知識資料土力學(xué)與地基基礎(chǔ)(十二)(新版)知識資料

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁需要課件請或第七節(jié)淺基礎(chǔ)重點(diǎn)內(nèi)容:淺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則,地基承載力設(shè)計(jì)值的決定主意和淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。一、普通原則淺基礎(chǔ)普通是指基礎(chǔ)埋置深度小于基礎(chǔ)寬度,或小于5m,用普通的施工主意即可修筑。本章研究天然地基上淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主意,其普通原則也適用于其他情況時(shí)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)對地基的要求,應(yīng)滿意:(1)地基應(yīng)有充足的強(qiáng)度和穩(wěn)定性當(dāng)軸心荷載作用時(shí),基礎(chǔ)底面壓力應(yīng)滿意公式(12-7-1)(12-7-1)當(dāng)偏荷載作用時(shí),除符合式(12-7-1)要求外,尚應(yīng)符合下式要求(12-7-2)式中pk一一相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí),基底處的平均壓力值;fa--修正后的地基承載力特征值。(2)基礎(chǔ)的沉降量(即地基的變形值)s應(yīng)小于地基變形容許值Δ:(12-7-3)基礎(chǔ)的沉降量s包括絕對沉降量和不勻稱沉降量。對基礎(chǔ)的要求,應(yīng)有充足的承載力、剛度和耐久性。因?yàn)榛A(chǔ)工程是地下蘊(yùn)藏工程,常受到地下水的侵蝕和藹溫凍脹的影響,一旦發(fā)生質(zhì)量事故,不易發(fā)現(xiàn)也難補(bǔ)救。因此,對基礎(chǔ)要比上部結(jié)構(gòu)更高的強(qiáng)度要求和施工質(zhì)量。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須遵循安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理的原則。安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理常互相制約互相矛盾的,它往往是在舉行地基基礎(chǔ)計(jì)劃挑選和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較以后才干滿意。偶爾,還需考慮建造物上部結(jié)構(gòu)的剛度、體型布置,地基的柔度,以及上部結(jié)構(gòu)與地基的協(xié)調(diào)關(guān)系即地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的共同作用。二、淺基礎(chǔ)類型和埋深挑選(一)淺基礎(chǔ)的類型1.單獨(dú)基礎(chǔ)地基條件較好時(shí),自立柱下常采用單獨(dú)基礎(chǔ)。也有在墻下采用單獨(dú)基礎(chǔ),它是利用鋼筋混凝土過梁將墻的荷載傳遞到單獨(dú)基礎(chǔ)上。單獨(dú)基礎(chǔ)采用的材料,有磚或塊石砌成(稱剛性基礎(chǔ)),也實(shí)用鋼筋混凝土澆筑的(稱柔性基礎(chǔ))。2.墻下條形基礎(chǔ)承重墻下普通采用的條形基礎(chǔ),按選用的材料類別有剛性條形基礎(chǔ)和鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。3.柱下條形基礎(chǔ)由鋼筋混凝土材料做成的條形基礎(chǔ)支承兩個(gè)以上柱子、單排柱下為單向條形基礎(chǔ),多排柱下可以做成交錯(cuò)條形基礎(chǔ)。因?yàn)闂l形基礎(chǔ)有較高的梁肋和一定底寬,因此,其抗彎剛度較大,具有能調(diào)節(jié)地基不勻稱沉降的作用。4.筏形基礎(chǔ)當(dāng)交錯(cuò)條形基礎(chǔ)底面積占建造物平面面積較大比例時(shí),則可將交錯(cuò)條形基礎(chǔ)底面擴(kuò)大為滿堂基礎(chǔ),即筏形基礎(chǔ)。筏形基礎(chǔ)可減小地基土單位面積壓力,提高土的承載能力并增強(qiáng)基礎(chǔ)的整體剛度,調(diào)節(jié)不勻稱沉降。最容易的筏形基礎(chǔ)是柱列下一片等厚度的(0.5~2.0m)鋼筋混凝土平板。目前大量建造的高層建造設(shè)置地下車庫的基礎(chǔ)底板大多為等厚度的片筏基礎(chǔ)。5.箱形基礎(chǔ)是由鋼筋混凝土底板、頂板和縱橫內(nèi)外隔墻組成,宛若一只埋在土中的剛性密閉的箱子。箱形基礎(chǔ)不僅具有相當(dāng)大的抗彎剛度,而且因?yàn)榛A(chǔ)深埋、空腹,減少了基礎(chǔ)底面壓力,可以增強(qiáng)建造物的層數(shù),又稱補(bǔ)償式基礎(chǔ)。我國目前京滬地區(qū)剛強(qiáng)地基上部分高層建造常采用箱形基礎(chǔ),并已編制了《高層建造箱形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》。6.不埋式基礎(chǔ)、殼體基礎(chǔ)不埋式基礎(chǔ)是在原地面經(jīng)過窮實(shí)后鋪筑薄層砂石和澆筑素混凝土即作為建造物基礎(chǔ)。這種基礎(chǔ)不挖基槽,室內(nèi)地坪與基礎(chǔ)合二為一。殼體基礎(chǔ)以錐形、球形及組合形等的薄壁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式作基礎(chǔ),使基礎(chǔ)受力改變?yōu)闅んw內(nèi)的軸向抗壓應(yīng)力,它可以充足發(fā)揮鋼筋和混凝土材料的受力特性。殼體基礎(chǔ)具有節(jié)約材料、降低造價(jià)、加快施工速度等優(yōu)點(diǎn)。我國從機(jī)修車間、冶金工業(yè)廠房到水塔煙囪、高爐設(shè)備基礎(chǔ)等都曾采用殼體基礎(chǔ),使用效果良好。(二)基礎(chǔ)埋置深度挑選基礎(chǔ)埋置深度是指從基礎(chǔ)底面至地面(普通指設(shè)計(jì)地面)的距離。挑選埋置深度就是挑選合適的地基持力層,以保證基礎(chǔ)的安全可靠,施工的方便和工程造價(jià)的經(jīng)濟(jì)。影響基礎(chǔ)埋置深度挑選的因素有:1.房屋和結(jié)構(gòu)物的性質(zhì)用途;2.作用在地面上的荷載大小、性質(zhì);3.工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件;4.相鄰建造基礎(chǔ)的埋深;5.土的凍結(jié)深度等。三、地基承載力特征值地基承載力是土力學(xué)的重要課題之一,也是地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本指標(biāo)。地基承載力特征值就是滿意土的強(qiáng)度條件和變形要求時(shí)的地基單位面積上的承載能力。土的強(qiáng)度條件,抗是指土體在外荷載作用時(shí),對剪切破壞具有充足的穩(wěn)定安全系數(shù);地基的變形要求,是指基礎(chǔ)的沉降在建造結(jié)構(gòu)和使用的許可范圍以內(nèi)。因此,地基承載力特征值不僅與土的性質(zhì)、形成條件有關(guān),而且還與基礎(chǔ)的型式、寬度、埋置深度,建造物的類型、布置、結(jié)構(gòu)特征、施工速度等因素密切有關(guān)。決定地基承載力特征值的主意有:(一)從荷載實(shí)驗(yàn)或其他原位測試、公式計(jì)算、并結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等主意綜合決定fak當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時(shí),按上述決定的fak尚應(yīng)按下式修正:＝(12-7-4)式中fa一一修正后的地基承載特征值;fak--按荷載實(shí)驗(yàn)或其他原位測試、公式計(jì)算、結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等主意綜合決定的承載力特征值。一一基礎(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12-7-1取值。γ一一基底以下土的重度,地下水位以下取浮重度;b一一基礎(chǔ)底面寬度(m),當(dāng)基寬小于3m按3m計(jì)算,大于6m按6m計(jì)算;一一基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度,地下水位以下取浮重度;d一一基礎(chǔ)埋置深度(m),普通自室外地面標(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,應(yīng)從天然地面標(biāo)高算起,對于地下室,倘若用箱形基礎(chǔ)或筏基時(shí),基礎(chǔ)埋置深度自室外地面標(biāo)高算起;當(dāng)采用自立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)時(shí),應(yīng)從室內(nèi)地面標(biāo)高算起。承載力修正系數(shù)表12-7-1土的類別ηbηd淤泥和淤泥質(zhì)土01.0人工填土，e或IL≥0.85的黏性土01.0紅黏土含水比αw>0.8含水比αw≤0.800.151.21.4大面積壓實(shí)填土壓實(shí)系數(shù)>0.95、黏粒含量ρc≥10%的粉土最大干密度>2.lt/m3的級配砂石001.52.0粉土黏粒含量ρc≥10%的粉土黏粒含量ρc<10%的粉土0.30.51.52.0E及IL均<0.85的黏性土粉砂、細(xì)砂、(不包括很濕與飽和時(shí)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(qiáng)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深層平板載荷實(shí)驗(yàn)決定時(shí)ηd取0。(二)按土體強(qiáng)度理論公式對豎向荷載偏心和水平力都不大的基礎(chǔ),當(dāng)偏心矩e≤0.033倍基礎(chǔ)底面寬度時(shí),按照土體的強(qiáng)度理論,由土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)決定地基承載力按下式計(jì)算:fa=Mbγb十Mdγd+McCk(12-7-5)式中fa一一由土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)決定的地基承載力特征值;Mb、Md、Mc-按照士的內(nèi)摩擦角決定的承載力系數(shù),按表12-7-2決定;b一一基礎(chǔ)底面寬度,大于6m按6m計(jì)算,對于砂土小于3m按3m計(jì)算;Ck一一-基底以下一倍基寬深度內(nèi)土的黏聚力標(biāo)準(zhǔn)值。小習(xí)題：某淺基礎(chǔ)地基承載力特征值fak＝200kPa，地基承載力修正系數(shù)ηb，ηd分離為0.3和1.6，基礎(chǔ)底面積尺寸為3×4m，埋深2m，持力層土的重度為18kN/m3，埋深范圍土的加權(quán)平均重度為17kN/m3，修正后的地基承載力特征值為kpa解答：＝240.8kPa四、淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)基底壓力Pk計(jì)算在挑選了基礎(chǔ)類型和埋置深度以后,就可按照持力層土的承載力計(jì)算基礎(chǔ)底面尺寸。若地基壓縮層范圍內(nèi)有承載力顯著低于持力層的土層時(shí),還必須對此剛強(qiáng)下臥層舉行承載力驗(yàn)算。(一)按持力層土的承載力計(jì)算1.中央荷載作用1.建造物的平面、立面體型應(yīng)力求容易。2.設(shè)置沉降縫一一宜在建造平面的轉(zhuǎn)折部位、高度或荷載差異處、長高比過大的建筑物適當(dāng)部位、地基土的壓縮性有顯著變化部位以及建造結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)類型不同處等設(shè)置。3.控制長高比及合理布置墻體。也是增強(qiáng)建造物整體剛度的重要措施。4.相鄰建造物之間應(yīng)間隔一定距離。5.調(diào)節(jié)建造物標(biāo)高。按照預(yù)估沉降,將室內(nèi)地坪和地下設(shè)施的標(biāo)高予以提高;將互相有聯(lián)系的建造物各部分中沉降較大者的標(biāo)高予以提高等。(二)結(jié)構(gòu)方面措施1.減輕建造物自重。如選用輕型結(jié)構(gòu),設(shè)置地下室或半地下室,采用輕質(zhì)墻體;2.設(shè)置圈梁;3.減小、調(diào)節(jié)基礎(chǔ)底面附加壓力;4.采用梁板式基礎(chǔ),以增強(qiáng)基礎(chǔ)的剛度;5.選用能適應(yīng)不勻稱沉降的上部結(jié)構(gòu)。(三)施工方面措施1.合理組織施工程序:應(yīng)先建高、重部分,后建低、輕部分,先主體后附屬建造。2.活載較大的建造物,有條件時(shí)可先堆載預(yù)壓;在使用初期應(yīng)控制加載速率和加載范圍,避免大量疾馳、擴(kuò)散堆載。3.要注重打樁、井點(diǎn)降水、深基坑開挖對鄰近建造物的影響。4.基坑開挖時(shí),應(yīng)注重對淤泥及淤泥質(zhì)剛強(qiáng)土的保護(hù),減少擾動。六、地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同工作概念地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同工作就是三者在既滿意靜力平衡又滿意變形協(xié)調(diào)兩個(gè)條件下,揭示它們在外荷作用下互相制約、彼此影響的內(nèi)在聯(lián)系,從而達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)目的。共同工作分析,不但要建立準(zhǔn)確反映結(jié)構(gòu)剛度影響的分析理論和便于借助計(jì)算機(jī)的有效計(jì)算主意,而且還要研究選用能合理反映土的變形特性的地基計(jì)算模型及其參數(shù)。地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同工作分析與常規(guī)設(shè)計(jì)主意不同,它受基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)剛度的制約,又受地基柔度的影響。共同工作分折目前尚在不斷研究和發(fā)展階段。例：1.在工程地質(zhì)勘察中,采用(A)能直接看見地層的結(jié)構(gòu)和變化。(A)坑探;(B)鉆探;(C)觸探;(D)地球物理勘探。2.選用巖土參數(shù),應(yīng)按下列內(nèi)容評價(jià)其可靠性和適用性:(C)(A)取樣主意及其他因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響;(B)采用的實(shí)驗(yàn)主意和取值標(biāo)準(zhǔn);(C)類似工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn);(D)不同測試主意所得結(jié)果的分析比較。3.除淤泥和淤泥質(zhì)土外,相同地基上的基礎(chǔ),當(dāng)寬度相同時(shí),則埋深愈深地基的承載力的變化趨勢為下列(A)項(xiàng)所述。A.愈大