2地基的评价与计算1-地基承载力的确定

1、3.2地基的评价与计算1地基承载力的确定基本要求：熟悉地基破坏的类型及影响地基承载能力的各种因素的作用；熟悉确定地基承载力的各类方法；掌握地基承载力深宽修正与软弱下卧层强度验算的方法。法、其他原位测试方法以及采用经验值的确定方法等。各种地基承载力确定方法的选用:地基的承载力应结合具体的工程条件选用合适的方法来确定。通常应结合当地经验按下列规定综合考虑：方法综合确定；确定；异时，仍应由载荷试验、理论公式计算等综合确定。理论计算公式2002）临界荷载公式对轴心荷载作用或荷载作用偏心距e（b为基础的宽度）的基础，根据土的抗剪强度指标确定地基承载力的公式如下： f=M b+M d+Mcc kabd m

2、式中f由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值；a、 、M M M bdc擦角标准值 k2002）表5.2.5确定；持力层土的重度；基底以上土层的加权平均重度；m6m时按6m考虑，对于砂土，小于3m时按3m计算；d基础埋置的深度（m殊情况将在下面讨论。c基底下一倍短边基宽深度范围内土的粘聚力标准值。k使用本公式计算地基承载力的要点：（1） 公式计算出的地基承载力已考虑了基础的深度与宽度效应，在用于地基承载力验算时无需再作深、宽修正。（2） 采用本理论公式确定地基承载力值时，在验算地基承载力的同时必须进行地基的变形验算。（3） 本公式中使用的抗剪强度指标c和 ，一般应采用不固结不kk排水三轴压缩

3、试验的结果。当考虑实际工程中有可能使地基产生一定的固结度时，也可以采用固结不排水试验指标。（4） 在位于地下水位以下的土层， 、 应取有效重度(浮重度m。公式软土地基的容许承载力可按如下公式计算（采用本公式进行地 5.14=k C +dKpu0K 安全系数，可视软土灵敏度及基础长宽比等因素选用 C u剪切实验、无侧限抗压强度试验确定；b 0.4Qk修正系数k =0.2 )(1)plblCpuQ荷载的水平分力地基极限承载力标准值p计算公式如下：k1 B N s +q N s +c N s212kreBBkqBkp =k L N s +q N s +c N skreLLkqLk计算时取上下二式中对

4、应比较小的值组合计算。式中 基底土的重度标准值；k、 基础的有效宽度和长度；B Lrere凝聚力标准值，对持久状况，宜用固结快剪指标；对饱和软粘土且为验算短期作用效应时，宜采用不排水抗剪强度指标；不宜采用直剪快剪指标；ckq 墙前基础底面以上边载的标准值；kN、N 承载力系数值按下式计算，参见本规范4.2.5.3节；Nqc、s、s基础形状系数，参见本规范4.2.5.5节。sqc练习题：例题3.2-1 (A) 控制地基变形小于允许值时所对应的荷载值；(B) 控制地基中塑性区开展一定深度时所对应的荷载值；(C) 控制地基中塑性区开展深度为零时所对应的荷载值；(D) 从地基强度出发推导的公式；(E)

5、 是正常使用极限状态所对应的荷载值。答案：B、D。分析: 载力特征值理论公式是控制地基中塑性区开展深度达基础宽度的四分之一时所对应的荷载值, 是从地基强度出发推导的公式，故采用本理论公式确定地基承载力值时，在验算地基承载力的同时必须进行地基的变形验算。例题3.2-2 c值时，抗剪强度指标 和 kk选题）(A) 固结排水；(B) 不固结不排水；(C) 固结不排水；(D) 快剪。答案：B。例题3.2-3GB500072002根据土的抗剪强度指标计算地基承载力时，c和 应采用 ：(A) 试验平均值；(B) 设计值；(C) 标准值；(D) 特征值。答案：C。例题3.2-4 定地基承载力特征值最接近下列

6、哪个数值？ (单选题)(A) 93 kPa； (B) 96 kPa； (C) 88 kPa； (D) 106 kPa。=17.8kN/m31.5 2.5m2粉质粘土=1.0kPak=18kN/m=22k3图3.2-1 例题3.4地基剖面分析与题解： 本题中计算参数b1.5m， =22，c1.0kPakk根据持力层粉质粘土 =22，查建筑地基基础设计规范kGB500072002表5.2.5得： =6.04MMMbdc f=M b+M d+Mcabd mc k( ) 18.0 101+0.5( )= 10=88.4kPa在本算例中容易出现的错误：b取为2.5m或取为3m(2) 未采用有效重度， 采

7、用了基底重度；m例题3.2-5某建筑物采用独立基础，基础底面尺寸为 3m4m，基础理深d=1.5m2002）的a数值？内 摩 压 缩内聚力 擦 角 模 量孔隙比eEs(MPa)L粉质粘土 3.00淤泥质30.57.50 48.0 17.020.50.80 0.701.38 1.200.78 /1810520 7.512 2.535 15.8砂质粉土 16.0018.7（A）184kPa（B）208 kPa（C）199 kPa（D）103kPa【解】 持力层为粉质粘土层，于是 =20，c18kPakk根据 =20，查建筑地基基础设计规范 GB500072002表k5.2.5得： =5.66MMM

8、bdc f=M b+M d+Mcabd m( )c k1+0.5= 10=198.9kPa在本算例中容易出现的错误：也采用了有效重度，计算的承载力m力值为183.6 （2）根据c、 取基底下一倍短边基宽深度范围内土的标准值kk而取了淤泥质粘土层的指标 10kPa，计算的承载力kk力值为103.3 例题个月内建成一幢6层住宅，地基土的物理力学指标为：含水量30，重度18kN/m3，孔隙比=40kPa， =0。地下水uu位在地面下3m3m选题）(A)基底平均压力大于(B)可以加深基础的埋置深度以提高地基承载力，使之满足设计要求；(C)可以增大基础宽度来提高地基承载力；(D)根据工程的建设速度，应当

9、采用固结不排水试验指标计算地基承载力。答案：A、D。分析：用建筑地基基础设计规范的公式计算，地基承载力特征值为故A为正确答案；由于采用三轴不排水强度指标，内摩擦角为零，承载力系数M d抵消，与事无补，故B是错误答案；由于采用三轴不排水强度指标， =0，增大基础宽度无助于提高地基承载b力，故C也是错误的；考虑到工程的加荷速度比较正常，可以考虑排水固结产生的强度增长，采用固结不排水试验指标计算地基承载力。而用三轴不固结不排水试验得到的指标没有反映实际强度的增长，指解深度，当采用不排水强度指标计算地基承载力时，一些概念就要随之而变。按现场载荷试验确定地基承载力的方法地基的载荷试验是在现场试坑中设计基

10、底标高处的天然土层上设2测定载荷板上的压力及其对应的稳定沉降值，获得载荷试验的线。通过分析载荷试验的特征值f。ak试验点的地基承载力特征值： 当ps曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载为地基承载力特征值；2载值的一半为地基承载力特征值；件来确定其承载力特征值，即当压板面积为时，可取相2 所对应的压力为承载力特征值，但其值不应大于最大加载量的一半。土层的地基承载力特征值：对同一试验土层，试验点不应少于3个，当各试验点实测地基承载力特征值的极差不超过平均值的地基承载力特征值f 。ak载荷试验所得的地基承载力特征值f需要进行深宽修正：ak半无限体表面的边界条件，规范规定试坑的坑底宽度至少为压

11、板宽度的三倍，这就可以忽略试坑四周超载对试验结果的影响。因此从载荷试验求得的地基承载力并不包括基础底面以上超载的作用，也就是说将试验结果用于实际工程是偏小的，设计时需考虑基础埋置深度对地基承载力的提高作用。另一方面，载荷试验的压板宽度小于实际基础的宽度，由于基础宽度对地基承载力也有一定的影响，因此必须考虑压板宽度较小带来的影响。因此载荷试验所得的地基承载力特征值fak仍需要进行深宽修正。按经验值（规范承载力表）确定地基承载力的方法值确定地基承载力的方法，分如下几种情况： 0E分别由本规范表s 0液性指数IL3砂土的地基容许承载力，可按土的名称、密实度以及湿度 0由本规范表4碎石土的地基容许承载

12、力，可按土的名称、密实度由本规 0范表5岩石的地基容许承载力，可按岩石的名称、破碎程度由本 0规范表使用本方法确定地基承载力时，当基础宽度m，埋深 mb时，按本规范相应表查得的承载力值可不作深宽修正而直接作为地基的容许承载力使用。当基础宽度 m，埋深 m 时，从承载力表b2h3查得的承载力都必须按下述方法进行基础理置深度和宽度的修正。3.2.2岩石地基承载力的确定方法岩石地基承载力特征值，一般根据岩基载荷试验方法确定，试验2002）附录H。和单轴抗压强度按下式计算：f= far rk式中 afrk2002）附录J确定；r状和组合，由地区经验确定。无经验时，对完整岩体可取0.5；对较完整岩体可取

13、 0.20.5；对较破碎岩体可取0.10.2。3.2.3地基承载力的深宽修正2002）由载荷试验或其它原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值，当基础宽度大于3m 或埋置深度大于0.5m时，除岩石地基外，应按下式进行深度和宽度的修正：f=f + aakbd m式中 faf ak地基承载力特征值；bd查本规范表5.2.4；3m 时按3m 计算,大于6m 按6m取值；下面讨论。使用本公式时的若干问题：5.2.4正系数愈大。对于软弱土层则不考虑宽度的修正，宽度修正系数为0，而深度修正系数为 1，表明加大基础宽度和埋置深度对提高软土地基承载力都没有太大的作用。（2）深宽修正公式使用时对基础宽度作了

14、限制，基础宽度小于3m 按3m考虑就是对于基础宽度小于3m 时承载力不折减，直接采用6m 按6m考虑是为了防止承载力提高过大，特别是对于宽度修正系数很大的土类。（3）对于基础的埋置深度d在一般情况下从室外地面标高算起，但有几种特殊条件应当加以注意，防止出现承载力值偏高的情况。在填方整平地区，如果先填方整平再施工，可以从填土地面标高算起，但如填土在上部结构施工以后完成时，应从天然地面标高算起；对于地下室，如采用整体式的箱形基础或筏板基础，基础埋置深度可以从室外地面标高算起，如果不是整体式的基础，如墙下条形基础或柱下独立基础，则应从室内地面标高算起。地基承载力的深度修正时，宜将基础底面以上范围内的

15、荷载，按基础两侧的超载考虑，当超载宽度大于基础宽度两倍时，可将超载折算成土层厚度作为基础埋深，基础两侧超载不等时，取小值。当基础宽度b超过2 m，基础理置深度h超过3 m，且hb4时，地基的容许承载力按下式计算： = k 2)+k 01122式中 地基土修正后的容许承载力； 按本规范表 0b 2m b2 m，当b10m 时，按10m 计算；般冲刷线算起，不受水流冲刷者，由天然地面算起，位于 m m；k、k深、宽修正系数，查本规范表12练习题：地基承载力的深宽修正例题8.5m，长20m，埋深 =4m，土d层情况见下表所示，由载荷试验确定的粘土持力层承载力特征值f 。已aka知地下水位线位于地表下

16、2m征值f最接近下列哪个数值？a表2.3-1地基土土层分布情况层 土次 类（m）填1土1.80w = w = w =17.3%,0Lp2=19.2kN/m37.80(A) (B) (C) (D) 答案：B。分析与题解：1先确定计算参数：因箱基宽度 =8.5m6.0m，故按6m 考虑；箱基埋深 =4m。bd由于持力层为粘性土，根据建筑地基基础设计规范（GB500072002）表5.2.4，确定修正系数、的指标为孔隙比e和液性指bd数 ，它们可以根据土层条件分别求得：ILG w 19.2e=1=0.83s0 ww wI =L=32.017.3=0.73pw w 37.5 17.3Lp由于 5.2.4ILbdkN/m 。19.2 10=9.23而基底以上土层的加权平均重度为3h( ) 19.2 10i im=13154.22=13.6kN/m342计算地基承载力特征值：( ) ( ) 3 0.5b +f=f +daakbd m( )( )=189+ 3 + 0.5=189+76.16=273.4kPa本算例中容易出现如下错误：（1）持力层土层判定错误，采用了地下水位以上的重度计算；采用了持力层的重度计算；m（3）取宽度b=8.5m，未按6m 考虑。例题3.2-