淺基礎1(2.4承載力及變形計算)

第2章.淺基礎2/3/20231黑龍江工程學院1、什么是基礎埋置深度？2基礎埋深的選擇應考慮哪些影響因素？請回答：2/3/20232黑龍江工程學院2.4.1地基承載力的概念2.4淺基礎的地基承載力地基承載力是指地基承受荷載的能力。地基承載力特征值：在保證地基穩(wěn)定的條件下，使建筑物的沉降量不超過允許值的地基承載力稱為地基承載力特征值。以fa表示。

fa=pu/K

是允許沉降的Sa的函數(shù)抗力采用承載力特征值。2/3/20233黑龍江工程學院2.4.2地基承載力的特征值的確定1）按土的抗剪強度指標確定2）按地基載荷試驗確定3）按規(guī)范承載力表確定4）按建筑經(jīng)驗確定2/3/20234黑龍江工程學院1）按土的抗剪強度指標確定

a.地基極限承載力

K—安全系數(shù)K=2-3，取值與地基基礎設計等級、荷載的性質(zhì)、土的抗剪強度指標的可靠程度以及地基條件等因素有關。

b.規(guī)范推薦的理論公式。

2/3/20235黑龍江工程學院式中：b—基礎底面寬度，大于6m按6m考慮，對于砂土，小于3m時按3m考慮；

Mb、Md、Mc—承載力系數(shù)，按

值查表2-3；

γ—基底下一倍基寬深度內(nèi)土的內(nèi)摩擦角標準值、粘聚力標準值、土的重度，水位下取有效重度。

d—基礎埋置深度，當d＜0.5m按0.5m計。一般自室外地面標高算起。在填方整平地區(qū)，可自填土地面標高算起，但填土在上部結(jié)構(gòu)施工后完成時，應從天然地面標高算起。對于地下室，如采用整體的箱形基礎或筏基時，基礎埋置深度自室外地面標高算起，當采用獨立基礎或條形基礎時，應從室內(nèi)地面標高算起。

、、2/3/20236黑龍江工程學院表2-3承載力系數(shù)Mb、Md、Mc土的內(nèi)摩擦角標準值(°)MbMdMc土的內(nèi)摩擦角標準值(°)MbMdMc001.003.14220.613.446.0420.031.123.32240.803.876.4540.061.253.51261.104.376.9060.101.393.71281.404.937.4080.141.553.93301.905.597.95100.181.734.17322.606.358.55120.231.944.42343.407.219.22140.292.174.69364.208.259,97160.362.435.00385.009.4410.80180.432.725.31405.8010.8411.73200.513.065.66

2/3/20237黑龍江工程學院c.按理論公式計算幾點說明影響最大的是抗剪強度指標的取值。應選擇原狀土樣以三軸壓縮實驗中的不固結(jié)不排水試驗。每層土實驗數(shù)量不得少于6組。地基承載力還與基礎的大小、形狀、埋深以及荷載情況有關。對飽和軟土當φk>0，增大b可提高承載力。與埋深d有關，但對實體基礎，增加的承載力將被基礎和回填土重量的相應增加抵消。特別是飽和土Md=1。需要進行地基變形驗算。內(nèi)磨擦角標準值和粘聚力標準值。2/3/20238黑龍江工程學院公式中

的確定統(tǒng)計修正系數(shù)2/3/20239黑龍江工程學院【例題】某柱基及土層情況如下圖所示，荷載試驗測得粉質(zhì)粘土層的承載力特征值為132kPa，粉質(zhì)粘土層的室內(nèi)試驗指標如下表（共8組）。試求持力層地基的承載力特征值。2/3/202310黑龍江工程學院天然密度（g/cm3）1.971.981.961.991.972.001.952.00天然含水量（%）29.529.629.229.729.330.029.030.5液限（%）31.332.430.932.531.933.130.433.5塑限（%）20.822.018.920.820.921.020.423.2內(nèi)摩擦角(o)18.520.521.519.019.522.020.020.5內(nèi)聚力（kPa）13.015.014.516.515.513.516.015.52/3/202311黑龍江工程學院2/3/202312黑龍江工程學院2/3/202313黑龍江工程學院14

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2.剛性基礎與擴展基礎

2）按地基載荷試驗確定圖2.11載荷試驗示意圖（堆載）規(guī)范規(guī)定甲級必須進行該法優(yōu)點：成果可靠該法缺點：費時、耗資2/3/202314黑龍江工程學院15

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2.剛性基礎與擴展基礎

2）按地基載荷試驗確定2/3/202315黑龍江工程學院

荷載-沉降關系曲線

2）按地基載荷試驗確定2/3/202316黑龍江工程學院

載荷試驗包括淺層平板載荷試驗、深層平板試驗及螺旋板載荷試驗。前者適用于淺基，后二者適用于深基。根據(jù)載荷試驗成果p-s曲線確定地基承載力特征值分二種情況。

2）按地基載荷試驗確定2/3/202317黑龍江工程學院18

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2.剛性基礎與擴展基礎

同一土層參加統(tǒng)計的試驗點不應少于三點，符合要求后，取該平均值作為地基承載力特征值fakp-s線有明顯比例界限時(密砂、硬土)fak=p1極限荷載能確定，且pu<2.0p1時,取fak=0.5pu當不能按上述兩點確定(中、高壓縮性土的緩變型曲線)，取s/b=0.01～0.015時對應荷載作為fak圖2.12按載荷試驗確定地基承載力(a)低壓縮性土；（b）高壓縮性土

2）按地基載荷試驗確定2/3/202318黑龍江工程學院

規(guī)范給出了按野外鑒別結(jié)果、室內(nèi)物理、力學指標，或現(xiàn)場動力觸探試驗錘擊數(shù),查取地基承載力特征值的表格，求得fak。當基礎寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時，從荷載試驗規(guī)范表格方法確定的承載力特征值，應修正

3）按規(guī)范承載力表確定2/3/202319黑龍江工程學院

規(guī)范給出了按野外鑒別結(jié)果、室內(nèi)物理、力學指標，或現(xiàn)場動力觸探試驗錘擊數(shù),查取地基承載力特征值的表格，求得fak。

3）按規(guī)范承載力表確定擊數(shù)N10153050中砂、粗砂180250340500粉砂、細沙140180250340

砂土承載力特征值fak2/3/202320黑龍江工程學院

當基礎寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時，從荷載試驗規(guī)范表格方法確定的承載力特征值，應修正3）按規(guī)范承載力表確定式中：fa—修正后的地基承載力特征值；

fak—地基承載力特征值；

ηb、ηd—基礎寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)，查表2-5；

γ—基底持力層土的天然重度，地下水位以下取有效重度γ′；

b—基礎底面寬度，當b＜3m按3m計，當b＞6m按6m計；

γm—基礎底面以上土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取有效重度；

d—基礎埋置深度，當d＜0.5m按0.5m計。一般自室外地面標高算起。在填方整平地區(qū)，可自填土地面標高算起，但填土在上部結(jié)構(gòu)施工后完成時，應從天然地面標高算起。對于地下室，如采用整體的箱形基礎或筏基時，基礎埋置深度自室外地面標高算起，當采用獨立基礎或條形基礎時，應從室內(nèi)地面標高算起。2/3/202321黑龍江工程學院4）按建筑經(jīng)驗確定可用于次要的小型建筑物或為參考性數(shù)據(jù)。2/3/202322黑龍江工程學院【例題2-1】某場地地表土層為中砂，厚2米，，修正后的標準貫入試驗擊數(shù)N=13；中砂層之下為粉質(zhì)粘土，，抗剪強度指標標準值，地下水位在地表下2.1米處。若修建尺寸為2×2.8m，試確定基礎埋深分別為1m和2.1m時持力層的承載力特征值。2/3/202323黑龍江工程學院地基承載力驗算—基本驗算《建筑地基基礎設計規(guī)范》要求:

pk—相應于荷載效應標準組合時基底平均壓力。pkmax—相應于荷載效應標準組合時基底邊緣最大壓力。

fa—修正后的地基承載力特征值。2/3/202324黑龍江工程學院2/3/202325黑龍江工程學院26

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2.剛性基礎與擴展基礎

《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》要求：

σmax—基底最大壓應力

[fa]—修正后的地基承載力容許值地基承載力驗算—基本驗算

2/3/202326黑龍江工程學院2.4.3地基變形驗算建筑物地基變形計算值，不應大于地基變形允許值。變形特征分四種：沉降量－獨立基礎中心點沉降值或基礎沉降平均值沉降差－相鄰兩個柱基的沉降量之差；傾斜－傾斜方向兩端點沉降差與其距離比值；局部傾斜－在6－10m內(nèi),基礎兩點的沉降差與其距離的比值。2/3/202327黑龍江工程學院28

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2.剛性基礎與擴展基礎2.4.3地基變形驗算

地基變形指標圖例計算方法結(jié)構(gòu)特點沉降量s1基礎中點沉降值單層排架結(jié)構(gòu)柱基

沉降差兩相鄰獨立基礎沉降量之差Δs=s1–s2框架結(jié)構(gòu)2/3/202328黑龍江工程學院29

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2.剛性基礎與擴展基礎2.4.3地基變形驗算

地基變形指標圖例計算方法結(jié)構(gòu)特點傾斜高聳結(jié)構(gòu)以及長高比很小的高層建筑局部傾斜砌體承重結(jié)構(gòu)2/3/202329黑龍江工程學院30

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2.剛性基礎與擴展基礎建筑物的地基變形允許值變形特征

地基土類別

中、低壓縮性土

高壓縮性土

砌體承重結(jié)構(gòu)基礎的局部傾斜結(jié)構(gòu)

0.0020.003工業(yè)與民用建筑相鄰柱基的沉降差框架結(jié)構(gòu)砌體墻填充的邊排柱當基礎不均勻沉降時不產(chǎn)生附加應力的結(jié)構(gòu)

0.002L0.0007L0.005L0.003L0.001L0.005L單排排架結(jié)構(gòu)（柱距為6m）柱基沉降量（mm）

(120)200橋式吊車軌面的傾斜（按不調(diào)整軌道考慮）縱向橫向

0.0040.003多層和高層建筑的整體傾斜

Hg

≤24

24＜Hg

≤60

60＜Hg

≤100

Hg

＞100

0.0040.0030.00250.002提體型簡單的高層建筑基礎的平均沉降量(mm)

200高聳結(jié)構(gòu)基礎的傾斜

Hg

≤20

20＜Hg

≤50

50＜Hg

≤100

100＜Hg

≤150

150＜Hg

≤200

200＜Hg

≤250

0.0080.0060.0050.0040.0030.002高聳結(jié)構(gòu)基礎的沉降量（mm）

Hg

≤100

100＜Hg

≤200

200＜Hg

≤250

4003002002/3/202330黑龍江工程學院在計算地基變形時應符合下列規(guī)定：

由于建筑地基不均勻，荷載差異很大，體型復雜等因素，引起的地基變形，對于砌體承重