知識資料土力學與地基基礎(十二)(新版)知識資料

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁需要課件請或第七節(jié)淺基礎重點內容:淺基礎的設計原則,地基承載力設計值的決定主意和淺基礎設計。一、普通原則淺基礎普通是指基礎埋置深度小于基礎寬度,或小于5m,用普通的施工主意即可修筑。本章研究天然地基上淺基礎設計的主意,其普通原則也適用于其他情況時的基礎設計。地基基礎設計時對地基的要求,應滿意:(1)地基應有充足的強度和穩(wěn)定性當軸心荷載作用時,基礎底面壓力應滿意公式(12-7-1)(12-7-1)當偏荷載作用時,除符合式(12-7-1)要求外,尚應符合下式要求(12-7-2)式中pk一一相應于荷載效應標準組合時,基底處的平均壓力值;fa--修正后的地基承載力特征值。(2)基礎的沉降量(即地基的變形值)s應小于地基變形容許值Δ:(12-7-3)基礎的沉降量s包括絕對沉降量和不勻稱沉降量。對基礎的要求,應有充足的承載力、剛度和耐久性。因為基礎工程是地下蘊藏工程,常受到地下水的侵蝕和藹溫凍脹的影響,一旦發(fā)生質量事故,不易發(fā)現也難補救。因此,對基礎要比上部結構更高的強度要求和施工質量。地基基礎設計必須遵循安全可靠和經濟合理的原則。安全可靠和經濟合理?；ハ嘀萍s互相矛盾的,它往往是在舉行地基基礎計劃挑選和技術經濟比較以后才干滿意。偶爾,還需考慮建造物上部結構的剛度、體型布置,地基的柔度,以及上部結構與地基的協(xié)調關系即地基、基礎與上部結構的共同作用。二、淺基礎類型和埋深挑選(一)淺基礎的類型1.單獨基礎地基條件較好時,自立柱下常采用單獨基礎。也有在墻下采用單獨基礎,它是利用鋼筋混凝土過梁將墻的荷載傳遞到單獨基礎上。單獨基礎采用的材料,有磚或塊石砌成(稱剛性基礎),也實用鋼筋混凝土澆筑的(稱柔性基礎)。2.墻下條形基礎承重墻下普通采用的條形基礎,按選用的材料類別有剛性條形基礎和鋼筋混凝土條形基礎。3.柱下條形基礎由鋼筋混凝土材料做成的條形基礎支承兩個以上柱子、單排柱下為單向條形基礎,多排柱下可以做成交錯條形基礎。因為條形基礎有較高的梁肋和一定底寬,因此,其抗彎剛度較大,具有能調節(jié)地基不勻稱沉降的作用。4.筏形基礎當交錯條形基礎底面積占建造物平面面積較大比例時,則可將交錯條形基礎底面擴大為滿堂基礎,即筏形基礎。筏形基礎可減小地基土單位面積壓力,提高土的承載能力并增強基礎的整體剛度,調節(jié)不勻稱沉降。最容易的筏形基礎是柱列下一片等厚度的(0.5~2.0m)鋼筋混凝土平板。目前大量建造的高層建造設置地下車庫的基礎底板大多為等厚度的片筏基礎。5.箱形基礎是由鋼筋混凝土底板、頂板和縱橫內外隔墻組成,宛若一只埋在土中的剛性密閉的箱子。箱形基礎不僅具有相當大的抗彎剛度,而且因為基礎深埋、空腹,減少了基礎底面壓力,可以增強建造物的層數,又稱補償式基礎。我國目前京滬地區(qū)剛強地基上部分高層建造常采用箱形基礎,并已編制了《高層建造箱形基礎設計與施工規(guī)程》。6.不埋式基礎、殼體基礎不埋式基礎是在原地面經過窮實后鋪筑薄層砂石和澆筑素混凝土即作為建造物基礎。這種基礎不挖基槽,室內地坪與基礎合二為一。殼體基礎以錐形、球形及組合形等的薄壁鋼筋混凝土結構形式作基礎,使基礎受力改變?yōu)闅んw內的軸向抗壓應力,它可以充足發(fā)揮鋼筋和混凝土材料的受力特性。殼體基礎具有節(jié)約材料、降低造價、加快施工速度等優(yōu)點。我國從機修車間、冶金工業(yè)廠房到水塔煙囪、高爐設備基礎等都曾采用殼體基礎,使用效果良好。(二)基礎埋置深度挑選基礎埋置深度是指從基礎底面至地面(普通指設計地面)的距離。挑選埋置深度就是挑選合適的地基持力層,以保證基礎的安全可靠,施工的方便和工程造價的經濟。影響基礎埋置深度挑選的因素有:1.房屋和結構物的性質用途;2.作用在地面上的荷載大小、性質;3.工程地質和水文地質條件;4.相鄰建造基礎的埋深;5.土的凍結深度等。三、地基承載力特征值地基承載力是土力學的重要課題之一,也是地基基礎設計的基本指標。地基承載力特征值就是滿意土的強度條件和變形要求時的地基單位面積上的承載能力。土的強度條件,抗是指土體在外荷載作用時,對剪切破壞具有充足的穩(wěn)定安全系數;地基的變形要求,是指基礎的沉降在建造結構和使用的許可范圍以內。因此,地基承載力特征值不僅與土的性質、形成條件有關,而且還與基礎的型式、寬度、埋置深度,建造物的類型、布置、結構特征、施工速度等因素密切有關。決定地基承載力特征值的主意有:(一)從荷載實驗或其他原位測試、公式計算、并結合工程實踐經驗等主意綜合決定fak當基礎寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時,按上述決定的fak尚應按下式修正:＝(12-7-4)式中fa一一修正后的地基承載特征值;fak--按荷載實驗或其他原位測試、公式計算、結合工程實踐經驗等主意綜合決定的承載力特征值。一一基礎寬度和埋深的地基承載力修正系數,按基底下土的類別查表12-7-1取值。γ一一基底以下土的重度,地下水位以下取浮重度;b一一基礎底面寬度(m),當基寬小于3m按3m計算,大于6m按6m計算;一一基礎底面以上土的加權平均重度,地下水位以下取浮重度;d一一基礎埋置深度(m),普通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,但填土在上部結構施工后完成,應從天然地面標高算起,對于地下室,倘若用箱形基礎或筏基時,基礎埋置深度自室外地面標高算起;當采用自立基礎或條形基礎時,應從室內地面標高算起。承載力修正系數表12-7-1土的類別ηbηd淤泥和淤泥質土01.0人工填土，e或IL≥0.85的黏性土01.0紅黏土含水比αw>0.8含水比αw≤0.800.151.21.4大面積壓實填土壓實系數>0.95、黏粒含量ρc≥10%的粉土最大干密度>2.lt/m3的級配砂石001.52.0粉土黏粒含量ρc≥10%的粉土黏粒含量ρc<10%的粉土0.30.51.52.0E及IL均<0.85的黏性土粉砂、細砂、(不包括很濕與飽和時的稍密狀態(tài))中砂、粗砂、礫砂和碎石土0.32.03.01.63.04.4注:1.強風化和全風化的巖石,可參照所風化成的相應土類取值,其他狀態(tài)下的巖石不修正;2.地基承載力特征值按本規(guī)范附錄D深層平板載荷實驗決定時ηd取0。(二)按土體強度理論公式對豎向荷載偏心和水平力都不大的基礎,當偏心矩e≤0.033倍基礎底面寬度時,按照土體的強度理論,由土的抗剪強度指標決定地基承載力按下式計算:fa=Mbγb十Mdγd+McCk(12-7-5)式中fa一一由土的抗剪強度指標決定的地基承載力特征值;Mb、Md、Mc-按照士的內摩擦角決定的承載力系數,按表12-7-2決定;b一一基礎底面寬度,大于6m按6m計算,對于砂土小于3m按3m計算;Ck一一-基底以下一倍基寬深度內土的黏聚力標準值。小習題：某淺基礎地基承載力特征值fak＝200kPa，地基承載力修正系數ηb，ηd分離為0.3和1.6，基礎底面積尺寸為3×4m，埋深2m，持力層土的重度為18kN/m3，埋深范圍土的加權平均重度為17kN/m3，修正后的地基承載力特征值為kpa解答：＝240.8kPa四、淺基礎設計時基底壓力Pk計算在挑選了基礎類型和埋置深度以后,就可按照持力層土的承載力計算基礎底面尺寸。若地基壓縮層范圍內有承載力顯著低于持力層的土層時,還必須對此剛強下臥層舉行承載力驗算。(一)按持力層土的承載力計算1.中央荷載作用1.建造物的平面、立面體型應力求容易。2.設置沉降縫一一宜在建造平面的轉折部位、高度或荷載差異處、長高比過大的建筑物適當部位、地基土的壓縮性有顯著變化部位以及建造結構或基礎類型不同處等設置。3.控制長高比及合理布置墻體。也是增強建造物整體剛度的重要措施。4.相鄰建造物之間應間隔一定距離。5.調節(jié)建造物標高。按照預估沉降,將室內地坪和地下設施的標高予以提高;將互相有聯系的建造物各部分中沉降較大者的標高予以提高等。(二)結構方面措施1.減輕建造物自重。如選用輕型結構,設置地下室或半地下室,采用輕質墻體;2.設置圈梁;3.減小、調節(jié)基礎底面附加壓力;4.采用梁板式基礎,以增強基礎的剛度;5.選用能適應不勻稱沉降的上部結構。(三)施工方面措施1.合理組織施工程序:應先建高、重部分,后建低、輕部分,先主體后附屬建造。2.活載較大的建造物,有條件時可先堆載預壓;在使用初期應控制加載速率和加載范圍,避免大量疾馳、擴散堆載。3.要注重打樁、井點降水、深基坑開挖對鄰近建造物的影響。4.基坑開挖時,應注重對淤泥及淤泥質剛強土的保護,減少擾動。六、地基、基礎與上部結構共同工作概念地基、基礎與上部結構共同工作就是三者在既滿意靜力平衡又滿意變形協(xié)調兩個條件下,揭示它們在外荷作用下互相制約、彼此影響的內在聯系,從而達到安全、經濟的設計目的。共同工作分析,不但要建立準確反映結構剛度影響的分析理論和便于借助計算機的有效計算主意,而且還要研究選用能合理反映土的變形特性的地基計算模型及其參數。地基、基礎與上部結構共同工作分析與常規(guī)設計主意不同,它受基礎及上部結構剛度的制約,又受地基柔度的影響。共同工作分折目前尚在不斷研究和發(fā)展階段。例：1.在工程地質勘察中,采用(A)能直接看見地層的結構和變化。(A)坑探;(B)鉆探;(C)觸探;(D)地球物理勘探。2.選用巖土參數,應按下列內容評價其可靠性和適用性:(C)(A)取樣主意及其他因素對實驗結果的影響;(B)采用的實驗主意和取值標準;(C)類似工程的實踐經驗;(D)不同測試主意所得結果的分析比較。3.除淤泥和淤泥質土外,相同地基上的基礎,當寬度相同時,則埋深愈深地基的承載力的變化趨勢為下列(A)項所述。A.愈大