大的新建筑物對(duì)原有工程影響較大的新建筑物 場(chǎng)地和地基條件復(fù)雜的一般建筑物場(chǎng)地和地基條件復(fù)雜的一般建筑物 位于復(fù)雜地質(zhì)條件及軟土地區(qū)的二層及二層以上地下室的基坑工程位于復(fù)雜地質(zhì)條件及軟土地區(qū)的二層及二層以上地下室的基坑工程 乙級(jí)乙級(jí)除甲級(jí)、丙級(jí)以外的工業(yè)與民用建筑物除甲級(jí)、丙級(jí)以外的工業(yè)與民用建筑物 丙級(jí)丙級(jí)場(chǎng)地和地基條件簡(jiǎn)單、荷載分布均勻的七層及七層以下民用建筑及一般工業(yè)場(chǎng)地和地基條件簡(jiǎn)單、荷載分布均勻的七層及七層以下民用建筑及一般工業(yè) 建筑物；次要的輕型建筑物建筑物；次要的輕型建筑物 2.2.荷載取值規(guī)定荷載取值規(guī)定 GB50007-2002GB50007-2002 （

5、1）按地基承載力確定基礎(chǔ)底面面積或按單樁承載力確定樁數(shù)時(shí)，傳 至基礎(chǔ)或承臺(tái)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)組合。 相應(yīng)的抗力應(yīng)取地基承載力特征值或單樁承載力特征值。 （2）計(jì)算地基變形時(shí)，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)按正常使用極限狀 態(tài)下的荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合，不計(jì)入風(fēng)荷載和地震作用。相應(yīng)的限值 為地基變形允許值。 （3）計(jì)算擋土墻土壓力、地基或斜坡穩(wěn)定及滑坡推力時(shí)，荷載效應(yīng)應(yīng) 按承載力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，但其分項(xiàng)系數(shù)均為1.0。 （4）在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)或承臺(tái)高度、支擋結(jié)構(gòu)截面、計(jì)算基礎(chǔ)或支擋結(jié)構(gòu)內(nèi) 力、確定各配筋和驗(yàn)算材料強(qiáng)度時(shí)，荷載效應(yīng)應(yīng)按承載力極限狀態(tài) 下荷載效應(yīng)的基本組合，

6、采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)。驗(yàn)算基礎(chǔ)的裂縫寬 度時(shí)，應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)組合。 （5）由永久荷載效應(yīng)控制的基本組合值可取標(biāo)準(zhǔn)組合值的1.35倍。 （6）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)安全等級(jí)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限、結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)應(yīng)按有 關(guān)規(guī)范的規(guī)定采用，但結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0不應(yīng)小于1.0。 第二節(jié)第二節(jié) 淺基礎(chǔ)的類型淺基礎(chǔ)的類型 擴(kuò)展基礎(chǔ) 聯(lián)合基礎(chǔ) 柱下條形基礎(chǔ) 柱下十字交叉基礎(chǔ) 筏形基礎(chǔ) 箱形基礎(chǔ) 殼體基礎(chǔ) 擴(kuò) 展 基 礎(chǔ) Individual footing, pad foundation 單獨(dú)基礎(chǔ)單獨(dú)基礎(chǔ) 墻下或柱下條形基礎(chǔ)墻下或柱下條形基礎(chǔ), , 柱下柱下: :一般是土質(zhì)差一般是土質(zhì)差, ,兩側(cè)單獨(dú)兩側(cè)單獨(dú) 基礎(chǔ)

7、相連基礎(chǔ)相連 Strip foundation 條形基礎(chǔ)條形基礎(chǔ) 二、二、聯(lián)合基礎(chǔ)聯(lián)合基礎(chǔ) 墻下聯(lián)合基礎(chǔ)墻下聯(lián)合基礎(chǔ) 柱下聯(lián)合基礎(chǔ)柱下聯(lián)合基礎(chǔ) 類類 型型 三、三、柱下條形基礎(chǔ)柱下條形基礎(chǔ) 縱向條形基礎(chǔ)縱向條形基礎(chǔ) 橫向條形基礎(chǔ)橫向條形基礎(chǔ) 四、柱下十字交叉基礎(chǔ)四、柱下十字交叉基礎(chǔ) 具有良好的調(diào)整不均勻沉 降的能力 五、筏形基礎(chǔ)五、筏形基礎(chǔ)（又稱筏板基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)、 滿堂基礎(chǔ)） 土質(zhì)更差土質(zhì)更差, ,防水要求，十字交叉基礎(chǔ)底面聯(lián)成整體防水要求，十字交叉基礎(chǔ)底面聯(lián)成整體, , 如游如游 泳館泳館, ,筏下有肋筏下有肋, ,板下處理板下處理 Mat foundation 六、箱形基礎(chǔ)六、箱形基礎(chǔ)

8、由底板、墻和頂板形成箱，整體性更好由底板、墻和頂板形成箱，整體性更好 底板底板 外墻外墻 內(nèi)墻內(nèi)墻 七、殼體基礎(chǔ)七、殼體基礎(chǔ) 殼體基礎(chǔ)殼體基礎(chǔ) 定義：由正圓錐形及其組合形成的殼體基礎(chǔ)。 適用：一般工業(yè)與民用建筑柱基和筒形的構(gòu)筑物（如煙囪、水塔、料 倉(cāng)、中小高爐等）。 種類：M型組合殼、正圓錐殼、內(nèi)球外錐組合殼 由于荷載在殼體內(nèi)主要引起軸向壓力，故對(duì)于抗壓性能較好的磚、石和混凝土等材料而言，由于荷載在殼體內(nèi)主要引起軸向壓力，故對(duì)于抗壓性能較好的磚、石和混凝土等材料而言， 采用殼體結(jié)構(gòu)更能適應(yīng)材料的特性。采用殼體結(jié)構(gòu)更能適應(yīng)材料的特性。 第三節(jié)第三節(jié) 基礎(chǔ)埋置深度的選擇基礎(chǔ)埋置深度的選擇 下臥層

9、持力層（受力層）持力層（受力層） F G d 埋深 一、確定原則一、確定原則 在保證安全可靠的前提下，盡量淺埋。 注意： 1.基礎(chǔ)埋深不小于0.5m（表土一般松軟，易受雨水及外界影響）； 隨建筑物高度適當(dāng)增大。 2.基礎(chǔ)頂面低于設(shè)計(jì)地面0.1m以上，避免基礎(chǔ)外露，受外界破壞。 3.橋要求在沖刷深度以下。 d 大于大于10cm 二、影響因素二、影響因素 1.建筑物的用途、結(jié)構(gòu)類型、荷載大小及周圍的環(huán)境條件； 2.工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件； 3.寒冷地區(qū)地基的凍結(jié)深度影響。 例如：基礎(chǔ)埋深不同時(shí) 主樓與裙房主樓與裙房 高度不同高度不同, ,分期施工設(shè)置后澆帶分期施工設(shè)置后澆帶 臺(tái)階式相連臺(tái)階式相連,

10、 , 如山坡上的房屋如山坡上的房屋 或者驗(yàn)算邊坡穩(wěn)定性或者驗(yàn)算邊坡穩(wěn)定性 L/ H=12 新舊相鄰建筑物有一定距離新舊相鄰建筑物有一定距離 L/ H=12 否則要求支護(hù)，并且要嚴(yán)格否則要求支護(hù)，并且要嚴(yán)格 限制支護(hù)的水平位移限制支護(hù)的水平位移 L H 地下室地下室，地下管道（上下水，煤氣電纜）地下管道（上下水，煤氣電纜） 應(yīng)在基底以上，應(yīng)在基底以上，便于維修便于維修 L H L H 基底盡量在地下水位面以上,否則開(kāi)挖降水,費(fèi)用 大，擾動(dòng)； 考慮土層分布情況： (1) 淺基礎(chǔ)還是深基礎(chǔ)(樁基礎(chǔ))； (2) 天然還是人工地基； (3) 如果是天然地基,基礎(chǔ)埋深的確定 根據(jù)土層分布，如下圖： 在滿足

11、其他要在滿足其他要 求下盡量淺埋求下盡量淺埋 只有低層房屋只有低層房屋 可用可用, ,否則需地否則需地 基處理基處理 盡量淺埋但是盡量淺埋但是 如如h h1 1太小就為太小就為 IIII 好土好土 軟土軟土 ( (很深很深) ) 好土好土 軟土軟土 軟土 好土 I II III IV h1h1 h14 m 樁基或樁基或 處理處理 對(duì)埋藏有承壓含水層的地基,確定基礎(chǔ)埋深時(shí)，必須控制基坑開(kāi)挖深 度，防止基坑因挖土減壓而隆起開(kāi)裂。要求基底至承壓含水層頂間 保留土層厚度（槽底安全厚度）h0為： 0 0 w h h k 對(duì)修建于坡高（H8m）和坡角不太大（45）的穩(wěn)定土坡坡頂上 的基礎(chǔ)（見(jiàn)圖），當(dāng)垂直于

12、坡頂邊緣線的基礎(chǔ)底面邊長(zhǎng)b3m，且基礎(chǔ) 底面邊緣至坡頂邊緣線的水平距離a2.5m時(shí)，如果基礎(chǔ)埋置深度d滿足 下式要求： 則土坡坡面附近由修建基礎(chǔ)所引起的附加應(yīng)力不影響土坡的穩(wěn)定性。式 中x取3.5（對(duì)條形基礎(chǔ)）或2.5（對(duì)矩形基礎(chǔ)）。否則應(yīng)進(jìn)行坡體穩(wěn)定 性驗(yàn)算。 ()dba tg H8m 45 d ab 凍結(jié)深度凍結(jié)深度 1. 凍脹危害及機(jī)理 （1）凍脹及凍拔 地面隆起(不均勻) 翻漿,融陷,強(qiáng)度降低 如果凍結(jié)深度大于融沉，稱為永凍土如果凍結(jié)深度大于融沉，稱為永凍土 凍脹危害及機(jī)理 凍 深 毛細(xì)區(qū) 地下水 1928-1929 Casagrande做了較深入的研究, 美國(guó)北部:冰深45cm,凍脹

13、13cm,=8%12%, 60%110%, 冰 透鏡達(dá)13cm 凍結(jié)區(qū) 凍脹丘凍脹丘Pingo 隨凍結(jié)面向下發(fā)展，當(dāng)凍結(jié)層上水的壓力大于上覆土層強(qiáng)度時(shí)，地表就發(fā)生隆起，便形成隨凍結(jié)面向下發(fā)展，當(dāng)凍結(jié)層上水的壓力大于上覆土層強(qiáng)度時(shí)，地表就發(fā)生隆起，便形成 凍脹丘。凍脹丘。 基礎(chǔ)埋深基礎(chǔ)埋深 基礎(chǔ)埋深基礎(chǔ)埋深 冰椎冰椎 基礎(chǔ)埋深基礎(chǔ)埋深 基礎(chǔ)埋深基礎(chǔ)埋深 基礎(chǔ)埋深基礎(chǔ)埋深 毛細(xì)水毛細(xì)水 土顆粒土顆粒 結(jié)合水結(jié)合水 冰冰 機(jī)理機(jī)理 -復(fù)雜復(fù)雜,開(kāi)始認(rèn)為是水變成冰的體脹開(kāi)始認(rèn)為是水變成冰的體脹. 自由水凍結(jié)溫度自由水凍結(jié)溫度0oc,結(jié)合水凍結(jié)溫度結(jié)合水凍結(jié)溫度-0.5-30oc 總結(jié):開(kāi)敞式水源,凍結(jié)

14、慢,形成透鏡體 吸引毛細(xì)水吸引毛細(xì)水 自由水自由水+ +外層外層( (弱弱) )結(jié)合水凍結(jié)結(jié)合水凍結(jié), ,形成冰針形成冰針, ,冰透鏡冰透鏡 結(jié)合水膜變薄結(jié)合水膜變薄, ,離子濃度加大離子濃度加大, ,吸力增加吸力增加 吸引地下水吸引地下水 2 .發(fā)生凍脹的條件發(fā)生凍脹的條件 （1） 土的條件土的條件 一般是細(xì)顆粒土。一般是細(xì)顆粒土。 砂土的毛細(xì)高度小，發(fā)生冰凍時(shí)體積膨脹，孔隙水排走，骨砂土的毛細(xì)高度小，發(fā)生冰凍時(shí)體積膨脹，孔隙水排走，骨 架不變。太細(xì)的土，水分供應(yīng)不及時(shí)，凍脹也不明顯。架不變。太細(xì)的土，水分供應(yīng)不及時(shí)，凍脹也不明顯。 （2） 溫度條件溫度條件 低于凍結(jié)溫度低于凍結(jié)溫度 （3）

15、 水力條件水力條件 含水量，具有開(kāi)放性條件，如粉土凍脹最嚴(yán)重含水量，具有開(kāi)放性條件，如粉土凍脹最嚴(yán)重 3. 地基土的凍脹性分類地基土的凍脹性分類 新規(guī)范新規(guī)范 不凍脹，弱凍脹，凍脹，強(qiáng)凍脹，特強(qiáng)凍脹不凍脹，弱凍脹，凍脹，強(qiáng)凍脹，特強(qiáng)凍脹 土類，凍前天然含水量，凍結(jié)期間地下水位距凍結(jié)面的最小距離，平均凍脹率土類，凍前天然含水量，凍結(jié)期間地下水位距凍結(jié)面的最小距離，平均凍脹率凍脹率凍脹率 ：地面最大凍：地面最大凍 脹量脹量/設(shè)計(jì)凍深設(shè)計(jì)凍深(%) Z0標(biāo)準(zhǔn)凍深多年實(shí)測(cè)最大凍結(jié)深度的平均值標(biāo)準(zhǔn)凍深多年實(shí)測(cè)最大凍結(jié)深度的平均值, 夏季地面開(kāi)夏季地面開(kāi) 始往下算。始往下算。 北京北京 1.0m，哈爾濱，

16、哈爾濱 2.0m，滿洲里，滿洲里 2.5m 地基土的凍脹性分類 土的土的 名稱名稱 凍前天然凍前天然 含水量含水量 （%） 凍結(jié)期間地下水位距凍凍結(jié)期間地下水位距凍 結(jié)面的最小距離結(jié)面的最小距離hw(m) 平均凍脹率平均凍脹率 （%) 凍脹凍脹 等級(jí)等級(jí) 凍脹凍脹 類別類別 碎（卵）石、礫、粗、碎（卵）石、礫、粗、 中砂（粒徑小于中砂（粒徑小于 0.075mm0.075mm顆粒含量大于顆粒含量大于 15%15%），細(xì)砂（粒徑小），細(xì)砂（粒徑小 于于0.075mm0.075mm顆粒含量大顆粒含量大 于于10%10%） 12 1.01.0不凍脹不凍脹 1.0 13.5弱凍脹弱凍脹 1218 1.0

17、 1.0 3.56凍脹凍脹 18 0.5 0.5612強(qiáng)凍脹強(qiáng)凍脹 粉砂粉砂14 1.01.0不凍脹不凍脹 1.013.5弱凍脹弱凍脹 4. 考慮凍脹的基礎(chǔ)埋深考慮凍脹的基礎(chǔ)埋深 dmin zd hmax Zd 設(shè)計(jì)凍深；hmax基底下殘留凍土層最大厚度 Zd Z0 dmin 室內(nèi)地面室內(nèi)地面 hmax 季節(jié)性凍土的設(shè)計(jì)凍深季節(jié)性凍土的設(shè)計(jì)凍深z zd d 按下式計(jì)算： dozszwze zz 設(shè)計(jì)凍 深 標(biāo)準(zhǔn)凍深（m）。系采用在地 面平坦、裸露、城市之外的空 曠場(chǎng)地中不少于已10年實(shí)測(cè)量 最大凍深的平均值。無(wú)實(shí)測(cè)資 料時(shí)，按建筑地基規(guī)范 “中國(guó)季節(jié)性凍土標(biāo)準(zhǔn)凍深線 圖”采用 土的類別對(duì)凍深的

18、影 響系數(shù) 土的凍漲性對(duì)凍深的影 響系數(shù) 環(huán)境對(duì)凍深 的影響系數(shù) 作 業(yè) 1.名詞解釋： 擴(kuò)展基礎(chǔ) 剛性基礎(chǔ) 2.地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，所采用的荷載效應(yīng)按哪些規(guī)定執(zhí)行？ 3.淺基礎(chǔ)有哪些結(jié)構(gòu)類型？各有何特點(diǎn)？ 4.確定基礎(chǔ)埋置深度時(shí)應(yīng)考慮哪些因素影響？ 5.地基土的凍脹性分類要考慮哪些因素？ 65頁(yè)2-1， 解：1） 2m 2m 1m 中砂 粗砂 2m 粘土 承壓水水壓力： whw10（2+2+2）60KPa 粗砂土層頂面所受的力： c h（20- 10 ）（2-1）+192+10 158KPa whw h，故坑底有隆起危險(xiǎn)。 2）基礎(chǔ)埋深為1.5m時(shí)，粗砂土層頂面所受的力： c h（20- 10

19、）（2-1.5）+192+10 0.548KPa；要使坑底無(wú)隆起危險(xiǎn)，則必須 whw h， hw h w48104.8m。 故承壓水位還需下降 64.81.2m。 第四節(jié)第四節(jié) 淺基礎(chǔ)的地基承載力淺基礎(chǔ)的地基承載力 一、基本概念 定義：地基承受荷載的最大能力。 地基的強(qiáng)度滿足上部荷載的要求 變形不超過(guò)允許值 變形條件： 包括 三 種 設(shè) 計(jì) 原 則 總安全系數(shù)設(shè)計(jì)原則 容許承載力設(shè)計(jì)原則路橋地基規(guī)范采用 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則 u p p K PP 確定地基承載力的設(shè)計(jì)原則 二、地基承載力特征值的確定 1.按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定 2.按地基載荷試驗(yàn)確定 3.按地基規(guī)范承載力表確定 4.參照相鄰建

20、筑物經(jīng)驗(yàn)確定 1.按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定 （1）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范推薦的理論公式 條件：荷載的偏心矩e0.033b（b為偏心方向基礎(chǔ)邊長(zhǎng)） abdmck fMrbMr dMc公式： 承載力系數(shù)，按表2-3查取 大于6m按6m取值，對(duì)于砂土，小于3m時(shí)按3m取值. 基礎(chǔ)底面以下土的重度，地下水位以下取有效重度（浮重度） 基礎(chǔ)埋深范圍內(nèi)各層土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取浮重度。 基底下一倍短邊寬度的深度范圍內(nèi)土的粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值； 說(shuō)明：說(shuō)明： 取值:采用原狀土以三軸剪切試驗(yàn)測(cè)定，一般要求在建筑場(chǎng)地范圍 內(nèi)布置6個(gè)以上的取土鉆孔，各孔中同一層土的試驗(yàn)不少于三組。 確定抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 的試驗(yàn)方法必須與

21、地基土工作狀態(tài)相適應(yīng)。如： 飽和軟土，不固結(jié)不排水剪的內(nèi)摩擦角 =0，由表知：Mb=0、Md=1、 Mc=3.14將上式中的ck相應(yīng)改為cu則地基承載力設(shè)計(jì)值：fa= 這時(shí)，增加基礎(chǔ)底面尺寸不可能提高地基承載力。但是對(duì)于 0的土， 增加基底寬度，承載力將隨著 的提高而逐漸增大。 kk c、 k 3.14 ou r dc kk c、 k k 系數(shù)Md1，故承載力隨埋深d線性增加。但對(duì)設(shè)置后回填土的實(shí)體基礎(chǔ)， 因埋深增大而提高的那一部分承載力將被基礎(chǔ)和回填土G的相應(yīng)增加而 有所抵償；尤其是對(duì) 的軟土，Md=1，由于 ，這兩方面幾 乎相抵而收不到明顯的效果。 按土的抗剪強(qiáng)度確定地基承載力時(shí)，要進(jìn)行地

22、基承載力的變形驗(yàn)算。 0 k Gm （2）地基極限承載力理論公式）地基極限承載力理論公式 魏錫克公式（或漢森公式、太沙基公式等）魏錫克公式（或漢森公式、太沙基公式等） 適用范圍：路橋、港口等 公式： u a p f K 地基土極限承載力； 按教材土力學(xué)公式計(jì) 算 安全系數(shù)， K=23 2.按地基載荷試驗(yàn)確定 （1）確定地基土承載力特征值 載荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理：由載荷試驗(yàn)可得到P-S曲線， 再由P-S曲線確定地基承載力特征值。 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 1）對(duì)于密實(shí)砂土、硬塑粘土等低壓縮性土，其P-S曲線有明顯的起始 直線段和極限值，即顯急進(jìn)破壞的陡降段（有明顯的拐點(diǎn)）。 地基承載力特征值取P-S曲線的比例

23、界限荷載p1。 對(duì)于少數(shù)顯“脆性”破壞的土，p1與pu（極限荷載）很接近，當(dāng) pu2p1時(shí)，地基承載力特征值取pu2. 1 2 u P 2)對(duì)于有一定強(qiáng)度的中、高壓縮性土，如松砂、填土、可塑粘土等， P-S曲線無(wú)明顯轉(zhuǎn)折點(diǎn)。 地基承載力特征值為 所對(duì)應(yīng)的 荷載 軟土地基承載力特征值為 所對(duì)應(yīng)的荷載 以上兩者的地基承載力特征值不應(yīng)大于最大加載量的一半。以上兩者的地基承載力特征值不應(yīng)大于最大加載量的一半。 (0.01 0.015) s b 0.02 s b 注意：同一土層試驗(yàn)點(diǎn)應(yīng)選3個(gè)以上，若所得特征值的極差不超過(guò)平均 值的30%，則取該平均值作為fak，若超過(guò)應(yīng)增加試驗(yàn)點(diǎn)。 注意:承載力表通過(guò)大

24、量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，用統(tǒng)計(jì)分析方法 得到，但存在地區(qū)的局限性，一般不再采用(新規(guī)范)， 應(yīng)根據(jù)地區(qū)的具體試驗(yàn)，制定相應(yīng)的承載力表作為設(shè) 計(jì)的參數(shù)。 修正公式適用條件： 當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m3m，埋置深度大于，埋置深度大于0.5m0.5m時(shí)，時(shí)， 從荷載試驗(yàn)或其它原位測(cè)試、經(jīng)驗(yàn)值等方法從荷載試驗(yàn)或其它原位測(cè)試、經(jīng)驗(yàn)值等方法 確定的地基承載力特征值尚應(yīng)修正。確定的地基承載力特征值尚應(yīng)修正。 3.按地基規(guī)范承載力表確定按地基規(guī)范承載力表確定 1）建筑地基規(guī)范承載力表 修正公式：修正公式： (3)(0.5) aakbdm ffr brd 修正后的地 基承載力特 征值 地基承載力特征 值 分別為基

25、礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力 修正系數(shù)，按基底下土的類別查表2 5取值。 基底持力層土的重度，地下水位 以下取浮重度 基礎(chǔ)底面以上埋深范圍內(nèi) 土的加權(quán)平均重度，地下 水位以下取浮重度 b-基礎(chǔ)底面寬度（m）；當(dāng)b6m時(shí)按6m取值。 d-基礎(chǔ)埋置深度（m）；當(dāng)d0.5m時(shí)按0.5m取值，一般自室外地面標(biāo)高算起。在填 方整平地區(qū)，可自填土地面標(biāo)高算起，但填土在上部結(jié)構(gòu)施工后完成時(shí)，應(yīng)從自然地面 標(biāo)高算起。對(duì)于地下室，如采用箱形基礎(chǔ)或筏板時(shí)，基礎(chǔ)埋置深度自室外地面標(biāo)高算起； 當(dāng)采用獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)從室內(nèi)地面標(biāo)高算起。 當(dāng)計(jì)算所得的fa1.1fakfa1.1fak時(shí),可取 fa=1.1fakfa=

26、1.1fak 。 當(dāng)不滿足上述公式計(jì)算條件時(shí)，可取fa=1.1fakfa=1.1fak 直接確定地基承載力特征值。 2）路橋地基規(guī)范路橋地基規(guī)范承載力表承載力表 確定土的分類名稱 一般地基土,根據(jù)塑性指數(shù)、粒徑、工程地質(zhì)特征 等分為六類,即粘性 土、砂類土、碎卵石類土、黃土、凍土及巖石。 確定土的狀態(tài) 土的狀態(tài)是指土層所處的天然松密和稠度狀況。 粘性土的天然狀況按液性指數(shù)（即稠度指數(shù)）分為堅(jiān)硬、半堅(jiān)硬、硬塑、 軟塑和極軟狀態(tài)。 砂類土根據(jù)相對(duì)密度分為稍密、中等密實(shí)、密實(shí)。 碎、卵石類土按密實(shí)度分為密實(shí)、中等密實(shí)、松散。 確定地基允許承載力步驟： 確定土的允許承載力o 當(dāng)基礎(chǔ)最小邊寬度b2m、埋

27、深h3m時(shí)，各類地基土在各種有關(guān)的自 然狀態(tài)下的允許承載力o可從規(guī)范查取。 一般粘性土可按液性指數(shù)及天然孔隙比從表7-11查取o 砂類土地基的允許承載力o可按密實(shí)度和濕度從表中查取 按基礎(chǔ)埋置深度、寬度修正o，確定地基允許承載力 當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于2m或埋置深度超過(guò)3m且h/b4時(shí)，上述一般地基土 （除凍土和巖石外）的允許承載力可按下式計(jì)算： = = o o+K+K1 1 1 1（ （b-2b-2）+K+K2 2 2 2（ （h-3h-3） 式中：o-基礎(chǔ)寬度b2m，埋置深度超過(guò)3m時(shí)地基的允許承載力 （KPa） b-基礎(chǔ)驗(yàn)算剖面底面的最小邊寬或直徑（m），如b10m時(shí)，仍按10m 計(jì)算； = =

28、 o o+K+K1 1 1 1（ （b-2b-2）+K+K2 2 2 2（ （h-3h-3） h-基礎(chǔ)的埋置深度（m），對(duì)于受水流沖刷的基礎(chǔ)，由一般沖刷線算 起，不受水流沖刷的基礎(chǔ)，由挖方后的地面算起。 1-基底下持力層的天然重度（KN/m3），如持力層在地下水位以下且 為透水性時(shí)，應(yīng)取浮重度； 2-基底以上土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取浮重度； K1、K2-修正系數(shù)，其值查表。 三、地基變形驗(yàn)算三、地基變形驗(yàn)算 沉降要求 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)、乙級(jí)和部分丙級(jí)建筑，除滿足承載 力要求外，還要驗(yàn)算沉降； 大部分丙級(jí)建筑物無(wú)需驗(yàn)算沉降。見(jiàn)教材10頁(yè)表2-2。 地基變形允許值，見(jiàn)教材26頁(yè)表2-

29、6。 沉降計(jì)算時(shí)的荷載沉降計(jì)算時(shí)的荷載 計(jì)算地基變形時(shí)，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按計(jì)算地基變形時(shí)，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常正常 使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合，不應(yīng)計(jì)入風(fēng)荷使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合，不應(yīng)計(jì)入風(fēng)荷 載和地震荷載。載和地震荷載。 準(zhǔn)永久組合準(zhǔn)永久組合 1 n G kqiQ ik i SSS （一）地基變形特征地基變形特征 沉降量、沉降差、傾斜、局部?jī)A斜 一般相鄰柱基中點(diǎn)的沉降量之差一般相鄰柱基中點(diǎn)的沉降量之差 指基礎(chǔ)某點(diǎn)的沉降值（最終沉降量）指基礎(chǔ)某點(diǎn)的沉降值（最終沉降量） 指基礎(chǔ)傾斜方向兩端點(diǎn)的沉降差與其距離的比值；指基礎(chǔ)傾斜方向兩端點(diǎn)的沉降差與其距離的比

30、值； 指砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱向指砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱向610m610m內(nèi)基礎(chǔ)兩點(diǎn)的沉降差與其距離的比值內(nèi)基礎(chǔ)兩點(diǎn)的沉降差與其距離的比值 （二）沉降計(jì)算（二）沉降計(jì)算 1.基本原理基本原理: :分層總合法分層總合法, , 方法方法: :土力學(xué)講過(guò)的方法土力學(xué)講過(guò)的方法,e-p,logp, E,e-p,logp, Es s 規(guī)范為方便采用規(guī)范為方便采用“平均附加應(yīng)力系數(shù)法平均附加應(yīng)力系數(shù)法” 有應(yīng)力的量綱有應(yīng)力的量綱 GB 50007-2002GB 50007-2002 2.2.計(jì)算最終沉降計(jì)算最終沉降S S= = S Si i 計(jì)算深度確定計(jì)算深度確定 s s 0.025S0.025S 1 1 ii e

31、 sH e 平均附加應(yīng)力系數(shù)法平均附加應(yīng)力系數(shù)法： Ai = p0(izi- I-1 zi-1) si=Ai/Esi s=s si z0 zi-1 zi Hi zi 0 1pi 0 p i 0 p b 3.3.地基最終沉降地基最終沉降 S= sS s沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù),因?yàn)樵谇懊嬗?jì)算中因?yàn)樵谇懊嬗?jì)算中,忽略了側(cè)向變形及取樣擾動(dòng)忽略了側(cè)向變形及取樣擾動(dòng); s=1.40.2, (1)與土質(zhì)軟硬與土質(zhì)軟硬Es有關(guān)有關(guān),是多層平均值是多層平均值,(2)與基底凈附加應(yīng)力與基底凈附加應(yīng)力p0/fk的大小有關(guān)的大小有關(guān). （三）沉降不滿足時(shí)（三）沉降不滿足時(shí), ,修改設(shè)計(jì)修改設(shè)計(jì) 增大尺寸增大

32、尺寸( (減少減少p p0 0) ) 增加埋深增加埋深( (減少減少p p0 0),),尤其增加地下室尤其增加地下室- -補(bǔ)償基礎(chǔ)補(bǔ)償基礎(chǔ) 地基處理地基處理 調(diào)整荷載調(diào)整荷載 改用其他地基基礎(chǔ)方案。改用其他地基基礎(chǔ)方案。 考慮從建筑、結(jié)構(gòu)、施工等方面采取有效措施以防止不均勻沉降 第五節(jié)第五節(jié) 基礎(chǔ)底面尺寸的確定基礎(chǔ)底面尺寸的確定 (即地基承載力驗(yàn)算) 地基承載力驗(yàn)算地基承載力驗(yàn)算 持力層地基承載力驗(yàn)算持力層地基承載力驗(yàn)算 軟弱下臥層地基承載力驗(yàn)算軟弱下臥層地基承載力驗(yàn)算 必須進(jìn)行驗(yàn)算 有必要時(shí)進(jìn)行 驗(yàn)算 滿足條件滿足條件 中心荷載作用：中心荷載作用： p pk k f fa a 偏心荷載作用：

33、偏心荷載作用： p pk k f fa a p pkmax kmax 1.2f 1.2fa a 式中：式中： p pk k-相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基礎(chǔ)底面處的平均壓力值；相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基礎(chǔ)底面處的平均壓力值； p pkmaxkmax-相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基礎(chǔ)底面邊緣的最大壓力相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基礎(chǔ)底面邊緣的最大壓力 值。值。 2 2）路橋地基規(guī)范路橋地基規(guī)范： maxmax 式中：式中： maxmax-基礎(chǔ)底面處的最大壓力值；基礎(chǔ)底面處的最大壓力值； -修正后的地基允許承載力。修正后的地基允許承載力。 1 1）建筑地基基礎(chǔ)規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)規(guī)范： 基本條件：基本條件

34、： 基底壓力的標(biāo)準(zhǔn)值不大于承載力的特基底壓力的標(biāo)準(zhǔn)值不大于承載力的特 征值征值 p pk k f fa a 考慮的因素：考慮的因素： 1 1）滿足地基土的承載力和軟弱下臥層的驗(yàn)算要求；）滿足地基土的承載力和軟弱下臥層的驗(yàn)算要求； 2 2）滿足地基變形的要求；）滿足地基變形的要求； 3 3）建筑物周邊場(chǎng)地允許及變形縫處空間的要求。）建筑物周邊場(chǎng)地允許及變形縫處空間的要求。 復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)： 實(shí)用實(shí)用簡(jiǎn)化計(jì)算簡(jiǎn)化計(jì)算 e ex x e ey y B B L L x x y y x x y y B B L L FF (); () xy yx MFGe MFGe max min 0, ()6 1 yx e

35、ee FGe p AB 當(dāng) 矩形面積中心荷載 p=(F+G) A 矩形面積偏心荷載 y x xy M x M yF+G p(x,y)=+ AII max F+G6e p=1+ AB min F+G6e p=1- AB eB/6: 出現(xiàn)拉應(yīng)力區(qū) max min ()6 1 FGe p AB x x y y B B L L e ee e x x y y B B L L e e x x y y B B L L K K 3K3K FFF max p 0pmin 0pmin 0pmin max p max p max 2()2() 33(2) FGFG p KLBe L 高聳結(jié)構(gòu)物下可能的高聳結(jié)構(gòu)物下可

36、能的 的基底壓力的基底壓力 基底壓基底壓 力合力力合力 與總荷與總荷 載相等載相等 土不能承受拉力土不能承受拉力 壓力調(diào)整壓力調(diào)整 K=B/2-eK=B/2-e 矩形面積單向偏心荷載 復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)： 實(shí)用實(shí)用簡(jiǎn)化計(jì)算簡(jiǎn)化計(jì)算 中心荷載 以柱基礎(chǔ)為例以柱基礎(chǔ)為例 （1 1）底面積）底面積A A的確定的確定 * *荷載荷載F Fk k+G+Gk k G Gk k=A=AG G d,d, G G是基礎(chǔ)加回填土容重是基礎(chǔ)加回填土容重=20KN/m=20KN/m3 3 * *承載力特征值承載力特征值f fa a（暫不做寬度修正）（暫不做寬度修正） *基底面積 aa k ff (0 .5 ) dm d df

37、 F A AfAdF Ga k aGk 一、基底尺寸確定 Gk Fk ka Pf 條基單位長(zhǎng)度，確定基礎(chǔ)寬度 FK h kGa k aG Fbdbf F b fd 磚墻磚墻: :承重墻承重墻b b 6070cm, 6070cm, b b0 0為為24,37,48cm24,37,48cm 非非承重墻承重墻b b 50cm50cm b b0 b確定后，確定h 0 0 () / 2 2 bb tgtg h bb h tg 例：剛性基礎(chǔ)，據(jù)剛性角要求有 偏心荷載 以柱下獨(dú)立基礎(chǔ)為例以柱下獨(dú)立基礎(chǔ)為例 （1 1）按中心受荷確定基底面積）按中心受荷確定基底面積A A0 0 (2)考慮偏心影響大小，將A0擴(kuò)

38、大，得： A=(1.11.4) A0， 根據(jù) A進(jìn)行地基承載力驗(yàn)算，初步確定b和l. 0 k aG F A fd FK e FK+GK MK 初步確定了埋深和尺寸后初步確定了埋深和尺寸后,需要一系列驗(yàn)算需要一系列驗(yàn)算 二、地基持力層承載力驗(yàn)算二、地基持力層承載力驗(yàn)算 1. 承載力的設(shè)計(jì)值的確定 b6m b6m 按按6m, b3m 6m, bb/6, 此時(shí)此時(shí)pkmin 1.1f= 148 ff (3)(0.5 .5k ) P a bdm bd 基礎(chǔ)及回填土重(0.8m在地下水中) - (201.2100.8)3.62.6 300 KG GA d K N 持力層承載力驗(yàn)算： 1403.6 0.1

39、0.6 110030066 k k kk ML mme FG 1100300 149.6167.4 3.62.6 kk ka FG pK P afK P a A m ax a 660.1 (1)149.6(1) 3.6 174.53K Pa 50K P a ak fK P a 0,1.0 bd 85+ 1.010.8(5-0.5)= 133.6K P a az f 1 2 7.5 3, 2.5 s s E E 3 0.5 2.6 z b 23 ()3.62.6(149.613.52) 36.27 (2)(2)(3.62323 )(2.62323 ) km z oo lb pr d KPa lztgbztgtgtg 5436.2790.27133.6 czzaz K P afK P a 2、軟弱下臥層強(qiáng)度驗(yàn)算 軟弱下臥層頂面處自重應(yīng)力 軟弱下臥層頂面以上土的加權(quán)平均重度 由淤泥粘土 查表2-7得地基壓力擴(kuò)散角 查表2-5得 軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力 在滿足其他要在滿足其他要 求下盡量淺埋求下盡量淺埋 只有低層房屋只有低層房屋 可用可用, ,否則需地否則需地 基處理基處理 盡量淺埋但是盡量淺埋但是 如如h h1 1太小就為太小就為 IIII 好土好土 軟土軟土 ( (很深很深) ) 好土好土 軟土軟土 軟土 好土 I II III IV h1h1 h14 m 樁基或樁基或