地基计算讲义（39页清楚明了）

1、第四节 地基计算1.基本规定 (1)地基基础设计等级 根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度，将地基基础设计分为三个等级：甲级、乙级和丙级 设计等级建筑和地基类型甲级重要的工业与民用建筑物；30层以上的高层建筑；体型复杂，层数相差超过10层的高低层连成一体建筑物；大面积的多层地下建筑物（如地下车库、商场、运动场等）；对地基变形有特殊要求的建筑物；复杂地质条件下的坡上建筑物（包括高边坡）；对原有工程影响较大的新建建筑物；场地和地基条件复杂的一般建筑物；位于复杂地质条件及软土地区的2层及2层以上地下室的基坑工程。乙级除以甲级、丙级以外的工业与民

2、用建筑物丙级场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及一般工业建筑物；次要的轻型建筑物。地基基础设计等级 (2)地基计算的规定1、 所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的 有关规定； 根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度，地基基础设计应符合下列规定 2、 设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基 变形设计；1)地基承载力特征值小于130kPa，且体型复杂的建筑物；3 设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算，如有下列情况之一时仍应作变形验算： 2)在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时；3)软弱地基上

3、的建筑物存在偏心荷载时；4)相邻建筑物距离过近，可能发生倾斜时；5)地基内有厚度较大和厚薄不均匀的填土，其自重固结未完成时。 5 基坑工程应进行稳定性验算；4 对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性；6 当地下水埋藏较浅，建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，尚应进行上浮验算。 (3)荷载组合与相应的抗力限值确定基础面积及埋深，正常使用极限状态下荷载效应的标准组合，抗力用地基承载力特征值计算地基变形时，正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不计风荷载和地震作用。变形限值用地基变形容许值计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及

4、滑坡推力时，承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，分项系数为1.0在确定基础高度、配筋和验算材料强度时，按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合2.承载力计算（1）地基承载力要求当轴心荷载作用时：当偏心荷载作用，还应满足：pk荷载效应标准组合时，基底的平均压力值（2）基础底面压力计算轴心荷载作用：偏心荷载作用：大偏心荷载 （eb/6）：应力重分布反力的大小与荷载相同反力的作用位置与荷载相同本节（上）完3 地基承载力特征值及其影响因素地基承载力：保证地基不发生破坏，不产生过大沉降地基所能承受的最大荷载（单位面积） 。地基承载力特征值：由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形阶段内规定的变形所对应

5、的压力值，其最大值为比例界限值。影响地基承载力的因素地基土的成因与年代地基土的物理力学性质地下水建筑物情况4.地基承载力特征值的确定确定承载力的方法:按地基静载试验确定按土的抗剪强度指标确定按当地经验参数确定（1）按载荷试验确定载荷试验简介平板载荷试验装置示意图百分表堆 载荷载板主梁平台千斤顶平板载荷试验现场照片平板载荷试验现场照片(局部)平板载荷试验的ps曲线（1）强度控制：低压缩性土（密实的砂、硬塑粘土） p1 ：临塑荷载 （比例界限荷载）pu ：极限荷载特征值平板载荷试验的ps曲线（2）变形控制的荷载试验中、高压缩性土（松砂、填土、可塑粘土）地基承载力特征值应满足以下要求：当极限荷载小于

6、对应比例界限荷载值2倍时，取极限荷载的一半；当载荷试验 p-s 曲线上有比例界限时，取 该比例界限所对应的荷载值；当不能按上述要求取值时，可按相对变形s/b=0.010.015对应的荷载取值。（2）按理论公式计算确定当偏心距e0.033倍基础底面宽度时：由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值；承载力系数；基础底面宽度；基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度；基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度；（3）当地经验参数法对于设计等级为丙级中的次要、轻型建筑物可根据邻近建筑物的经验确定地基承载力特征值。（4）地基承载力特征值的深宽修正当b3m，d0.5m时，由原位测试和经验方法得到

7、的地基承载力特征值，尚应按下式进行修正：也可用地基临塑荷载Pcr、地基临界荷载P1/4(P1/3)、地基极限荷载Pu/K来计算地基承载力特征值。修正后的地基承载力特征值；基础底面宽度；小于3m时按3m取值，大于6m时按6m取值；地基承载力特征值；基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度；基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度； 基础宽度和埋深的地基承载力修正系数， 按基底下土(持力层)的类别查表取值 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

8、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。 承载力修正系数土的类别bd淤泥和淤泥质土01.0人工填土e或IL大于等于0.85的粘性土01.0红粘土含水比w 0.8含水比w0.800.151.21.4大面积压实填土压实系数大于0.95、粘粒含量c10%的粉土01.5最大干密度大于2.1t/m3的级配砂石02.0粉土粘粒含量c10%的粉土粘粒含量c10%的粉土0.30.51.52.0E及IL均小于0.85的粘性土粉砂、细砂（不包括很湿与饱和时的稍密状态）中砂、粗砂、砾砂和碎石土0.32.03.01.63.04.4注：1 强风化和全风化的岩石，可参照所风化成的相应土类取值，其他

9、状态 下的岩石不修正； 2 地基承载力特征值按规范附录D深层平板载荷试验确定时d取0。 本节（中）完5.地基变形计算 根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度，地基基础设计应符合下列规定：所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定；（1）一般规定甲级、乙级建筑物均应按地基变形设计； 表78所列范围内的丙级建筑物可不作变形验算，但如有下列情况之一时，仍应作变形验算： 地基承载力特征值小于130kPa，体型复杂的建筑； 在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异 较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时； 软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时； 相邻建筑距离过近，

10、可能发生倾斜时； 地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重 固结未完成时。（2）变形验算的内容和方法建筑物的变形控制指标如下：1）沉降量：一般指基础的平均沉降量 或中心点的沉降量；2）沉降差：两相邻独立基础中心点的沉降差值；3）倾斜：独立基础在倾斜方向两端点的沉降差 与其距离的比值； 4）局部倾斜：砌体承重结构沿纵向610m内基础 两点的沉降差与其距离的比值。（3）建筑物地基的容许变形值 建筑物的结构形式不同，相应的变形特征和控制指标也不同 建筑物变形验算的内容需根据其变形特征加以决定。 建筑物的最终沉降量通常采用分层总和法计算； 建筑物的地基变形计算值，不应大于地基变形容许值。 建筑地基的容

11、许变形值可由地基规范的有关表格确定。对于表中未包括的建筑物，应根据上部结构对地基变形的适应能力和使用上的要求确定。 在必要的情况下，需要预估建筑物在施工期间和使用期间的地基变形值，以便考虑连接方法和施工顺序。 对于重要、新型和体型复杂的建筑物应进行系统的沉降观测。6. 软弱下卧层强度验算 当基础下方不远处存在软弱下卧层时，应对软弱下卧层的承载力进行验算。基本思路： 在软弱下卧层的顶面处，由基底净压力产生的附加应力和由土层自重产生的自重应力之和应小于该软弱层的承载力特征值。软弱下卧层的计算图式fzapczpcpk=pk-pcpcz软弱下卧层顶面处土的自重压力值；对于矩形基础对于条形基础pk荷载效

12、应标准组合时，基础底面的平均压力值pc基础底面处土的自重应力标准值pz 相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶 面处的附加应力值；faz软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载 力特征值。 地基压力扩散角按下表选取，的大小受控于上下土层的压缩模量比和下卧层距基底的距离Es1/Es2Z/b0.250.50362351025102030地基压力扩散角注：Es1为上层土压缩模量； Es2为下层土压缩模量； Z/b0.5时值不变。7.地基和基础的稳定性验算 对于经常承受较大水平作用力或位于河岸、斜坡区域的基础需要检算地基和基础的稳定性。 地基基础可能发生的稳定性问题有3种类型：1）基础沿基底发生水平滑移；2）基础绕其一侧发生倾覆； 3）地基内部发生整体剪切破坏。（1）基础抗水平滑移的稳定性检算 对于承受水平力相对较大的基础应考虑检算其抗滑移的稳定性（主要是桥台、挡墙的基础）。检算采用安全系数法，相应的公式为：其中，K：安全