基底附加压力和附加应力

1、基底附加压力和地基附加应力计算学习目标知识目标：掌握基底附加压力分布计算，掌握土 中竖向附加应力计算。能力目标：能分析基底附加压力和地基附加应力 分韦对血基受力和变形的影响。素质目标：质量意识、环保意识、文明意识学时：2学时亠教学内容：粽a基底附加压力计算尸地基附加应力计算g、基底附加压力计算一pq基底附加压力计算原理示意图轴心受压：二po二pk_o偏心受压:h；h6产ydpomax 二_ pk maxctqominpk minczmji九 dllliiilia ji4jlliri iitiitli'k i ln ji基础补偿性设计实例:基础木卜偿性设计：高层建筑利用箱形基础或地下室，

2、 使设计埋深部分的结构自重小于挖去的土自重，即减小阳从而减少地基变形.vd挖槽卸荷新增荷载pk不变:=> po建造后总荷基础补偿性设计实例:基础补偿性设计实例:这种基础设计方法适应范围比较广，对一些特殊 情况如地基土较软弱，如果处理得好，能节省工程的 造价，达到经济效益和社会效益的目的。h；hmji札 dllliiilia ji4jlliri iitiitli'k i lilt ji云浮市某局综合楼的基础设计该工程为八层框架结构，建筑面积为7520m2, 原基础形式为钻孔桩基础，原为某设计院设计。 甲方原要求把土建投资控制在550万以内。但 根据施工图预算，发现土建预算为630多

3、万， 比原计划投资多了近15%o经过分析，多出部 分主要集中在基础部分。于是甲方找原设计单 位，要求采用其他基础形式或采取其他措施以 降低工程造价。原设计单位以地质情况复杂为 由，拒绝修改。_ mjo it. duiiii t j14 j l hn 11fidmh基础补偿性设计实例:云浮市某局综合楼的基础设计后来甲方找到另外一家建筑设计院，根据地质勘探报告，土层如 下：第层为素填土，平均厚度为2.5m；第层为粉质粘土，承载力特征值为117kpa,最大厚度为 6.2m,最小厚度约为4.9m,平均厚度5.5m；第层土为淤泥质土，承载力特征值为90kpa；第层土为粉质粘土，平均厚度为7.5m；第层土

4、为粉砂；第层为岩层，但岩层埋深很不均匀，最小埋深为29m,最大 埋深将近38m,岩层的承载力特征值为4000kpa,且岩层中有溶洞, 地质报告中最大溶洞的厚度竟有3m,在所钻的孔中，岩层的溶洞 率约为16%o地下水位标高为2800m。场地土类别为二类。钻孔位置基本 上是根据柱位布置。查看原设计的桩基础，最大桩径为1.7m,最 小桩径为1.2m,平均桩长35m,仅桩基础的投资就超过140万。基础补偿性设计实例:首先考虑采用换土法，但下卧层淤泥质土承载力不满 足要求。再考虑采用筏板基础，当基础埋深为-2.500m时， 基础底面的压力计算得pk二1473kpa”修正后的地基承载 力特征值fa二137

5、kpavpk二1473kpa,不满足要求。由于该工程在市繁华地带，周围没有大的停车 场，经甲方同意，增加地下室作为停车场，这 样既可以扩大建筑物使用功能，又能减轻基础 底面处土的压力，进而可以减小基底附加压力。当基础埋深为-3.500mht,基础底面的压力计算 得pk=117.3kpa,修正后的地基承载力特征fa= 141.9kpa>pk= 117.3kpa,满足要求。基底附加压力计算实例:通过对筏板基础和桩基础比较，筏板基础造价比桩 基础少了七十多万，这样整个工程的投资就基本控制在 甲方的投资预算范围之内，且筏板基础施工过程简单、 时间短，又增加了建筑的使用功能（增加地下室），甲 方表

6、示很满意。现该工程建成近五年，变形已稳定，通过观测，没 有大的下沉，沉降也很均匀，完全满足要求。-【例1】基础埋深内土分为两层，重度分别为儿, 卩2，求基底附加压力。解题要点：po = pk=pk-/od“ _厂1力1+丫2力271 hi基底附加压力计算实例:基底附加压力计算实例:71 h2粘旷 mii-iillliiiiii. jliiii .fill肌 i in：.【例2】:某轴心受压基础底面尺寸b=2m,基础顶面作 用fk-450kn,基础埋深d=l5nu已知地质剖面第一层为杂 填土，厚0. 5m, y i=16 8kn/mt 以下为黏土y 2二18 5kn/m3, 试计算基底压力和基底

7、附加压力。【解】基础自重及基础上回填土重g = 丫 g ad = 20x2x2x1.5 = 12(kn卄宀 l 亠fk +gk450+120基底压力pk = = - = 1425kp”xm.z x /基底处土自重应力ocz = g + y2z2=16.8x 0.5 + 18.5x 1.0 = 26.9kp基底附加应力po 二 pk% = 142526.9 二 115.6kp#i”也血hi j'llllili ji-地基中附加应力附加应力：建筑物荷载（po）在地基中产生的应力。计謀假定：地基土为均质，各向同性，用弹性理论计算。k竖向集中荷载作用下地基中 附加应力计算布辛内斯克（法公式:%

8、=k二zm(x,悶後sk-:匸附加应力计算系数与（is z有关）zildilil皿:、地基中附加应力土中应力扩散示意土附加应力分布情况一fg皐g"witnw水平方向深度水平方向附加应力扩散规律示意图附加应力扩散规律：a附加应力随深度增加而减小；a同深度水平方向越远附加应力越小;a附加应力成扩散状分布。-空=kcpo矩形荷载即： 基底附加压力1111ozm(z)2、竖向均布矩形荷载作用下附加应力计算（一）均布矩形荷载角点下附加应力计算矩形荷载（基础）角点下任意深度处附加应力值可根据 前述布氏公式，应用力的叠加原理，得如下计算公式：b仪血 皿«till式中：矩形荷载下附加应力

9、计算系数（与2/0，z"有关）; 內一基底附加压力。（二）均布矩形荷载任意点下应力角点法利用角点法和力的叠加原理求基底面任意点处的附加应力。有如下四种情况:iv i hlkc=k i +k【ikc_kob+koj koa k°d例题1i . il lllllllkfki+kh+kiii+kr【例3】基础底面尺寸z=3m, 6=2m,基底附加【解】利用角点法，过m点将基底面分成压加otookpa,试计算基础底面中心点以下z=2m, z=4m深处m点的附加应力。-矩形，m点位于四个角点下。计算每个角点下m点的附加应力系数:a 当z=2m 时：z/ft=1.5/1.0=1.5, z/ft=2/l=2.0, 查表得 kc1=(0.1034+0.1103)/2=0.10685,縊 a 当z=4m 时：/ft=1.5/1.0=1.5, z/ft=4/l=4.0,、章表得 kc,=(0.0362+0.0403)/2=0.03825o当z=2m时附加应力:crz = kcp0 = 0.1069x4x100=42.7 4kp a当z=4m时附加应力:乙kcp0 = 0.0383x4x100=15.3kpa计