软土地基评价课件

3、软土地基评价1）什么工程要评价？（评价的工程分为哪几类？）2）评价哪些方面？3）评价采用什么计算方法？软土地基概念1、地基土由软土构成。概念2、通常把抗剪强度低、压缩性高、透水性差的地基以及在动力荷载作用下容易液化的地基称为软土地基。软土地基承载力计算天然地基：地基承载力8.2.2采用静载荷试验确定地基承载力特征值时应符合下列要求：1当试验承压板宽度大于或接近实际基础宽度或其持力层下的土层力学性质好于持力层时，其地基承载力特征值应按下列公式计算：

fak=fk/2（8.2.2）式中：fk——地基极限承载力标准值（kPa）。2当试验承压板宽度远小于实际基础宽度，且持力层下存在软弱下卧层时，应考虑下卧层对地基承载力特征值的影响。8.2.3采用原位测试成果确定地基承载力特征值时，宜符合表8.2.3的规定。天然地基：地基承载力8.2.6当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时，载荷试验或原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值，尚应按下列公式进行下列修正：

fa=fak+ηdγ0（d－0.5）+ηbγ（b–3）（8.2.6）式中：fa——修正后的地基承载力特征值（kPa）；

fak——按本规程8.2.5条确定的地基承载力特征值（kPa）；

ηd、ηb——基础埋深和宽度的地基承载力特征值修正系数，按基底下土类确定：淤泥质土ηd=1.0，ηb=0；一般粘性土ηd=1.1，ηb=0；粉性土ηd=1.3，ηb=0.3；

b——基础宽度（m）；当基础宽度小于3m按3m计算，大于6m按6m计算；

d——基础埋置深度（m），宜自室外地面算起；γ0、γ——分别为基础底面以上和以下土的重度（kN/m3），地下水位以下取浮重度。当e≤0.033b，根据土的抗剪强度指标确定地基承载力fa

——土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值Mb、Md、Mc

——承载力系数（可根据k查表得到)——地基土的重度，地下水位以下取浮重度d——基础埋置深度(m)，从室外地面标高计算m——基础底面以上土的加权重度，地下水位以下取浮重度b

——基础地面宽度，大于6m时，按6m取值，对于砂土小于3m时按3m取值ck

——基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力标准值8.2.7当采用室内土工试验三轴不固结不排水抗剪强度计算时，地基承载力特征值可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007）确定。天然地基：地基承载力8.2.5当持力层下存在软弱下卧层时，应考虑下卧层对地基承载力特征值的影响，地基承载力特征值fak可按下列条件确定：1当持力层厚度h1与基础宽度b之比h1/b＞0.7时不计下卧层影响，可按下列公式计算：

fak=fak1（8.2.5-1）式中：fak1——持力层的地基承载力特征值（kPa）。2当0.5≤h1/b≤0.7时，可按下列公式计算：

fak=(fak1+fak2)/2（8.2.5-2）式中：fak2——软弱下卧层的地基承载力特征值（kPa）。

3当0.25≤h1/b〈0.5时，可按下列公式计算：

fak=（fak1＋3fak2）/4（8.2.5-3）4当h1/b＜0.25时，不计持力层影响，可按下列公式计算：

fak=fak2（8.2.5-4）天然地基：地基承载力1.稳定验算

软土地基路堤的稳定验算一般采用瑞典圆弧滑动法中的固结有效应力法、改进总强度法，有条件时也可采用简化Bishop法、Janbu普遍条分法。1.1固结有效应力法考虑了软土地基路堤施工的实际情况，即路堤荷载并非瞬间填到设计高度，而是按照一定的施工速率逐渐填筑。当遇到在强度很差的地基上需要修筑高路堤的情况时，可以按照这一计算模式对采取分期加载的方法逐渐使地基固结强度提高后的安全系数进行验算，以保证路堤填筑过程中的稳定满足要求。采用固结有效应力法验算时，稳定安全系数计算式为：式中：cqi、φqi——地基土或路堤填料快剪试验测得的内聚力和内摩擦角；——地基土固结快剪试验测得的内摩擦角；——地基平均固结度，其余符号见图2.1-1。(2.1-1)图2.1-1安全系数计算图式1.2改进总强度法是以φ=0法为基础发展来的，它是基于φ=0法利用原位测试资料（采用静力触探试验的贯入阻力（单桥探头）或锥尖阻力（双桥探头）换算的十字板抗剪强度或直接由十字板试验得到的抗剪强度）的优点，借用固结有效应力法计算地基强度随固结增加的思想，采用强度增长系数计算固结过程中强度的增量。采用该方法与静力触探试验相结合，为软土地基路堤稳定验算提供了一种高效可靠的途径。采用改进总强度法验算时，稳定安全系数计算式为：

(2.1-2)

式中：Sui——由静力触探试验的贯入阻力（单桥探头）或锥尖阻力（双桥探头）换算的十字板抗剪强度或直接由十字板试验得到的抗剪强度；——地基土层强度增长系数，按表2.1-1取值。其余符号意义同前。地基土层强度增长系数

表2.1-1

土名描述泥炭在潮湿和缺氧条件下，由未充分分解的喜水植物遗体堆积而形成的泥沼覆盖层。呈纤维状，深褐色至黑色。有机质含量大于60%，含水量大于300％，孔隙比大于10。0.35泥炭质土喜水植物遗体大部分完全分解后形成的有臭味、呈黑泥状的细粒土。有机质含量在10％～60％之间(尚可细分为弱泥炭质土、中泥炭质土、强泥炭质土)，含水量不超过300％，孔隙比大于3。0.20有机质土在多水环境下由不同分解的植被植物所组成的细粒土，其中混有矿物颗粒。有机质含量在3％～10％之间，淤泥、淤泥质土属于此类。0.25粘质土塑性指数（76g锥）大于17的土。0.30粉质土塑性指数（76g锥）大于10，但小于或等于17的土。0.251.3采用简化Bishop法验算时，稳定安全系数计算式为：(2.1-3)式中：

——分别为地基土三轴试验测得的有效内聚力和有效内摩擦角；——分条的水平宽度，即——滑动面上的孔隙水压力。其余符号同前。

由于公式（2.1-3）右端中含有F，所以安全系数计算需要采用迭代法。1.4采用Janbu普遍条分法验算时，稳定安全系数计算式为：(2.1-4)

式中：——土条两侧边界上的剪力增量，可以根据土条两侧边界上法向力作用点位置的假定计算出来。其余符号同前。因为公式（2.1-4）右端中含有F，

简化Bishop法和Janbu普遍条分法都是较精确的计算方法，简布普遍条分法还常用于非圆弧滑动面的稳定验算。由于两种计算方法采用有效抗剪强度指标，取样试验的工作量比较大，设计中全部采用这种方法计算有一定困难，可以在路堤的重点部位有选择性地应用。计算过程中也含有F，所以安全系数计算需要采用迭代法。软土地基承载力案例1、TowerofPisa（意大利比萨斜塔）

这是举世闻名的建筑物倾斜的典型实例。该塔自1173年9月8日动工，至1178年在建至第4层中部，高度约29m时，因塔明显倾斜而停工。94年后，于1272年复工，经6年时间，建完第7层，高48m，再次停工中断82年。于1360年再复工，至1370年竣工，全塔共8层，高度为55m。

塔身呈圆筒形，1~6层由优质大理石砌成，顶部7~8层采用砖和轻石料。

1590年伽利略在此塔做落体实验，创建了物理学上著名的落体定律。斜塔成为世界上最珍贵的历史文物，吸引无数世界各地游客。全塔总重约145MN，基础底面平均压力约50kPa。地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层。目前塔向南倾斜，南北两端沉降差1.80m，塔顶离中心线已达5.27m，倾斜5.5°，成为危险建筑。1990年1月4日被封闭。除加固塔身外，用压重法和取土法进行地基处理。目前已向游人开放。Latitude:43.7167

Longitude:10.3833

ElevationofPiazza:About6ft,(2m)

FirstConstructionStop:1178(WarwithFirenze)

Leanobvious:1178(3rdStory:10.6m)

Level-TowerStraightenstoNorth:5(About110meters)

2ndConstructionStop:1185(WarwithFirenze)

LaterConstructionStop:1284(WarwithGenoa,MajorSeaBattleDefeat)

比萨斜塔纠偏

该谷仓平面呈矩形，南北向长59.44m，东西向宽23.47m，高31.00m，容积36368立方米，容仓为圆筒仓，每排13个圆仓，5排共计65个圆筒仓。谷仓基础为钢筋混凝土筏板基础，厚度61cm，埋深3.66m。谷仓于1911年动工，1913年完工，空仓自重20000T，相当于装满谷物后满载总重量的42.5%。

2、TransconaGrainElevation（加拿大特朗斯康谷仓）

1913年9月装谷物，10月17日当谷仓已装了31822谷物时，发现1小时内竖向沉降达30.5cm，结构物向西倾斜，并在24小时内谷仓倾斜，倾斜度离垂线达26°53ˊ，谷仓西端下沉7.32m，东端上抬1.52m，上部钢筋混凝土筒仓坚如磐石。

谷仓地基土事先未进行调查研究，据邻近结构物基槽开挖试验结果，计算地基承载力为352kPa，应用到此谷仓。1952年经勘察试验与计算，谷仓地基实际承载力为（193.8-276.6）kPa，远小于谷仓破坏时发生的压力329.4kPa，因此，谷仓地基因超载发生强度破坏而滑动。事后在下面做了七十多个支撑于基岩上的混凝土墩，使用388个50t千斤顶以及支撑系统，才把仓体逐渐纠正过来，但其位置比原来降低了４米。3、TowerofHuqiuinsuzhou(苏州虎丘塔)

位于苏州市虎丘公园山顶，落成于宋太祖建隆二年，（公元961年），距今已有1036年悠久历史。全塔7层，高47.5m。塔的平面呈八角形，由外壁、回廊与塔心三部分组成。塔身全部青砖砌筑，

80年代，塔身已向东北方向严重倾斜，不仅塔顶离中心线已达2.31m，而且底层塔身发生不少裂缝，东北方向为竖直裂缝，西南方向为水平裂缝。召开多次专家会议，采取在塔四周建造一圈桩排式地下连续墙并对塔周围与塔基进行钻孔注浆和树根桩加固塔身。软土地基变形计算软土地基变形计算规范公式天然地基：地基变形8.3.1天然地基最终沉降量可采用分层总和法按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的规定进行计算。8.3.2地基变形计算值不应大于现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007规定的地基变形允许值。计算地基变形时，应符合下列规定：…8.3.3当考虑应力历史对粘性土压缩性的影响时，尚需提供各土层的前期固结压力pc以及超固结比OCR、压缩指数Cc、回弹指数Cs的值。对正常固结土、超固结土、欠固结土分别按下列公式计算地基固结沉降量：软土地基变形案例

上海展览中心馆原称上海工业展览馆，位于上海市区延安中路北侧。展览馆中央大厅为框架结构，箱形基础，展览馆两翼采用条形基础。箱形基础为两层，埋深7.27m。箱基顶面至中央大厅顶部塔尖，总高96.63m。地基为高压缩性淤泥质软土。展览馆于1954年5月开工，当年底实测地基平均沉降量为60cm。1957年6月，中央大厅四周的沉降量最大达146.55cm，最小为122.8cm。到1979年，累计平均沉降量为160cm，从1957年至1979年共22年的沉降量仅20cm左右，不及1954年下半年沉降量的一半，说明沉降已趋向稳定。但由于地基严重下沉，不仅使散水倒坡，而且建筑物内外连接的水、暖、电管道断裂，都付出了相当的代价。1、上海展览中心馆墨西哥城某建筑，可清晰地看见其发生的沉降及不均匀沉降。该地基土层为深厚的湖相沉积层，天然含水量高达650％，液限500％，塑性指数350，孔隙比15，具有极高的压缩性。

地基处理桩基础：承载力10.2.1单桩承载力应通过单桩静载荷试验确定。当基础承受水平荷载控制时，尚应进行桩的水平载荷试验；当基础受上拔荷载时，应进行抗拔试验。单桩竖向极限承载力估算可根据地区经验按土的埋深和物理力学性质指标按附录E.0.1进行估算。当静力触探的测试深度满足桩基勘察深度要求时，应同时按静力触探测试参数进行估算；采用静力触探测试参数估算时，应结合本地区的经验进行；当无本地区经验时，可按附录E.0.2计算。有经验的地区尚可应用标准贯入的测试参数和土的试验指标综合确定单桩的竖向极限承载力；当无标准贯入的地区经验时，可按附录E.0.3进行估算。单桩竖向承载力特征值Ra可按下列公式确定：

Ra=Qu/K（10.2.1）式中：Ra——单桩竖向承载力特征值（KN）；

Qu——单桩竖向极限承载力（KN）；

K——安全系数，可取K=2。桩基础：承载力E.0.1按土的埋深和物理力学性质指标估算单桩竖向极限承载力根据土的埋深和物理力学性质指标确定的单桩竖向极限承载力计算的经验公式：

Quk=u∑qsiklί+qpkAp(Ｅ.0.1)式中qsik——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，可根据当地经验确定；qpk——极限端阻力标准值，可根据当地经验确定；Qu——单桩竖向极限承载力（kN）；u——桩身周长（m）；li——第i层土桩长（m）；AP——桩端面积（m2）。E.0.2静力触探试验成果估算单桩竖向极限承载力1）采用静力触探试验单桥Ps值可按下式估算预制桩单桩竖向极限承载力经验公式：

Qu=u∑qsiklί+αbPsbAP(Ｅ.0.2)式中：Qu——单桩竖向极限承载力（kN）；u——桩身周长（m）；qsik——用静力触探比贯入阻力PS估算的第i层土的桩间极限侧阻力（kPa），可按以下规定取值。αb——桩端阻力修正系数；Psb——桩端附近的静力触探比贯入阻力平均值。桩基础：变形10.2.2对以下建筑物的桩基应进行变形计算，并分析变形对建筑物的影响：

1地基基础设计等级为甲级的建