地基承载力讲座

地基承载力§9.1概述§9.2浅基础的地基破坏模式§9.3地基临界荷载§9.4地基极限承载力§9.5地基容许承载力和地基承载力特征值主要内容掌握地基的承载规律、发挥地基的承载能力、合理确定地基承载力，地基不致因荷载作用而发生剪切破坏或产生变形过大而影响建筑物的正常使用，根据临塑荷载和临界荷载确定地基承载力；熟悉理论 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 法和载荷试验法确定地基容许承载力和地基承载力特征值；了解 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 表格法和当地 经验 班主任工作经验交流宣传工作经验交流材料优秀班主任经验交流小学课改经验典型材料房地产总经理管理经验 法确定地基承载力的概念大纲要求§9.1概述一、地基承载力概念建筑物荷载通过基础作用于地基，对地基提出两个方面的要求：1.变形要求建筑物基础在荷载作用下产生最大沉降量或沉降差，应该在该建筑物所允许的范围内2.稳定要求建筑物的基底压力，应该在地基所允许的承载能力之内。地基承载力：地基所能承受荷载的能力地基设计一般都限制在基底压力不超过基础深宽修正后的地基容许承载力或地基承载力特征值（设计值）二、确定地基承载力的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 原位试验法理论公式法规范表格法：根据室内试验、现场测试指标查表当地经验法：类比方法载荷试验静力触探 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 贯入旁压试验临塑荷载计算临界荷载计算极限荷载一、地基的三种破坏模式1.整体剪切破坏a.p-s曲线上有两个明显的转折点，可区分地基变形的三个阶段b.地基内产生塑性变形区，随着荷载增加塑性变形区发展成连续的滑动面c.荷载达到极限荷载后，基础急剧下沉，并可能向一侧倾斜，基础两侧地面明显隆起§9.2浅基础的地基破坏模式2.局部剪切破坏a.p-s曲线转折点不明显，没有明显的直线段b.塑性变形区不延伸到地面，限制在地基内部某一区域内c.荷载达到极限荷载后，基础两侧地面微微隆起3.冲剪破坏b.地基不出现明显连续滑动面c.荷载达到极限荷载后，基础两侧地面不隆起，而是下陷a.p-s曲线没有明显的转折点二、破坏模式的影响因素和判别主要影响因数：1、土的条件：如种类、密度、含水率、压缩性、抗剪强度如，土的压缩性低、土体相对较密实——整体剪切破坏；土的压缩性高、土体较疏松——冲切剪切破坏；2、基础条件：形式、埋深、尺寸如，埋深大——易发生冲切剪切破坏3、其他条件：如，正常固结粘土，加荷时不发生体积变化——整体剪切破坏；加荷慢，发生体积变化——冲剪破坏；受瞬时冲击荷载——冲剪破坏一、地基变形的三个阶段a.线性变形阶段(压缩阶段）塑性变形区连续滑动面oa段，荷载小，主要产生压缩变形，荷载与沉降关系接近于直线，土中τ＜τf,地基处于弹性平衡状态b.弹塑性变形阶段（剪切阶段）ab段，荷载增加，荷载与沉降关系呈曲线，地基中局部产生剪切破坏，出现塑性变形区c.破坏阶段（隆起阶段）bc段，塑性区扩大，发展成连续滑动面，荷载增加，沉降急剧变化§9.3地基临界荷载地基开始出现剪切破坏（即弹性变形阶段转变为弹塑性变形阶段）时，地基所承受的基底压力称为临塑荷载pcr地基濒临破坏（即弹塑性变形阶段转变为破坏阶段）时，地基所承受的基底压力称为极限荷载pu1、塑性区的发展范围根据弹性理论，均质地基中任意点由条形均布压力所引起的附加大、小主应力假定在极限平衡区土的静止侧压力系数K0=1，M点土的自重应力所引起的大小主应力均为d＋zM点达到极限平衡状态，大、小主应力满足极限平衡条件二、塑性变形区边界方程2、塑性区边界方程3、塑性区最大深度zmax9.3.2临塑荷载pcr和临界荷载1、临塑荷载Pcr——当zmax＝0，即刚出现塑性变形区时，地基所能承受的基底压力=Nc=NqNc、Nq为承载力系数，均为的函数以临塑荷载pcr作为地基容许承载力，取值偏于保守2、临界荷载——塑性区开展深度在某一范围内所对应的荷载,即容许地基产生一定塑性变形区所对应的荷载中心荷载偏心荷载1）P1/4——Zmax=b/4时对应的临界荷载2）P1/3——Zmax=b/3时对应的临界荷载式中，Nc、Nq、N1/4、N1/3为承载力系数，均为的函数，可以计算得，也可查表得。Nc、Nq与临塑荷载计算式中的一致。临界荷载由三部分组成地基土黏聚力的影响；基础埋深的影响，表现为超载的影响；地基土重度和基础宽度的影响；临塑荷载和临界荷载公式是在条形基础情况下导得的，对于矩形或圆形基础，其结果偏于安全。注意重度的取值：第二部分超载q中的用基础面以上的重度值，第三部分中与基础宽度有关的地基土中的重度用基础面以下的重度值。水下用浮重度。三、例题分析【例】某条基，底宽b=1.5m，埋深d=2m，地基土的重度＝19kN/m3，饱和土的重度sat＝21kN/m3,抗剪强度指标为=20°，c=20kPa,求(1)该地基承载力p1/4,(2)若地下水位上升至地表下1.5m，承载力有何变化【解答】(1)(2)地下水位上升时，地下水位以下土的重度用有效重度说明：当地下水位上升时，地基的承载力将降低§9.4地基极限承载力9.4.1普朗德尔和赖斯纳极限承载力理论1920年，普朗特尔根据塑性理论，在研究刚性物体压入均匀、各向同性、较软的无重量介质时，导出达到破坏时的滑动面形状及极限承载力公式Ⅰ将无限长，底面光滑的荷载板置于无质量的土(＝0)的表面上，荷载板下土体处于塑性平衡状态时，塑性区分成五个区Ⅰ区：主动朗肯区，1竖直向，破裂面与水平面成45o＋/2Ⅱ区：普朗德尔区，边界是对数螺旋线Ⅲ区：被动朗肯区，1水平向，破裂面与水平面成45o－/2普朗德尔理论的极限承载力理论解式中：承载力系数当基础有埋深d时，根据赖斯纳：式中：承载力系数没考虑土重和基础埋深范围内土抗剪强度的影响。基础有埋深时赖斯纳解9.4.2太沙基极限承载力理论1）地基土有重量，Ⅰ区：弹性压密区(弹性核)Ⅱ区：普朗特尔区，边界是对数螺线Ⅲ区：被动朗肯区，1水平向，破裂面与水平面成45o－/2一、基本假设2）底面粗糙，基底与土之间有较大的摩擦力，能阻止基底土发生剪切位移，基底以下土不会发生破坏，处于弹性平衡状态；3）不考虑基底以上填土的抗剪强度，把它看成作用在基底水平面上的超载；4）地基发生整体剪切破坏5）滑动面如图所示二、太沙基理论的极限承载力理论解Nr、Nq、Nc均为承载力系数，均与有关，可根据9-14、9-15、9-16式计算得，可以根据相关曲线得到，如图9-10基底完全粗糙上式适用于条形基础整体剪切破坏情况，对于局部剪切破坏，将c和tan均降低1/3三、局部剪切破坏时地基极限承载力Nr、Nq、Nc为局部剪切破坏时承载力系数，也可以根据相关曲线得到；查表时，用查Nr、Nq、Nc线也可用查Nr、Nq、Nc线。其中求：0是基础底面以上的土的重度，q=0d是基础底面以下的土的重度，四、方形和圆形基础1、方形基础2、圆形基础（半径为b)太沙基提出采用经验系数修正后的公式整体剪切破坏局部剪切破坏整体剪切破坏局部剪切破坏3、矩形基础，可按b/L值在条形基础和方形基础的计算极限承载力之间用插值法求得。9.4.3汉森极限承载力对于均质地基、基础底面完全光滑，受偏心倾斜荷载作用式中：汉森公式:Sr、Sq、Sc——基础的形状系数ir、iq、ic——荷载倾斜系数dr、dq、dc——深度修正系数gr、gq、gc——地面倾斜系数br、bq、bc——基底倾斜系数Nr、Nq、Nc——承载力系数说明：相关系数均可以有相关公式进行计算或查表9-1—表9-89.4.4极限承载力公式的比较（略）§9.5地基容许承载力和地基承载力特征值通常进行地基计算时，首先应限制基底压力小于等于基础深宽修正后的地基容许承载力或地基承载力特征值，以便确定基础或路基的埋置深度，然后验算地基变形，必要时验算地基稳定性。1、地基容许承载力——在保证地基稳定的条件下，建筑物基础或土工建筑物路基的沉降量不超过容许值的地基承载力。它相当于地基极限承载力除以一个安全系数k。一、基本概念及原则2、地基承载力特征值——指地基有保证可靠度的承载能力。在建筑规范中，定义为由载荷试验测定的地基土的压力—变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。3、修正后的地基容许承载力和地基承载力特征值fa——指所确定的承载力包含了基础埋深和宽度两个因数1）理论公式法可直接确定修正后的地基容许承载力和地基承载力特征值fa地基容许承载力将选取=Pcr、P1/4、P1/3或Pu/k2）原位试验法和规范表格法：先求得地基承载力基本值0，再经过深宽修正，求得修正后的容许承载力；或先求得承载力特征值fak，再经过深宽修正，得出修正后的地基承载力特征值fa二、按《地基规范》确定地基承载力1、按抗剪强度指标确定地基承载力1）抗剪强度指标标准值ck、ka.根据室内n组三轴试验结果，计算土性指标的平均值、标准差和变异系数平均值标准差变异系数b.计算内摩擦角和粘聚力的统计修正系数ψφ、ψcc.计算内摩擦角和粘聚力的标准值2）确定地基承载力特征值当偏心距e≤0.033b，根据土的抗剪强度指标确定地基承载力fa——由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2、由载荷试验或其它原位测试、经验值等方法确定地基承载力2）《规范》规定：当b＞3m或d＞0.5m，地基承载力特征值应该进行修正fa——修正后的地基承载力特征值fak——地基承载力特征值，可由载荷试验或其它原位测试、公式计算、并结合工程实践经验等方法综合确定ηb、ηd——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数（可查表）1）先确定地基承载力特征值按原位测试成果确定地基承载力一、载荷试验法由拐点得地基极限承载力pu，除以安全系数Fs得容许承载力[p]p-s曲线确定地基承载力特征值:1.p-s曲线有明确的比例界限时，取比例界限所对应的荷载值2.极限荷载能确定，且值小于对应比例界限的荷载值的2倍时，取极限荷载值的一半3.不能按上述两点确定时，取s/b=0.01～0.015对应荷载值；但值不应大于最大加载量的一半二、静力触探试验法QfQc用静压力将装有探头的触探器压入土中，通过压力传感器及电阻应变仪测出土层对探头的贯入阻力。探头贯入阻力的大小直接反映了土的强度的大小，把贯入阻力与荷载试验所得到的地基容许承载力建立相关关系，从而即可按照实测的贯入阻力确定地基的容许承载力值。还可以把土的贯入阻力与土的变形模量及压缩模量建立相关关系，从而可以确定变形模量和压缩模量方法介绍：探头阻力Q可分为两个部分1.锥头阻力Qc2.侧壁摩阻力Qf比贯入阻力：探头单位截面积的阻力三、标准贯入试验法试验时，先行钻孔，再把上端接有钻杆的标准贯入器放至孔底，然后用质量为63.5kg的锤，以76cm的高度自由下落将贯入器先击入土中15cm，然后测继续打30cm的所需要锤击数，该击数称为标准贯入击数方法介绍：建立标准贯入击数与地基承载力之间的对应关系，可以得到相应标准贯入击数下的地基承载力