基础工程-3地基承载力.pptx

基础工程 Foundation engineering 刘海龙 liuhailong 2016年8月,建筑地基基础设计规范中规定地基计算包括三个部分： 地基承载力 地基变形 地基稳定性,地基计算,地基承载力计算是最基本的地基计算，各等级的建筑物地基都必须满足承载力要求,地基承载力计算,地基承载力是指地基承受荷载的能力 地基承载力的设计可按照三种不同设计原则进行： 总安全系数设计原则 容许承载力设计原则 （应用最广） 概率极限状态设计原则,地基承载力计算,总安全系数设计原则：将安全系数作为控制设计的标准，在设计表达式中出现极限承载力的设计方法 设计表达式： P基础底面压力 Pu地基极限承载力 K总安全系数,地基承载力计算,容许承载力设计原则：将满足强度和变形两个基本要求作为地基承载力控制的标准。（正常使用极限状态） 要求地基承载力在地基土的压力变形曲线线性变形段内不超过比例界限点对应的地基压力 设计表达式： P基础底面压力 P地基容许承载力,地基承载力特征值,地基承载力特征值(fa)：在发挥正常使用功能时所允许采用的抗力设计值 （地基容许承载力p） 测试方法：载荷试验或其他原位测试、公式计算、结合工程实践经验等。,强度安全储备： 地基变形不大于允许值,地基承载力特征值是允许沉降sa的函数，而不是一定值。 与地基承载力区别？,P,S,允许沉降Sa越大，特征值fa越大,Sa,Pu/K,fa,Pu,0,载荷试验曲线,地基承载力特征值确定,建筑地基基础设计规范推荐理论公式：根据土体抗剪强度指标计算,S,Sa,Pu/K,Pcr,Pu,0,地基土开始出现剪切破坏，形成塑性区,连续破坏面，剪切破坏区,一般认为，对于中心受压基础，塑性区最大深度宜控制在基底宽度的14；对于偏心受压基础，则宜控制在基底宽度的13。相应的基底压力分别以 和 表示。,Fa略大于Pcr,地基承载力特征值确定,建筑地基基础设计规范推荐理论公式：,荷载偏心距e=0.033b（b为偏心方向基础边长），参照浅基础地基临界荷载p1/4的理论公式，计算地基承载力特征值fa fa = Mb b + Md m d + Mcc k 式中： Mb，Md ，Mc 承载力系数，与k 相关； 基底以下土的重度，地下水位以下取有效重度。 b 基底宽度，大于6m时按6m取值，对于砂土，小于3m时按3m取； m 基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取有效重度。 d 基础埋置深度。 ck 、k 基底下一倍基宽深度范围内土的粘聚力 、内摩擦角标准值。,黏性土地基：三轴试验不固结不排水试验 经预压固结的地基：固结不排水试验 砂土和碎石土地基：c=0， 根据标准贯入试验或动力触探试验推算,地基承载力特征值确定,土体抗剪强度指标需结合地基土工作状态,短期承载力计算：（对饱和软土地基） 施工速度较快， 地基持力层透水性及排水条件不良时 地基土因未充分排水固结而破坏 不固结不排水时内摩擦角=0 此时取 Mb=0，Md=1，Mc=3.14，公式可简化为： Cu为土的不排水抗剪强度,土体抗剪强度指标测定：,地基承载力特征值确定,天然淤泥质土地基上，进行堆载，地基不排水抗剪强度Cu=15kPa。一次性可以堆多少荷载？,淤泥质土，Cu=15kPa,H=？,地基承载力特征值确定,土体抗剪强度指标测定：,地基承载力不仅与土的性质有关，还与基础的大小、性状、埋深以及荷载情况等有关。 Md大于等于1，地基承载力随埋深d线性增加，但对实体基础，由于回填土重量的相应增加，使得这一效应不明显。,汉森公式：,地基承载力特征值确定,按地基载荷试验确定：,在现场通过一定尺寸的载荷板对扰动较少的地基土体直接施荷，所测得的成果一般能反映相当于深度为12倍载荷板宽度的土体平均性质（压缩性）。 试验方法包括：浅层平板试验、深层平板试验及螺旋板荷载试验、静/动力触探等 成本比较高，耗时长，规范要求对甲级队建筑物采用地基载荷试验,地基承载力特征值确定,按地基载荷试验确定：,地基承载力特征值确定,地基承载力特征值的修正：（现场载荷试验结果）,当基础宽度大于3m，或埋置深度大于0.5m时，从载荷试验或其他原位测试等方法所确定的承载力特征值需作修正： f a= f ak + b(b-3) + dm(d - 0.5) b，d 基础宽度和埋深的承载力修正系数，按基底以下土的类型查表。 b 基础宽度，小于3m按3m计，大于6m按6m计算 d 基础埋深（确定方法）,地基承载力的深宽修正是与平板载荷试验及地基承载力表配套使用的技术规定，由于平板载荷试验的压板宽度比较小，埋置深度等于零，将载荷试验的结果用于实际基础时，需要按实际基础的尺寸进行修正。（用地基承载力公式计算的结果，不进行修正）,基础的一侧填土，一侧未填土，该如何计算承载力？,地基承载力特征值确定,岩石地基承载力特征值确定：,对完整、较完整、较破碎的岩石地基承载力特征值，可按载荷试验确定，对应p-s曲线上起始直线的终点为比例界限。 符合终止加载条件的前一级荷载为极限荷载，除以安全系数3，所得值与对应比例界限荷载相比取较小值。 试验数量不少于三组，取最小值作为岩石地基承载力。（不进行深度修正） 也可按照室内饱和单轴抗压强度确定：,地基承载力特征值确定,地基承载力表（路桥规范）：,工程条件特殊，无法使用载荷试验确定,确定地基土分类 根据岩土类别、状态及物理力学特性指标查地基承载力表得到地基承载力容许值fa0 根据基础埋深、宽度进行修正得到地基承载力特征值fa,方法步骤：,注意b、h以及r2的取法 当持力层不透水时，基底以上静水压力可以看作超载，当基础位于水中不透水层fa按水位到冲刷线每米再加10kPa,例题,某场地地质条件：第1层，杂填土，厚度1m，天然重度18kN/m3；第2层，粉质粘土，厚度4.2m，天然重度18.5kN/m3，e=0.92，液性指数I=0.94，试验得到地基承载力特征值fak=136kPa。 基础底面尺寸为9.5m36m的箱型基础，埋深3.5m，计算修正后地基承载力,根据埋深判断持力层为粉质粘土，查表7.10得到承载力修正系数，根据e=0.92，I=0.94均大于0.85，可得到： 基础宽度9.5m6m，按照6m计算 基础底面以上图体加权平均重度： 修正后地基承载力特征值：,例题,某桥梁基础，基础埋深（冲刷线以下）h=5.2m，基础宽度b=2.5m，地基土为一般黏性土，孔隙比e=0.85，液性指数I=0.7，饱和重度为27kN/m3 按照路桥地基规范计算地基承载力（不考虑水位影响）,地基为一般黏性土，查表7.16，根据e=0.85，I=0.7，插值得到地基承载力容许值fa0=195kPa 根据深度和宽度进行修正： 由表7.18，对一般黏性土，I=0.70.5,得到k1=0，k2=1.5 基础在冲刷线以下，持力层为水位下不透水层，r2取饱和重度，27kN/m3,作业,计算题 教材P207 计算题7.1、7.2、7.3,