建筑地基基础 3 地基承载力 4-4. 地基承载力　.doc

建筑工程技术专业教学资源库 建筑工程技术专业教学资源库 《建筑地基基础》课程 ——4-4. 地基承载力 制作人：丰培洁 陕西交通职业技术学院 PAGE PAGE ８８ 4-4. 地基承载力　 地基承载力是指地基承担荷载的能力。 为了发挥地基的承载能力，合理确定地基承载力，确保地基不致因荷载作用而发生剪切破坏，因产生变形过大而影响建筑物或土工建筑物的正常使用，为此，地基基础设计时，地基必须满足以下条件：首先是建筑物基础的沉降或沉降差必须在该建筑物所允许的范围之内(变形要求)；再者建筑物的基底压力应该在地基所允许的承载能力之内(稳定要求)。 地基的破坏模式 现场载荷试验研究和工程实例表明，由于地基承载力不足而使地基遭致破坏的实质是基础下面持力层土的剪切破坏。 剪切破坏的形式可分为三种：整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲剪破坏。 1．整体剪切破坏 地基发生整体剪切破坏的过程和特征是：当基础上荷载较小，基底压力也较小时，基础沉降随基底压力的增加近似成线性变化关系；当基础上荷载较大使基底压力时，与关系成为曲线，地基土处于弹塑性变形阶段，地基土从作用下在基础边缘首先达到极限平衡状态开始后，随的增大，塑性区(剪切破坏区)的范围逐渐增大，直到当达到时，地基土塑性区连成一片，基础急速下沉，侧边地基土向上隆起。地基形成连续滑动面而破坏，地基完全丧失承载能力。 地基整体剪切破坏的过程和特征 2．局部剪切破坏 局部剪切破坏的过程和特征是：—曲线没有明显的直线段，地基破坏时曲线也不呈现如整体剪切破坏那样明显的陡降。在基底压力达到一定值时,剪切破坏也从基础下的边缘开始，随着基底压力的增大，剪切破坏区相应增大，当基底压力增大某一数值时即相应于极限荷载时，基础两侧地面微微隆起，然而剪切破坏区仅仅被限制在地基内部的某一区域，未形成延伸至地面的连续滑动面。对于这种破坏型式，常常选取基底压力与沉降关系—曲线上坡度发生显著变化处，即变化率最大的点所对应的压力作为地基的极限承载力。 3．冲剪破坏 冲剪破坏的特征是：随着荷载的增加，基础出现持续下沉,主要是因为地基土的较大压缩以致于基础呈现连续刺入。地基不出现连续的滑动面，基础侧边地面不出现隆起，因为基础边缘下地基的垂直剪切而破坏。 冲剪破坏时由—曲线确定地基极限承载力的通常方法是，当—曲线平均下沉梯度接近常数，且出现不规则下沉时,所对应的基底压力可作为地基极限承载力。 地基局部剪切破坏与冲剪破坏的特征 地基的破坏型式，主要与地基土的性质尤其是与压缩性质有关。一般而言，对于较坚硬或密实的土，具有较低的压缩性，通常呈现整体剪切破坏。对于软弱粘土或松砂土地基，具有中高压缩性，常常呈现局部剪切破坏或冲剪破坏。 确定地基承载力的方法大致有三类：静载荷试验或其他原位试验、规范查表方法和理论公式方法。三类方法确定的地基承载力不可能完全相同，尚需结合区域地质条件参照经验综合确定。 地基的临塑荷载、临界荷载 假定地基为均质半无限体，将地基中的剪切破坏区即塑性开展区限制在某一范围，确定其相应的承载力，允许塑性区有一定的开展范围又保证地基能最大限度的安全正常承担结构荷载时的基底压力确定为地基的设计承载力。 由弹性理论，在条形均布压力作用下，地基中任意点的附加最大、最小主应力为： ——条形基础下基底压力(kPa) ； —— 基础埋置深度（ｍ）； ——土的重度(kN／m3)　； ——点与基础两侧连线的夹角，称为视角(°)。 地基中的附加最大、最小主应力 当任意点达到极限平衡状态时，最大、最小主应力将满足下列关系式： = 塑性开展区相对该基底压力时的最大深度为： 　 　 　 根据经验统计，通常采用的塑性区最大深度为： 中心荷载基础 = 偏心荷载基础 = 与此相对应的基础底面的压力，分别以或表示，称为地基的临界荷载。 若使=，即可得中心荷载下临界荷载公式： 偏心荷载下临界荷载公式： 若使=0，即塑性区开展深度为零，显然，此时地基所承受的基底压力称为临塑荷载，其表达式为： 、、——地基承载力系数； ——基础宽度，矩形基础短边，圆形基础采用=，为圆形基础底面积； ——基底以下土的重度(kN／m3)； ——基底以上各土层的加权平均重度(kN／m3)。 上述临塑荷载与临界荷载计算公式均由条形基础均布荷载作用推导得来。通常对矩形基础或圆