地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論與荷載三

關(guān)于地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的若干問題清華大學(xué)目錄1·地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論與荷載2·關(guān)于地基承載力3·樁的承載特性與群樁效應(yīng)4·復(fù)合地基設(shè)計(jì)的三個(gè)原則5·基坑及其事故分析6·基坑的設(shè)計(jì)7·土中水及其滲流問題8·土工合成材料地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論與荷載滿足如下要求：1、承載力2、變形3、穩(wěn)定4、基礎(chǔ)本身（強(qiáng)度、剛度、耐久性、抗裂······）設(shè)計(jì)基本原則兩種極限狀態(tài)設(shè)計(jì)承載能力極限狀態(tài)：以結(jié)構(gòu)內(nèi)力（地基荷載）超過其承載能力為依據(jù)—各種失穩(wěn)、結(jié)構(gòu)破壞。正常使用極限狀態(tài)：以結(jié)構(gòu)（地基）的變形、裂縫、振動(dòng)參數(shù)（老化蠕變）的限值為依據(jù)。有時(shí)間接通過應(yīng)力控制（例如最大塑性深度的限制—容許承載力）地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)思想可靠度理論：以概率理論未基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法；是不確定性理論方法——因果關(guān)系的破缺；結(jié)果是破壞的概率或者工程的可靠度。定值設(shè)計(jì)法：所有參數(shù)和條件是定值，所有不確定性由一個(gè)安全系數(shù)K包括。一、地基基礎(chǔ)承載力設(shè)計(jì)理論1、容許承載力理論2、極限承載力理論－安全系數(shù)法3、極限承載力理論－分項(xiàng)系數(shù)法重要性系數(shù)分項(xiàng)系數(shù)分項(xiàng)系數(shù)1、容許承載力理論承載力：塑性區(qū)開展范圍：Pcr，P1/4,，s/b=0.01-0.02（載荷試驗(yàn)）、計(jì)算公式荷載：標(biāo)準(zhǔn)值（組合）F塑性區(qū)1、容許承載力理論在載荷試驗(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在理論計(jì)算中可以由塑性區(qū)發(fā)展理論中的臨塑荷載pcr＝p1/4、p1/3確定。按容許承載力理論確定的承載力，其沉降一般也會(huì)滿足要求，常常不需進(jìn)行沉降驗(yàn)算。在這種設(shè)計(jì)中，工程的安全性和可靠性是無定量的概念的。因而是一種經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法。其設(shè)計(jì)荷載可取為標(biāo)準(zhǔn)值或標(biāo)準(zhǔn)組合。2、極限承載力理論—安全系數(shù)法承載力：極限承載力公式、平板載荷試驗(yàn)的極限值/安全系數(shù)（2－3）荷載采用標(biāo)準(zhǔn)值（組合）2、極限承載力理論—安全系數(shù)法在這一理論方法中，其安全程度用單一的安全系數(shù)K表示，但這一安全系數(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，單一安全系數(shù)法的一般表達(dá)式為：定值設(shè)計(jì)法長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)的積累合理的綜合判斷工程的類比合理的反算3、極限承載力理論－分項(xiàng)系數(shù)承載力：采用標(biāo)準(zhǔn)值除以承載力分項(xiàng)系數(shù)荷載：荷載效應(yīng)組合的代表值×分項(xiàng)系數(shù)－設(shè)計(jì)值S（基本組合）3、極限承載力理論－分項(xiàng)系數(shù)基于可靠度理論的分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)方法也是一種極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。由于工程中的荷載和抗力都是隨機(jī)變量，有多少可能使荷載大于抗力而失事是一個(gè)隨機(jī)事件，破壞的概率（可能性）決定于兩個(gè)隨機(jī)變量的均值（眾值，中值及某個(gè)分位值）及其分布。R，SR，Sf(S)f(R)RSRS可靠度其失事概率可用可靠度指標(biāo)表示。例如，則表示失效概率為萬分之9.4。相應(yīng)的設(shè)計(jì)公式可簡(jiǎn)單表示為：3.0這種設(shè)計(jì)理論能夠明確地給出安全與失效的概率，然后通過經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)分析，給出最合理的設(shè)計(jì)值。所以是一種最科學(xué)合理的設(shè)計(jì)理論與方法，為國內(nèi)外工程設(shè)計(jì)所廣泛采用。我國頒布的《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50068-2001）規(guī)定，對(duì)于各種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循該理論方法。巖土工程的不確定性土層剖面與邊界的不確定性現(xiàn)場(chǎng)與實(shí)驗(yàn)室?guī)r土指標(biāo)的不確定性現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)力與孔隙水壓力的不確定性外加荷載及其分布的不確定性計(jì)算理論和方法的不確定性應(yīng)力變形的機(jī)理不清楚。三種設(shè)計(jì)理論容許承載力法單一安全系數(shù)可靠度設(shè)計(jì)二、荷載計(jì)算1·

極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或者結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)，而不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求時(shí)，這一特定狀態(tài)為結(jié)構(gòu)對(duì)于該功能的極限狀態(tài)。（1）承載能力極限狀態(tài)：一般是結(jié)構(gòu)的內(nèi)力超過其承載能力為依據(jù)；（2）正常使用極限狀態(tài)：一般是以結(jié)構(gòu)的變形、裂縫、振動(dòng)參數(shù)等超過設(shè)計(jì)允許的限值為依據(jù)。2·荷載眾種類罩：永久荷載橡（恒眨荷載繪）陡：（1）不居隨時(shí)掛間變產(chǎn)化(自重拳）；鉆（2）變丈化與府均值辜比可達(dá)忽略劃（設(shè)邊備）殲；（3）單徒調(diào)變小化并各趨于錢極值尊（正吧常水并壓力仁）：夢(mèng)結(jié)構(gòu)悼及基泛礎(chǔ)自安重、叮固定亮設(shè)備母重量很、土劫壓力坑、正吹常穩(wěn)著定水違位的莊水壓抄力可變荷載炕（活彩荷載1）渴：變化顫與均爬值比形不可鞭忽略憲：屋爽面、喉樓面誦、吊打車、刺雪、賊風(fēng)荷曲載偶然荷載疏（特蓬殊荷狼載、?；詈裳葺d2）甜：在結(jié)顛構(gòu)使哀用期順間不診一定蔥出現(xiàn)礙，一爺?shù)┏龀F(xiàn)其敏值很陣大，憶持續(xù)辟時(shí)間繭很短惱：地就震、盛撞擊某、爆泡炸、3·荷載制的代療表值（1）標(biāo)卻準(zhǔn)值脂：基本盯代表緣瑞值，堵為設(shè)袍計(jì)基準(zhǔn)邊期內(nèi)最值大荷糟載統(tǒng)蜜計(jì)分隊(duì)布的特征抬值（如裁：均值、眾盛值、餅中值··）（2）組桃合值青：對(duì)于箏可變捉荷載禁，組之合超斥越概尼率與費(fèi)其出仰現(xiàn)概級(jí)率相乓同（拿等于興標(biāo)準(zhǔn)價(jià)值）雖如：1％臺(tái)壁風(fēng)＋深設(shè)防贈(zèng)地震那＋最集大樓顆面荷呼載··掩··皮··濫··（3）頻頃遇值抱：對(duì)于反可變激荷載由，超寶越概旬率為軌規(guī)定僑的較偏小比議率；（4）準(zhǔn)暈永久收值：對(duì)于可變荷載覆，在撞設(shè)計(jì)木基準(zhǔn)移期內(nèi)泄，其這超越易的總愛時(shí)間跳為設(shè)弱計(jì)基活準(zhǔn)期疊一半拍的荷張載值泉。（霞人群黑活荷蟲載－乏沉降攪）pS：荷暫載R：抗擊力標(biāo)準(zhǔn)醋值荷載交與抗榮力的膚取值4·荷載壘與承勁載力治的設(shè)脖計(jì)值荷載S＝代跳表值分府項(xiàng)系鑒數(shù)（大弱于1）抗力R＝代淺表值/分項(xiàng)合系數(shù)（大穗于1）5·荷載祥效應(yīng)：指在賴一定李的外銀荷載堅(jiān)作用稱下，絲式在一數(shù)定設(shè)西計(jì)對(duì)岡象中醒的作辨用：羅軸力探、水您平力身、力調(diào)矩··基礎(chǔ)盟上荷把載及柄荷載蛋效應(yīng)上部晝結(jié)構(gòu)F、M、H：結(jié)差構(gòu)自睛重唉屋朝面荷喚載村樓筒面荷毯載景活腦荷載基礎(chǔ)女自重G：設(shè)辨計(jì)地掘面高插程（探內(nèi)外禍地面樹平均逮值）F析MFF揭HF竟MH一般紀(jì)為前舞兩種六情況及，橫恩向力決不大哈，只笨做校墨核基礎(chǔ)度上荷緣瑞載及機(jī)荷載汽效應(yīng)6·荷載船組合：按極艘限狀榆態(tài)設(shè)尊計(jì)時(shí)鬼，為瘋保證帖結(jié)構(gòu)窄的可加靠性企對(duì)于撫同時(shí)默出現(xiàn)前的各濾種荷悉載設(shè)懼計(jì)值短的規(guī)亦定。基本餅組合：承載置能力盜極限訊狀態(tài)設(shè)計(jì)救時(shí)，吩永久裝作用嫌與可遠(yuǎn)變作績(jī)用的軋組合干；（匙分項(xiàng)捆系數(shù)街）偶然卡組合后：承載奪能力盾極限辯狀態(tài)設(shè)計(jì)粗時(shí)，楚（永救久作柱用）院＋（采可變智作用蜓）＋犁（一個(gè)亭偶然大作用似）的組南合；（大面于基蘇本組關(guān)合）標(biāo)準(zhǔn)組組合：正常蠟使用極限釣狀態(tài)辣設(shè)計(jì)吩時(shí)，皺采用標(biāo)準(zhǔn)故值，（暢或組拳合值訪）為弱荷載遷代表防的組滴合；（頻奔遇組都合）誰：正常宮使用極限摧狀態(tài)禁設(shè)計(jì)秩時(shí)，濁對(duì)于愈可變肢荷載沉，采非用頻否遇值暈（或商準(zhǔn)永特久值住）為視荷載嗎代表達(dá)的組登合：務(wù)（永鈔久組咸合標(biāo)溫準(zhǔn)值槐）＋屯（主露導(dǎo)可像變荷稅載頻壇遇值鴿）＋膚（伴慈隨可罷變荷本載的拿準(zhǔn)永瓣久值鐮）準(zhǔn)永芬久組富合：正常賊使用極限球狀態(tài)睜設(shè)計(jì)臭時(shí)，夏對(duì)于奇可變鼓荷載雙，采確用準(zhǔn)裕永久稅值為翻荷載鞋代表捎的組定合（1）基寄本組委合－荷載帳效應(yīng)萄組合做的設(shè)計(jì)野值（1）由可變荷載免控制倦時(shí)：SQ1勒k:在所穗有可躍變荷丙載中必產(chǎn)生瞧最不爸利荷旺載效材應(yīng)的爺一個(gè)（2）由永久荷載稅控制句時(shí)：組合策值系墳數(shù)c（2）標(biāo)報(bào)準(zhǔn)組命合－荷載送效應(yīng)絨組合扒的設(shè)航計(jì)值SQ1恥k:在所飼有可云變荷當(dāng)載中錫產(chǎn)生陶最不穩(wěn)利荷靜載效槽應(yīng)的頂一個(gè)組合昆值系手?jǐn)?shù)c（4）準(zhǔn)壓永久怒組合－荷載印效應(yīng)好組合畝的設(shè)廚計(jì)值準(zhǔn)永懶久值睜系數(shù)惰q民用亂建筑慎樓面暴均布銀活荷華載的昨各種撿代表六值類別標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)組合值系數(shù)c頻遇值系數(shù)f準(zhǔn)永久值系數(shù)q住宅、宿舍、辦公樓教室、實(shí)驗(yàn)室、會(huì)議室2.00.70.50.60.40.5食堂、餐廳2.50.70.60.5禮堂、劇場(chǎng)、影院3.00.70.50.5商店、車站、機(jī)場(chǎng)大廳3.50.70.60.3健身房、舞廳4.00.70.60.5書庫、檔案庫5.00.90.90.8規(guī)范GB遭50斑07癢-2蓬00誤2中的綿規(guī)定（一藥）按蠻地基承載真力確定我基礎(chǔ)星底面膠積及漸埋深組，傳剛至基米礎(chǔ)底巖面上評(píng)的荷座載應(yīng)膜按正常帖使用極限乒?fàn)顟B(tài)請(qǐng)下荷載示效應(yīng)域的標(biāo)底準(zhǔn)組園合。承蘭載力混采用扇特征碗值。組合拐值系況數(shù)c（二所）計(jì)妖算地譜基變形時(shí)，室傳至燃基礎(chǔ)屋底面叉上的定荷載眨效應(yīng)泡應(yīng)按正常涼使用垂極限掩狀態(tài)喜下的留荷載菠效應(yīng)性的準(zhǔn)暢永久住組合。不便應(yīng)計(jì)森入風(fēng)箱荷載揮和地烈震荷因載。相應(yīng)限的限陵值應(yīng)嬌為地胳基變會(huì)形的疏允許嚼值。準(zhǔn)永蘇久值態(tài)系數(shù)屢q（三濕）在街確定紫基礎(chǔ)弱或承把臺(tái)高郵度、葉支擋并結(jié)構(gòu)辟高度做、計(jì)棋算它導(dǎo)們的內(nèi)力、確詠定配注筋和孩驗(yàn)算名材料末強(qiáng)度疤時(shí)，佳上部坑結(jié)構(gòu)辭傳來瓦的荷稼載效失應(yīng)組趙合和鵝相應(yīng)盞的基絹底反家力，陜采用承載限能力奮極限箱狀態(tài)鍛下荷傲載效宇應(yīng)的基本淺組合，采例用相礙應(yīng)的愈分項(xiàng)菊系數(shù)浙。（1）由心可變汪荷載澆控制邁時(shí)：組合做值系祥數(shù)c（2）由霧永久筆荷載該控制憂時(shí)：組合安值系抵?jǐn)?shù)c（3）對(duì)期于由永慶久荷憤載控廣制的驚基本能組合播，也億可采側(cè)用簡(jiǎn)亡化規(guī)揭則：R:結(jié)構(gòu)伶構(gòu)件閱抗力弊的設(shè)撈計(jì)值Sk:荷載臣效應(yīng)潮的標(biāo)描準(zhǔn)組竹合值（四胳）計(jì)紋算擋樓土墻誘、地窯基或梢斜坡身穩(wěn)定苦基滑裕坡推腹力時(shí)將，荷向載效拍應(yīng)，驕按承賴載能寸力極乒限狀燭態(tài)下濫荷載靜效應(yīng)釋的基本德組合近，但巖其分洞項(xiàng)系烤數(shù)均同為1：組合賽值系釀數(shù)