1、第六章 地基承載力6.1地基承載力概述6.2按極限平衡區(qū)發(fā)展范圍確定地基承載力6.3按極限荷載確定地基極限承載力6.4按原位測試成果確定地基承載力6.5按地基規(guī)范確定地基承載力主要內容6.1 地基承載力概述一、地基承載力概念 建筑物荷載通過基礎作用于地基，對地基提出兩個方面的要求1.變形要求建筑物基礎在荷載作用下產(chǎn)生最大沉降量或沉降差，應該在該建筑物所允許的范圍內 2.穩(wěn)定要求建筑物的基底壓力，應該在地基所允許的承載能力之內 地基承載力：地基所能承受荷載的能力二、地基變形的三個階段 0sppcrpuabcppcrpcrppuppua.線性變形階段塑性變形區(qū)連續(xù)滑動面oa段，荷載小，主要產(chǎn)生壓縮

2、變形，荷載與沉降關系接近于直線，土中f,地基處于彈性平衡狀態(tài)b.彈塑性變形階段ab段，荷載增加，荷載與沉降關系呈曲線，地基中局部產(chǎn)生剪切破壞，出現(xiàn)塑性變形區(qū)c.破壞階段bc段，塑性區(qū)擴大，發(fā)展成連續(xù)滑動面，荷載增加，沉降急劇變化三、地基的破壞形式 地基開始出現(xiàn)剪切破壞（即彈性變形階段轉變?yōu)閺椝苄宰冃坞A段）時，地基所承受的基地壓力稱為臨塑荷載pcr 地基瀕臨破壞（即彈塑性變形階段轉變?yōu)槠茐碾A段）時，地基所承受的基地壓力稱為極限荷載pu1.整體剪切破壞a. p-s曲線上有兩個明顯的轉折點，可區(qū)分地基變形的三個階段b. 地基內產(chǎn)生塑性變形區(qū)，隨著荷載增加塑性變形區(qū)發(fā)展成連續(xù)的滑動面c. 荷載達到極限

3、荷載后，基礎急劇下沉，并可能向一側傾斜，基礎兩側地面明顯隆起2.局部剪切破壞a. p-s曲線轉折點不明顯，沒有明顯的直線段b. 塑性變形區(qū)不延伸到地面，限制在地基內部某一區(qū)域內c. 荷載達到極限荷載后，基礎兩側地面微微隆起3. 沖剪破壞b.地基不出現(xiàn)明顯連續(xù)滑動面 c. 荷載達到極限荷載后，基礎兩側地面不隆起，而是下陷a. p-s曲線沒有明顯的轉折點6.2 按塑性區(qū)發(fā)展范圍確定地基承載力一、塑性區(qū)的發(fā)展范圍 zzbdq= dp013根據(jù)彈性理論，地基中任意點由條形均布壓力所引起的附加大、小主應力 假定在極限平衡區(qū)土的靜止側壓力系數(shù)K0=1，M點土的自重應力所引起的大小主應力均為 (dz)M點達

4、到極限平衡狀態(tài)，大、小主應力滿足極限平衡條件M塑性區(qū)邊界方程塑性區(qū)最大深度zmax二、臨塑荷載pcr和界限荷載當zmax0，地基所能承受的基底附加壓力為臨塑荷載塑性區(qū)開展深度在某一范圍內所對應的荷載為界限荷載中心荷載偏心荷載三、例題分析 【例】某條基，底寬b=1.5m，埋深d=2m，地基土的重度19kN/m3，飽和土的重度sat21kN/m3,抗剪強度指標為 =20，c=20kPa,求(1)該地基承載力p1/4 ,(2)若地下水位上升至地表下1.5m，承載力有何變化【解答】(1)(2)地下水位上升時，地下水位以下土的重度用有效重度說明：當?shù)叵滤簧仙龝r，地基的承載力將降低6.3 按極限荷載確定

5、地基承載力一、普朗特爾極限承載力理論 1920年，普朗特爾根據(jù)塑性理論，在研究剛性物體壓入均勻、各向同性、較軟的無重量介質時，導出達到破壞時的滑動面形狀及極限承載力公式 Pbccdd45o / 245o / 2將無限長，底面光滑的荷載板至于無質量的土(0)的表面上，荷載板下土體處于塑性平衡狀態(tài)時，塑性區(qū)分成五個區(qū)區(qū)：主動朗肯區(qū)， 1豎直向，破裂面與水平面成45o / 2區(qū)：普朗特爾區(qū)，邊界是對數(shù)螺線 區(qū)：被動朗肯區(qū)， 1水平向，破裂面與水平面成45o / 2普朗特爾理論的極限承載力理論解式中：承載力系數(shù)當基礎有埋深d 時式中：二、太沙基極限承載力理論 底面粗糙，基底與土之間有較大的摩擦力，能阻

6、止基底土發(fā)生剪切位移，基底以下土不會發(fā)生破壞，處于彈性平衡狀態(tài)Paabccdd45o / 245o / 2區(qū)：彈性壓密區(qū)(彈性核)區(qū)：普朗特爾區(qū)，邊界是對數(shù)螺線 區(qū)：被動朗肯區(qū)， 1水平向，破裂面與水平面成45o / 2太沙基理論的極限承載力理論解Nr、Nq、Nc均為承載力系數(shù)，均與有關，太沙基給出關系曲線，可以根據(jù)相關曲線得到上式適用于條形基礎整體剪切破壞情況，對于局部剪切破壞，將c和tan均降低1/3 方形基礎局部剪切破壞時地基極限承載力Nr 、Nq 、Nc為局部剪切破壞時承載力系數(shù)，也可以根據(jù)相關曲線得到對于方形和圓形基礎，太沙基提出采用經(jīng)驗系數(shù)修正后的公式 圓形基礎三、漢森極限承載力理

7、論 對于均質地基、基礎底面完全光滑，受中心傾斜荷載作用式中：漢森公式Sr、Sq、Sc 基礎的形狀系數(shù)ir、iq、ic 荷載傾斜系數(shù)dr、dq、dc 深度修正系數(shù)gr、gq、gc 地面傾斜系數(shù)br、bq、bc 基底傾斜系數(shù)Nr、Nq、Nc 承載力系數(shù)說明：相關系數(shù)均可以有相關公式進行計算6.4 按原位測試成果確定地基承載力一、載荷試驗法 pup0s千斤頂荷載板平衡架拉錨由拐點得地基極限承載力pu，除以安全系數(shù)Fs得容許承載力pp-s曲線確定地基承載力特征值:1. p-s曲線有明確的比例界限時，取比例界限所對應的荷載值 2.極限荷載能確定，且值小于對應比例界限的荷載值的2倍時，取極限荷載值的一半

8、3.不能按上述兩點確定時，取s/b=0.010.015對應荷載值；但值不應大于最大加載量的一半 二、靜力觸探試驗法 探頭QfQcF鉆桿用靜壓力將裝有探頭的觸探器壓入土中，通過壓力傳感器及電阻應變儀測出土層對探頭的貫入阻力。探頭貫入阻力的大小直接反映了土的強度的大小，把貫入阻力與荷載試驗所得到的地基容許承載力建立相關關系，從而即可按照實測的貫入阻力確定地基的容許承載力值。還可以把土的貫入阻力與土的變形模量及壓縮模量建立相關關系，從而可以確定變形模量和壓縮模量 方法介紹：探頭阻力Q可分為兩個部分1.錐頭阻力Qc 2.側壁摩阻力Qf 比貫入阻力：探頭單位截面積的阻力 三、標準貫入試驗法試驗時，先行鉆

9、孔，再把上端接有鉆桿的標準貫入器放至孔底，然后用質量為63.5kg的錘，以76cm的高度自由下落將貫入器先擊入土中15cm，然后測繼續(xù)打30cm的所需要錘擊數(shù)，該擊數(shù)稱為標準貫入擊數(shù) 方法介紹：建立標準貫入擊數(shù)與地基承載力之間的對應關系，可以得到相應標準貫入擊數(shù)下的地基承載力 6.5 按地基規(guī)范確定地基承載力一、按抗剪強度指標確定地基承載力1.抗剪強度指標標準值ck、ka.根據(jù)室內n組三軸試驗結果，計算土性指標的平均值、標準差和變異系數(shù)平均值標準差變異系數(shù)b.計算內摩擦角和粘聚力的統(tǒng)計修正系數(shù) 、cc.計算內摩擦角和粘聚力的標準值2.確定地基承載力特征值當e0.033b，根據(jù)土的抗剪強度指標確定地基承載力fa 土的抗剪強度指標確定的地基承載力特征值Mb、Md、Mc 承載力系數(shù)（可根據(jù)k查表得到)地基土的重度，地下水位以下取浮重度d基礎埋置深度(m)，從室外地面標高計算m基礎底面以上土的加權重度，地下水位以下取浮重度b 基礎地面寬度，大于6m時，按6m取值，對于砂土小于 3m時按3m取值ck 基底下一倍短邊寬深度內土的粘聚力標準值