地基承載力確定的土工表格法

1、第二節(jié)地基承載力確定地基唳載力是指地基受荷后整牲區(qū)或破壞區(qū)）限制在一定范端內(nèi)，保證不產(chǎn)生剪切破壞而喪失隱痘，且地基變形不刊過允許直時的承載能力,即同時滿足地基土的強度條件和就沉降.假斜的限制要求.地第承麴力分基本加、懷準(zhǔn)血和設(shè)計俏三個值.地基承翼力拈聿值（九）是指依存關(guān)規(guī)范規(guī)定的一定基礎(chǔ)寬度OjCBhi）和埋深ldgQ.5m）條件F的地基承戟力，按有關(guān)規(guī)范宜表弟定批東承載力標(biāo)準(zhǔn)通（人）是指按有關(guān)現(xiàn)港規(guī)定的標(biāo)施方法試驗井經(jīng)統(tǒng)計處理后的承載力值地基承躲力設(shè)計值7.）是地基承載力標(biāo)設(shè)依經(jīng)深宦修正后的地基承載力值；或按我荷試驗和用實際喘礎(chǔ)深寬情理鑿公式計算所用地其承載力值.不能認(rèn)為她基承載力是一個單純

2、的巖土力學(xué)指林.它不僅取決于巖土本身的性質(zhì)，還受到茶礎(chǔ)的盡寸與形狀、荷載像斜與偏心、基礎(chǔ)的埋深.地下水位.下臥層性質(zhì)、上部緒構(gòu)與基礎(chǔ)的剛度等多種因熊的影響。岫定加基承載力時.應(yīng)根據(jù)建加物的重要性及其結(jié)構(gòu)特點，對上述影晌因索作具體分析并予以考慮.在屬屋建筑與構(gòu)筑物的巖土工程勘察中確定地基承載力的方法主要有控理論公式計算、按摩位海試方法及按現(xiàn)行國家插碓中的承我力我/表承取等“選悌方法時，應(yīng)考慮到建筑物的安全等級與分?jǐn)?shù)的呵靠程度以及當(dāng)?shù)氐慕ㄖ?jīng)驗等.對一級建筑劭成采用理無公式計算靖合原位測試方法琮合確定，井7T用現(xiàn)場戴荷試驗驗證工對需進(jìn)行變形計算的二級建筑物可按理論公式計算，井結(jié)合原位測試方法喻定,

3、對不需要進(jìn)行變形計算的二艘建筑物叮按現(xiàn)行國家標(biāo)鹿中的承菽力表井結(jié)合詼位洞試方法確定F對三級建筑物即根據(jù)鄰近建筑物的建筑經(jīng)驗確定.第十章地基承載力第一節(jié)概述地基隨建筑物荷載的作用后，內(nèi)部應(yīng)力發(fā)生變化，表現(xiàn)在兩方面：一種是由于地基土在建筑物荷載作用下產(chǎn)生壓縮變形，引起基礎(chǔ)過大的沉降量或沉降差，使上部結(jié)構(gòu)傾斜，造成建筑物沉降；另一種是由于建筑物的荷載過大，超過了基礎(chǔ)下持力層土所能承受荷載的能力而使地基產(chǎn)生滑動破壞。因此在設(shè)計建筑物基礎(chǔ)時，必須滿足下列條件:地基：強度一一承載力一一容許承載力變形一一變形量（沉降量）一一容許沉降量一、幾個名詞1、地基承載力：指地基土單位面積上所能隨荷載的能力。地基承載力

4、問題屬于地基的強度和穩(wěn)定問題。2、容許承載力：指同時兼顧地基強度、穩(wěn)定性和變形要求這兩個條件時的承載力。它是一個變量，是和建筑物允許變形值密切聯(lián)系在一起。3、地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值：是根據(jù)野外鑒別結(jié)果確定的承載力值。包括：標(biāo)貫試驗、靜力觸探、旁壓及其它原位測試得到的值。4、地基承載力基本值：是根據(jù)室內(nèi)物理、力學(xué)指標(biāo)平均值，查表確定的承載力值，包括載荷試驗得到的值）。通常fkffo5、極限承載力：指地基即將喪失穩(wěn)定性時的承載力。二、地基承載力確定的途徑目前確定方法有：1 .根據(jù)原位試驗確定：載荷試驗、標(biāo)準(zhǔn)貫入、靜力觸探等。每種試驗都有一定的適用條件。2 .根據(jù)地基承載力的理論公式確定。3 .根據(jù)建筑地

5、基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范確定。根據(jù)大量測試資料和建筑經(jīng)驗，通過統(tǒng)計分析，總結(jié)出各種類型的士在某種條件下的容許承載力，查表。一般：一級建筑物：載荷試驗，理論公式及原位測試確定f;一級建筑物：規(guī)范查出，原位測試；尚應(yīng)結(jié)合理論公式；一級建筑物：鄰近建筑經(jīng)驗。三、確定地基承載力應(yīng)考慮的因素地基承載力不僅決定于地基的性質(zhì)，還受到以下影響因素的制約。1 .基礎(chǔ)形狀的影響：在用極限荷載理論公式計算地基承載力時是按條形基礎(chǔ)考慮的，對于非條形基礎(chǔ)應(yīng)考慮形狀不同地基承載的影響。2 .荷載傾斜與偏心的影響：在用理論公式計算地基承載力時，均是按中心受荷考慮的，但荷載的傾斜荷偏心對地基承載力是有影響的。3 .覆蓋層抗剪強度的影響

6、：基底以上覆蓋層抗剪強度越高，地基承載力顯然越高，因而基坑開挖的大小和施工回填質(zhì)量的好壞對地基承載力有影響。4 .地下水的影響：地下水水位上升會降低土的承載力。5 .下臥層的影響：確定地基持力層的承載力設(shè)計值，應(yīng)對下臥層的影響作具體的分析和驗算。6 .此外還有基底傾斜和地面傾斜的影響：地基土壓縮性和試驗底板與實際基礎(chǔ)尺寸比例的影響。相鄰基礎(chǔ)的影響，加荷速率的影響和地基與上部結(jié)構(gòu)共同作用的影響等。在確定地基承載力時，應(yīng)根據(jù)建筑物的重要性及結(jié)構(gòu)特點，對上述影響因素作具體分第二節(jié)地基的變形和失穩(wěn)一.臨塑荷載Per和極限承載力Pu現(xiàn)場荷載試驗表明：地基從開始發(fā)生變形到失去穩(wěn)定的發(fā)展過程，典型的S-P曲

7、線可以分成順序發(fā)生的三個階段，即壓密變形階段（oa）、局部剪損階段（ab）和整體剪切破壞階段（b以后）見圖82（見教材P275）,三個階段之間存在著兩個界限荷載。第一個界限荷載（臨塑荷載Per）:就是指基礎(chǔ)下的地基中，塑性區(qū)的發(fā)展深度限制在一定范圍內(nèi)時的基礎(chǔ)底面壓力。當(dāng)P>Per標(biāo)志壓密階段進(jìn)入局部剪損階段。第二個界限荷載（極限承載力Pu）:當(dāng)?shù)鼗林杏捎谒苄缘牟粩鄶U大，而形成一個連續(xù)的滑動面時，使得基礎(chǔ)連同地基一起滑動，這時相應(yīng)的基礎(chǔ)底面壓力稱為極限承載力Pu。當(dāng)P>Pu標(biāo)志著地基土從局部剪損破壞階段進(jìn)入整體破壞階段，地基喪失穩(wěn)定。二.豎直荷載下地基的破壞形式在荷載作用下，建筑物

8、由于承載能力不足而引起的破壞，通常是由于基礎(chǔ)下持力層土的剪切破壞所造成的，而這種剪切破壞的形成一般又可分為整體剪切、局部剪切和沖剪三種。1 .整體剪切破壞的特征：當(dāng)基礎(chǔ)上的荷載較小時，基礎(chǔ)壓力與沉降的關(guān)系近乎直線變化，此時屬彈性變形階段，如圖中oa段。隨著荷載的增大，并達(dá)到某一數(shù)值時，首先在基礎(chǔ)邊緣處的士開始出現(xiàn)剪切破壞，如圖中a點。隨著荷載的增大，剪切破壞地區(qū)也相應(yīng)的擴大，此時壓力與沉降關(guān)系呈曲線形狀，屬彈性塑性變形階段，如圖ab段。若荷載繼續(xù)增大，越過b點，則處于塑性破壞階段。2 .局部剪切破壞的特征：局部剪切破壞的過程與整體剪切破壞相似，破壞也從基礎(chǔ)邊緣下開始，隨著荷載增大,剪切破壞地區(qū)

9、也相應(yīng)地擴大。區(qū)別：局部剪切破壞時，其壓力與沉降的關(guān)系，從一開始就呈現(xiàn)非線性的變化，并且當(dāng)達(dá)到破壞時，均無明顯地出現(xiàn)轉(zhuǎn)折現(xiàn)象。對于這種情況，常取壓力與沉降曲線上坡度發(fā)生顯著變化的點所對應(yīng)的壓力，作為相應(yīng)的地基承載力。3 .沖剪破壞的特征：它不是在基礎(chǔ)下出現(xiàn)明顯的連續(xù)滑動面，而是隨著荷載的增加，基礎(chǔ)將隨著土的壓縮近乎垂直向下移動。當(dāng)荷載繼續(xù)增加并達(dá)到某數(shù)值時，基礎(chǔ)隨著土的壓縮連續(xù)刺入，最后因基礎(chǔ)側(cè)面附近土的垂直剪切而破壞。沖剪破壞的壓力與沉降關(guān)系曲線類似局部剪切破壞的情況，也不出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)折現(xiàn)象。對于地基土破壞形式的定量判別，Vesic,A,B提出用剛度指標(biāo)Ir的方法。地基土的剛度指標(biāo)，可用下式

10、表示:式中：E為變形模量u為泊松比C為地基土的粘聚力小為內(nèi)摩擦角q為基礎(chǔ)的側(cè)面荷載，q=rD,D為埋置深度，r為埋置深度以上土的容重。Vesic,A.B還提出判別整體剪切破壞和局部剪切破壞的臨界值，稱為臨界剛度指標(biāo)卜(er)當(dāng)Ir大于Ir(er)時，地基將發(fā)生整體剪切破壞，反之則發(fā)生局部剪切破壞或沖剪破壞。三.傾斜荷載下地基的破壞形式對于擋水和擋土結(jié)構(gòu)的地基，除承受豎直荷載Pv外，還受水平荷載Ph的作用。Pv與Ph的合力就成為傾斜荷載。當(dāng)傾斜荷載較大而引起地基失穩(wěn)時，具破壞形成有兩種：一種是沿基底產(chǎn)生表層滑動，主要是Ph過大所造成的，是擋水或擋土建筑物常見的失穩(wěn)形式；另一種是深層整體滑動破壞，

11、主要是由于R不大而Pv較大導(dǎo)致地基失穩(wěn)而造成的。第三節(jié)原位試驗確定地基承載力一.現(xiàn)場荷載試驗荷載試驗是對現(xiàn)場試坑中的天然土層中的承壓板施加豎直荷載，測定承壓板壓力與地基變形的關(guān)系，從而確定地基土承載力和變形模量等指標(biāo)。承壓板面積為0.250.5平方米（一般尺寸：50X50cm2,70X70cm2）加荷等級不少于8級，第一級荷載（包括設(shè)備重量）的最大加載量不應(yīng)少于設(shè)計荷載的2倍，一般相當(dāng)于基礎(chǔ)埋深范圍的土重。每級加載按10,10,10,15,15分鐘間隔測讀沉降，以后隔半小時測讀，當(dāng)連續(xù)2小時內(nèi)，每小時沉降小于0.1mm時，則認(rèn)為已穩(wěn)定，可加下一級荷載。直到地基達(dá)到極限狀態(tài)為至。將成果繪成壓力沉

12、降關(guān)系曲線，從曲線上可以得到地基極限承載力Pu和容許承載力的基本值f0=Per二.靜力觸探試驗靜力觸探試驗就是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(yīng)變儀測出土層對探頭的貫入阻力Ps,用下列公式確定地基承載力的大小設(shè)計值。1 .梅耶霍夫公式：式中Ps：貫入阻力（kPa）B:基礎(chǔ)寬度D：埋置深度2 .國內(nèi)建議公式：fk58，pS46kPa式中：f承載力設(shè)計值，fk標(biāo)準(zhǔn)值，r1天然容重，r0為基底以上土的加權(quán)平均容重，地下水以下取浮容重；BB,4D-相應(yīng)于基礎(chǔ)寬度和埋置深度的承載力修正系數(shù)。按教材P302表814查用三.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗根據(jù)試驗測得的標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)勵3.5,用下列方法平價

13、地基的承載力。試驗時，先清鉆孔，把標(biāo)準(zhǔn)貫入器放入孔底，然后用重量N(63.5Kg)的錘，從76cm的高度自由下落將貫入器擊入土中30cm,記錄No1 .建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范確定地基的承載力標(biāo)準(zhǔn)值。2 .太沙基和皮克(R.Peek)公式當(dāng)沉降量不超過25mm勺前提下，若B01.3m時，用=勵3.5/8kg/cm2B>1.3m時，fN63.5(103)kg/cm212B3 .梅耶霍夫公式N63.5D2f10dB)四旁壓試驗略(自學(xué))第四節(jié)按塑性區(qū)開展深度確定地基的容許承載力按塑性區(qū)開展深度確定地基容許承載力的方法，就是將地基中的剪切破壞區(qū)限制在某一范圍內(nèi)，視地基土能相應(yīng)地承受多大的基底壓力，

14、該壓力即為欲求的容許承載力條形基礎(chǔ)均勻壓力作用下容許承載力的近似計算方法如圖所示(見教材P297圖8-25):根據(jù)彈性理論，地基中任意點M由條形均布壓力所引起的附加大、小主應(yīng)力為：1prd(2sin2)(1)3式中：2M點與基底兩側(cè)連線的夾角，稱為視角。在M點上還有地基本身重量所引起的自重壓力。設(shè)極限平衡區(qū)土的靜止側(cè)壓力系數(shù)Ko=1,則由土自重所引起的法向應(yīng)力在各個方向都相同，均等于r(D+Z)。基底壓力與土自重在M點引起的大、小主應(yīng)力之和為：一-Ud-(2sin2)+r(D+Z)(2)3當(dāng)M點達(dá)到平衡時，其大小主應(yīng)力應(yīng)滿足下列關(guān)系：i3tg2(452)2ctg(452)(3)將式(2)代入(

15、3)式并經(jīng)整理后，得z2)工D(4)rsinrtg式中r,c,巾，p,D為已知時，Z值隨著B值而變。對(4)式B求導(dǎo)數(shù)，并令其等于零，即：即cos2sin2代入（4）式，即可得到塑性區(qū)開展的最大深度為-Prd,、cZmax(ctg)D(5)r2rtg如果我們規(guī)定了塑性區(qū)開展深度的容許值Z,那么:若ZmaxcZ,地基是穩(wěn)定的;若Zmax>Z,地基的穩(wěn)定是沒有保證的。經(jīng)驗公式：Z=（1/41/3）B,B為條形基礎(chǔ)的寬度,r ZmaxP ctg 2將式（5）改寫為：(6)rD(1)c(ctg)ctg27ctg，當(dāng)Zmax-0,即塑性區(qū)開展深度為0;PerrD（1-）c（-9一）ctgctg當(dāng)Z

16、max=1/4B（中心受壓基礎(chǔ)），pPirBrD(1)c(-ctg-)44(ctg-)ctg-ctg-當(dāng)Zma=1/3B時（偏心受壓基礎(chǔ)），pPirBrD(1)c(-ctg-)33(ctg)ctgctg(9)式(7),(8),(9)可以用普遍的形式來表示，即1,p-rBNrrdBqcNc(10)式中：P:地基容許承載力(kN/m2)Nr,Nc,Nq為承載力系數(shù)，它們是土的內(nèi)摩擦角的函數(shù)，可查下表。其中：Nr=0,當(dāng)Zma-0Nr當(dāng)ZmaB/42(ctg2)2一Nr當(dāng)Zmax=B/33(ctg萬)1注意(1)公式：p-rBNrrdBqcNc,是在均質(zhì)地基的情況下得到的，如果基底上、下是不同的土層

17、，則此式中的第一項采用基底以下土的容重：而第二項應(yīng)采用基底以上士的容重。(2)以上公式中由條形基礎(chǔ)均布荷載推導(dǎo)得來，對矩形或圓形基礎(chǔ)偏于安全。(3)公式應(yīng)用彈性理論，對已出現(xiàn)塑性區(qū)情況條件不嚴(yán)格；但因塑性區(qū)的范圍不大，其影響為工程所允許，故臨界載荷為地基承載力，應(yīng)用仍然較廣。Nr,Nq,Nc與巾的關(guān)系值Nl/4Nl/3NN=0001.03.1420.060.081.123.3240.120.161.253.5160.200.271.403.7180.280.371.553.93100.360.481.734.17120.460.601.944.42140.600.802.174.70160.7

18、20.962.435.00180.861.152.725.31201.001.333.105.66221.201.603.446.04241.401.863.876.45261.602.134.376.90282.002.664.937.40302.403.205.607.95322.803.736.358.55343.204.267.209.22363.604.808.259.97384.205.609.4410.80405.006.6610.8411.73425.807.7312.7012.80446.408.5214.5014.00457.409.8615.6014.60例題：有一條形基

19、礎(chǔ)，寬度B=3m,埋置深度D-1日地基土白濕容重r=19kN/m3,飽和容重rsat=20kN/成小=100,試求（1）地基的容許承載力Pi/4,Pi/3值，（2）若地下水位上升至基礎(chǔ)底面，承載力有何變化。解：（1）查表（|）=100時，承載力系數(shù)N/4=0.36,N1/3=0.48,Nc1.73Nc=4.171代入式p-rBNrrdBqcNc2q得P（1/4）=19X3X0.36+2+19X1X1.73+10X4.17=85Kn/m2P（1/3）=19X3X0.48+2+19X1X1.73+10X4.17=88.3Kn/m2（2）假若Nr,Nq,Nc不變則r'rsatrw219.81

20、0.2Kn/m3可見，當(dāng)?shù)叵滤仙龝r，地基的承載力將降低。例題2:某賓館設(shè)計采用框架結(jié)構(gòu)獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底面尺寸：LXB=3.00X2.40m2,承受偏心荷載?；A(chǔ)埋深1.00m,地基土分三層：表層為素填土，天然容重ri=17.8kN/m3,厚hi=0.80m;第二層為粉土：r2=18.8kN/m3,42=21O,C2=12kPa；h2=7.4m；第三層為粉質(zhì)粘土：r3=19.2kN/m3,小3=18°,G=24kPa,h3=4.8m,計算賓館地基的臨界荷載。解：應(yīng)用偏心荷載作用下臨界荷載計算公式式中：N/3：根據(jù)基底土的內(nèi)角小2=21°,查表N/3=1.46Nq：據(jù)小2=2

21、10查表：Nq=3.27Nc：據(jù)小2=210查表Nc=5.85-RB:r=r2=18.8kN/m3;B=2.40mRd:r應(yīng)為基礎(chǔ)深度D=1.00m范圍內(nèi)的平均重度，按式計算：C=G=12kPa第五節(jié)確定地基極限承載力的理論公式在土力學(xué)的發(fā)展中，已經(jīng)提出了許多極限荷載公式，1920年普朗特首先根據(jù)塑性平衡理論導(dǎo)出了介質(zhì)達(dá)到極限荷載時，沿著曲面發(fā)生滑動的數(shù)學(xué)方程，并認(rèn)為介質(zhì)的抗剪強度性質(zhì)，可以用強度指標(biāo)C,小表示，但是，他的研究結(jié)果只適用于無重量的介質(zhì)的極限平衡平面課題。隨后不少學(xué)者根據(jù)他的研究結(jié)果，引用來求解地基土的極限荷載，并進(jìn)一步作了不同形式的修正和補充，以便在工程中加以應(yīng)用。太沙基根據(jù)普

22、朗特相似的概念，導(dǎo)出了考慮地基土自重影響的極限荷載公式。但這些公式都忽略了基礎(chǔ)底面以上覆蓋土層的抗剪強度的影響，故只適用于計算淺基礎(chǔ)的極限荷載。梅耶霍夫進(jìn)一步考慮了基礎(chǔ)底面以上覆蓋層的抗剪強度的影響，從而提出了淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)的極限荷載公式。一.普朗特爾極限承載力公式普朗特爾公式是求解寬度為B的條形基礎(chǔ)，置于地基表面，在中心荷載P作用下的極限荷載Pu值。普朗特爾的基本假設(shè)及結(jié)果，歸納為如下幾點：(1)地基土是均勻，各向同性的無重量介質(zhì)，即認(rèn)為土的r=0,而只具有C,小的材料。(2)基礎(chǔ)底面光滑，即基礎(chǔ)底面與土之間無摩擦力存在，所以基底的壓應(yīng)力垂直于地面。(3)當(dāng)?shù)鼗幱跇O限平衡狀態(tài)時，將出現(xiàn)連續(xù)

23、的滑動面，具滑動區(qū)域?qū)⒂衫士现鲃訁^(qū)I,徑向剪切區(qū)II或過渡區(qū)和朗肯被動區(qū)III所組成。其中滑動區(qū)I邊界Bc或AC為直線，并與水平面成(45+4/2)角；即三角形ABC主動應(yīng)力狀態(tài)區(qū)；滑動區(qū)II的邊界CE或CD為對數(shù)螺旋曲線，其曲線方程為r"etg,r0為起始矢徑；8為射線r與0夾角，滑動區(qū)III的邊界EG,DF為直線并與水平面成(45-小/2)角。(見教材P281圖8-9)(4)當(dāng)基礎(chǔ)有埋置深度D時，將基礎(chǔ)底面以上的兩側(cè)土體用相當(dāng)?shù)木汲dq=rD來代替。根據(jù)上述的基本假設(shè)，采用剛體平衡方法或特征線法，可以得到地基極限承載力為：式中：r：基礎(chǔ)兩側(cè)土的容重D:基礎(chǔ)的埋置深度Nq,Nc：

24、承載力系數(shù)，它們是土的內(nèi)摩擦角小的函數(shù)，可查下表：其中Nqetgtg2(450)2NrNqNc少0NrNqNc001.005.14246.909.6119.320.011.205.69269.5311.922.340.051.436.172813.114.725.860.141.726.823018.118.430.280.272.067.523225.023.235.5100.472.478.353434.529.542.2120.762.979.293648.137.850.6141.163.5810.43867.448.961.4161.724.3311.64095.564.275.41

25、82.495.2513.14213785.493.7203.546.4014.844199115118224.967.8216.945241134133.太沙基極限承載力公式對于均勻地基上的條形基礎(chǔ)，當(dāng)受中心荷載作用時，若把土作為有重量的介質(zhì)，即不等于零，求其極限承載力時，太沙基作了如下假設(shè):1 .基礎(chǔ)底面粗糙，即的與土之間有摩擦力存在當(dāng)?shù)鼗_(dá)到破壞并出現(xiàn)連續(xù)的滑動面時，具基底下有一部分土體將隨著基礎(chǔ)一起移動而處于彈性平衡狀態(tài)，該部分土體稱為彈性核或叫彈性契體，如圖8-17（見教材P288中ABCff示。彈性核的邊界AC或BC為滑動面的一部分，它與水平面的夾角為小，而它的具體數(shù)值又與基底的粗糙

26、程度有關(guān)。當(dāng)把基底看作完全粗糙時，小=也；當(dāng)把基底看作完全光滑時，土體ABC則發(fā)生側(cè)向變形，側(cè)巾=450+（|）/2,一般情況下，小（巾<（450+小/2）。2 .當(dāng)把基底看作是完全粗糙時，則滑動區(qū)域由徑向過渡區(qū)剪切區(qū)II和朗肯被動區(qū)III所組成，如圖8-17所示（見教材P288）。其中滑動區(qū)域II的邊界CE和DC為對數(shù)螺旋曲線，其曲線方程為（r。為起始矢徑）。朗肯區(qū)域III的邊界DF劭直線，它與水平面成（4501/2）角。3 .當(dāng)基礎(chǔ)有埋置深度D時，則基底以上兩側(cè)的土體用相當(dāng)?shù)木汲dq=rD來代替。根據(jù)上述假定，經(jīng)推導(dǎo)可得地基的極限承載力式中：Nr,Nq,Nc稱為承載力系數(shù)，都是土的

27、內(nèi)摩擦角小的函數(shù)。（2）tg其中：Nqe2cos2（450）2但對Nr,太沙基并未給出公式。太沙基將Nr,Nq,Nc繪制成曲線如圖8-18（見教材29。），可供直接查用幾點說明：(1)當(dāng)把基礎(chǔ)底面假定為光滑時，則基底以下的彈性核就不存在，而成為朗肯主動區(qū)I了,而AC面與水平面的夾角巾=(450+小/2)而整個滑動區(qū)域?qū)⑼耆c普朗特爾的情況相似，因此，由C,q所引起的承載力系數(shù)即可直接取用普朗特爾的結(jié)果，即：而由土容重r所引起的承載力系數(shù)則采用下列半經(jīng)驗公式來表達(dá)：將Nqetgtg2(450)2，一1_一代入：purBNrqNqCNc2即可得基礎(chǔ)底面完全光滑情況下的太沙基地基極限承載力，或Nq,

28、Nc,Nr可直接查表取得。(2)太沙基承載力公式都是在整體剪切破壞的條件下得到的，對于局部剪切破壞時的承載力，應(yīng)進(jìn)行修正。再用修正后的C',巾，就可計算局部剪切破壞時松軟土的地基承載力式中：Nc',Nq',Nr':修正后的承載力系數(shù)，可以由修正后的內(nèi)摩擦角山直接查圖818虛線。(3)對于方形或圓形基礎(chǔ)，太沙基建議用下列修正公式計算地基極限承載力：圓形基礎(chǔ)：pur0.6rRNrrDNq1.2CNc整體破壞pur0.6rRNr'rDNq'1.2CNc'局部破壞方形基礎(chǔ)：pus0.4rBNrrDNq1.3CNc整體破壞Pus0.4rBNr

29、9;rDNq'1.3CNc'局部破壞4.地基的容許承載力將上述各公式算出的極限承載力Pu,除以安全系數(shù)Fs,即得到地基的容許承載力P=Pu/Fs在設(shè)計時，基底壓力P應(yīng)滿足P<P的要求。例題1:某辦公樓采用磚混結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。設(shè)計基礎(chǔ)寬度b=1.50m,基礎(chǔ)埋深d=1.4m,地基為粉土，r=18.0kN/m3,小=30度，C=10kPa,地下水位深7.8m,計算此地基的極限荷載和地基承載。1 一解：(1)條形，由太沙基公式：Pu1rBNrqNqCNc2因為30°,查曲線得，Nr=19,Ng35,Nc18代入公式Pu=18.0X1.5X19-2+10X35+18.0X1.

30、4X18=1060.1kPa(2)地基承載力：f=Pu/Fs=1060.1/3.0=353.4kPa例題2:在例題1中，若地基的小為20度，其余條件不變，求Pu和f解：(1)當(dāng)200,查曲線：Nr=4,Nc=17.5,Nc7,Pu=18.0X1.5X4+2+10X17.5+18.0X1.4X7=405.4kPa(2) f=Pu/Fs=405.4/3.0=135kPa評論：由上兩例計算結(jié)果可見：基礎(chǔ)的形式，尺寸與埋深相同，地基土的只是小由30度減小為20度，極限荷載與地基承載力均降低為原來的38%,可知：小的大小，對Pu和f影響很大。例題3:有一條形基礎(chǔ)，寬度B=6mlD=1.5m,其上作用看中

31、心荷載P=1500kN/m,地基土質(zhì)均勻，容重r=19kN/m3,土的抗剪強度指標(biāo)C=20kN/m,巾=20度，試驗算地基的穩(wěn)定性（假定基底完全粗糙）。解：（1）基底壓力：P=P/B=1500/6=250kN/m2（2）由巾=20°,查圖818得：Ng18,Nc7.5,Nr=5=19X6X18-2+19X1.5X7.5+20X152=858.25kN/m2。若?。篎s=2.5,則p=Pu/Fs=343.3kN/m2因為P=250kN/m2<p=343.3kN/m2所以地基是穩(wěn)定的。三.漢森極限承載力公式對于均質(zhì)地基基礎(chǔ)底面完全光滑，在中心傾斜荷載作用下，漢森建議按下式計算豎向地

32、基極限承載力。式中：（1）Sr,Sq,Sc為基礎(chǔ)的形狀系數(shù),BSr 1 0.4 irL忤 _ B?。篠q 1 iq sinLB Sc 1 0.2 icL0.6 Sc 1 NBNcL或 Sq 1 BtgBSr 1 0.4 Lir,iq,ic為荷載傾斜系數(shù)(3) dr，dq,dc深度修正系數(shù)(4) gr,gq,gc地面傾斜系數(shù)(5) br,bq,bc基底傾斜系數(shù)(6) Nr,Nc,Nq承載力系數(shù)，由下式表示：Nqetgtg2(452)Nc(Nq1)ctg上式中B4分別為地面和基底的傾角。2Nr1.8Nctg2幾點說明：(1)應(yīng)用公式時，應(yīng)滿足PhCaAptg,以保證基底不因水平力過大而產(chǎn)生水平滑動

33、。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為基底與土之間的粘滯力6：為基底與土之間的摩擦力A=LXB(2)當(dāng)基底受到偏心荷載作用時，先將其換成有效的基底面積，然后按中心荷載情況下的極限承載力公式進(jìn)行計算。若條形基礎(chǔ)，其荷載的偏心距為e,則用有效寬度B'=B2e,來代替原來的寬度B。若是矩形基礎(chǔ)，并且在兩個方面均有偏心，則用有效面積A=B'XL'來代替原來的面積Ao其中B'=B-2eB,L'=L-2eL(3)對于成層土所組成的地基，當(dāng)各土層的強度相差不大的情況下，漢森建議按下式近似確定持力層的深度。Zmax=入B式中：入：為系數(shù)，根據(jù)土層

34、平均內(nèi)摩擦角和荷載的傾角B從下表查出：B:為基礎(chǔ)的原寬度。入值表：單位為(度)tgl、,<2021353645<0.20.61.202.000.210.300.40.901.600.310.400.20.601.20持力層范圍內(nèi)土的容重和強度指標(biāo)按層厚求其平均值:_rihirhicihi.c式中hi_ihihiri,Ci,妨分別為第i土層的容重，凝聚力和內(nèi)摩擦角，hi為第i層的厚度。例題：有一寬4m的條形基礎(chǔ)，埋置在中砂層下2米深處，其上作用中心傾斜荷載（豎直分量P=900Kn/m,水平方向Ph=150Kn/nj）中砂層的內(nèi)摩擦角巾=32度，濕容重r=18.5Kn/m3浮容重

35、9;=9.5Kn/m3,距基底2米處有一粘土層，具固結(jié)不排水剪的強度指標(biāo)為O18Kn/m2,巾=22度，浮容重r'=9.7Kn/m3,設(shè)地下水位與基底齊平，試按漢森公式確定地基的極限承載力。解：荷載的傾斜率：tgB=Ph/P=150/900=0.17該地基屬層狀地基，應(yīng)先確定持力層的最大深度Zmaxfi,為此固結(jié)tg3=0.17并假設(shè)土層的平均內(nèi)摩擦角2135之間，從表查得入=1.2,于是公式Zma月入B可得Zmax1.2X4=4.8m,求持力層內(nèi)土層的平均指標(biāo)：可見求得的一在假設(shè)范圍內(nèi)，查表可得：Nr=9.53,Nc11.90,Ng22.3求荷載傾斜系數(shù)：求深度修正系數(shù):地面傾斜系數(shù)

36、：a=0,gr所以gc5gq(1 0.5tga)5147同理基底傾斜系數(shù):基礎(chǔ)的形狀系數(shù):所以地基的極限承載力：第六節(jié)按規(guī)范確定地基的容許承載力規(guī)范的承載力表有兩類：一類是將室內(nèi)試驗求得的物理、力學(xué)性能指標(biāo)與荷載試驗確定的承載力剪力相關(guān)關(guān)系，然后查表（見教材P299）:如表：8-5粉土承載力基本值（KP0（七）86粘性土承載力基本值（f0）8-7沿海地區(qū)淤泥和淤泥質(zhì)土承載力基本值（f0）8-8紅粘土承載力基本值（KP0（f0）8-9素填土承載力基本值（KP0（f。）從上述表中查得得基本值（f。）乘以反應(yīng)土工試驗離散性得修正系數(shù)后，就成為標(biāo)準(zhǔn)值（fk）fkff即：dz2.8847.918、f1（

37、2）vnn式中：n變異系數(shù)參加統(tǒng)計得土樣指標(biāo)樣本數(shù)地基土的承載力基本值1是根據(jù)很多省市得土性指標(biāo)（天然孔隙比e,天然含水率w）值與荷載試驗值fo,經(jīng)過統(tǒng)計計算與回歸分析建表的，有如下的相應(yīng)方程：方程的相關(guān)系數(shù)0.785,剩余方差=0.0944,嚴(yán)格地說，只適用于e=0.601.0,與w=1035%的粉土和粘性土。規(guī)范中各類土的承載力基本值表是由各地載荷試驗資料經(jīng)回歸分析擬合經(jīng)驗方程而成，反映了統(tǒng)計指標(biāo)的可靠度，經(jīng)推導(dǎo)，回歸修正系數(shù)式中的防為試驗數(shù)量；tao為自由度為防一1,倍度為a=0.05的函數(shù)（t函數(shù)）臨界值,b為第一指示指標(biāo)的回歸系數(shù)，取絕對值。當(dāng)承載力表為雙指標(biāo)時，b為第一指示指標(biāo)的回歸系數(shù)，令為綜合的指標(biāo)變異系數(shù)。式中1為第一指標(biāo)的變異系數(shù)；2為第二指標(biāo)的變異系數(shù)，為第二指標(biāo)的折算系數(shù)。變異系數(shù)可按下式計算：一,式中：為標(biāo)準(zhǔn)差，可按下式計算：un22UinuiL1,u為某種土性指標(biāo)的第I個實測值。.n1經(jīng)擬合后，f按下式計算：式中的n為參加統(tǒng)計的土指標(biāo)樣本數(shù)。當(dāng)f0.75時，首先應(yīng)該分析（變異系數(shù)）過大的原因，如分層是否合理，試驗有無差錯等。其次是增加試樣數(shù)量。另