华南理工大学本科基础工程基础工程2.4.ppt

谢 谢！ 知识回顾Knowledge Review 2.4 浅基础的地基承载力 一、地基承载力概念 地基极限承载力pu 地基承载力特征值 fak：由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。 修正后的地基承载力特征值 fa：指在保证地基稳定的条件下，地基变形不超过允许值的地基承载力。 可表达为： 式中pu为地基极限承载力，K为安全系数，α为由地基允许变形值控制的系数。 从定义及上式可看出，地基承载力特征值 fa的大小，取决于两个条件： 1）要有一定的强度安全储备，即fa = pu / K ； 2）地基变形不应大于相应的允许值。且在多数情况下，fa是由地基变形允许值控制的。 综上所述，地基承载力并非定值，与下列因素有关： ①地基变形允许值； ②土的类别和状态； ③基础大小、形状（主要是基础宽度）； ④基础埋深； ⑤荷载性质。 二、地基承载力特征值的确定 （一）地基承载力特征值确定的方法 1.根据土的抗剪强度指标以理论公式计算； 2.由现场载荷试验的p–s曲线或其他原位测试方法确定； 3.按规范提供的承载力表确定； 4.在土质基本相同的情况下，参照邻近建筑物的工程经验确定。 （二）地基承载力特征值确定的原则 上述确定地基承载力特征值的方法是各有长短、互为补充的，必要时可按多种方法综合确定。 确定的精细程度宜按地基基础设计等级以及地基等级、结合当地经验适当选择，以免出现不必要的过分严格和无区别地随意简化这两种偏向。 尤其是，如果掌握了这些方法，在实践中又能充分调查并合理利用当地已有地经验，往往只须通过不多的勘察测试工作，就能比较正确地确定地基承载力值。 确定地基承载力特征值的原则 1. 按土的抗剪强度指标确定 （1）地基极限承载力理论公式 fa = pu / K （2－4） 式中K——安全系数，其取值与地基基础设计等级、荷载的性质、土的抗剪强度指标的可靠程度、以及地基条件等因素有关，对长期承载力一般取K=2~3。 pu可按太沙基公式、魏锡克公式和汉森公式等地基极限承载力的理论公式计算（参阅《土力学》教材）。 （2）规范推荐的理论公式 当荷载为中心荷载或偏心很小（偏心距e≤l /30，l 为偏心方向基础边长）时： fa＝Mbγb+Mdγmd+Mcck （2－5） 对饱和软粘土，取不排水抗剪强度指标cu（φu=0）计算得短期承载力计算公式为： fa = 3.14cu+γmd （2－6） 上两式中： Mb、Md、Mc——承载力系数，按φk值查表2–3； γm——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； γ——基底以下土的重度，地下水位以下取有效重度； φk、ck——基底下一倍基宽深度内土的内摩擦角、粘聚力标准值； b——基础底面宽度，大于6m时按6m考虑；对于砂土，小于3m时按3m考虑； d —— 基础埋置深度，一般自室外地面标高算起。 在填方整平地区，可自填土地面标高算起，但填土在上部结构施工后完成时，应从天然地面标高算起。 对于地下室，如采用箱形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起； 当采用独立基础或条形基础时，应从室内地面标高算起。 式（2－5）实质上就是地基临界荷载p1/4公式 ，将其作为承载力计算公式来源于原苏联规范（但1983年原苏联规范已取消，而将其改作为沉降计算的界定条件）。对砂土地基当φk≥24o时，以载荷试验资料技术修正p1/4公式 中的Mb，取 。 式（2－5）是长期承载力公式，式（2－6）则是短期承载力公式。一般情况下，粘性土的长期承载力比短期承载力要高，但对于超固结土（特别是强超固结土），有可能其长期承载力比短期承载力还低。 式（2－5）是按条形荷载推出，应用到方形 、圆形荷载，虽说偏安全但不甚严格； p1/4荷载作用下土中已出现塑性区（弹塑性问题），但σ用弹性理论、ε用塑性理论，且推导过程中σc 、σz的迭加未考虑方向性；尽管如此，该式在我国已应用了几十年，且经过适当经验修正，故仍保留下来。 式（2－6）理论上完全正确（原苏联学者弗洛林用极限理论证明过），不仅适用于条形荷载，也适用于方形、圆形荷载。形式上，式（2－6）只不过是式（2－5）的一个特殊形式[式（ 2－5 ）取φk=0即得]，但两式反映得理论意义不同，指标选用不同，