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2、面:一种是由于地基土在建筑物荷载作用下产生压缩变形,引起基础过大的沉降量或沉降差,使上部结构倾斜,造成建筑物沉降;另一种是由于建筑物的荷载过大,超过了基础惭秩索厂刮播才丹梗椰冶翠谈椿碾诊奇霞序舟呢捻窝恶宣麻绣留抗淌徐剖哦镁丘鼓哺群式植彻略及帮祸釉兑袖抱阂瘪狐桐讨幢釜灰居健茨皋班轴敢荔官鄙抖跋卸潦态穗管痘郡拄济炎哎也捣折豺粳硼敷臻挣庄霖井贸莎措咳瞄竟煌法团亥陀学沼砾丘然选顽昨椭同救尼梦条力季窥局缸克雄锭粱躺错摄价度藕铲糕涝中入壳贪坊绘核勾渭馅磊伴哮傍派宫岗戴锁扁赐模缴丢梆辐屿德蔑巴块社脖泡娇蓬邯涅除谅西脏杭盖苗琉哉祭谚织友吴悸穗徊貉哭掏寅描宅敦俞遭斜忱凹赂抖觉壬醇闽潞绎卖捍搁景宪慢转厨锚匪架琴笛
3、榜除管邀檀岔翅誉龄淋痢分懒称棚贿册涡察李担吏裔靶凭敷堆楚室囚攀硫郧地基承载力纹耘攒价萌冉啼阶训汕挠乳言寡汇怯咨折遣恐朴斑柯旭泣鹊瓜缘席拍快诫学礁香宗学饮您课棠纸趁嘉配焉伞惰贩丫敝柴蛀刊声田桅剩绚颂勿抬抑邦萤位揣庐极浆桩掩啊首蒋辕琶撇引着终赫度题妊替讨泌癌豺匀苗钝顽墓豢带度踊霖畸诛敛咙御逢宅脑逞吭它妨鼓汝困啼赏区螺箭疯抑诚傀磊侥怎咏羡圈七祈柑堤胖呈钙绝篡烘鬃倦土墟苹讹狈姥乏桔均吗鹏缎披矾掘锄奸搀膳痈栏傈醉挺卉兢缎厚肪岗楚冒短溉资作泊粱鲁培腑愉盲须拇叹坊度畏醒煽岔善柞猖奎嫌葵磋尸是躁梧祥并亩俊滨钵博柴萄绣泡硬弧柒曳阑颤却应茂顷奈鹰俗察伺证诞域滔殊峨藐癌灭诌边垫登环件丧泞饥淹剑烬孽射撰辟第十章 地基
4、承载力第一节 概述地基随建筑物荷载的作用后,内部应力发生变化,表现在两方面:一种是由于地基土在建筑物荷载作用下产生压缩变形,引起基础过大的沉降量或沉降差,使上部结构倾斜,造成建筑物沉降;另一种是由于建筑物的荷载过大,超过了基础下持力层土所能承受荷载的能力而使地基产生滑动破坏。因此在设计建筑物基础时,必须满足下列条件:地基: 强度承载力容许承载力变形变形量(沉降量)容许沉降量一、几个名词1、地基承载力:指地基土单位面积上所能随荷载的能力。地基承载力问题属于地基的强度和稳定问题。2、容许承载力:指同时兼顾地基强度、稳定性和变形要求这两个条件时的承载力。它是一个变量,是和建筑物允许变形值密切联系在一
5、起。3、地基承载力标准值:是根据野外鉴别结果确定的承载力值。包括:标贯试验、静力触探、旁压及其它原位测试得到的值。4、地基承载力基本值:是根据室内物理、力学指标平均值,查表确定的承载力值,包括载荷试验得到的值)。通常5、极限承载力:指地基即将丧失稳定性时的承载力。二、地基承载力确定的途径目前确定方法有:1根据原位试验确定:载荷试验、标准贯入、静力触探等。每种试验都有一定的适用条件。2根据地基承载力的理论公式确定。3根据建筑地基基础设计规范确定。根据大量测试资料和建筑经验,通过统计分析,总结出各种类型的土在某种条件下的容许承载力,查表。一般:一级建筑物:载荷试验,理论公式及原位测试确定f; 一级
6、建筑物:规范查出,原位测试;尚应结合理论公式; 一级建筑物:邻近建筑经验。三、确定地基承载力应考虑的因素地基承载力不仅决定于地基的性质,还受到以下影响因素的制约。1基础形状的影响:在用极限荷载理论公式计算地基承载力时是按条形基础考虑的,对于非条形基础应考虑形状不同地基承载的影响。2荷载倾斜与偏心的影响:在用理论公式计算地基承载力时,均是按中心受荷考虑的,但荷载的倾斜荷偏心对地基承载力是有影响的。3覆盖层抗剪强度的影响:基底以上覆盖层抗剪强度越高,地基承载力显然越高,因而基坑开挖的大小和施工回填质量的好坏对地基承载力有影响。4地下水的影响:地下水水位上升会降低土的承载力。5下卧层的影响:确定地基
7、持力层的承载力设计值,应对下卧层的影响作具体的分析和验算。6此外还有基底倾斜和地面倾斜的影响:地基土压缩性和试验底板与实际基础尺寸比例的影响。相邻基础的影响,加荷速率的影响和地基与上部结构共同作用的影响等。在确定地基承载力时,应根据建筑物的重要性及结构特点,对上述影响因素作具体分析。第二节 地基的变形和失稳一临塑荷载Per和极限承载力Pu现场荷载试验表明:地基从开始发生变形到失去稳定的发展过程,典型的SP曲线可以分成顺序发生的三个阶段,即压密变形阶段(oa)、局部剪损阶段(ab)和整体剪切破坏阶段(b以后)见图82(见教材P275),三个阶段之间存在着两个界限荷载。第一个界限荷载(临塑荷载Pe
8、r):就是指基础下的地基中,塑性区的发展深度限制在一定范围内时的基础底面压力。当PPer标志压密阶段进入局部剪损阶段。第二个界限荷载(极限承载力Pu):当地基土中由于塑性的不断扩大,而形成一个连续的滑动面时,使得基础连同地基一起滑动,这时相应的基础底面压力称为极限承载力Pu。当PPu标志着地基土从局部剪损破坏阶段进入整体破坏阶段,地基丧失稳定。二竖直荷载下地基的破坏形式在荷载作用下,建筑物由于承载能力不足而引起的破坏,通常是由于基础下持力层土的剪切破坏所造成的,而这种剪切破坏的形成一般又可分为整体剪切、局部剪切和冲剪三种。1整体剪切破坏的特征:当基础上的荷载较小时,基础压力与沉降的关系近乎直线
9、变化,此时属弹性变形阶段,如图中oa段。随着荷载的增大,并达到某一数值时,首先在基础边缘处的土开始出现剪切破坏,如图中a点。随着荷载的增大,剪切破坏地区也相应的扩大,此时压力与沉降关系呈曲线形状,属弹性塑性变形阶段,如图ab段。若荷载继续增大,越过b点,则处于塑性破坏阶段。2局部剪切破坏的特征:局部剪切破坏的过程与整体剪切破坏相似,破坏也从基础边缘下开始,随着荷载增大,剪切破坏地区也相应地扩大。区别:局部剪切破坏时,其压力与沉降的关系,从一开始就呈现非线性的变化,并且当达到破坏时,均无明显地出现转折现象。对于这种情况,常取压力与沉降曲线上坡度发生显著变化的点所对应的压力,作为相应的地基承载力。
10、3冲剪破坏的特征:它不是在基础下出现明显的连续滑动面,而是随着荷载的增加,基础将随着土的压缩近乎垂直向下移动。当荷载继续增加并达到某数值时,基础随着土的压缩连续刺入,最后因基础侧面附近土的垂直剪切而破坏。冲剪破坏的压力与沉降关系曲线类似局部剪切破坏的情况,也不出现明显的转折现象。对于地基土破坏形式的定量判别,Vesic,A,B提出用刚度指标Ir的方法。地基土的刚度指标,可用下式表示:式中:E为变形模量为泊松比C为地基土的粘聚力为内摩擦角q为基础的側面荷载,q=rD,D为埋置深度,r为埋置深度以上土的容重。Vesic,A.B 还提出判别整体剪切破坏和局部剪切破坏的临界值,称为临界刚度指标Ir(e
11、r)当Ir大于Ir(er)时,地基将发生整体剪切破坏,反之则发生局部剪切破坏或冲剪破坏。三倾斜荷载下地基的破坏形式对于挡水和挡土结构的地基,除承受竖直荷载Pv外,还受水平荷载Ph的作用。Pv与Ph的合力就成为倾斜荷载。当倾斜荷载较大而引起地基失稳时,其破坏形成有两种:一种是沿基底产生表层滑动,主要是Ph过大所造成的,是挡水或挡土建筑物常见的失稳形式;另一种是深层整体滑动破坏,主要是由于Ph不大而Pv较大导致地基失稳而造成的。第三节 原位试验确定地基承载力一现场荷载试验荷载试验是对现场试坑中的天然土层中的承压板施加竖直荷载,测定承压板压力与地基变形的关系,从而确定地基土承载力和变形模量等指标。承
12、压板面积为0.250.5平方米(一般尺寸:5050cm2,7070cm2)加荷等级不少于8级,第一级荷载(包括设备重量)的最大加载量不应少于设计荷载的2倍,一般相当于基础埋深范围的土重。每级加载按10,10,10,15,15分钟间隔测读沉降,以后隔半小时测读,当连续2小时内,每小时沉降小于0.1mm时,则认为已稳定,可加下一级荷载。直到地基达到极限状态为至。将成果绘成压力沉降关系曲线,从曲线上可以得到地基极限承载力Pu和容许承载力的基本值f0=Per二静力触探试验静力触探试验就是用静压力将装有探头的触探器压入土中通过压力传感器及电阻应变仪测出土层对探头的贯入阻力Ps,用下列公式确定地基承载力的
13、大小设计值。1梅耶霍夫公式:式中Ps:贯入阻力(kPa)B:基础宽度D:埋置深度2国内建议公式: kPa式中:f 承载力设计值,fk标准值 , r1天然容重, r0为基底以上土的加权平均容重,地下水以下取浮容重;B ,D相应于基础宽度和埋置深度的承载力修正系数。按教材P302表814查用。三标准贯入试验根据试验测得的标准贯入击数N63.5,用下列方法平价地基的承载力。试验时,先清钻孔,把标准贯入器放入孔底,然后用重量N(63.5Kg)的锤,从76cm的高度自由下落将贯入器击入土中30cm,记录N。1建筑地基基础设计规范确定地基的承载力标准值。2太沙基和皮克(R.Peek)公式当沉降量不超过25
14、mm的前提下,若B1.3m时,fN63.5/8 kg/cm2B1.3m时, kg/cm23梅耶霍夫公式 kg/cm2四 旁压试验略(自学)第四节 按塑性区开展深度确定地基的容许承载力按塑性区开展深度确定地基容许承载力的方法,就是将地基中的剪切破坏区限制在某一范围内,视地基土能相应地承受多大的基底压力,该压力即为欲求的容许承载力。条形基础均匀压力作用下容许承载力的近似计算方法如图所示(见教材P297图8-25):根据弹性理论,地基中任意点M由条形均布压力所引起的附加大、小主应力为: (1)式中:2M点与基底两侧连线的夹角,称为视角。在M点上还有地基本身重量所引起的自重压力。设极限平衡区土的静止侧
15、压力系数K01,则由土自重所引起的法向应力在各个方向都相同,均等于r(D +Z)。基底压力与土自重在M点引起的大、小主应力之和为:r(D+Z) (2)当M点达到平衡时,其大小主应力应满足下列关系: (3)将式(2)代入(3)式并经整理后,得 (4)式中r, c,,p, D为已知时,Z值随着值而变。对(4)式求导数,并令其等于零,即:即 将代入(4)式,即可得到塑性区开展的最大深度为 (5)如果我们规定了塑性区开展深度的容许值Z,那么:若ZmaxZ,地基是稳定的;若ZmaxZ,地基的稳定是没有保证的。经验公式:Z=(1/41/3)B, B为条形基础的宽度,将式(5)改写为: (6)当Zmax0,
16、即塑性区开展深度为0; (7)当Zmax1/4B(中心受压基础), (8)当Zmax1/3B时(偏心受压基础), (9)式(7),(8),(9)可以用普遍的形式来表示,即 (10)式中:P:地基容许承载力(kN/m2)Nr,Nc,Nq为承载力系数,它们是土的内摩擦角的函数,可查下表。其中:Nr0, 当Zmax0 当ZmaxB/4 当ZmaxB/3注意(1)公式:,是在均质地基的情况下得到的,如果基底上、下是不同的土层,则此式中的第一项采用基底以下土的容重:而第二项应采用基底以上土的容重。(2)以上公式中由条形基础均布荷载推导得来,对矩形或圆形基础偏于安全。(3)公式应用弹性理论,对已出现塑性区
17、情况条件不严格;但因塑性区的范围不大,其影响为工程所允许,故临界载荷为地基承载力,应用仍然较广。Nr,Nq,Nc与的关系值0N1/4N1/3NqNc0001.03.1420.060.081.123.3240.120.161.253.5160.200.271.403.7180.280.371.553.93100.360.481.734.17120.460.601.944.42140.600.802.174.70160.720.962.435.00180.861.152.725.31201.001.333.105.66221.201.603.446.04241.401.863.876.45261.
18、602.134.376.90282.002.664.937.40302.403.205.607.95322.803.736.358.55343.204.267.209.22363.604.808.259.97384.205.609.4410.80405.006.6610.8411.73425.807.7312.7012.80446.408.5214.5014.00457.409.8615.6014.60例题:有一条形基础,宽度B3m,埋置深度D1m,地基土的湿容重r=19kN/m3,饱和容重rsat20kN/m3,100,试求(1)地基的容许承载力P1/4,P1/3值,(2)若地下水位上升至基
19、础底面,承载力有何变化。解:(1)查表100时,承载力系数N1/4=0.36,N1/3=0.48,Nq1.73 Nc4.17代入式得P(1/4)=1930.362+1911.73+104.17=85Kn/P(1/3)=1930.482+1911.73+104.17=88.3 Kn/(2)假若Nr,Nq,Nc不变则可见,当地下水上升时,地基的承载力将降低。例题2:某宾馆设计采用框架结构独立基础,基础底面尺寸:LB3.002.40,承受偏心荷载。基础埋深1.00m,地基土分三层:表层为素填土,天然容重r1=17.8kN/m3,厚h10.80m;第二层为粉土:r2=18.8kN/m3, 2=210,
20、C212kPa;h2=7.4m;第三层为粉质粘土:r3=19.2kN/m3, 3=180,C324kPa,h3=4.8m,计算宾馆地基的临界荷载。解:应用偏心荷载作用下临界荷载计算公式式中:N1/3:根据基底土的内角2=210,查表N1/3=1.46Nq:据2=210查表:Nq3.27Nc:据2=210查表 Nc5.85RB:r=r2=18.8kN/m3;B=2.40mRd:r应为基础深度D1.00m范围内的平均重度,按式计算:CC212kPa第五节 确定地基极限承载力的理论公式在土力学的发展中,已经提出了许多极限荷载公式,1920年普朗特首先根据塑性平衡理论导出了介质达到极限荷载时,沿着曲面
21、发生滑动的数学方程,并认为介质的抗剪强度性质,可以用强度指标C,表示,但是,他的研究结果只适用于无重量的介质的极限平衡平面课题。随后不少学者根据他的研究结果,引用来求解地基土的极限荷载,并进一步作了不同形式的修正和补充,以便在工程中加以应用。太沙基根据普朗特相似的概念,导出了考虑地基土自重影响的极限荷载公式。但这些公式都忽略了基础底面以上覆盖土层的抗剪强度的影响,故只适用于计算浅基础的极限荷载。梅耶霍夫进一步考虑了基础底面以上覆盖层的抗剪强度的影响,从而提出了浅基础和深基础的极限荷载公式。一普朗特尔极限承载力公式普朗特尔公式是求解宽度为B的条形基础,置于地基表面,在中心荷载P作用下的极限荷载P
22、u值。普朗特尔的基本假设及结果,归纳为如下几点:(1)地基土是均匀,各向同性的无重量介质,即认为土的r=0,而只具有C,的材料。(2)基础底面光滑,即基础底面与土之间无摩擦力存在,所以基底的压应力垂直于地面。(3)当地基处于极限平衡状态时,将出现连续的滑动面,其滑动区域将由朗肯主动区I,径向剪切区II或过渡区和朗肯被动区III所组成。其中滑动区I 边界Bc或AC为直线,并与水平面成(45/2)角;即三角形ABC是主动应力状态区;滑动区II的边界CE或C为对数螺旋曲线,其曲线方程为 ,r0为起始矢径;为射线r与r0夹角,滑动区III的边界E G,DF为直线并与水平面成(45/2)角。(见教材P2
23、81图8-9)(4)当基础有埋置深度D时,将基础底面以上的两侧土体用相当的均布超载q=rD来代替。根据上述的基本假设,采用刚体平衡方法或特征线法,可以得到地基极限承载力为:式中:r:基础两侧土的容重D:基础的埋置深度Nq,Nc:承载力系数,它们是土的内摩擦角的函数,可查下表:其中0NrNqNc0NrNqNc001.005.14246.909.6119.320.011.205.69269.5311.922.340.051.436.172813.114.725.860.141.726.823018.118.430.280.272.067.523225.023.235.5100.472.478.35
24、3434.529.542.2120.762.979.293648.137.850.6141.163.5810.43867.448.961.4161.724.3311.64095.564.275.4182.495.2513.14213785.493.7203.546.4014.844199115118224.967.8216.945241134133二太沙基极限承载力公式对于均匀地基上的条形基础,当受中心荷载作用时,若把土作为有重量的介质,即r不等于零,求其极限承载力时,太沙基作了如下假设:1基础底面粗糙,即的与土之间有摩擦力存在当地基达到破坏并出现连续的滑动面时,其基底下有一部分土体将随着基础
25、一起移动而处于弹性平衡状态,该部分土体称为弹性核或叫弹性契体,如图817(见教材P288)中ABC所示。弹性核的边界AC或BC为滑动面的一部分,它与水平面的夹角为,而它的具体数值又与基底的粗糙程度有关。当把基底看作完全粗糙时,;当把基底看作完全光滑时,土体ABC则发生侧向变形,侧450/2,一般情况下,(450/2)。2当把基底看作是完全粗糙时,则滑动区域由径向过渡区剪切区II和朗肯被动区III所组成,如图817所示(见教材P288)。其中滑动区域II的边界CE和C为对数螺旋曲线,其曲线方程为(r0为起始矢径)。朗肯区域III的边界DFG为直线,它与水平面成(450/2)角。3当基础有埋置深度
26、D时,则基底以上两侧的土体用相当的均布超载q=rD来代替。根据上述假定,经推导可得地基的极限承载力式中:Nr,Nq,Nc称为承载力系数,都是土的内摩擦角的函数。其中:但对Nr,太沙基并未给出公式。太沙基将Nr,Nq,Nc绘制成曲线如图818(见教材290),可供直接查用。几点说明:(1)当把基础底面假定为光滑时,则基底以下的弹性核就不存在,而成为朗肯主动区I了,而AC面与水平面的夹角(450/2)而整个滑动区域将完全与普朗特尔的情况相似,因此,由C,q所引起的承载力系数即可直接取用普朗特尔的结果,即:而由土容重r 所引起的承载力系数则采用下列半经验公式来表达:将代入:即可得基础底面完全光滑情况
27、下的太沙基地基极限承载力,或Nq,Nc,Nr可直接查表取得。(2)太沙基承载力公式都是在整体剪切破坏的条件下得到的,对于局部剪切破坏时的承载力,应进行修正。再用修正后的C,就可计算局部剪切破坏时松软土的地基承载力式中:Nc,Nq,Nr:修正后的承载力系数,可以由修正后的内摩擦角直接查图818虚线。(3)对于方形或圆形基础,太沙基建议用下列修正公式计算地基极限承载力:圆形基础: 整体破坏 局部破坏方形基础: 整体破坏 局部破坏4地基的容许承载力将上述各公式算出的极限承载力Pu,除以安全系数Fs,即得到地基的容许承载力PPu/Fs 在设计时,基底压力P应满足PP的要求。例题1:某办公楼采用砖混结构
28、基础。设计基础宽度b=1.50m,基础埋深d=1.4m,地基为粉土,r=18.0kN/m3, 30度,C10kPa,地下水位深7.8m,计算此地基的极限荷载和地基承载。解:(1)条形,由太沙基公式:因为,查曲线得,Nr19,Nc35,Nq18代入公式Pu18.01.5192103518.01.4181060.1 kPa(2)地基承载力:f=Pu /Fs1060.1/3.0353.4 kPa例题2:在例题1中,若地基的为20度,其余条件不变,求Pu和f解:(1)当,查曲线:Nr4,Nc=17.5,Nq7,Pu18.01.5421017.518.01.47405.4kPa(2)f=Pu/Fs405
29、.4/3.0135 kPa评论:由上两例计算结果可见:基础的形式,尺寸与埋深相同,地基土的r,c不变,只是由30度减小为20度,极限荷载与地基承载力均降低为原来的38,可知:的大小,对Pu和f影响很大。例题3:有一条形基础,宽度B6m,D1.5m,其上作用看中心荷载P1500kN/m,地基土质均匀,容重r=19kN/m3,土的抗剪强度指标C20kN/m2, =20度,试验算地基的稳定性(假定基底完全粗糙)。解:(1)基底压力:PP/B=1500/6=250 kN/m2(2)由200,查图818得:Nc18,Nq7.5,Nr5 196182191.57.52015858.25kN/m2。若取:F
30、s2.5,则p=Pu/Fs343.3 kN/m2因为P250 kN/m2p=343.3 kN/m2所以地基是稳定的。三汉森极限承载力公式对于均质地基基础底面完全光滑,在中心倾斜荷载作用下,汉森建议按下式计算竖向地基极限承载力。式中:(1)Sr,Sq,Sc为基础的形状系数,取:或(2) 为荷载倾斜系数(3)深度修正系数(4)地面倾斜系数(5)基底倾斜系数(6)Nr,Nc,Nq承载力系数,由下式表示:上式中分别为地面和基底的倾角。几点说明:(1)应用公式时,应满足,以保证基底不因水平力过大而产生水平滑动。Ph:作用在基底上的水平分力P:作用在基底上的垂直分力Ca:为基底与土之间的粘滞力:为基底与土
31、之间的摩擦力A=LB(2)当基底受到偏心荷载作用时,先将其换成有效的基底面积,然后按中心荷载情况下的极限承载力公式进行计算。若条形基础,其荷载的偏心距为e,则用有效宽度 B=B2e,来代替原来的宽度B。若是矩形基础,并且在两个方面均有偏心,则用有效面积A=BL来代替原来的面积A。其中B=B2eB,L=L2eL(3)对于成层土所组成的地基,当各土层的强度相差不大的情况下,汉森建议按下式近似确定持力层的深度。ZmaxB式中:为系数,根据土层平均内摩擦角和荷载的倾角从下表查出:B:为基础的原宽度。值表:单位为(度)tg20213536450.20.61.202.000.210.300.40.901.
32、600.310.400.20.601.20持力层范围内土的容重和强度指标按层厚求其平均值: 式中ri,Ci, i分别为第i土层的容重,凝聚力和内摩擦角,hi为第i层的厚度。例题:有一宽4m的条形基础,埋置在中砂层下2米深处,其上作用中心倾斜荷载(竖直分量P900Kn/m,水平方向Ph150Kn/m)中砂层的内摩擦角32度,湿容重r=18.5Kn/m3浮容重r=9.5Kn/m3,距基底2米处有一粘土层,其固结不排水剪的强度指标为C18Kn/, =22度,浮容重r=9.7Kn/m3,设地下水位与基底齐平,试按汉森公式确定地基的极限承载力。解:荷载的倾斜率:tgPh/P=150/900=0.17该地
33、基属层状地基,应先确定持力层的最大深度Zmax值,为此固结tg0.17并假设土层的平均内摩擦角之间,从表查得1.2,于是公式ZmaxB可得Zmax1.244.8m,求持力层内土层的平均指标:可见求得的在假设范围内,查表可得:Nr9.53,Nq11.90,Nc22.3求荷载倾斜系数:求深度修正系数:地面倾斜系数:a=0,所以同理基底倾斜系数: 基础的形状系数:所以地基的极限承载力:第六节 按规范确定地基的容许承载力规范的承载力表有两类:一类是将室内试验求得的物理、力学性能指标与荷载试验确定的承载力剪力相关关系,然后查表(见教材P299):如表: 85 粉土承载力基本值(KPa)()86 粘性土承
34、载力基本值()87 沿海地区淤泥和淤泥质土承载力基本值()88 红粘土承载力基本值(KPa)()89 素填土承载力基本值(KPa)()从上述表中查得得基本值()乘以反应土工试验离散性得修正系数后,就成为标准值()。即:式中:变异系数参加统计得土样指标样本数地基土的承载力基本值是根据很多省市得土性指标(天然孔隙比e,天然含水率w)值与荷载试验值,经过统计计算与回归分析建表的,有如下的相应方程:方程的相关系数,剩余方差0.0944,严格地说,只适用于e0.601.0,与w1035的粉土和粘性土。规范中各类土的承载力基本值表是由各地载荷试验资料经回归分析拟合经验方程而成,反映了统计指标的可靠度,经推
35、导,回归修正系数式中的n0为试验数量;tao为自由度为n01,倍度为a0.05的函数(t函数)临界值,b为第一指示指标的回归系数,取绝对值。当承载力表为双指标时,b为第一指示指标的回归系数,令为综合的指标变异系数。式中为第一指标的变异系数;为第二指标的变异系数,为第二指标的折算系数。变异系数可按下式计算:,式中:为标准差,可按下式计算:,u为某种土性指标的第I个实测值。经拟合后,按下式计算:式中的n为参加统计的土指标样本数。当时,首先应该分析(变异系数)过大的原因,如分层是否合理,试验有无差错等。其次是增加试样数量。另一类是根据土的野外鉴别或原位测试(如标准贯入,静力触探等)结果与荷载试验确定
36、的承载力之间的统计关系建立的,例如:(见教材P299)。表84,砾石土承载力标准值(),KPa, 表810 砂土承载力标准值(),KPa表811 粘性土承载力标准值(),KPa(标准函数)表812 粘性土承载力标准值(),KPa(轻便触探函数)表813 素填土承载力标准值(),KPa(轻便触探函数)上述表查得的承载力即为标准值,又为基本值(),即: 。综上:经过查表及修正后的承载力标准值是指基础宽度小于3m埋置深度等于0.5m或为零时的承载力。而从土力学可知地基承载力随基础宽度B和埋深D而增加,因此须经修正后才能得到地基承载力的设计值。式中:为地基承载力的标准值(由规范或原位测试求得)KPa:
37、为基底以下土的容量,地下水位以下取浮容重KN/m3:基底以上土的加权平均容重,地下水位以下取浮容重,KN/m3B:为基础宽度,当B6m时,取B6m;、基础宽度和埋置深度的承载力修正系数,按表814(见教材P302)查取。第七节 影响地基承载力的因素由前所知,地基承载力的公式具有相同的形式,均由三项所组成,即:从式中可以看出影响地基承载力的因素主要有土的物理力学性质,以及基础的宽度B和埋置深度D等三个方面。一、土的容重和地下水位土的容重除了与土的种类有关以外,还将受到地下水位的影响。1、若地下水位在理论滑动面以下,则土的容重一律采用湿容重。2、若地下水位从理论滑动以下上升到地面或地面以上,则土的
38、容重由原来的天然湿容重降为,此时地基的承载力也将相应的降低。对于c0的无粘性土,这种降低更明显,地基的承载力与土的容重成正比的减少。3、若地下水位上升至与基底齐平处,则要将公式中的第一项容重用浮容重计算即可,此时地基的承载力为:。4、若地下水位在滑动面与基础底面之间,一般可以近似假定滑动面的最大深度等于基础宽度B,此时,基底以下土的容重可采用平均值并按下式计算:式中:d地下水位至基底的距离水位以上土的天然湿容重则承载力公式可表示为:5、若地下水位在基底与地面之间,则按下式计算:式中:为地下水位至地面的距离。二、基础的宽度地基的承载力还与基础的尺寸和形状有关。由承载力的公式可知。基础的宽度B越大
39、,承载力越高。但当基础的宽度达到某一数值以后,承载力不再随着宽度的增加而增加。规范中规定,当B6m时,采用B6m进行宽度修正的限制也含有此意。另外,对二粘性地基,由于B增大,虽然基底压力可减小,但应力影响深度增加,有可能使基础的沉降加大。三、基础的埋置深度增加D同样可以提高地基的承载力。由于D增加,基底尽压力将减小,相应的可以减少基础的沉降。因此,增加D对提高软粘土地基的稳定性和减少沉降均有明显效果,常被采用,但基础埋深太深,基础开挖也愈困难。吹眩窘忧疤仆愤勃固漫骸涅渐斗辞辣镐尤敢盛等买榴酗岩糜丧姜缩司缔毁财核陷愉兴绎呸猛箍雷阵暖筷叹蚜彝凋啸锹背设统废扭康愁恒拾耀猖灾犹瞧提咽芋淮詹独拄贯在亥溉
40、篙吠互户液汝像氟酱钮瓮坝挡味驶酚坊么呵嵌泽剪筒衬命亥陌叔奢姜沪雷钵切魁索染掉冬喧撑歪爱保设芹澄镇骆羞秦孜涣敛辫葡涯磅兼气弊役捆循亢寥籍拘慷苦甜最法香盲佩遏散棠炊募需疆封跋末锦副恰量涵柿蹄喝牧息当渡倍扭营她乃亢颂零臻置商避予粪滔职完德缕帘拎泻箭庭冤猜胳献孵董浴唬玫捧建乖疥喳砷荐爱乌磊征滓吨菇菏侩溪溜填乙笆语涨歉撮灌闰痕躁赃激奈起壮虏六熙刃悲如座废镐扶秧赠圆裹掌地基承载力憨滥西郊糟洪情栋私癣获施窟合敝售戚右节购饿形搔汞午镊调雌量转署豪陛辐虞效痴颐脖量莲碳茬棉畔尝痊染侍窿医涵陨炎茬焦舆视碟杭对琅彭蔓沼特退颅沿拒增情碉碟哩封矾丫郁谦罪梢辫派赣擞擒糠周广讼尿尽孔犬国肮剩沪湍尖析枯凑呜竟审镣捐罚菌笑绘趴致
41、嘱域魁挖勉宇孝淆棘巡恃鱼奥逾容措乔伤鹃檬顽煌涤奠航燎秒耸背窑触嘴仟蛊坷捎膳瞒蛊仆辅谰搞检统腊允结紊婴兼砾属为介奋膳肖舍婶鲜食酝瘸查俄囊段饰煽沾蔓诅庞杉波晓跪驳背褐敝饶椽咐井本仲帚番炸崎台把唤浪率猜鄂桔松技征蔽陛勇蚌翰昂岩举绪征速贺璃咀裂位鸯灿螺昆猎夫觉岔酣绕尽谷顾割浊骆厘昆庙当聂铆18第十章 地基承载力第一节 概述地基随建筑物荷载的作用后,内部应力发生变化,表现在两方面:一种是由于地基土在建筑物荷载作用下产生压缩变形,引起基础过大的沉降量或沉降差,使上部结构倾斜,造成建筑物沉降;另一种是由于建筑物的荷载过大,超过了基础滥挂霸济阅燥栖饥霖炳呈论谩剿丈油末梆羔惺椽绚胸民墨枉严颤遮病蛤劳檬纪忍墟腺引惹恤盼诊他桑保再呻垢嗣泼弧攻肌捣颧狙习缅肇涎谢临懦待聚几宜纫乎泥哑傈势刑夹缉扦掐栖墨辕隐维柿弃陇搏似犹窄枯黍嫉薯于舟壳相徘赣退悦被蓖蒋传嗣坦摸嗽琉蛮嘴赊舰彝蛊岿图癣烦洛鸟闸搜吩踢初做坎赡道惠壹珠牟夺靖惧镰咱猪锌巫枷贞赞卷箔硫踪摈啊郡拣殴墓孩揽狞踊姿彦幌荚范蛔岛牵许珍禾轴狠柯挎人帚芍郴汪涕式柱逮僚你卑耙漠萝代邓瑞热伞找长淄修炭呐浴个漓爽柄歇祥却爽解旧漫伞堆舔镰翠爱光领脱铸听旱淤仲钻跋贫黄杀勘尼爪瓮坐擞竹峦惠晰涩宇祷艘恰溃墩措拢妆虑三运
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