基礎(chǔ)工程地基處理?yè)Q土墊層法內(nèi)容豐富

換土墊層法《基礎(chǔ)工程》目錄

地基處理概論-排水固結(jié)法

200921page2中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)Foundation

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(Beijing)?

換土墊層概念?

墊層的作用?

墊層材料?

換填法適用范圍?

墊層承載力?

墊層厚度計(jì)算?

墊層寬度計(jì)算?

設(shè)計(jì)要點(diǎn)?

施工要點(diǎn)?

例題換填法概念200921page3

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(Beijing)?

將基礎(chǔ)底面以下一定范圍的軟弱土層挖去或擠開(kāi)，然后回填強(qiáng)度較高、壓縮性較低并且沒(méi)有侵蝕性的材料（如中粗砂、碎石或卵石、灰土、素土、石屑、礦渣等），再分層夯實(shí)，作為地基的持力層，從而將軟弱地基改良成良好地基的方法。換填法《基礎(chǔ)工程》p214墊層設(shè)計(jì)墊層材料工藝控制適用范圍

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SoilReplacement200921page4中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)Foundation

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(Beijing)淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土墊層厚度，墊層寬度砂石、粉質(zhì)粘土、灰土、粉煤灰、礦渣、工業(yè)廢渣、土工合成材料分層夯實(shí)，控制含水量墊層的工程應(yīng)用200921地基處理概論-排水固結(jié)法中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)page5⑥基礎(chǔ)工程China

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(Beijing)8.53海潮下游5.5上游5.010.711.51

1.5地基(淤泥質(zhì)粘土)碼頭拋石擠淤某水閘柑土墊層們?cè)鄹?/p>

們Hur

E'rJn白LVfeAUn

muquo

nE'

E」墊層的作用200921page6

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(Beijing)?

提高持力層的承載力，減小基礎(chǔ)尺寸，通過(guò)墊層將基底壓力擴(kuò)散到下層地基許可承載力范圍內(nèi)。?

減少地基沉降量；?

加速軟弱土層的排水固結(jié)；?

防止持力層的凍脹或液化。墊層材料200921page7

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(Beijing)?

塊石：拋石擠淤?

砂石：壓實(shí),防凍,防液化,加速固結(jié)?

粉質(zhì)粘土：有機(jī)質(zhì)含量<5%?

灰土:灰與土體積比2:8,3:7?

三合土:石灰、砂、碎石或碎磚瓦?

工業(yè)廢渣（粉煤灰、礦渣）：用于道路、堆場(chǎng)、

小型建筑物墊層?

加筋土：分層土工合成材料與地基土加筋墊層。壓實(shí)系數(shù)λc200921page8?

墊層鋪填時(shí)一定要注意壓密，以保證墊層的質(zhì)量。?

最大干密度可由擊實(shí)試驗(yàn)確定，對(duì)于大規(guī)模的填土，則應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行碾壓試驗(yàn)確定。

0.94

~

0.97

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(Beijing)max最大干密度填土干密度dc換填法的適用范圍

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200921page9中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)Foundation

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(Beijing)? 換土墊層法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土等高壓縮性軟弱土層及暗溝、暗塘等。對(duì)于承受振動(dòng)荷載的地基不應(yīng)選擇換土墊層法進(jìn)行換填處理。墊

層

種

類適 用 范 圍砂、砂石、碎石墊層一般飽和、非飽和的軟土和水下黃土處理,深度1-3m；不宜用于濕陷性黃土處理和大面積堆載、密集基礎(chǔ)及動(dòng)力基礎(chǔ)下的軟土地基；砂墊層不宜用于地下水流速快和流量大地區(qū)的地基處理素土墊層中小型工程及大面積回填和濕陷性黃土的地基處理灰土墊層中小型工程，尤其是濕陷性黃土的地基處理粉煤灰墊層廠房、機(jī)場(chǎng)、港口陸域和堆場(chǎng)的地基處理干渣墊層小型建筑工程，尤其是適用于地坪、堆場(chǎng)等工程的大面積地基處理和場(chǎng)地平整。對(duì)受酸性或堿性廢水影響的地基不得采用干渣墊層墊層承載力212009page10

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(Beijing)換填材料承載力特征值

fak

(kPa)碎石、卵石200~300砂夾石

(石占30%~50%)200~500土夾石

(石占30%~50%)150~200中砂、粗砂、礫砂、圓礫、角礫150~200粉質(zhì)粘土130~180石屑120~150灰土200~250粉煤灰120~150礦渣200~300墊層厚度的計(jì)算200921page11? 根據(jù)墊層底部較軟弱土層的承載力來(lái)確定，當(dāng)上部荷載通過(guò)墊層按一定的擴(kuò)散角傳到下臥層頂面所受的總壓力不應(yīng)超過(guò)其承載力。pcz

pz

fazpcz

墊層底面處土的自重壓力,

kPa,

按墊層材料及其上回填土容重計(jì)算

pz

墊層底面處的附加壓力,

kPafaz

墊層底面處軟弱土的承載力特征值,

kPa一般要求墊層:

>0.5m

(擴(kuò)散和技術(shù)要求),

<3.0m

(工程量,經(jīng)濟(jì)性)地基處理概論-排水固結(jié)法中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)Foundation

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(Beijing)墊層厚度的計(jì)算回填土底基墊

層b+2ztanθ，Npz附加壓力自重壓力PczPz，通事基礎(chǔ)工程n 20Engineering

地基處理概論-排水團(tuán)結(jié)法 2009 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) page

12

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(Beijing)墊層厚度的計(jì)算200921page13附加壓力的確定條形基礎(chǔ)p

p bb

2z

tanp

pc0

aba

2z

tan

b

2z

tan

c0p z矩形基礎(chǔ)p zpz

墊層底面處的附加壓力,

kPap

基底壓力，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合,

kPapc0

基底標(biāo)高處土的自重壓力,

kPab

基礎(chǔ)的寬度,

mz

墊層厚度,

m

墊層材料的壓力擴(kuò)散角,

度()a

基礎(chǔ)的長(zhǎng)度,

m注：許多書(shū)中將公式中所有與壓力相關(guān)的量都加有下標(biāo)k，

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(Beijing)以明確是按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。墊層寬度的計(jì)算200921page14理論B

b

2z

tan施工時(shí)：考慮機(jī)械夯實(shí)所需空間B

b

2z

tan

2

0.3

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(Beijing)B

墊層底面寬度,

mb

基礎(chǔ)的寬度,

mz

墊層厚度,

m

墊層材料的壓力擴(kuò)散角,

度()墊層變形驗(yàn)算200921page15

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(Beijing)?

墊層地基應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算。包括墊層的變形和下臥土層的變形。?

墊層的模量應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定，在無(wú)試驗(yàn)資料或經(jīng)驗(yàn)時(shí)，碎石、礫石的側(cè)限壓縮模量Es可取為30~50MPa，砂可取20~30MPa，粉煤灰可取8~20MPa。?

實(shí)際上當(dāng)用料和壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)均滿足上述要求時(shí)，墊層本身的變形量很小，往往可以不計(jì)。變形計(jì)算方法與一般分層地基相同。地基變形計(jì)算200921page16換填法處理后的建筑物地基沉降量：s

s1

s2——建筑物地基沉降量 cms1

——墊層自身變形量 cms2

——墊層下各壓縮土層變形量之和 cms墊層自身變形量

s1可按下式進(jìn)行計(jì)算：hs

/

Es

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(Beijing)

p

ps

21——建筑物基礎(chǔ)底面壓力 kPa——墊層厚度 cm——墊層壓縮模量

，宜通過(guò)靜載試驗(yàn)確定，也可選15~25MPa——壓力擴(kuò)散系數(shù)p

hsEs地基變形計(jì)算200921page17壓力擴(kuò)散系數(shù)條形基礎(chǔ)：

b

2h

tgbs矩形基礎(chǔ)：

b

2h

tg

l

2h

tg

bls s下臥層的變形量可按下式計(jì)算：s2'

i

i1i1si12s2

pzbnE——計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)——墊層底面的附加壓力，KPaEsi12——第i層土在壓力100~200kPa的壓縮模量 kPai

.i1——計(jì)算點(diǎn)第i層和第i-1層底面的沉降系數(shù)，規(guī)范查表Pz

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(Beijing)工程設(shè)計(jì)要象點(diǎn)200921page18地基悲處理得概論-排水瓶固結(jié)般法中國(guó)蕉地質(zhì)梁大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)1）痕處理粘軟土誕或雜帆填土?A、恭換填咸法處貞理的店主要秤目的籌是置蘋(píng)換基冬底下備可能張剪切吐破壞術(shù)的壟軟弱碗土層案或雜壺填土攀層。?B、基底裳下為軟浸弱土層亞時(shí)，墊旋層的厚趣度主要姜取決于誤剪切破壞區(qū)圈域的東大小勁和工言程對(duì)鞋消除道剪切能區(qū)深亭度的標(biāo)要求?C、離基底吩下為柴雜填川土?xí)r沈，墊旅層厚惰度取肢決于燦雜填范土的精埋深?D、換離填后墊佳層下存裁在軟弱顛下臥層者時(shí)，應(yīng)懷驗(yàn)算其洲承載力展和變形?E、逗墊層蹈寬度覆必須霸滿足純基底虧壓力蹲擴(kuò)散抗的要焰求，勢(shì)并避館免墊率層靈材料侄側(cè)向獨(dú)擠出工程設(shè)計(jì)要獄點(diǎn)200921page19地基處找理概論-排水固郵結(jié)法中國(guó)裁地質(zhì)時(shí)大學(xué)(北京)FoundationEngineer甘ingChinaUniversityofGeosciences(Beijing)2）處理濕陷性黃土?A、換填法處理的主達(dá)要目惰的是消除裳或部瘦分消除黃土緊的濕陷量。?B、墊層的厚度主要駱取決猴于工程對(duì)秒消除脆濕陷量的要渡求。全部消囑除濕監(jiān)陷量時(shí)，對(duì)于域非自重濕陷性撈黃土應(yīng)滿足墊網(wǎng)層底部總壓渾力不詠大于下臥層鳴黃土沉陷量起始?jí)毫Γ粚?duì)于自重濕陷性黃土則必須全部挖除，換填法僅適用于厚廣度不師大的自重濕右陷性黃土地?fù)匣?C、如果消除部分濕陷認(rèn)量，應(yīng)根據(jù)補(bǔ)建筑鎮(zhèn)物的重要寧性、四基礎(chǔ)形式、匙基底壓力、黃屆土濕擱陷類型等綜填合確定。對(duì)于絮非自重濕陷壞性黃踏土，當(dāng)墊膜層厚度等于基濁礎(chǔ)寬買(mǎi)度時(shí)可消除共濕陷量的80%以上；當(dāng)墊岡層厚度等于1.5倍基礎(chǔ)寬度時(shí)可基本消除。?D、墊層寬度取決于尋工程孩要求。當(dāng)伴墊層用超出基礎(chǔ)獅邊緣澤的距離至少員為墊層厚度且不天小于1.5m時(shí)，可消婆除建背筑物范圍內(nèi)瞞部分黃土層的河濕陷性。工程設(shè)計(jì)要樂(lè)點(diǎn)200921page20地基悅處理承概論-排水腥固結(jié)成法中國(guó)地趣質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineer柏ingChinaUniversityofGeosciences(Beijing)?3）處理膨脹土?A、換填法處理的主膽要目糊的是消除獎(jiǎng)或減心少膨脹土的粱膨脹性能。妥適用嗚于薄的膨脹墊土層贊或主要膨脹葵土層不厚的俱地基埋。?B、換填厚度應(yīng)使地訴基的蘆剩余膨脹棄變形敬量控制在容堵許值范圍內(nèi)，英對(duì)于砂墊層條件為：?墊層內(nèi)厚度為1-1.2倍基礎(chǔ)寬陰度；平墊層寬度為1.8--2.2倍基礎(chǔ)寬度?墊層密度不小于為1.65t/m3?基底忌壓力為100--20武0k剖Pa?基槽兩邊回填區(qū)貿(mào)的附缸加壓力不大喬于為0.25P（P為基造底壓就力）?當(dāng)射膨脹壓力大于為250kPa時(shí)，墊每層材料應(yīng)選哲用中株、細(xì)砂；眨當(dāng)膨頸脹壓力較小之時(shí)，恰應(yīng)選用粗砂罰。施工要求200921page21級(jí)配良品好的中趴粗砂、軋圓礫、癢卵石或起碎石，謊含泥量蒸小于3%，最大僑粒徑夢(mèng)不大剪于50瓦mm。素土凡墊層冊(cè)：有機(jī)播質(zhì)含涉量小于5%，亦不偽含凍土鴨或膨脹鄭土，碎名石最大扯粒徑不凝宜大勁于50mm。粉煤頌灰墊掀層：1）墊承層材嚇料砂（砂梢石）墊冊(cè)層：干渣慕墊層血：松散棄密度炮不小錄于1.1t/m3；泥土醫(yī)與有機(jī)甲雜質(zhì)含猴量小于5%；穩(wěn)定姨性合籠格。最優(yōu)含跳水量和握壓實(shí)系浴數(shù)由實(shí)威驗(yàn)確定服。灰土墊轉(zhuǎn)層：石灰與延土的體尾積配合脈比一般為2:8或3:7，土最料宜字用粘嚷性土鋸和塑輩性指險(xiǎn)數(shù)大于4的粉土地基販處理型概論-排水果固結(jié)白法中國(guó)地撤質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineer殃ingChinaUniversityofGeosciences(Beijing)施工要求200921page22地基填處理踩概論-排水盛固結(jié)鄉(xiāng)豐法中國(guó)羊地質(zhì)惱大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)2）含采水量績(jī)要求為保證墻最佳的獻(xiàn)夯壓效積果，以劉墊層材慕料的最優(yōu)含水咸量wop為施工跡控制含同水量A、wop可按國(guó)第家標(biāo)準(zhǔn)《土恢工試辮驗(yàn)方鹽法標(biāo)準(zhǔn)》中玩輕型工擊實(shí)屬試驗(yàn)菜求得需。B、對(duì)于伯素土和膜灰土現(xiàn)紙場(chǎng)可控狐制在最優(yōu)含水量wop±2%的范纖圍內(nèi)針；當(dāng)司使用哨振動(dòng)羅碾腎壓時(shí)壘可適區(qū)當(dāng)放繼寬下失限值原即wop-6%抓~wop+2%C、對(duì)厚于素慣土和亞灰土貪缺乏租資料頑時(shí)可取0.6倍的液準(zhǔn)限值或曬按經(jīng)驗(yàn)叛采用塑限wop±2%作為惡施工市控制繞含水量。D、對(duì)于速砂石，擋當(dāng)采用羅平板振鍋動(dòng)器時(shí)望含水量取15%--20且%，使產(chǎn)用平昏碾或義蛙式濟(jì)夯時(shí)撿含苦水量僚取8%--圍-12%，當(dāng)使坐用插入忌式振動(dòng)流器時(shí)，駛砂石料適宜為飽蹄和。E、對(duì)崗于粉頭煤灰崗，含臘水量應(yīng)控制顆在最優(yōu)躁含水量wop±4%。施工要求200921page23地基處似理概論-排水戚固結(jié)噸法中國(guó)鍛地質(zhì)禿大學(xué)(北京)FoundationEngineer盟ingChinaUniversityofGeosciences(Beijing)3）分裂層厚典度墊層對(duì)的分踏層鋪寺填厚顧度及扮每層單壓實(shí)幻玉遍數(shù)棒應(yīng)根疫據(jù)墊繼層材么料、乒施工追機(jī)具堪及設(shè)饅計(jì)要團(tuán)求等通過(guò)播現(xiàn)場(chǎng)狂試驗(yàn)驗(yàn)確定介。4）質(zhì)殃量控咳制要輝求A、砂石墊歉層：蹈中砂澆，最小干密度ρd≥1.牛6t/m3；粗旨砂，惡最小干密度ρd≥1.送7t/m3B、對(duì)扣于素資土和腫灰土細(xì)，當(dāng)發(fā)墊層葛厚度僻不大于3m時(shí)，壓實(shí)系數(shù)λ≥0.9本3。當(dāng)墊街層厚片度大豎于3m時(shí)，λ≥0.汗95。C、對(duì)醫(yī)于粉齒煤灰，壓實(shí)系數(shù)λ≥0.9撤0。例題教材p22糞6例5-1212009page24提示：已給出砂墊層的厚度，驗(yàn)算之并確定寬度地基岸處理侍概論-排水固投結(jié)法中國(guó)碼地質(zhì)拜大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)第一步：朗驗(yàn)算辨砂墊層承譽(yù)載力200921page25地基處竟理概論-排水固腐結(jié)法中國(guó)地界質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineer派ingChinaUniversityofGeosciences(Beijing)基底栗壓力pFG19答019.61.21.2181.9kPab1.2經(jīng)深濃度修荒正后嗎，砂蕉礫料從的承庫(kù)載力fafakdmd0.5p216,表51f150~200kPa取均值f175kPaakakfa1751.016.51.20.518抹6.再55kPap181.9kPafa186類.55kPadp50砂墊層看成人工填土1.0故砂墊哨層承載鞭力滿足顯基底壓慎力要求第二膚步：趣驗(yàn)算砂墊層下軟弱層(淤泥質(zhì)粉質(zhì)監(jiān)粘土)的承載弟力pczpzfaz（2-47)帝,p54砂墊層底部的自重壓力pcz16小.51.220101.519.81534脈.8kPapczppb地基違處理雷概論-排水固勁結(jié)法200921page26中國(guó)屯地質(zhì)賽大學(xué)(北京)FoundationEngineer帆ingChinaUniversityofGeosciences(Beijing)ppb66.4kPab2ztanpzb1.2已求得p181.9kPa,基底殃自重腦應(yīng)力pc01.216.519.8kPaz1.50.5表52砂墊佩層壓律力擴(kuò)騾散角30b2ztan經(jīng)砂扯墊層搜擴(kuò)散鏟后的窯附加例壓力(52)式pc0c0z2.93(181畢.919.8)1.219酷4.51.221.5tan30第二大步：視驗(yàn)算砂墊層下軟弱層(淤泥質(zhì)粉管質(zhì)粘土)的承反載力200921page27地基處撇理概論-排水固誤結(jié)法中國(guó)煩地質(zhì)科大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)faMbbMdmdMcck16.51.217.69.81.519.811.711.67kN/m32表216M1.21.52.70.03,M1.12,M3.32砂墊層底部淤泥質(zhì)土的承載力特征值已知基基礎(chǔ)趟寬度b1.2m,d1.2mmb戴dckfaMbbMdmdMcck0.03(17.69.8)1.21.1211.巾671.21.53.32200.2835.366.4102kPapczpz34.866.4101也.2kPafaz102kPa，砂墊邀層下悉軟弱豬層承正載力滿足扒要求第三步：砂刑墊層寬度的確伴定200921page28地基布處理饑概論-排水籃固結(jié)煉法中國(guó)地乘質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)Bb2ztan20.31.221.5tan300.61.830.5偵773.53m習(xí)題地基處視理概論-排水營(yíng)固結(jié)摟法200921page29中國(guó)地禿質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineer智ingChinaUniversityofGeosciences(Beijing)?某四層廣磚混結(jié)構(gòu)的住宅樓翠，承重墻杏下為條形基礎(chǔ)，寬1.2m，埋深1.0m，上部建筑物作用于基礎(chǔ)的荷載標(biāo)準(zhǔn)摩值為120KN/m，基礎(chǔ)的平均作重度為20KN已/m3。地基潛土表脾層為粉質(zhì)粘土，厚1.0m，重度為17.5KN鉛/m3;第二層伙為淤泥質(zhì)粘土，厚15m，重度簽為17汗.8KN/游m3，承障載力引特征顯值為fak=45kPa；第三層為密實(shí)疫的砂礫石。地下水埋深1.0m。由于地基土較軟新弱，其不能滿足建筑物設(shè)計(jì)要求，采用換土墊層法索處理蒙。試設(shè)計(jì)之。?提示：偵設(shè)計(jì)墊層的材料、厚度、寬度斥。解答：第瘡一步畫(huà)圖212009page30Fk108kN/mbd20kN/m3b1.2md1.0mFk120kN/mG0m1m1m15m16伴mz墊層究底部地基處然理概論-排水固沉結(jié)法中國(guó)地爹質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineer機(jī)ingChinaUniversityofGeosciences(Beijing)粉質(zhì)粘土γ=17.5kN/m3淤泥質(zhì)粘土γ=17.8kN/m3fak=45kPa密實(shí)砂礫石第二步確定墊層培材料綁和厚江度200921page31地基敘處理對(duì)概論-排水漸固結(jié)愉法中國(guó)才地質(zhì)旁大學(xué)(北京)FoundationEngineer藥ingChinaUniversityofGeosciences(Beijing)?選用砂墊憑層?假定砂墊芽層厚度z=1測(cè).0m第三步驗(yàn)算假定墊層厚度下的下臥層承載力200921page32pczpzfaz1）墊稠層底面誦處的附腹加壓力她計(jì)算pz條形漫基礎(chǔ)ppbb2ztanc0pzd120201.0120kPaAb b1.2FkGbdFk基底核壓力:pFkGkG基底處自重壓力:pc017.51.017.5kPab1.2m,z1.0mz1.00.5表5230b1.2bppc01.212積017.5地基處茶理概論-排水保固結(jié)襪法中國(guó)壓地質(zhì)嫩大學(xué)(北京)FoundationEngineer困ingChinaUniversityofGeosciences(Beijing)52.3kPab2ztan1.221.0tan3001.220.5772.35412饅3123pz回顧：墊層吃厚度的計(jì)算200921page33附加喪壓力飼的確介定條形基粒礎(chǔ)ppbb2ztanppc0aba2ztanb2ztanc0pz矩形基駝礎(chǔ)pzpz墊層底撤面處的啊附加壓力,kPap基底壓頂力，按用荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合,kPa拌pc0基底貴標(biāo)高尤處土蚊的自叮重壓力,kPab基