巖土工程師注冊：巖體工程與基礎(chǔ)工程課件

巖體工程與基礎(chǔ)工程巖體工程與基礎(chǔ)工程1考試大綱1、巖體力學(xué)在邊坡工程中的應(yīng)用邊坡的應(yīng)力分布、變形和破壞特征影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素邊坡穩(wěn)定性評價的平面問題邊坡治理的工程措施2、巖體力學(xué)在巖基工程中的應(yīng)用巖基的基本概念巖基的破壞模式基礎(chǔ)下巖體的應(yīng)力和應(yīng)變巖基淺基礎(chǔ)、巖基深基礎(chǔ)的承載力計算3、淺基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)類型：剛性基礎(chǔ)獨立基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)筏扳基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)基礎(chǔ)埋置深度基礎(chǔ)平面尺寸確定地基承載力確定深寬修正下臥層驗算地基沉降驗算減少不均勻沉降損害的措施地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同工作的概念淺基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計4、深基礎(chǔ)深基礎(chǔ)類型樁與樁基礎(chǔ)的類型單樁的荷載傳遞特性單樁豎向承載力的確定方法群樁效應(yīng)群樁基礎(chǔ)的承載力群樁的沉降計算樁基礎(chǔ)設(shè)計5、地基處理地基處理目的地基處理方法分類地基處理方案選擇各種地基處理方法的加固機理、設(shè)計計算、施工方法和質(zhì)量檢驗考試大綱1、巖體力學(xué)在邊坡工程中的應(yīng)用2分科題量、時間、分?jǐn)?shù)分配表下午段土木工程材料7題工程測量5題職業(yè)法規(guī)4題土木工程施與管理5題結(jié)構(gòu)力學(xué)與結(jié)構(gòu)設(shè)計12題巖土力學(xué)與土力學(xué)7題工程地質(zhì)10題巖體力學(xué)與基礎(chǔ)工程10題合計60題，每題2分?？荚嚂r間為4小時。分科題量、時間、分?jǐn)?shù)分配表下午段3淺基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)4荷載效應(yīng)最不利組合與

相應(yīng)的抗力限值規(guī)定按地基承載力確定基礎(chǔ)底面積及埋深或按單樁承載力確定樁數(shù)時，傳至基礎(chǔ)或承臺底面上的荷載應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合。相應(yīng)的抗力應(yīng)采用地基承載力特征值或單樁承載力特征值。

計算地基變形時，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合，不應(yīng)計入風(fēng)荷載和地震作用。相應(yīng)的限值應(yīng)為地基變形允許值。

計算擋土墻土壓力、地基或斜坡穩(wěn)定及穩(wěn)定及滑坡推力時，荷載效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，但其分項系數(shù)均為1.0。在確定基礎(chǔ)或樁臺高度、支擋結(jié)構(gòu)截面、計算基礎(chǔ)或支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確定配筋和驗算材料強度時，上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載效應(yīng)組合和相應(yīng)的基底反力，應(yīng)按承載能力級限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，采用相應(yīng)的分項系數(shù)?；A(chǔ)設(shè)計安全等級、結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限、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)γ0不應(yīng)小于1.0。荷載效應(yīng)最不利組合與

相應(yīng)的抗力限值規(guī)定按地基承載力確定基礎(chǔ)5天然地基指基礎(chǔ)直接建造在未經(jīng)人工處理過的天然地層上的地基。天然地基依照埋置深度，分為淺基礎(chǔ)及深基礎(chǔ)。通常的提法為：埋深不超過5米的稱為淺基礎(chǔ)。實際上淺基和深基之間沒有一個很明確的概念。一般埋深較淺、施工方法比較簡單的基礎(chǔ)都屬于淺基礎(chǔ)。而采用樁基、沉井和地下連續(xù)墻等特殊施工方法修建的基礎(chǔ)稱為深基礎(chǔ)。天然地基指基礎(chǔ)直接建造在未經(jīng)人工處理過的天然地層上的地基。6一、淺基礎(chǔ)的類型淺基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)類型主要包括：單獨基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、獨立建筑物基礎(chǔ)等。（一）單獨基礎(chǔ)單獨基礎(chǔ)用于工業(yè)廠房柱基、民用框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)等。根據(jù)材料性能，單獨基礎(chǔ)可分為無筋擴展基礎(chǔ)和鋼筋混凝土單獨基礎(chǔ)。磚、石、混凝土材料做成的剛性基礎(chǔ)多數(shù)用于荷重較小的柱基。鋼筋混凝土材料具有抗剪、抗彎、抗拉的能力，可承受較大的荷重而不受深寬比的限制，是目前單獨基礎(chǔ)中的主要材料，使用范圍最為廣泛。柱下單獨基礎(chǔ)需要進行強度和配筋計算。一、淺基礎(chǔ)的類型淺基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)類型主要包括：單獨基礎(chǔ)、條形基7（二）條形基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)常指墻下條形基礎(chǔ)，一般用磚砌體或毛石砌體。只有當(dāng)?shù)鼗^軟弱或需要加強縱向墻體承受不均勻沉降引起的拉力時，才采用鋼筋混凝土建筑。另一種常見的條形基礎(chǔ)為柱下條形基礎(chǔ)。如果地基很軟弱，需要擴大基礎(chǔ)底面積或為了增強基礎(chǔ)的剛度以調(diào)整不均勻沉降，可在縱橫兩個方向都采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，形成十字交叉條形基礎(chǔ)。有較大的剛度及調(diào)整地基變形的能力。（二）條形基礎(chǔ)8（三）片筏基礎(chǔ)片筏基礎(chǔ)是一個等厚的鋼筋混凝土連續(xù)平板。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件基本均勻和土質(zhì)較軟時，片筏基礎(chǔ)減少了地基附加壓力，埋深又很淺，效果很好。片筏基礎(chǔ)底板厚度必須滿足抗沖切、抗剪的要求。為了減少筏厚，有時也采用加肋的片筏基礎(chǔ)。（三）片筏基礎(chǔ)9（四）箱形基礎(chǔ)為了使基礎(chǔ)具有更大的剛度，減少建筑物的相對彎曲，可將基礎(chǔ)做成由頂板、底板及若干縱橫隔墻組成的箱形基礎(chǔ)。箱形基礎(chǔ)一般是用鋼筋混凝土建造，基礎(chǔ)頂板和底板之間的空間可作為地下室。它的主要特點是剛度大，而且挖去很多土，減少了基礎(chǔ)底面的附加壓力，因而適用于地基軟弱土層厚、荷載大和建筑面積不太大的一些重要建筑物。（四）箱形基礎(chǔ)10二、淺基礎(chǔ)埋置深度選擇建筑物基礎(chǔ)的埋置深度，應(yīng)考慮：建筑物本身：使用要求、結(jié)構(gòu)形式、荷載的大小和性質(zhì)等；建筑物周圍的條件：地質(zhì)條件、相鄰建筑物基礎(chǔ)埋深的影響等?；A(chǔ)埋置深度一般不宜小于0.5m。對于巖石地基，則可不受此限。二、淺基礎(chǔ)埋置深度11（一）建筑物的類型和用途如建筑物對不均勻沉降很敏感，應(yīng)將基礎(chǔ)埋置在較好的土層上（即使較好的土層埋藏較深）。當(dāng)有地下室、地下管道和設(shè)備基礎(chǔ)時，則往往要求建筑物基礎(chǔ)局部加深或整個加深。基礎(chǔ)形式有時也決定基礎(chǔ)埋深，如采用剛性基礎(chǔ)，當(dāng)基礎(chǔ)底面積確定后，由于要滿足剛性角的構(gòu)造要求，就規(guī)定了基礎(chǔ)的最小高度，從而也決定了基礎(chǔ)的埋深。（一）建筑物的類型和用途如建筑物對不均勻沉降很敏感，應(yīng)將基礎(chǔ)12（二）作用在地基上的荷載大小和性質(zhì)同一土層，對于荷載小的基礎(chǔ)，可能是很好的持力層，而對荷載大的基礎(chǔ)來說，則可能不適宜作為持力層。承受較大水平荷載的基礎(chǔ)，應(yīng)有足夠的埋置深度以保證有足夠的穩(wěn)定性。例如，高層建筑由于受風(fēng)力和地震力等水平荷載，埋深一般不少于地面以上建筑物高度的1／15。某些承受上拔力的基礎(chǔ)，如輸電塔基礎(chǔ)，也往往需要較大的埋置深度以保證必需的抗拔阻力。某些土（如飽和疏松的細粉砂）在動荷載作用下，容易產(chǎn)生“液化”現(xiàn)象，造成基礎(chǔ)過大的沉降，甚至失去穩(wěn)定，故在確定基礎(chǔ)的埋置深度時，不宜選這種土層作為受振動荷載的基礎(chǔ)的地基。在地震區(qū)，不宜將可液化土層直接作為基礎(chǔ)的持力層。（二）作用在地基上的荷載大小和性質(zhì)13（三）工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件當(dāng)上層土較好時，一般宜選上層土作持力層。當(dāng)下層上的承載力大于上層土?xí)r，應(yīng)經(jīng)過方案比較后，再確定基礎(chǔ)放在哪層上。此外，還應(yīng)考慮地基在水平方向是否均勻，必要時，同一建筑物的基礎(chǔ)可以分段采取不同的埋置深度，以調(diào)整基礎(chǔ)的不均勻沉降，使之減小到容許的限度以內(nèi)。在遇到地下水時，一般應(yīng)盡量淺埋，將基礎(chǔ)放在地下水位以上，避免施工排水的麻煩。如必須將基礎(chǔ)埋在地下水位以下時，則應(yīng)采取施工排水措施，保護地基土不受擾動。對有侵蝕性的地下水，應(yīng)將基礎(chǔ)放在水位以上，否則應(yīng)采取防止基礎(chǔ)不受侵蝕的措施。當(dāng)基礎(chǔ)位于河岸邊時，其埋置深度應(yīng)在流水的沖刷作用深度以下。有些新近沉積的軟弱土層、松散的填土以及年代較少的人工吹填土，承載力往往很低，基礎(chǔ)一般不宜設(shè)置在這類上層上。（三）工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件14（四）相鄰建筑物的基礎(chǔ)埋置深度

為保證相鄰原有房屋在施工期間的安全和正常使用，一般宜使所設(shè)計的基礎(chǔ)淺于或等于相鄰原有建筑物基礎(chǔ)。當(dāng)必須深于原有建筑物基礎(chǔ)時，則應(yīng)使兩基礎(chǔ)間保持一定凈距，根據(jù)荷載大小和土質(zhì)情況，這個距離約為相鄰基礎(chǔ)底面高差的1～2倍。否則須采取相應(yīng)的施工措施（如分段施工、設(shè)臨時的基坑支撐、打板樁、地下連續(xù)墻等），以避免當(dāng)開挖新基礎(chǔ)的基坑時，使原有基礎(chǔ)的地基松動。（四）相鄰建筑物的基礎(chǔ)埋置深度

為保證相鄰原有房屋在施工期間15（五）季節(jié)性凍土地基的凍脹和融陷土凍結(jié)后體積增大的現(xiàn)象稱為凍脹，凍土融化后產(chǎn)生的沉陷稱為融陷。季節(jié)性凍土在凍融過程中，往往產(chǎn)生凍脹或融陷，對建在凍土上的建筑物造成不良影響。故在設(shè)計時必須考慮地基凍脹和融陷對基礎(chǔ)埋置深度的影響。（五）季節(jié)性凍土地基的凍脹和融陷土凍結(jié)后體積增大的現(xiàn)象稱為凍16三、基礎(chǔ)平面尺寸的確定（一）地基承載力的確定1、按規(guī)范法確定地基承載力首先確定地基承載力特征值fak：地基承載力特征值fak可由載荷試驗或其他原位測試、理論公式計算、并結(jié)合工程實踐經(jīng)驗等方法綜合確定。根據(jù)承載力特征值計算修正后的承載力特征值fa

：當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時，地基承載力特征值尚應(yīng)按下式修正：三、基礎(chǔ)平面尺寸的確定（一）地基承載力的確定17fa——修正后的地基承載力特征值，kPa；fak——地基承載力特征值，kPa；ηb、ηd——基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)，按基底下土類查表；γ——基礎(chǔ)底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度，kN／m3；γm——基礎(chǔ)底面以上土的加權(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)基寬小于3m按3m考慮，大于6m按6m考慮；d——基礎(chǔ)埋置深度（m）。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，應(yīng)從天然地面標(biāo)高算起。對于地下室，如采用箱形基礎(chǔ)或筏基時，基礎(chǔ)埋置深度自室外地面標(biāo)高算起；如果采而獨立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)時，應(yīng)從室內(nèi)地面標(biāo)高算起。fa——修正后的地基承載力特征值，kPa；18承載力修正系數(shù)表土的類別ηbηd淤泥和淤泥質(zhì)土01.0人工填土

e或IL大于等于0.85的粘性土01.0紅粘土含水比αw>0.8

含水比αw≤0.800.151.21.4大面積壓實填土壓實系數(shù)大于0.95,粘粒含量ρc≥10%的粉土

最大干密度大于2.1t/m3的級配砂石001.52.0粉土粘粒含量ρc≥10%的粉土

粘粒含量ρc<10%的粉土0.30.51.52.0e及IL均小于0.85的粘性土

粉砂、細砂(不包括很濕與飽和時的稍密狀態(tài))

中砂、粗砂、礫砂和碎石土0.32.03.01.63.04.4注：

1.強風(fēng)化和全風(fēng)化的巖石，可參照所風(fēng)化成的相應(yīng)土類取值；其他狀態(tài)下的巖石不修正；

2.地基承載力特征值按本規(guī)范附錄D深層平板載荷試驗確定時ηd取0。

承載力修正系數(shù)表土的類別ηbηd淤泥和淤泥質(zhì)土01.0人工填192、按理論公式計算地基承載力地基基礎(chǔ)規(guī)范參照了P1/4的承載力理論公式，對其中的承載力系數(shù)，根據(jù)試驗和經(jīng)驗做了局部修正，給出下面計算式：fa——由土的抗剪強度指標(biāo)確定的地基承載力特征值；Mb、Md、Mc——承載力系數(shù)，按表確定；b——基礎(chǔ)底面寬度，大于6m時按6m考慮，對于砂土小于3m時按3m考慮；ck——基底下一倍短邊寬度的深度內(nèi)土的黏聚力標(biāo)準(zhǔn)值。上式適用于偏心距e小于或等于0.033倍基礎(chǔ)底面寬度的情況。因為原理論式是依據(jù)均布壓力導(dǎo)出的，故對上式增加了偏心距的限制條件。2、按理論公式計算地基承載力地基基礎(chǔ)規(guī)范參照了P1/4的承載203、按載荷試驗P~s曲線確定現(xiàn)場載荷試驗方法可得到p-s曲線，根據(jù)載荷試驗曲線確定承載力特征值的方法，地基基礎(chǔ)規(guī)范作了如下規(guī)定：(1)當(dāng)p~s曲線上有明確的比例界限時，取該比例界限所對應(yīng)的荷載值；(2)當(dāng)極限荷載小于對應(yīng)比例界限的荷載值的2.0倍時，取極限荷載值的一半；(3)不能按上述兩點確定時，如承壓板面積為0.25～0.50m2，可取s／b＝0.01～0.015所對應(yīng)的荷載值，但其值不應(yīng)大于最大加載量的一半。同一土層參加統(tǒng)計的試驗點不應(yīng)少于三點，各試驗實測值的極差不得超過平均值的30％，取此平均值作為地基承載力的特征值。3、按載荷試驗P~s曲線確定現(xiàn)場載荷試驗方法可得到p-s21（二）按承載力特征值確定基礎(chǔ)底面積1、基礎(chǔ)底面壓力計算

當(dāng)軸心荷載作用時

Fk--相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值；

Gk--基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重；

A--基礎(chǔ)底面面積。

（二）按承載力特征值確定基礎(chǔ)底面積1、基礎(chǔ)底面壓力計算222、偏心荷載作用下的

基底壓力計算注意：不要被題中所給e值所迷惑。當(dāng)e<b/6時，基地壓力分布為梯形；當(dāng)e=b/6時，基地壓力分布為三角形；當(dāng)e>b/6時，基地壓力出現(xiàn)負(fù)值，應(yīng)重新分布，a--合力作用點至基礎(chǔ)底面最大壓力邊緣的距離。2、偏心荷載作用下的

基底壓力計算注意：232、承載力驗算

pk--相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，基礎(chǔ)底面處的平均壓力值；pkmax--相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，基礎(chǔ)底面邊緣的最大壓力值。

fa--修正后的地基承載力特征值。

pk≤fa

pkmax≤1.2fa

{2、承載力驗算

pk--相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，基礎(chǔ)底面處243、基礎(chǔ)底面積的計算軸心荷載pk≤fa

對于矩形基礎(chǔ):A=lxb對于條形基礎(chǔ):A=lxb（l=1）對于正方形基礎(chǔ):A=b2

Gk=γGAd3、基礎(chǔ)底面積的計算軸心荷載pk≤fa對于矩形基礎(chǔ):A=l25在偏心荷載作用下，基礎(chǔ)定區(qū)或底面積應(yīng)用試算法來決定，先根據(jù)軸心受壓情況預(yù)估基礎(chǔ)底面尺寸；按初步尺寸進行基底承壓力的驗算，不合要求時，再重新修改，其步驟如下：（1）先按軸心受壓情況，用公式估算基礎(chǔ)底面積A0；（2）考慮偏心荷載，根據(jù)偏心距的大小，增加5%－10%基礎(chǔ)寬度，即（3）若此時地基承載力特征值需進行寬度修正，則修正后重復(fù)（1）、（2）步驟。（4）按初估的基礎(chǔ)底面積A校核基底最大和最小邊端壓力，基底最大應(yīng)力應(yīng)滿足：pkmax≤1.2fa關(guān)于基礎(chǔ)底面與底基土脫離的問題，原則上是不允許的，即在一般情況下，必須保證基底處處都為壓力；但在個別情況下，例如對低壓縮性的硬土或在特殊荷載組合中，出現(xiàn)部分拉力也是允許的。偏心荷載在偏心荷載作用下，基礎(chǔ)定區(qū)或底面積應(yīng)用試算法來決定，先根據(jù)軸26三、軟弱下臥層強度驗算當(dāng)遇到地基下臥層較為軟弱時，須驗算軟弱下臥層的強度，要求作用在下臥層頂面的土壓力不應(yīng)超過下臥層土的承載力，即：式中pz——相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，軟弱下臥層頂面處的附加壓力值；pcz——軟弱下臥層頂面處土的自重壓力值；faz——軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后地基承載力特征值。軟弱下臥層承載力驗算三、軟弱下臥層強度驗算當(dāng)遇到地基下臥層較為軟弱時，27軟弱下臥層影響載荷板與基礎(chǔ)荷載影響深度的比較（a）載荷試驗(b)實際基礎(chǔ)軟弱下臥層影響載荷板與基礎(chǔ)荷載影響深度的比較28軟弱下臥層頂面處的附加壓力pz條形基礎(chǔ)

式中：pk——相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，基礎(chǔ)底面處的平均壓力值；

b——矩形基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)底邊的寬度；

l——矩形基礎(chǔ)底邊的長度；

Pc——基礎(chǔ)底面處土的自重壓力值；

z——基礎(chǔ)底面至軟弱下臥層頂面的距離。

θ——地基壓力擴散線與垂直線的夾角，可按表5.2.7采用。

軟弱下臥層頂面處的附加壓力pz條形基礎(chǔ)

式中：29矩形基礎(chǔ)

式中：

pk——相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，基礎(chǔ)底面處的平均壓力值；b——矩形基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)底邊的寬度；

l——矩形基礎(chǔ)底邊的長度；

Pc——基礎(chǔ)底面處土的自重壓力值；

z——基礎(chǔ)底面至軟弱下臥層頂面的距離。

θ——地基壓力擴散線與垂直線的夾角，可按表采用。

矩形基礎(chǔ)

式中：

pk——相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，30地基壓力擴散角θEs1/Es2z/b0.250.5035106°10°20°23°25°30°注：

1.Es1為上層土壓縮模量；Es2為下層土壓縮模量；

2.z/b<0.25時取θ=0°，必要時，宜由試驗確定；z/b>0.50時θ值不變。地基壓力擴散角θz/b0.250.5036°23°注：

1.311、地基變形特征：沉降量、沉降差、傾斜、局部傾斜。沉降量：基礎(chǔ)中心點的下沉值沉降差：相鄰兩個單獨基礎(chǔ)的沉降量之差傾斜：單獨基礎(chǔ)在傾斜方向上兩端點下沉之差與此兩點水平距離之比：局部傾斜：砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱向6~10m內(nèi)基礎(chǔ)兩點的下沉值之差與此兩點水平距離之比四、地基變形驗算1、地基變形特征：沉降量、沉降差、傾斜、局部傾斜。四、地基變322、引起的地基變形的原因：建筑地基不均勻、荷載差異很大、體型復(fù)雜等因素。3、各種結(jié)構(gòu)驗算內(nèi)容：砌體承重結(jié)構(gòu)：局部傾斜；框架結(jié)構(gòu)和單層排架結(jié)構(gòu)：相鄰柱基的沉降差；多層或高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)：傾斜值，必要時尚應(yīng)控制平均沉降量。2、引起的地基變形的原因：建筑地基不均勻、荷載差異很大、體型334、在必要情況下，需要分別預(yù)估建筑物在施工期間和使用期間的地基變形值，以便預(yù)留建筑物有關(guān)部分之間的凈空，考慮連接方法和施工順序。一般多層建筑物在施工期間完成的沉降量，對于砂土可認(rèn)為其最終沉降量已完成80%以上，對于其它低壓縮性土可認(rèn)為已完成最終沉降量的50%-80%，對于中壓縮性土可認(rèn)為已完成20%-50%，對于高壓縮性土可認(rèn)為已完成5%-20%。4、在必要情況下，需要分別預(yù)估建筑物在施工期間和使用期間的地34地基變形計算

Δ≤[Δ]Δ地基廣義變形值，可分為沉降量、沉降差、傾斜、局部傾斜。[Δ]為變形容許值。地基變形計算35注：1.本表數(shù)值為建筑物地基實際最終變形允許值；

2.有括號者僅適用于中壓縮性土；

3.l為相鄰柱基的中心距離(mm)；Hg為自室外地面起算的建筑物高度(m)；

4.傾斜指基礎(chǔ)傾斜方向兩端點的沉降差與其距離的比值；

5.局部傾斜指砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱向6-10m內(nèi)基礎(chǔ)兩點的沉降差與其距離的比值。變形特征地基土類別中、低壓縮性土高壓縮性土砌體承重結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的局部傾斜0.0020.003工業(yè)與民用建筑相鄰柱基的沉降差

(1)框架結(jié)構(gòu)

(2)砌體墻填充的邊排柱

(3)當(dāng)基礎(chǔ)不均勻沉降時不產(chǎn)生附加應(yīng)力的結(jié)構(gòu)0.002l

0.0007l

0.005l0.003l

0.001l

0.005l單層排架結(jié)構(gòu)(柱距為6m)柱基的沉降量(mm)(120)200橋式吊車軌面的傾斜(按不調(diào)整軌道考慮)

縱向

橫向0.004

0.003多層和高層建筑的整體傾斜Hg≤24

24<Hg≤60

60<Hg≤100

Hg>1000.004

0.003

0.0025

0.002體型簡單的高層建筑基礎(chǔ)的平均沉降量(mm)200高聳結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的傾斜Hg≤20

20<Hg≤50

50<Hg≤100

100<Hg≤150

150<Hg≤200

200<Hg≤2500.008

0.006

0.005

0.004

0.003

0.002高聳結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的沉降量(mm)Hg≤100

100<Hg≤200

200<Hg≤250400

300

200建筑物的地基變形允許值注：1.本表數(shù)值為建筑物地基實際最終變形允許值；

36變形驗算規(guī)定所有建筑物的地基計算均應(yīng)滿足承載力計算的有關(guān)規(guī)定；設(shè)計等級為甲級、乙級的建筑物，均應(yīng)按地基變形規(guī)定；表3.0.2所列范圍內(nèi)設(shè)計等級為丙級的建筑物可不作變形驗算，如有下列情況之一時，仍應(yīng)作變形驗算：1）地基承載力特征值小于130kpa，且體型復(fù)雜的建筑；2）在基礎(chǔ)上及其附近有地面堆載或相鄰基礎(chǔ)荷載差異較大，可能引起地基產(chǎn)生過大的不均勻沉降時；3)軟弱地基上的建筑物存在偏心荷載時；4)相鄰建筑距離過近，可能發(fā)生傾斜時；

5)地基內(nèi)有厚度較大或厚薄不均的填土，其自重固結(jié)未完成時。變形驗算規(guī)定所有建筑物的地基計算均應(yīng)滿足承載力計算的有關(guān)規(guī)定37五、減少建筑物不均勻沉降的措施

（一）建筑措施1、建筑物的體形力求簡單平面形狀復(fù)雜的建筑物，在其縱橫單元相交處，應(yīng)力重疊，沉降往往大于其他部位，在其附近的墻體常常出現(xiàn)裂縫。在建筑物平面的突出部分也是容易開裂的。復(fù)雜平面虛線表示最易開裂的部位。對立面上有高差（或荷載差）的建筑物，由于作用在地基上荷載的突變，使建筑物高低相接處出現(xiàn)過大的差異沉降

五、減少建筑物不均勻沉降的措施（一）建筑措施對立面上有高差382、設(shè)置沉降縫

設(shè)置沉降縫是減少由于地基下均勻變形對建筑物造成危害的有效方法之一。沉降縫不同于溫度收縮縫，它從檐口到基礎(chǔ)把建筑物各單元斷開，它的作用在于將建筑物分成若干個長、高比較小、整體剛度較好、自成沉降體系的單元，這些單元具有調(diào)整地基不均勻變形的能力。在建筑物的下列部位宜設(shè)置沉降縫；（1）地基土的壓縮性有顯著差異處；（2）地基基礎(chǔ)處理方法不同處；（3）平面形狀復(fù)雜的建筑物轉(zhuǎn)折部位；（4）建筑物高度或荷載差異處；（5）建筑結(jié)構(gòu)類型不同處；（6）過長的磚石承重結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部位；（7）局部地下室的邊緣處；（8）分期建造房屋的分界處。2、設(shè)置沉降縫

設(shè)置沉降縫是減少由于地基下均勻變形對建筑物造393、控制建筑物的長高比建筑物的長高比是指建筑物的長度L與從基底算起的建筑物總高度H之比，它是決定磚石結(jié)構(gòu)房屋空間剛度的一個主要因素。長高比L／H越小，建筑物的剛度越好，對地基不均勻變形的調(diào)整能力也就越大。控制建筑物的長高比，在一定范圍內(nèi)能有效地減少建筑物的不均勻沉降。3、控制建筑物的長高比建筑物的長高比是指建筑物的長度L與從基404、相鄰建筑物的間隔距離建筑物的荷載不僅使建筑物下面的土層受到壓縮，而且在其以外的一定范圍內(nèi)的土層。這種影響隨著距離的增加而減小。由于軟弱地基的壓縮性很高，兩建筑物距離近時，這類附加不均勻沉降很大，常造成建筑物的傾斜或破壞。相鄰建筑物的影響大致有下列幾種情況：同時建筑的重、高建筑物對輕、低建筑物的影響；同時建筑的荷載相近的建筑物的相互影響；重、高建筑物建成后不久，在其鄰近建筑輕、低建筑物時，前者對后者的影響；舊建筑物受到新的重、高建筑物的影響。為了減少建筑物的相鄰影響，應(yīng)使建筑物之間相隔一定的距離，決定這個距離時應(yīng)根據(jù)影響建筑物的荷載大小、受荷面積和被影響建筑物的剛度以及地基的壓縮性等條件而定。4、相鄰建筑物的間隔距離建筑物的荷載不僅使建筑物下面的土層受415、建筑物標(biāo)高的控制由于基礎(chǔ)的沉降引起建筑物各組成部分的標(biāo)高發(fā)生變化，影響建筑物的正常使用。在軟土地區(qū)，常常出現(xiàn)由于沉降過大造成室內(nèi)地坪低于室外地坪、地下管道被壓壞、設(shè)備之間的連接受損壞等等現(xiàn)象。為了減少或防止沉降對使用的不利影響，設(shè)計時，就應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)的預(yù)估沉降值，適當(dāng)調(diào)整建筑物或其各部分的標(biāo)高，例如：（1）適當(dāng)提高室內(nèi)地坪（不包括單尾工業(yè)廠房的地坪）和地下設(shè)施的標(biāo)高；（2）建筑物各部分（或設(shè)備之間）有聯(lián)系時，可將沉降較大者提高；（3）建筑物與設(shè)備之間應(yīng)留有足夠的凈空；（4）建筑物有管道穿過時，應(yīng)預(yù)留足夠尺寸的孔洞、管道采用柔性接頭。5、建筑物標(biāo)高的控制由于基礎(chǔ)的沉降引起建筑物各組成部分的標(biāo)高42（二）結(jié)構(gòu)措施1、增強建筑物剛度和強度2、減輕或調(diào)整荷載（二）結(jié)構(gòu)措施1、增強建筑物剛度和強度431、增強建筑物剛度和強度建筑物的空間剛度是指建筑物抵抗自身變形的能力，建筑物空間剛度越小，地基反力分布越接近建筑物荷載的分布，不均勻沉降也就越大，而在構(gòu)件內(nèi)只產(chǎn)生較小的附加應(yīng)力或根本不產(chǎn)生任何附加應(yīng)力。相反，若建筑物的剛度越大，則不均勻沉降越小。但是絕對則性的建筑物是很少的，而大量的建筑物都只具省一定程反的剛性，例如常見的磚石承重房屋，建立在獨立基礎(chǔ)或一個方向條形基礎(chǔ)上的框架結(jié)構(gòu)等，都屬于這種類型。它們對地基的不均勻沉降敏感，常表現(xiàn)為建筑物發(fā)生相對撓曲，在建筑物內(nèi)則產(chǎn)生附加應(yīng)力，當(dāng)相對撓曲過大時建筑物便開裂。因此，對這類建筑鉤，應(yīng)提高其剛度和強度，以克服地基的不均勻沉降。1、增強建筑物剛度和強度建筑物的空間剛度是指建筑物抵抗自身441）控制建筑物長高比2）設(shè)置圈梁在建筑物的墻體內(nèi)設(shè)置鋼筋混凝土圈梁（或鋼筋磚圈梁）；其作用是增強建筑物的整體性，提高磚石砌體的抗剪、抗拉能力，在一定程度上能防止或減少裂縫的出現(xiàn)，即使出現(xiàn)了裂縫，也能阻止其發(fā)展。3)合理布置縱橫墻縱墻應(yīng)盡量避免轉(zhuǎn)折與中斷。建筑物的橫墻能起到加強整體剛度的作用，并能調(diào)整內(nèi)外縱墻間的不均勻沉降，橫墻間距越小，建筑物的整體剛度越大，調(diào)整不均勻沉降的能力也就越大，因此內(nèi)橫墻的間距不宜過大，要注意與外縱墻妥為連接，使它們能夠連成整體。4）加強基礎(chǔ)的剛度和強度基礎(chǔ)在建筑物的最下面，對建筑物的整體剛度影響很大，特別是當(dāng)建筑物產(chǎn)生正向撓曲時，受拉區(qū)在其下部，所以保證基礎(chǔ)有足夠的剛度和強度就顯得特別重要。采用梁板式基礎(chǔ)，增強基礎(chǔ)剛度。1）控制建筑物長高比452、減輕或調(diào)整荷載應(yīng)盡量減輕結(jié)構(gòu)的自重，用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或輕鋼結(jié)構(gòu)等；對于磚石承重結(jié)構(gòu)的房屋，宜選用輕質(zhì)墻體材料。室內(nèi)厚填土對地基的壓縮會造成建筑物大量沉降，可以采用架空地板代替厚填土，以減輕對地基的荷載。在軟弱地基上，宜選用自重輕、覆土少的基礎(chǔ)形式，如空心基礎(chǔ)、薄殼基礎(chǔ)等。設(shè)置地下室和半地下室是減少建筑物流沖的有效措施；通過挖除的土重能抵消一部分作用在地基上的附加壓力，從而減少建筑物的沉降，同時也可用以調(diào)整建筑物各部分的沉降差異，如在建筑物的重、高部分下設(shè)置地下室或半地下室?？梢詫ㄖ锔鞑糠植捎貌煌幕讐毫?，來調(diào)整不均勻沉降，例如在預(yù)估建筑物可能沉降較大的部位采用較小的地基承載力由于軟土地基在基底壓力作用下，將發(fā)生較大的地基變形，因此對重要的或?qū)ο戮鶆虺两狄髧?yán)格的建筑物，必要時可選用較小的地基承載力。對于有高差的建筑物，應(yīng)合理布置建筑物重、高部分的位置。對于活載占較大比重的建筑物，加荷前期必須控制加荷速率。2、減輕或調(diào)整荷載應(yīng)盡量減輕結(jié)構(gòu)的自重，用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土46（三）施工措施組織施工順序：先重后輕，先高后低?；娱_挖時，保護基槽土。注意打樁、降水、基坑開挖對周圍建筑物的影響。（三）施工措施組織施工順序：先重后輕，先高后低。47六、淺基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計無筋擴展基礎(chǔ)一般用磚石、混凝土、毛石混凝土、灰土和三合土等材料建筑。這種類型基礎(chǔ)抗壓性好，而抗彎性能差。為適應(yīng)這種特點無筋擴展基礎(chǔ)要求一定的構(gòu)造形式，主要限制a角的大小，不要超過剛性角amax，或用寬高比b1/H0表示，即要求b1/H0不要超過容許值。否則，當(dāng)基礎(chǔ)外伸長度相對于高度來說比較大時，可能由于基礎(chǔ)材料抗彎強度不足而開裂破壞。寬高比的容許值根據(jù)基礎(chǔ)材料和基底壓力大小而定。無筋擴展基礎(chǔ)構(gòu)造示意六、淺基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計無筋擴展基礎(chǔ)一般用磚石、混凝土、毛石混凝土48無筋擴展基礎(chǔ)臺階寬高比的允許值基礎(chǔ)材料質(zhì)量要求臺階寬高比的允許值pk≤100100<pk≤200200<pk≤300混凝土基礎(chǔ)C15混凝土1:1.001:1.001:1.25毛石混凝土基礎(chǔ)C15混凝土1:1.001:1.251:1.50磚基礎(chǔ)磚不低于MU10、砂漿不低于M51:1.501:1.501:1.50毛石基礎(chǔ)砂漿不低于M51:1.251:1.50—灰土基礎(chǔ)體積比為3:7或2:8的灰土，其最小干密度：粉土1.55t/m3粉質(zhì)粘土1.50t/m3粘土1.45t/m31:1.251:1.50—三合土基礎(chǔ)體積比1:2:4~1:3:6（石灰:砂:骨料），每層約虛鋪220mm，夯至150mm1:1.501:2.00—1.pk為荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時基礎(chǔ)底面處的平均壓力值（kPa）；2.階梯形毛石基礎(chǔ)的每階伸出寬度，不宜大于200mm；3.當(dāng)基礎(chǔ)由不同材料疊合組成時，應(yīng)對接觸部分作抗壓驗算；4.基礎(chǔ)底面處的平均壓力值超過300kPa的混凝土基礎(chǔ)，尚應(yīng)進行抗剪驗算。無筋擴展基礎(chǔ)臺階寬高比的允許值質(zhì)量要求臺階寬高比的允許值pk49按剛性角要求，基礎(chǔ)高度，應(yīng)滿足下式要求：

b——基礎(chǔ)底面寬度；b0——基礎(chǔ)頂面的墻體寬度或柱腳寬度；H0——基礎(chǔ)高度；b2——基礎(chǔ)臺階寬度；tanαmax——基礎(chǔ)臺階寬高比b1:H0，其允許值可按表12-3-1選用。無筋擴展基礎(chǔ)構(gòu)造示意按剛性角要求，基礎(chǔ)高度，應(yīng)滿足下式要求：無筋擴展基礎(chǔ)構(gòu)造示意50深基礎(chǔ)深基礎(chǔ)51一、樁基礎(chǔ)的概念

深基礎(chǔ)主要包括：樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻等。樁基礎(chǔ)，簡稱樁基，通常由樁體與聯(lián)結(jié)樁頂?shù)某信_組成。當(dāng)承臺底面設(shè)于地面以下時，承臺稱為低樁承臺，相應(yīng)的樁基礎(chǔ)稱為低臺樁基礎(chǔ)；當(dāng)承臺底面高于地面時，承臺稱為高樁承臺，相應(yīng)的樁基礎(chǔ)稱為高臺樁基礎(chǔ)。低臺樁基常用于陸域工業(yè)與民用建筑，而高臺樁基在海洋與港灣等水域工程結(jié)構(gòu)中有較廣泛的應(yīng)用。

一、樁基礎(chǔ)的概念

深基礎(chǔ)主要包括：樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、地下連續(xù)52二、樁的類型及特點

樁隨著承臺位置、樁體材料、結(jié)構(gòu)形式及功用、施工技術(shù)及方法的不同而有多種分類體系。二、樁的類型及特點

樁隨著承臺位置、樁體材料、結(jié)構(gòu)形式及功用531、按樁體材料分類

按制樁材料樁可分為木樁、混凝土樁、鋼樁及組合材料樁等。1．木樁2．混凝土樁混凝土樁是工程中大量應(yīng)用的一類樁型?；炷翗哆€可分為素混凝土樁、鋼筋混凝土樁及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁三種。3．鋼樁近年來開始采用大直徑開口鋼管樁，寬翼緣工字鋼及其它型鋼樁也偶有采用。4．組合材料樁整個樁長分段采用木材、鋼材或混凝土材料時，這種樁型稱為組合材料樁。一般在地下水位以下用木材或鋼材，而樁上段多采用現(xiàn)場澆注混凝土而成樁，用于特殊地質(zhì)條件及施工技術(shù)等情況下。1、按樁體材料分類

按制樁材料樁可分為木樁、混凝土樁、鋼樁及542、按施工方法分類

樁按施工方法可分為預(yù)制樁和灌注樁兩大類。1．預(yù)制樁預(yù)制樁是指在樁體投入地基之前在預(yù)制廠或現(xiàn)場制作的樁。預(yù)制樁成樁質(zhì)量比較穩(wěn)定而可靠。預(yù)制樁除木樁、鋼樁外，目前大量應(yīng)用的是鋼筋混凝土樁。預(yù)制樁根據(jù)設(shè)樁方法尚可分為打入樁、壓入樁、振沉樁及旋入樁等。（1）打入樁打入樁是靠機具動力沖擊將樁體擠入地基土中的。古代木樁都是人工打入的，而現(xiàn)代打入樁則采用各種專門打樁機械，如柴油錘打樁機等。為了減少震動，尤其克服較大的沉樁阻力，先在地基樁位處鉆一淺孔或較細的樁孔，然后再將樁體打入。這在打樁遇到局部硬土層或透鏡體面難以穿越時常有采用。預(yù)鉆孔打入法，方便了施工，但也使樁擠土的效應(yīng)減少，使樁的承載力有一定的損失，這在樁基設(shè)計時應(yīng)預(yù)先估計到。2、按施工方法分類

樁按施工方法可分為預(yù)制樁和灌注樁兩大類。55（2）壓入樁壓入樁是靠專門的壓樁機以靜力將預(yù)制樁體壓擠入地基中。壓入法施工幾乎不存在打入樁那樣的振動與噪聲等問題，但沉樁能力小于打入法，因而適用于對樁承載力要求不很高的情況，如既能建筑物基礎(chǔ)的托換加固等。（3）旋入樁旋入樁是在樁端處設(shè)一螺旋板，利用外部機械的扭力將其逐漸轉(zhuǎn)入地基中。這種樁的樁身斷面一般較小，而螺旋板相對較大，在旋入施工過程中對樁側(cè)土體的擾動較大，因而主要靠樁端螺旋板承擔(dān)樁體軸向的壓力或拉力。（4）振沉樁振沉樁即振動沉入樁，利用振動沉樁機械的上下振動作而將預(yù)制樁沉入地基中。這種施工方法基本上介于打入法與壓入法之間。（2）壓入樁562．灌注樁

灌注樁是在施工現(xiàn)場樁位處先成樁孔，然后在孔內(nèi)設(shè)置鋼筋籠等加勁材、灌注混凝土而形成的樁。灌注樁無需象預(yù)制樁那樣的制作、運輸及設(shè)樁過程，因而比較經(jīng)濟，但施工技術(shù)較復(fù)雜，成樁質(zhì)量控制比較困難。灌注樁按具體成孔方法可分為鉆孔、沖孔、控孔、擠孔及爆擴孔等多種類型。2．灌注樁

灌注樁是在施工現(xiàn)場樁位處先成樁孔，然后在孔內(nèi)設(shè)置57（1）鉆孔灌注樁

鉆孔灌注樁是各類灌注樁中應(yīng)用最為廣泛的一種。隨著我中高層建筑的大量興起以及大型橋梁、碼頭等的建設(shè)，對樁基單樁豎向承載力要求常達2000~5000kN，而打入樁因沉樁能力較小以及振動與噪聲等問題應(yīng)用越來越小，而大直徑一般可達0.3~2.0m，而樁長變化更大，可為數(shù)米至一、二百米，因而可適應(yīng)多種土層條件，提供相應(yīng)承載力。鉆孔灌注樁還可在樁端處利用樁端硬土層的承載能力。（1）鉆孔灌注樁

鉆孔灌注樁是各類灌注樁中應(yīng)用最為廣泛的一種58（2）沉管灌注樁

沉管灌注樁屬于有套管護壁作業(yè)樁，可分為振動沉管樁和錘擊沉管樁兩種。這兩種樁型在我國目前各行業(yè)中均有廣泛的應(yīng)用，主要是因為施工速度快且造價較低。在飽和軟粘土地其中，沉管成孔的擠土效益比較明顯，而且套管沉入與撥出要適時而小心，否則易造成混凝土縮頸甚至斷樁等現(xiàn)象。（2）沉管灌注樁

沉管灌注樁屬于有套管護壁作業(yè)樁，可分為振動59（3）挖孔樁

挖孔樁可采用人工或機械挖孔。人土挖孔時按每挖一段就澆制一圈混凝土護壁，到樁底處可擴孔。挖孔樁樁徑大，可直視土層情況。（3）挖孔樁

挖孔樁可采用人工或機械挖孔。人土挖孔時按每挖一603、擠土樁與非擠土樁除沉管灌注樁與打入樁具有類似的擠土效應(yīng)，屬于擠土樁外，其它各種灌注樁均屬于非擠土性樁。在成孔過程中，對地基土應(yīng)力有釋放作用，這是灌注樁承載力比預(yù)制樁低的主要原因之一。在飽和軟粘土地基及松散砂土地基中，非擠土型灌注樁極易造成塌孔現(xiàn)象，因而必須采取可靠的護壁措施。3、擠土樁與非擠土樁除沉管灌注樁與打入樁具有類似的擠土效應(yīng)，614、按功用分類

樁基按其功用可分為承壓樁、抗拔樁、橫向受荷樁等類型。（1）承壓樁承壓樁是指承受樁軸向壓力荷載的樁。通常承壓樁是垂直設(shè)置的，其承載機理是通過樁與土的接觸面將軸向力傳給樁周土體。土對樁側(cè)表面的豎向抗力稱為摩擦力，而樁端處土的豎向抗力稱為端阻力。(a)摩擦型樁；(b)端承型樁；(c)抗拔樁；(d)及(e)橫向受荷樁4、按功用分類

樁基按其功用可分為承壓樁、抗拔樁、橫向受荷樁62承壓樁根據(jù)土體提供的側(cè)摩擦力與端阻力的相對比例，又可分為摩擦樁和端承樁兩類。A、摩擦樁摩擦樁上的豎向荷載完全或主要靠樁側(cè)摩擦力承擔(dān)，這時分別稱純摩擦樁或端承摩擦樁。B、端承樁端承樁的豎向荷載完全或主要靠樁端阻力承擔(dān)，這時分別稱為端承樁或摩擦端承樁。工程實踐中，設(shè)在深厚軟土中的長樁，其端阻力可忽略不計，是典型的純摩擦樁；一般樁端達到中等強度或堅硬土層中、這種樁常屬于端承摩擦樁或摩擦端承樁；樁端進入穩(wěn)定巖層，上部土層軟弱或不穩(wěn)定時，樁屬于典型的端承樁。為了提高樁基承載能力和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，要求樁尖落在硬土層內(nèi)的一定深度處，故純摩擦樁應(yīng)用較少。承壓樁根據(jù)土體提供的側(cè)摩擦力與端阻力的相對比例，又可分為摩擦63（2）抗拔樁樁在承受軸向拔出荷載時稱為抗拔樁。豎向設(shè)置的抗拔樁，其抗拔力主要由土對樁向下的側(cè)摩阻力來提供。抗拔樁在輸電塔架、地下抗浮結(jié)構(gòu)及碼頭結(jié)構(gòu)物中有較多應(yīng)用。（3）橫向受荷樁橫向受荷樁系指在樁頂或地面以上主要承受地震力、風(fēng)力及波浪力等水平荷載的樁，常用于港口碼頭、輸電塔架等結(jié)構(gòu)物中。有時為了更有效地抵抗水平荷載，可設(shè)斜樁或叉樁。（2）抗拔樁64三、單樁軸向荷載傳遞

單樁軸向荷載傳遞的概念將長度為l、斷面周長為u、樁斷面積為A的樁垂直設(shè)入地基后，由樁側(cè)分布摩擦力qs(z)與樁端分布阻力qp共同抵抗豎向荷載Q。地基土在樁側(cè)摩擦力qs(z)及樁端阻力qp的作用下產(chǎn)生附加應(yīng)力，因而導(dǎo)致地基土的變形、引起樁體的沉降；樁體受到荷載Q與土體阻力的共同作用而產(chǎn)生樁身軸力，從而導(dǎo)致樁體出現(xiàn)軸向壓縮變形；在樁周處由樁土受力條件不同而產(chǎn)生樁土相對位移，這種相對位移的大小和隨深度位置的變化對樁的樁側(cè)摩擦力有很大影響；在樁端處樁的沉降與樁端阻力的大小有關(guān)。因此，單樁荷載傳遞理論主要研究樁土體系中的摩擦力分布與發(fā)展規(guī)律、樁端阻力的發(fā)揮過程以及樁身內(nèi)力與變形隨荷載變化的分布和發(fā)展過程。三、單樁軸向荷載傳遞

單樁軸向荷載傳遞的概念65四、單樁豎向抗壓承載力

根據(jù)單樁軸向荷載傳遞理論分析，樁受到的土的極限抗力或樁所能承受的極限荷載即為其豎向極限承載力；在工作狀態(tài)下樁所允許承受的最大荷載即為單樁豎向承載力的特征值（通稱單樁豎向承載力）。確定單樁豎向承載力的途徑和方法很多，可歸納為兩方面：一是按照樁身結(jié)構(gòu)強度確定承載力，二是按地基對樁體的支持力確定。而按地基對樁體的支持力確定樁承載力的方法包括現(xiàn)場試驗方法、經(jīng)驗公式方法、理論計算方法及經(jīng)驗值方法等。四、單樁豎向抗壓承載力

根據(jù)單樁軸向荷載傳遞理論分析，樁受661、按樁身結(jié)構(gòu)強度確定

樁身混凝土強度應(yīng)滿足樁的承載力設(shè)計要求。計算中應(yīng)按樁的類型和成樁工藝的不同將混凝土的軸心抗壓強度設(shè)計值乘以工作條件系數(shù)ψc，樁身強度應(yīng)符合下式要求：

樁軸心受壓時

Q≤Apfcψc

式中

fc——混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值；按現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》取值；

Q——相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時的單樁豎向力設(shè)計值；

Ap——樁身橫截面積；

ψc——工作條件系數(shù)，預(yù)制樁取0.75，灌注樁取0.6-0.7(水下灌注樁或長樁時用低值)。

1、按樁身結(jié)構(gòu)強度確定

樁身混凝土強度應(yīng)滿足樁的承載力設(shè)計672、按現(xiàn)場靜載荷試驗確定

單樁豎向承載力特征值應(yīng)通過單樁豎向靜載荷試驗確定。在同一條件下的試樁數(shù)量，不宜少于總樁數(shù)的1%，且不應(yīng)少于3根。單樁的靜載荷試驗，應(yīng)按規(guī)范附錄進行。樁靜載荷試驗又稱試樁，是在擬建建筑物現(xiàn)場，對樁體分級施加豎向靜力荷載，并量測樁頂沉降等項目，直到土對樁體的阻力達到極限狀態(tài)，從而確定單樁豎向極限承載力。樁靜載荷試驗裝置樁靜載荷試驗有多種形式，其中最為常用的是錨樁式。根據(jù)試驗的量測數(shù)據(jù)可繪制出以下曲線：①樁的荷載沉降關(guān)系曲線(Q~s)曲線；②各級荷載下增量沉降值隨時間的發(fā)展曲線(s~t)曲線。2、按現(xiàn)場靜載荷試驗確定

單樁豎向承載力特征值應(yīng)通過單樁豎向68建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范確定單樁豎向極限承載力方法如下：作荷載-沉降(Q-s)曲線和其他輔助分析所需的曲線。當(dāng)陡降段明顯時，取相應(yīng)于陡降段起點的荷載值。當(dāng)出現(xiàn)變形過大中止加荷時，取前一級荷載值。Q-s曲線呈緩變型時，取樁頂總沉降量s=40mm所對應(yīng)的荷載值，當(dāng)樁長大于40m時，宜考慮樁身的彈性壓縮。按上述方法判斷有困難時，可結(jié)合其他輔助分析方法綜合判定。對樁基沉降有特殊要求者，應(yīng)根據(jù)具體情況選取。參加統(tǒng)計的試樁，當(dāng)滿足其極差不超過平均值的30%時，可取其平均值為單樁豎向極限承載力。極差超過平均值的30%時，宜增加試樁數(shù)量并分析離差過大的原因，結(jié)合工程具體情況確定極限承載力。

注：對樁數(shù)為3根及3根以下的柱下樁臺，取最小值。將單樁豎向極限承載力除以安全系數(shù)2，為單樁豎向承載力特征值Ra。建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范確定單樁豎向極限承載力方法如下：693、地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為丙級的建筑物，可采用靜力觸探及標(biāo)貫試驗參數(shù)確定Ra值。3、地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為丙級的建筑物，可采用靜力觸探及標(biāo)貫試驗704、初步設(shè)計時單樁豎向承載力特征值估算公式Ra=qpaAp+up∑qsiali式中Ra——單樁豎向承載力特征值；

qpa,qsia——樁端端阻力，樁側(cè)阻力特征值，由當(dāng)?shù)仂o載荷試驗結(jié)果統(tǒng)計分析算得；

Ap——樁底端橫截面面積；

up——樁身周邊長度；

li——第i層巖土層的厚度。

4、初步設(shè)計時單樁豎向承載力特征值估算公式Ra=qpaAp71

五、群樁的承載力與變形

群樁在各類荷載下的承載力與變形性狀比單樁情況復(fù)雜得多。由于土體應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系非線性以及施工引起的復(fù)雜因素的影響，導(dǎo)致不能按單樁性狀的簡單疊加來研究群樁的承載力與變形性狀。

五、群樁的承載力與變形

群樁在各類荷載下的承載力與變形性狀721、群樁效應(yīng)

群樁效應(yīng)是多根樁受力后通過樁周土體而相互作用引起的與單樁承載力與變形性狀相異的效果。除端承樁基由于樁端面積較小且土（巖）較硬而使各樁引起的應(yīng)力疊加作用較小以外，甚至在諸如群樁承壓、受水平力及抗拔時均存在群樁效應(yīng)問題。群樁效應(yīng)主要是由于各樁所引起的地基應(yīng)力的疊加造成的。端承樁樁與樁的相互作用效應(yīng)很小，可忽略不計。摩擦型樁群樁導(dǎo)致應(yīng)力分布的范圍及強度均較大，應(yīng)力傳遞的深度也將比單樁情況大，因此群樁效應(yīng)明顯。這一原理也適用于群樁抗拔等情況。1、群樁效應(yīng)

群樁效應(yīng)是多根樁受力后通過樁周土體而相互作用引73群樁效應(yīng)的評價群樁效應(yīng)包括兩方面，即承載力效應(yīng)和變形效應(yīng)，分別以群樁效率系數(shù)η及變形比ξ兩個指標(biāo)來反映群樁效應(yīng)的強弱及評價群樁的工作性狀。對豎向抗壓樁基，定義效率系數(shù)η為：

式中R1

——單樁極限承載力；Rn

——群樁極限承載力；n——樁數(shù)。群樁效應(yīng)的評價群樁效應(yīng)包括兩方面，即承載力效應(yīng)和變形效應(yīng)，分74同樣對于群樁的豎向沉降則定義群樁沉降比ξ為：

式中S1——單樁在荷載R作用下的沉降量；

Sn——n根群樁在nR作用下的沉降量。同樣對于群樁的豎向沉降則定義群樁沉降比ξ為：75通過對群樁理論分析，其豎向承載力與沉降性狀結(jié)論：

樁間距對群樁效應(yīng)的影響很大，其它因素不變時，隨樁間距增大，效率系數(shù)會提高而沉降比下降；當(dāng)樁間距增大到一定程度后，其對群樁效應(yīng)的影響會變得不顯著。樁數(shù)對群樁效應(yīng)的影響較大。當(dāng)樁間距等其它條件相同時，樁數(shù)越大，效率系數(shù)越低而沉降比越高。當(dāng)承臺面積一定時，增加樁數(shù)的同時會使樁間距變小，將導(dǎo)致效率系數(shù)顯著下降。當(dāng)其它因素相同時，樁越長，群樁效率系數(shù)越低而沉降比越大。地基土越硬，效率系數(shù)越小而沉降比亦越大。群樁排列形式、樁上荷載水平對效率系數(shù)及沉降比也有一定影響。上述規(guī)律性對于群樁受水平荷載及抗拔情況也基本適用。試驗與理論分析資料表明，當(dāng)樁間距小于3倍樁徑時，地基中附加應(yīng)力重疊現(xiàn)象嚴(yán)重，群樁效率系數(shù)低而變形比大，而當(dāng)樁間距大于6倍樁徑時，地基應(yīng)力重疊現(xiàn)象較輕，群樁效率系數(shù)較高而變形比較小。利用這一性質(zhì)可對復(fù)雜的群樁承載力與變形問題做適當(dāng)?shù)暮喕幚恚詽M足實際設(shè)計需要。通過對群樁理論分析，其豎向承載力與沉降性狀結(jié)論：

樁間距對群76六、樁基礎(chǔ)的常規(guī)設(shè)計樁基設(shè)計均應(yīng)按以下兩種極限狀態(tài)的要求進行：（1）承載能力極限狀態(tài)：對應(yīng)于樁基達到最大承載力或整體失穩(wěn)或發(fā)生不適于繼續(xù)承載的變形。（2）正常使用極限狀態(tài)：對應(yīng)于樁基達到建筑物正常使用所規(guī)定的變形限值或達到耐久性要求的某項限值。所有各級樁基礎(chǔ)，均應(yīng)進行承載能力極限狀態(tài)的計算，包括樁基的豎向（抗壓與抗撥）及水平承載力、樁身及承臺結(jié)構(gòu)的強度以及樁基的動力與抗震作用效應(yīng)組合。通常對于樁端持力層為軟弱土的一、二級樁基礎(chǔ)及樁端持力層為粘性土，粉土或存在軟弱下臥層的一級建筑樁應(yīng)驗算其沉降。對于水平荷載下的樁基均應(yīng)驗算水平位移。在某些條件下尚需驗算樁身及承臺的拉裂性能等。六、樁基礎(chǔ)的常規(guī)設(shè)計樁基設(shè)計均應(yīng)按以下兩種極限狀態(tài)的要求進行771、樁基礎(chǔ)常規(guī)設(shè)計的內(nèi)容與步驟

樁基礎(chǔ)常規(guī)設(shè)計包括以下幾方面內(nèi)容及步驟：收集設(shè)計資料，包括建筑物類型、規(guī)模、使用要求、結(jié)構(gòu)體系及荷載情況，建筑物地的巖土工程勘察報告等；選擇樁型，并確定樁的斷面形狀及尺寸、樁端持力層及樁長等基本參數(shù)和承臺埋深；確定單樁承載力，包括豎向抗壓，抗撥及水平承載力等；確定群樁的樁數(shù)及布樁，并按面樁及建筑平面及場地條件確定承臺類型及尺寸；樁基承載力與變形驗算，包括豎向及水平承載力，沉降或水平位移等，對有軟弱下臥層的樁基，尚驗算軟弱下臥層的承載力；樁基中各樁受力與結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括各樁樁頂荷載分析，內(nèi)力分析以及樁身結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計等；承臺結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括承臺的抗彎，抗剪、抗沖切及抗裂等強度設(shè)計及結(jié)構(gòu)構(gòu)造等。樁基礎(chǔ)設(shè)計需滿足上述兩種極限狀態(tài)的要求，如在上述設(shè)計步驟中出現(xiàn)不滿足這些要求時，應(yīng)修改設(shè)計參數(shù)甚至方案，直至全部滿足各項要求方可結(jié)束設(shè)計工作。1、樁基礎(chǔ)常規(guī)設(shè)計的內(nèi)容與步驟

樁基礎(chǔ)常規(guī)設(shè)計包括以下幾方面782、樁基中各樁受力計算（1）樁基軸心受壓情況樁基軸心受壓時，各樁平均軸壓力為Qk=（Fk+Gk）/n

Fk—相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，作用于樁基承臺頂面的豎向力；

Gk—樁基承臺自重及承臺上土自重標(biāo)準(zhǔn)值；

Qk—相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合軸心豎向力作用下任一單樁的豎向力；

n—樁基中的樁數(shù)；

2、樁基中各樁受力計算（1）樁基軸心受壓情況79（2）樁基偏心受壓情況

Fk—相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，作用于樁基承臺頂面的豎向力；

Gk—樁基承臺自重及承臺上土自重標(biāo)準(zhǔn)值；

Qk—相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合軸心豎向力作用下任一單樁的豎向力；

n—樁基中的樁數(shù)；

Qik—相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合偏心豎向力作用下第i根樁的豎向力；

Mxk,Myk—相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合作用于承臺底面通過樁群形心的x、y軸的力矩；

xi,yi—樁i至樁群形心的y、x軸線的距離；

（2）樁基偏心受壓情況

Fk—相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，作用803、單樁承載力計算1）軸心豎向力作用下

Qk≤Ra

2）偏心豎向力作用下,除滿足上式外,尚應(yīng)滿足下列要求：

Qikmax≤1.2Ra

式中

Ra---單樁豎向承載力特征值。

Qk---相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合單樁的豎向力；

3、單樁承載力計算1）軸心豎向力作用下

814、根據(jù)單樁承載力確定樁數(shù)1）軸心荷載作用2）偏心荷載作用4、根據(jù)單樁承載力確定樁數(shù)1）軸心荷載作用2）偏心荷載作用82地基處理地基處理83地基處理通常是針對較弱地基上淺基礎(chǔ)而言，當(dāng)建筑物層數(shù)不是很高，如六～十層，地基承載力相差不是很大時，可以考慮采用地基處理提高地基的承載力。經(jīng)過處理后的地基稱為人工地基。地基處理通常是針對較弱地基上淺基礎(chǔ)而言，當(dāng)建筑物層數(shù)不是很高84地基處理的目的是增加地基的強度和穩(wěn)定性；減少地基沉降、水平位移和不均勻沉降；解決滲流問題。地基處理的目的是增加地基的強度和穩(wěn)定性；85根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79—91（1998年版），常用的地基處理方法按其原理和作法主要分為九類，見表。根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79—91（1998年版86

地基處理方法的選擇

在選擇地基處理方案前，應(yīng)完成下列工作：1、搜集詳細的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及地基基礎(chǔ)設(shè)計資料等；2、根據(jù)工程的設(shè)計要求和采用天然地基存在的主要問題，確定地基處理的目的、處理范圍和處理后要求達到的各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)等；3、結(jié)合工程情況，了解本地區(qū)地基處理經(jīng)驗和施工條件以及其它地區(qū)相似場地上同類工程的地基處理經(jīng)驗和使用情況等。在選擇地基處理方案時，應(yīng)考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基的共同作用，并經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較，選用地基處理方案或加強上部結(jié)構(gòu)和處理地基相結(jié)合的方案。

地基處理方法的選擇

在選擇地基處理方案前，應(yīng)完成下列工作：87地基處理方法的確定可按下列步驟進行：1、根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、荷載大小及使用要求，結(jié)合地形地貌、地層結(jié)構(gòu)、土質(zhì)條件、地下水特征、環(huán)境情況和對鄰近建筑的影響等因素，初步選定幾種可供考慮的地基處理方案；2、對初步選定的各種地基處理方案，分別從加固原理、適用范圍、預(yù)期處理效果、材料來源及消耗、機具條件、施工進度和對環(huán)境的影響等方面進行技術(shù)經(jīng)濟分析和對比，選擇最佳的地基處理方法，必要時也可選擇兩種或多種地基處理措施組成的綜合處理方法；3、對已選定的地基處理方法，宜按建筑物安全等級和場地復(fù)雜程度，在有代表性的場地上進行相應(yīng)的現(xiàn)場試驗或試驗性施工，并進行必要的測試，以檢驗設(shè)計參數(shù)和處理效果，如達不到設(shè)計要求時，應(yīng)查找原因采取措施或修改設(shè)計。地基處理方法的確定可按下列步驟進行：88一、復(fù)合地基基本概念在軟土地基中，按照一定間距設(shè)置許多豎向增強體的土層稱為復(fù)合土層，由復(fù)合土層組成的地基稱為復(fù)合地基，如碎石樁、擠密破樁、石灰樁、旋噴樁、深層攪拌樁等等。由于樁體的壓縮模量和強度遠比樁周松軟土要大得多，在外荷載作用下樁體主要起著應(yīng)力集中的作用，亦即隨著樁、土的等量變形會逐漸將外荷轉(zhuǎn)移到樁上，樁周松軟土承擔(dān)的壓力相應(yīng)減小。這樣，與原地基相比，復(fù)合地基的承載力有所提高，壓縮變形也相應(yīng)減小。一、復(fù)合地基基本概念在軟土地基中，按照一定間距設(shè)置許多豎向增89巖土工程師注冊：巖體工程與基礎(chǔ)工程90根據(jù)樁身剛度不同，將砂石樁等樁身剛度低的散體材料類形成的樁稱為柔性樁，相應(yīng)其復(fù)合地基稱為柔性樁復(fù)合地基；深層攪拌法及高壓噴射注漿法形成的水泥土樁構(gòu)成的復(fù)合地基則可成為半剛性樁復(fù)合地基。近年來，地基處理技術(shù)發(fā)展較快，出現(xiàn)了一些新的地基處理技術(shù)，如以鋼筋混凝土樁或混凝土樁取代原常用的砂樁、水泥攪拌樁，形成剛性樁復(fù)合地基。根據(jù)樁身剛度不同，將砂石樁等樁身剛度低的散體材料類形成的樁稱91復(fù)合地基承載力與變形計算基本原理置換率：復(fù)合地基承載力與變形計算基本原理置換率：92復(fù)合地基承載力應(yīng)通過現(xiàn)場復(fù)合地基載荷試驗確定。初步設(shè)計時也可按下式估算：

式中樁間土承載力折減系數(shù)宜按地區(qū)經(jīng)驗取值。加固后樁間土承載力特征值，也宜按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗取值，如無經(jīng)驗時可取天然地基承載力特征值。單樁豎向承載力特征值如采用單樁載荷試驗確定時，取單樁極限承載力的一半。初步設(shè)計時也可按下式估算：以上是根據(jù)土的阻力計算的單樁承載力。對于樁體本身，其樁體強度也應(yīng)滿足單樁承載力的要求。復(fù)合地基承載力應(yīng)通過現(xiàn)場復(fù)合地基載荷試驗確定。93計算復(fù)合地基沉降時，可將復(fù)合地基視為雙層地基，由加固區(qū)的壓縮變形和加固區(qū)以下土層的壓縮變形共同構(gòu)成。加固區(qū)的壓縮模量有豎向增強體和地基土共同構(gòu)成。復(fù)合地基的變形模量可由一根樁所承擔(dān)的加固面積A范圍內(nèi)樁與樁間土的面積加權(quán)平均的方法計算：

樁端以下未處理土層的壓縮變形值可按國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2002的有關(guān)規(guī)定確定。加固區(qū)及其下臥層的壓縮量可按分層總和法計算。

計算復(fù)合地基沉降時，可將復(fù)合地基視為雙層地基，由加固區(qū)的壓縮94二、換填墊層法當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱、不能滿足上部結(jié)構(gòu)荷載對地基的要求時，常采用換土墊層來處理軟弱地基。即將基礎(chǔ)下一定范圍內(nèi)的土層挖去，然后回填以強度較大的砂、碎石或灰土等，并分層夯實至設(shè)計要求的密實程度，作為地基的持力層。換填法適于淺層地基處理，處理深度可達２～３米。二、換填墊層法當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱、不能滿足上部結(jié)951、適用范圍換填法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘等淺層地基及不均勻地基的處理。但在用于消除黃土濕陷性時，尚應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GBJ25-89）中的有關(guān)規(guī)定。在采用大面積填土作為建筑地基時，應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007）的有關(guān)規(guī)定。1、適用范圍962、加固機理1．置換作用：將基底以下軟弱土全部或部分挖出，換填為較密實材料，可提高地基承載力，增強地基穩(wěn)定；2．應(yīng)力擴散作用：基礎(chǔ)底面下一定厚度墊層的應(yīng)力擴散作用，可減小墊層下天然土層所受的壓力和附加壓力，從而減小基礎(chǔ)沉降量，并使下臥層滿足承載力的要求。3．加速固結(jié)作用：用透水性大的材料作墊層時，軟土中的水分可部分通過它排除，在建筑物施工過程中，可加速軟土的固結(jié)，減小建筑物建成后的工后沉降。4．防止凍脹由于墊層材料是不凍脹材料，采用換土墊層對基礎(chǔ)地面以下可凍脹土層全部或部分置換后，可防止土的凍脹作用。2、加固機理1．置換作用：將基底以下軟弱土全部或部分挖出，換973、設(shè)計計算1）墊層材料墊層可選用下列材料：A)砂石。宜選用碎石、卵石、角礫、原礫、礫砂、粗砂、中砂或石屑（粒徑小于2mm的部分不應(yīng)超過總重的45%），應(yīng)級配良好，不含植物殘體、垃圾等雜質(zhì)。當(dāng)使用粉細砂或石粉（粒徑小于0.075mm的部分不應(yīng)超過總重的9%）時，應(yīng)摻入不少于總重30％的碎石或卵石。最大粒徑不宜大于50mm。對濕陷性黃土地基，不得選用砂石等滲水材料。B)粉質(zhì)黏土。土料中有機質(zhì)含量不得超過5％，亦不得含有凍土或膨脹土。當(dāng)含有碎石時，其粒徑不宜大于50mm。用于濕陷性黃土地基或膨脹土地基的粉質(zhì)黏土墊層，土料中不得夾有磚、瓦和石塊。C)灰土。體積配合比宜為2∶8或3∶7。土料宜用粉質(zhì)黏土，不得使用塊狀黏土和砂質(zhì)粉土，不得含有松軟雜質(zhì)，并應(yīng)過篩，其顆粒不得大于15mm。石灰宜用新鮮的消石灰，其顆粒不得大于5mm。3、設(shè)計計算1）墊層材料982)墊層厚度計算墊層的厚度z應(yīng)根據(jù)下臥土層的承載力確定，即作用在墊層底面處的土的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和不應(yīng)大于軟弱下臥層土的承載力特征值，并符合下式要求：式中：pz—墊層底面處的附加壓力；pcz—墊層底面處土的自重壓力；

fz—墊層底面處土層的地基承載力。2)墊層厚度計算墊層的厚度z應(yīng)根據(jù)下臥土層的承載力確定，99墊層底面處的附加壓力值pz可按軟弱下臥層驗算方法計算，墊層的壓力擴散角可按表2.7.3-1采用，計算如下：條形基礎(chǔ)矩形基礎(chǔ)

式中b——矩形基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)底面的寬度；l——矩形基礎(chǔ)底面的長度；p——基礎(chǔ)底面壓力；

Pc——基礎(chǔ)底面處土的自重壓力；Z——基礎(chǔ)底面下墊層的厚度；墊層底面處的附加壓力值pz可按軟弱下臥層驗算方法計算，墊層100壓力擴散角（）表2.7.3-1

換填材料z/b中砂、粗砂、礫砂、圓礫、角礫、石屑、卵石、碎石、礦渣粉質(zhì)黏土、粉煤灰灰土0.2520628≥0.503023注：1、當(dāng)z/b＜0.25時，除灰土仍?。?8外，其余材料均?。?，必要時，宜由試驗確定；2、當(dāng)0.25＜z/b＜0.50時，值可內(nèi)插求得。壓力擴散角（）1013）墊層的寬度墊層底面的寬度應(yīng)滿足基礎(chǔ)底面應(yīng)力擴散的要求，并且要考慮墊層側(cè)面土的側(cè)向支承力來確定，因為基礎(chǔ)荷載在墊層中引起的應(yīng)力使墊層有側(cè)向擠出的趨勢，如果墊層寬度不足，四周土又比較軟弱，墊層有可能被壓潰而擠入四周軟土中去，使基礎(chǔ)沉降增大。墊層底面寬度可按下式計算并根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定：式中b——墊層底面寬度；——墊層的壓力擴散角3）墊層的寬度墊層底面的寬度應(yīng)滿足基礎(chǔ)底面應(yīng)力擴散的要求，并1024）墊層的承載力墊層的承載力宜通過現(xiàn)場載荷試驗確定，并應(yīng)進行軟弱下臥層驗算，驗算下臥層的承載力是否滿足要求。對于按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》劃分安全等級為三級的建筑及一般不太重要的、小型、輕型或?qū)Τ两狄蟛桓叩墓こ?，在無試驗資料或經(jīng)驗時，當(dāng)施工達到規(guī)范規(guī)定的壓實標(biāo)準(zhǔn)后，可以參考規(guī)范所列的承載力特征值取用。4）墊層的承載力墊層的承載力宜通過現(xiàn)場載荷試驗確定，并應(yīng)進行1034、質(zhì)量檢驗對粉質(zhì)黏土、灰土、砂墊層和砂石墊層可用環(huán)刀法、貫入儀、靜里觸探、輕型動力觸探或標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗檢驗，對砂墊、礦渣墊層可用重型動力觸探檢驗。并均應(yīng)通過現(xiàn)場試驗以設(shè)計壓實系數(shù)所對應(yīng)的貫入度為標(biāo)準(zhǔn)檢驗墊層的施工質(zhì)量。壓實系數(shù)的檢驗可采用環(huán)刀法、灌砂法或其它方法。墊層的質(zhì)量檢驗必須分層進行。每夯壓完一層，應(yīng)檢驗該層的平均壓實系數(shù)。當(dāng)壓實系數(shù)符合設(shè)計要求后，才能鋪填上層。當(dāng)采用環(huán)刀法取樣時，取樣點應(yīng)位于每層厚度的2/3深度處。檢驗點數(shù)量，對大基坑每50～100m2應(yīng)不少于１個檢驗點；對基槽每10～20m應(yīng)不少于1個點，每個單獨柱基應(yīng)不少于１個點。當(dāng)采用貫入儀或動力觸探檢驗墊層的施工質(zhì)量時，每分層檢驗點的間距應(yīng)小于4m。4、質(zhì)量檢驗對粉質(zhì)黏土、灰土、砂墊層和砂石墊層可用環(huán)刀法、104三、預(yù)壓法預(yù)壓法包括堆載預(yù)壓法和真空預(yù)壓法，還可進行真空—堆載聯(lián)合預(yù)壓。堆載預(yù)壓法：是指在建筑物或構(gòu)筑物建造前，先在擬建場地上用堆土或其他荷重，施加或分級施加與其相當(dāng)?shù)暮奢d，對地基土進行預(yù)壓，使土體中孔隙水排出，孔隙體積變小，地基土壓密，以增長土體的抗剪強度，提高地基承載力和穩(wěn)定性；同時可減小土體的壓縮性，消除沉降量以便在使用期間不致產(chǎn)生有害的沉降和沉降差。其中堆載預(yù)壓法處理深度一般達10米左右。由于軟土的滲透性很小，土中水排出速率很慢，為了加速土的固結(jié)，縮短預(yù)壓時間，常在土中打設(shè)砂井，作為土中水從土中排出的通道，使土中水排出的路徑大大縮短，然后進行堆載預(yù)壓，使軟土中空隙水壓力得以較快地消散，這種方法稱為砂井堆載預(yù)壓法。有時，也在土中插入排水塑料帶，代替砂井。由于塑料排水帶可采用專用向土中插入塑料排水帶的插板機施工，施工速度很快，得到較多應(yīng)用。三、預(yù)壓法預(yù)壓法包括堆載預(yù)壓法和真空預(yù)壓法，還可進行真空—堆1051、加固機理1）堆載預(yù)壓法在建筑物或構(gòu)筑物建造前，先在擬建場地上用堆土或其他荷重，施加或分級施加與其相當(dāng)?shù)暮奢d，對地基土進行預(yù)壓，使土體中孔隙水排出，孔隙體積變小，地基土壓密，以增長土體的抗剪強度，提高地基承載力和穩(wěn)定性；同時可減小土體的壓縮性，消除沉降量以便在使用期間不致產(chǎn)生有害的沉降和沉降差。2）砂井堆載預(yù)壓法由于軟土的滲透性很小，土中水排出速率很慢，為了加速土的固結(jié)，縮短預(yù)壓時間，在土中打設(shè)砂井，作為土中水從土中排出的通道，使土中水排出的路徑大大縮短，然后進行堆載預(yù)壓，使軟土中空隙水壓力得以較快地消散，加速堆載預(yù)壓過程。3）真空預(yù)壓法在飽和軟粘土地基中設(shè)置豎向排水通道和砂墊層，在其上覆蓋不透氣密封膜。通過埋設(shè)于砂層的抽水管進行長時間不斷抽氣和水，使砂墊層和砂井中造成負(fù)壓，從而使軟粘土層排水固結(jié)。負(fù)壓形成的當(dāng)量預(yù)壓荷載一般可達85kPa。1、加固機理1）堆載預(yù)壓法1062、適用范圍預(yù)壓法適用于處理淤泥質(zhì)土、淤泥和沖填土等飽和粘性土地基。通常當(dāng)軟土層厚度小于4m時，可采用天然地基堆載預(yù)壓法處理，當(dāng)軟土層厚度超過4m時，為加速預(yù)壓過程，應(yīng)采用塑料排水帶、砂井等豎向排水預(yù)壓法處理地基。對真空預(yù)壓，必須在地基中設(shè)豎向排水井。2、適用范圍預(yù)壓法適用于處理淤泥質(zhì)土、淤泥和沖填土等飽和粘性1073、設(shè)計用預(yù)壓法處理地基應(yīng)預(yù)先通過勘察查明土層在水平和豎直方向的分布和變化、透水層的位置及水源補給條件等。應(yīng)通過土工試驗確定土的固結(jié)系數(shù)、孔隙比和固結(jié)壓力關(guān)系、三軸試驗抗剪強度以及原位十字板抗剪強度等。對重要工程，應(yīng)預(yù)先在現(xiàn)場選擇試驗區(qū)進行預(yù)壓試驗。在預(yù)壓過程中應(yīng)進行豎向變形、側(cè)向位移、孔隙水壓力等項目的觀測以及原位十字板剪切試驗。根據(jù)試驗區(qū)獲得的資料分析地基的處理效果，與原設(shè)計預(yù)估值進行比較，對設(shè)計作必要的修正，并指導(dǎo)全場的設(shè)計和施工。3、設(shè)計用預(yù)壓法處理地基應(yīng)預(yù)先通過勘察查明土層在水平和豎直方1081）堆載預(yù)壓法預(yù)壓荷載的大小、分布及速率砂井設(shè)計砂井固結(jié)度計算2）真空預(yù)壓法真空預(yù)壓法處理地基必須設(shè)置排水豎井。設(shè)計內(nèi)容包括：豎井?dāng)嗝娉叽?、間距、排列方式和深度的選擇；預(yù)壓區(qū)面積和分塊大?。徽婵疹A(yù)壓工藝；要求達到的真空度和土層的固結(jié)度；真空預(yù)壓和建筑物荷載下地基的變形計算；真空預(yù)壓后地基土的強度增長計算等。1）堆載預(yù)壓法109四、強夯法和強夯置換法強夯法：又稱為動力固結(jié)法或動力壓實法。這種方法是反復(fù)將質(zhì)量一般為10~40t（最大可達到200t）的夯錘提高到一定高度（一般為10~40m），使其自由下落，對地基土進行強力沖擊，通過巨大的沖擊和振動能量，提高地基的承載力并降低其壓縮性，改善地基性能。強夯置換法：在強夯形成的夯坑內(nèi)回填塊石、碎石等粗顆粒材料，然后用夯錘夯擊，重復(fù)此規(guī)程連續(xù)施工，形成一個墩體，稱為強夯置換墩。四、強夯法和強夯置換法強夯法：又稱為動力固結(jié)法或動力壓實法。1101、加固機理強夯法：是在極短的時間內(nèi)對地基主體施加一個巨大的沖擊能量，這種突然釋放的巨大能量將使土體發(fā)生一系列物理變化；如土體結(jié)構(gòu)破壞或液化；排水固結(jié)壓密；觸變恢復(fù)等。其作用結(jié)果是使一定范圍內(nèi)地基強度提高、孔隙擠密、消除濕陷性。解釋強夯效應(yīng)，目前有兩種理論即Menard的動力固結(jié)理論和沖擊破壞壓縮理論。強夯置換：除在土中形成墩體外，當(dāng)加固土層為深厚飽和粉土、粉砂時，還對墩間土和端底端以下土有擠密作用，因此，強夯置換的加固深度應(yīng)包括墩體置換深度和墩下加密范圍。同時，墩體本身也是一個特大直徑排水體，有利于加快土層固結(jié)。

1、加固機理強夯法：是在極短的時間內(nèi)對地基主體施加一個巨大的1112．適用范圍1）強夯法：強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。2）強夯置換法：當(dāng)對變形控制不嚴(yán)時，可用于處理高飽和度的粉土、流塑~軟塑的黏性土等地基，具有加固效果顯著、工期短、費用低等優(yōu)點，目前已用于堆場、公路、機場、房屋建筑、油罐等工程，一般效果良好。對強夯置換法，作為強制性條文，《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2002第6.1.2條規(guī)定，強夯置換法在設(shè)計前必須通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。2．適用范圍1）強夯法：強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和1123.設(shè)計工程實踐表明，用強夯法加固地基時，必須根據(jù)場地的地質(zhì)條件和工程要求，正確地選用各項強夯參數(shù)，才能取得較好的效果。強夯法和強夯置換法的加固設(shè)計包括確定加固深度H、錘重W、落距h等參數(shù)，其中錘重W與落距h的乘積Wh稱為夯擊能，表示每次沖擊施加給土體的沖擊能量。3.設(shè)計工程實踐表明，用強夯法加固地基時，必須根據(jù)場地的地質(zhì)113處理范圍：強夯處理范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)范圍，每邊超出基礎(chǔ)外緣的寬度宜為基底下設(shè)計處理深度的1/2至2/3，并不