第3章地基承載力3.1根本概念3.2設(shè)計(jì)實(shí)際3.3地基承載力確實(shí)定3.4地基承載力的修正13.1根本概念地基接受荷載的才干。為了滿足地基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要求，設(shè)計(jì)時(shí)必需控制根底底面最大壓力不得大于某一界限值，這一界限值稱為地基承載力。地基承載力有允許值、特征值、極限值等。1、地基承載力2、地基承載力特征值fa：指由載荷實(shí)驗(yàn)測(cè)定的地基土壓力變形曲線線性變形段內(nèi)規(guī)定的變形所對(duì)應(yīng)的壓力值。sp~spcrpufasap23、地基承載力特征值fa的特點(diǎn)：1.地基承載力特征值本質(zhì)就是允許承載力2.按正常運(yùn)用極限形狀原那么確定3.以地基的變形作為控制規(guī)范3重要性系數(shù)分項(xiàng)系數(shù)分項(xiàng)系數(shù)1〕允許承載力實(shí)際2〕極限承載力實(shí)際－平安系數(shù)法3〕極限承載力實(shí)際－分項(xiàng)系數(shù)法3.2設(shè)計(jì)實(shí)際41)允許承載力實(shí)際承載力：塑性區(qū)開展范圍：Pcr，P1/4，s/b=0.01-0.02〔載荷實(shí)驗(yàn)〕、計(jì)算公式荷載：規(guī)范值〔組合〕F塑性區(qū)允許承載力:確保地基不發(fā)生剪切破壞而失穩(wěn)，同時(shí)又保證建筑物的沉降不超越允許值的最大荷載。51)允許承載力實(shí)際在載荷實(shí)驗(yàn)中可以由其比例界限確定；按一定沉降比人為規(guī)定，例如s/b0.002在實(shí)際計(jì)算中可以由塑性區(qū)開展實(shí)際中的臨塑荷載pcr、p1/4、p1/3確定。按允許承載力實(shí)際確定的承載力，其沉降普通也會(huì)滿足要求，經(jīng)常不需進(jìn)展沉降驗(yàn)算。在這種設(shè)計(jì)中，工程的平安性和可靠性是無(wú)定量的概念。因此是一種閱歷的設(shè)計(jì)方法。其設(shè)計(jì)荷載可取為規(guī)范值或規(guī)范組合。62)極限承載力實(shí)際—平安系數(shù)法承載力：極限承載力實(shí)際公式、平板載荷實(shí)驗(yàn)極限值/平安系數(shù)〔2~3〕荷載：采用規(guī)范值〔組合〕7在這一實(shí)際方法中，其平安程度用單一的平安系數(shù)K表示，但這一平安系數(shù)反映多大的失事概率是不得而知的。對(duì)于地基承載力問題，單一平安系數(shù)法的普通表達(dá)式為：83)極限承載力實(shí)際－分項(xiàng)系數(shù)承載力〔抗力〕：采用極限承載力規(guī)范值除以抗力分項(xiàng)系數(shù)荷載：荷載效應(yīng)組合的代表值×分項(xiàng)系數(shù)

9基于可靠度實(shí)際的分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)方法是一種極限形狀設(shè)計(jì)方法。由于工程中的荷載和抗力都是隨機(jī)變量，有多少能夠使荷載大于抗力而失事是一個(gè)隨機(jī)事件。破壞的概率〔能夠性〕決議于兩個(gè)隨機(jī)變量的均值〔眾值，中值及某個(gè)分位值〕及其分布。3)極限承載力實(shí)際－分項(xiàng)系數(shù)103.3地基承載力確實(shí)定按土的抗剪強(qiáng)度目的以實(shí)際公式計(jì)算載荷實(shí)驗(yàn)按規(guī)范提供的承載力表確定〔地方規(guī)范〕閱歷方法111〕實(shí)際公式：pcr、p1/4、p1/3以及極限承載力實(shí)際計(jì)算公式,如太沙基、普郎德爾、斯肯普特、漢森、魏西克公式等。當(dāng)偏心距e小于或等于0.033倍根底底面寬度時(shí)，根據(jù)土的抗剪強(qiáng)度目確實(shí)定地基承載力特征值可按下式計(jì)算，并應(yīng)滿足變形要求：fa=Mbγb+Mdγmd+Mcck以p1/4=NB/2+Nqd+Ncc為實(shí)際根據(jù)1、按土的抗剪強(qiáng)度目確實(shí)定2〕規(guī)范引薦的公式≥24°時(shí)，Mb實(shí)踐比實(shí)際大12fa——由土的抗剪強(qiáng)度目確實(shí)定的地基承載力特征值；Mb、Md、Mc——承載力系數(shù)，按規(guī)范GB50007-2002查表確定；b——根底底面寬度，大于6m按6m取值，對(duì)于砂土小于3m按3m取值ck——基底下一倍短邊寬深度內(nèi)土的粘聚力規(guī)范值。γ——根底底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度；γm——根底底面以上土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取浮重度；留意：上式計(jì)算結(jié)果不再進(jìn)展寬度和深度的修正。應(yīng)進(jìn)展地基變形驗(yàn)算。13承載力系數(shù)Mb、Md、Mc表3-1土的內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值ψk(°)MbMdMc0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

40

0

0.03

0.06

0.10

0.14

0.18

0.23

0.29

0.36

0.43

0.51

0.61

0.80

1.10

1.40

1.90

2.60

3.40

4.20

5.00

5.801.00

1.12

1.39

1.55

1.73

1.94

2.17

2.43

2.72

3.06

3.44

3.87

4.37

4.93

5.59

6.35

7.21

8.25

9.44

10.843.14

3.32

3.51

3.71

3.93

4.17

4.42

4.69

5.00

5.31

5.66

6.04

6.45

6.90

7.40

7.95

8.55

9.22

9.97

10.80

11.73注：

ψk---基底下一倍短邊寬深度內(nèi)土的內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值.142、載荷實(shí)驗(yàn)法載荷實(shí)驗(yàn)：包括淺層平板載荷實(shí)驗(yàn)和深層平板載荷實(shí)驗(yàn)，淺層平板載荷實(shí)驗(yàn)適用于淺層地基，深層平板載荷實(shí)驗(yàn)適用于深層地基。1516淺層平板載荷實(shí)驗(yàn)17載荷板的測(cè)試范圍：在現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過0.25～0.50m2的載荷板對(duì)擾動(dòng)較少的地基土體直接施荷，所測(cè)得的成果普通能反映相當(dāng)于1～2倍荷載板寬度的深度以內(nèi)土體的平均性質(zhì)。規(guī)范要求:對(duì)地基根底設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的建筑物采用載荷實(shí)驗(yàn)、實(shí)際公式計(jì)算及其他原位實(shí)驗(yàn)等方法綜合確定。載荷板實(shí)驗(yàn)的主要優(yōu)缺陷：載荷實(shí)驗(yàn)可靠性高；費(fèi)時(shí)、耗資；實(shí)驗(yàn)只能反映淺層地基的承載力。圖載荷板與實(shí)踐根底對(duì)地基的影響深度比較(a)載荷實(shí)驗(yàn)(b)實(shí)踐根底20確定地基承載力特征值的方法(一)p-s曲線“陡降型〞——取值主要由地基強(qiáng)度控制，常出現(xiàn)于低緊縮性土〔二〕p-s曲線“緩變型〞——取值主要由地基允許變形控制，常出現(xiàn)于中、高緊縮性土21(一)p-s曲線“陡降型〞取圖中的比例界限荷載作為承載力特征值對(duì)于少數(shù)呈“脆性〞破壞的土，Pb與極限載荷很接近，當(dāng)Pu<2Pb時(shí)，取Pu/2作為承載力特征值。22〔二〕p-s曲線“緩變型〞當(dāng)壓板面積為0.25～0.50m2時(shí)，規(guī)定取s/b=0.01～0.015所對(duì)應(yīng)的荷載作為承載力特征值，但其值不應(yīng)大于最大加載量的一半。23同一層土，應(yīng)選擇三個(gè)以上實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，得到那么取243、巖石地基承載力確定方法按巖基載荷實(shí)驗(yàn)方法確定。按GB50007-2002附錄H進(jìn)展。對(duì)完好、較完好、較破碎的巖石地基承載力特征值，可根據(jù)室內(nèi)飽和單軸抗壓強(qiáng)度按下式計(jì)算：式中：fa——巖石地基承載力特征值〔kPa〕；frk——巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度規(guī)范值〔kPa〕,按下式計(jì)算：25frk=ψ×frmψ=1-(1.704/√n+4.678/n2)δψ、δ、n——分別為統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)、變異系數(shù)和統(tǒng)計(jì)個(gè)數(shù)。frm——巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度平均值；該值是以每組六個(gè)φ50mm*100mm的飽和巖樣〔對(duì)于粘土質(zhì)巖，在確保施工期及運(yùn)用期不致遭水浸泡時(shí)，可采用天然濕度的式樣，不進(jìn)展飽和處置〕以每秒500~800kPa的加載速度加載直至試樣破壞，作為一組試樣實(shí)驗(yàn)值計(jì)算其平均值。ψr——折減系數(shù)。根據(jù)巖體完好程度以及構(gòu)造面的間距、寬度、產(chǎn)狀和組合，由地域閱歷確定。無(wú)閱歷時(shí)，對(duì)完好巖體可取0.5；對(duì)較完好巖體可取0.2~0.5；對(duì)較破碎巖體可取0.1~0.2；該折減系數(shù)值未思索施工因數(shù)及建筑物運(yùn)用后風(fēng)化作用的繼續(xù)。26在ψr確實(shí)定中，關(guān)鍵的是要確定巖體的完好性，巖體的完好程度劃分為完好、較完好、較破碎、破碎和極破碎?？砂聪卤矶縿澐郑和暾潭韧暾^完整較破碎破碎極破碎完整性指數(shù)＞0.750.75~0.550.55~0.350.35~0.15＜0.15令完好性指數(shù)為ζ，那么ζ=(VPY/VPK)2，式中：VPY為巖體縱波波速，VPK為巖塊縱波波速。選定巖體、巖塊測(cè)定波速時(shí)應(yīng)有代表性。當(dāng)缺乏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)可按GB50007~2002附錄A.0.2執(zhí)行。27靜力觸探；動(dòng)力觸探；規(guī)范貫入實(shí)驗(yàn)等當(dāng)?shù)鼗自O(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)和乙級(jí)時(shí)，應(yīng)結(jié)合室內(nèi)實(shí)驗(yàn)成果綜合分析，不宜單獨(dú)運(yùn)用。其他原位測(cè)試方法283.4地基承載力的修正當(dāng)根底寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時(shí)，從荷載實(shí)驗(yàn)或其他原位測(cè)試、閱歷值等方法確定的地基承載力特征值，尚應(yīng)按下式修正：29ηb、ηd——根底寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)。按根底下土的類別查表取值。γ——根底底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度；γm——根底底面以上土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取浮重度；b——根底底面寬度〔m〕，當(dāng)基寬小于3m時(shí)按3m取值，大于6m時(shí)按6m取值；d——根底埋置深度〔m〕，普通自室外地面標(biāo)高算起。在填方整平地域，可自填土地面標(biāo)高算起，但填土在上部構(gòu)造施工后完成時(shí)，應(yīng)從天然地面標(biāo)高算起。對(duì)于地下室，如采用箱形根底或筏基時(shí)，根底埋置深度自室外地面標(biāo)高算起；當(dāng)采用獨(dú)立根底或條形根底時(shí)，自室內(nèi)地面標(biāo)高算起。303132例1：如下圖地質(zhì)土性和獨(dú)立根底尺寸，運(yùn)用承載力公式計(jì)算持力層的承載力特征值。假設(shè)地下水穩(wěn)定下降1m至1.7m，問承載力特征值有何變化？33解：由φk=20o,查表得Mb=0.51、Md=3.06、Mc=5.66。持力層地基承載力的特征值為：假設(shè)地下水穩(wěn)定下降1—1.7m，那么地基承載力特征值添加至：34例2：某柱基，作用在設(shè)計(jì)處的荷載特征值、根底尺寸、埋置深度及地基條件如下圖，計(jì)算修正后的地基承載力特征值。圖5-335可以查得承載力特征值修正系數(shù)：基底以上的土加權(quán)平均重度為：