基礎(chǔ)工程-3地基承載力.pptx

基礎(chǔ)工程 Foundation engineering 劉海龍 liuhailong 2016年8月,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范中規(guī)定地基計算包括三個部分： 地基承載力 地基變形 地基穩(wěn)定性,地基計算,地基承載力計算是最基本的地基計算，各等級的建筑物地基都必須滿足承載力要求,地基承載力計算,地基承載力是指地基承受荷載的能力 地基承載力的設(shè)計可按照三種不同設(shè)計原則進行： 總安全系數(shù)設(shè)計原則 容許承載力設(shè)計原則 （應用最廣） 概率極限狀態(tài)設(shè)計原則,地基承載力計算,總安全系數(shù)設(shè)計原則：將安全系數(shù)作為控制設(shè)計的標準，在設(shè)計表達式中出現(xiàn)極限承載力的設(shè)計方法 設(shè)計表達式： P基礎(chǔ)底面壓力 Pu地基極限承載力 K總安全系數(shù),地基承載力計算,容許承載力設(shè)計原則：將滿足強度和變形兩個基本要求作為地基承載力控制的標準。（正常使用極限狀態(tài)） 要求地基承載力在地基土的壓力變形曲線線性變形段內(nèi)不超過比例界限點對應的地基壓力 設(shè)計表達式： P基礎(chǔ)底面壓力 P地基容許承載力,地基承載力特征值,地基承載力特征值(fa)：在發(fā)揮正常使用功能時所允許采用的抗力設(shè)計值 （地基容許承載力p） 測試方法：載荷試驗或其他原位測試、公式計算、結(jié)合工程實踐經(jīng)驗等。,強度安全儲備： 地基變形不大于允許值,地基承載力特征值是允許沉降sa的函數(shù)，而不是一定值。 與地基承載力區(qū)別？,P,S,允許沉降Sa越大，特征值fa越大,Sa,Pu/K,fa,Pu,0,載荷試驗曲線,地基承載力特征值確定,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范推薦理論公式：根據(jù)土體抗剪強度指標計算,S,Sa,Pu/K,Pcr,Pu,0,地基土開始出現(xiàn)剪切破壞，形成塑性區(qū),連續(xù)破壞面，剪切破壞區(qū),一般認為，對于中心受壓基礎(chǔ)，塑性區(qū)最大深度宜控制在基底寬度的14；對于偏心受壓基礎(chǔ)，則宜控制在基底寬度的13。相應的基底壓力分別以 和 表示。,Fa略大于Pcr,地基承載力特征值確定,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范推薦理論公式：,荷載偏心距e=0.033b（b為偏心方向基礎(chǔ)邊長），參照淺基礎(chǔ)地基臨界荷載p1/4的理論公式，計算地基承載力特征值fa fa = Mb b + Md m d + Mcc k 式中： Mb，Md ，Mc 承載力系數(shù)，與k 相關(guān)； 基底以下土的重度，地下水位以下取有效重度。 b 基底寬度，大于6m時按6m取值，對于砂土，小于3m時按3m?。?m 基礎(chǔ)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(chǔ)埋置深度。 ck 、k 基底下一倍基寬深度范圍內(nèi)土的粘聚力 、內(nèi)摩擦角標準值。,黏性土地基：三軸試驗不固結(jié)不排水試驗 經(jīng)預壓固結(jié)的地基：固結(jié)不排水試驗 砂土和碎石土地基：c=0， 根據(jù)標準貫入試驗或動力觸探試驗推算,地基承載力特征值確定,土體抗剪強度指標需結(jié)合地基土工作狀態(tài),短期承載力計算：（對飽和軟土地基） 施工速度較快， 地基持力層透水性及排水條件不良時 地基土因未充分排水固結(jié)而破壞 不固結(jié)不排水時內(nèi)摩擦角=0 此時取 Mb=0，Md=1，Mc=3.14，公式可簡化為： Cu為土的不排水抗剪強度,土體抗剪強度指標測定：,地基承載力特征值確定,天然淤泥質(zhì)土地基上，進行堆載，地基不排水抗剪強度Cu=15kPa。一次性可以堆多少荷載？,淤泥質(zhì)土，Cu=15kPa,H=？,地基承載力特征值確定,土體抗剪強度指標測定：,地基承載力不僅與土的性質(zhì)有關(guān)，還與基礎(chǔ)的大小、性狀、埋深以及荷載情況等有關(guān)。 Md大于等于1，地基承載力隨埋深d線性增加，但對實體基礎(chǔ)，由于回填土重量的相應增加，使得這一效應不明顯。,漢森公式：,地基承載力特征值確定,按地基載荷試驗確定：,在現(xiàn)場通過一定尺寸的載荷板對擾動較少的地基土體直接施荷，所測得的成果一般能反映相當于深度為12倍載荷板寬度的土體平均性質(zhì)（壓縮性）。 試驗方法包括：淺層平板試驗、深層平板試驗及螺旋板荷載試驗、靜/動力觸探等 成本比較高，耗時長，規(guī)范要求對甲級隊建筑物采用地基載荷試驗,地基承載力特征值確定,按地基載荷試驗確定：,地基承載力特征值確定,地基承載力特征值的修正：（現(xiàn)場載荷試驗結(jié)果）,當基礎(chǔ)寬度大于3m，或埋置深度大于0.5m時，從載荷試驗或其他原位測試等方法所確定的承載力特征值需作修正： f a= f ak + b(b-3) + dm(d - 0.5) b，d 基礎(chǔ)寬度和埋深的承載力修正系數(shù)，按基底以下土的類型查表。 b 基礎(chǔ)寬度，小于3m按3m計，大于6m按6m計算 d 基礎(chǔ)埋深（確定方法）,地基承載力的深寬修正是與平板載荷試驗及地基承載力表配套使用的技術(shù)規(guī)定，由于平板載荷試驗的壓板寬度比較小，埋置深度等于零，將載荷試驗的結(jié)果用于實際基礎(chǔ)時，需要按實際基礎(chǔ)的尺寸進行修正。（用地基承載力公式計算的結(jié)果，不進行修正）,基礎(chǔ)的一側(cè)填土，一側(cè)未填土，該如何計算承載力？,地基承載力特征值確定,巖石地基承載力特征值確定：,對完整、較完整、較破碎的巖石地基承載力特征值，可按載荷試驗確定，對應p-s曲線上起始直線的終點為比例界限。 符合終止加載條件的前一級荷載為極限荷載，除以安全系數(shù)3，所得值與對應比例界限荷載相比取較小值。 試驗數(shù)量不少于三組，取最小值作為巖石地基承載力。（不進行深度修正） 也可按照室內(nèi)飽和單軸抗壓強度確定：,地基承載力特征值確定,地基承載力表（路橋規(guī)范）：,工程條件特殊，無法使用載荷試驗確定,確定地基土分類 根據(jù)巖土類別、狀態(tài)及物理力學特性指標查地基承載力表得到地基承載力容許值fa0 根據(jù)基礎(chǔ)埋深、寬度進行修正得到地基承載力特征值fa,方法步驟：,注意b、h以及r2的取法 當持力層不透水時，基底以上靜水壓力可以看作超載，當基礎(chǔ)位于水中不透水層fa按水位到?jīng)_刷線每米再加10kPa,例題,某場地地質(zhì)條件：第1層，雜填土，厚度1m，天然重度18kN/m3；第2層，粉質(zhì)粘土，厚度4.2m，天然重度18.5kN/m3，e=0.92，液性指數(shù)I=0.94，試驗得到地基承載力特征值fak=136kPa。 基礎(chǔ)底面尺寸為9.5m36m的箱型基礎(chǔ)，埋深3.5m，計算修正后地基承載力,根據(jù)埋深判斷持力層為粉質(zhì)粘土，查表7.10得到承載力修正系數(shù)，根據(jù)e=0.92，I=0.94均大于0.85，可得到： 基礎(chǔ)寬度9.5m6m，按照6m計算 基礎(chǔ)底面以上圖體加權(quán)平均重度： 修正后地基承載力特征值：,例題,某橋梁基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深（沖刷線以下）h=5.2m，基礎(chǔ)寬度b=2.5m，地基土為一般黏性土，孔隙比e=0.85，液性指數(shù)I=0.7，飽和重度為27kN/m3 按照路橋地基規(guī)范計算地基承載力（不考慮水位影響）,地基為一般黏性土，查表7.16，根據(jù)e=0.85，I=0.7，插值得到地基承載力容許值fa0=195kPa 根據(jù)深度和寬度進行修正： 由表7.18，對一般黏性土，I=0.70.5,得到k1=0，k2=1.5 基礎(chǔ)在沖刷線以下，持力層為水位下不透水層，r2取飽和重度，27kN/m3,作業(yè),計算題 教材P207 計算題7.1、7.2、7.3,