基础工程地基承载力及确定
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建筑地基基础工程施工质量验收规范之地基承载力标准验收
地基承载力是指地基土或岩石的承载能力,它是建筑物稳定性和安全性的基础。在建筑地基基础工程中,地基承载力的验收标准是保障建筑物稳定性和安全性的关键因素之一。本文将从地基承载力验收标准的制定、验收方法及验收时的注意事项等方面进行论述。
一、地基承载力验收标准的制定
地基承载力验收标准的制定需要根据相关技术规范和标准进行。一般来说,地基承载力验收标准包括以下几个方面的考虑:
1. 地基承载力的设计要求:根据不同的建筑物类型和使用要求,确定地基承载力的设计要求,包括可允许的沉降限值、设置地基加固措施的要求等。
2. 地质情况和地基土特性:通过地质勘探和土壤力学测试,了解地质情况和地基土的特性,确定地基承载力验收标准的具体要求。
3. 工程尺寸和荷载要求:根据工程的规模和设计荷载,确定地基承载力验收标准中的具体数值要求。
二、地基承载力验收方法
地基承载力验收方法根据工程的具体情况和建设标准的要求,可以采用以下几种方法进行: 1. 原样取样法:在施工现场选取一定数量的地基样品,经过室内试验分析,得出地基土的承载力参数,与设计要求进行对比验收。
2. 现场试验法:在施工现场进行地基承载力试验,如静载试验、动力触探试验等,通过测试数据的分析,得出地基承载力参数,与设计要求进行对比验收。
3. 理论计算法:根据地基土的物理力学性质和工程参数,进行理论计算,得出地基承载力参数,并与设计要求进行对比验收。
三、地基承载力验收时的注意事项
在进行地基承载力验收时,需要注意以下几个方面的问题:
1. 试验数据的准确性:采取合适的试验方法和设备,确保试验数据的准确性和可靠性,并避免人为因素对验收结果的影响。
2. 验收标准的合理性:验收标准应符合相关技术规范和标准的要求,并且与工程的实际情况相匹配,确保建筑物的结构稳定和安全。
3. 监督和管理的重要性:建立完善的验收制度和管理体系,加强对地基承载力验收工作的监督和管理,确保施工质量的控制和管理。
第9章 地基承载力理论
9.1 概述
地基承载力是指地基土单位面积上承受荷载的能力。建筑物因地基问题引起的破坏,一
般有两种可能:一种是由于建筑物基础在荷载作用下产生过大的变形或不均匀沉降,从而导
致建筑物严重下沉、倾斜或挠屈,上部结构开裂,建筑功能变坏;另一种是由于建筑物的荷
重过大,超过地基的承载能力,而使地基产生剪切破坏或丧失稳定性。在建筑工程设计中,
必须使建筑物基础底面压力不超过规定的地基承载力,以保证地基土不致产生剪切破坏即丧
失稳定性;同时也要使建筑物不会产生不容许的沉降和沉降差,以满足建筑物正常的使用要
求。确定地基承载力是工程实践中迫切需要解决的基本问题之一,也是土力学研究的主要课
题。
目前,确定地基承载力的方法主要有载荷试验法或其它原位测试法、理论公式法。
本章将主要讨论地基承载力的理论分析方法、计算公式和影响因素。地基承载力理论是
根据土的强度理论—极限平衡理论而建立的。依据塑性变形区(即极限平衡区,简称塑性区)
发展的不同阶段,提出了临塑荷载、临界荷载(界限荷载)和极限荷载的概念,并建立相应
的计算公式。 图9-1载荷试验
1 —承压板; 2 —千斤顶; 3 —百分表 4 —钢架;5 —枕木垛;6 —荷载;7—支柱
当基础底面以下的地基土中将要出现而尚未出现塑性变形区时,地基所能承受的最大荷
载称为临塑荷载crp;当地基土中的塑性变形区发展到某一阶段,即塑性区达到某一深度,
通常为相当于基础宽度的1/3或1/4时,地基土所能承受的最大荷载称为临界荷载3/1p或
4/1p;当地基土中的塑性变形区充分发展并形成连续贯通的滑动面时,地基土所能承受的最
大荷载称为极限荷载up。 124
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图9-2载荷试验p
9.2 地基的破坏型式
建筑物因地基承载力不足而引起的破坏,通常是由于基础下地基土剪切破坏所造成的。
图9-3表示地基承载力破坏是由于在整个滑动面上剪应力达到土的抗剪强度而使地基失去
稳定。土中的剪应力是由于地表局部荷载引起的。地基破坏时的滑动面可以是圆弧形的,直
地基承载力特征值、标准值、基本值、设计值
1、地基极限承载力:使地基土发生剪切破坏而即将失去整体稳定性时相应的最小基础地面压力。(《工程地质手册》(第四版)P384)
2、地基容许承载力:要求作用在基底的压应力不超过地基的极限承载力,并且有足够的安全度,而且所引起的变形不能超过建筑物的容许变形,满足以上两项要求,地基单位面积上所能承受的荷载就定义为地基的容许承载力。(《工程地质手册》(第四版)P384)
2、地基容许承载力:在确保地基不产生剪切破坏而失稳,同时又保证建筑物的沉降量不超过容许值的条件下,地基单位面积上所能承受的最大压力。(《公路工程地质勘察规范》JTGC20-2011)
3、地基承载力基本容许值:基础短边宽度不大于2.0m,埋置深度不大于3.0m时的地基容许承载力。(《公路工程地质勘察规范》JTGC20-2011)
4、地基承载力特征值(fak):由载荷试验测定的地基土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。可由载荷试验或其他原位测试、公式计算,并结合工程实践经验等方法综合确定。(《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011) 5、修正后的地基承载力特征值(fa):当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时,应对地基承载力特征值(fak)进行修正,见(《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011,P22 5.2.4)
6、地基承载力基本值(f0):按有关规范规定的一定的基础宽度和埋置深度条件下的地基承载能力,按有关规范查表确定。(《建筑地基基础设计规范》GBJ7-89)
7、地基承载力标准值(fk):按有关规范规定的标准方法试验并经统计处理后的承载力值。(《建筑地基基础设计规范》GBJ7-89)
7、地基承载力标准值(fka):在测试、试验的基础上,对应荷载效应为标准组合并按照变形控制的地基设计原则所确定的地基承载力值。(《北京地区建筑地基基础勘察设计规范DBJ11-501-2009)
.................
................. 地基承载力特征值、地基承载力设计值、地基承载力标准值关系
一、原因
与钢、混凝土、砌体等材料相比,土属于大变形材料,当荷载增加时,随着地基变形的相应增长,地基承载力也在逐渐加在,很难界定出下一个真正的“极限值”,而根据现有的理论及经验的承载力计算公式,可以得出不同的值。因此,地基极限承载力的确定,实际上没有一个通用的界定标准,也没有一个适用于一切土类的计算公式,主要依赖根据工程经验所定下的界限和相应的安全系数加以调整,考虑一个满足工程的要求的地基承载力值。它不仅与土质、土层埋藏顺序有关,而且与基础底面的形状、大小、埋深、上部结构对变形的适应程度、地
水位的升降、地区经验的差别等等有关,不能作为土的工程特性指标。
另一方面,建筑物的正常使用应满足其功能要求,常常是承载力还有潜力可挖,而变形已达到可超过正常使用的限值,也就是变表控制了承载力。
因此,根据传统习惯,地基设计所用的承载力通常是在保证地基稳定的前提下,使建筑物的变形不超过其允许值的地基承载力,即允诺承载力,其安全系
已包括在内。无论对于天然地基或桩基础的设计,原则均是如此。
随着《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)施行,要求抗力计算按承载能力极限状态,采用相应于极限值的“标准值”,并将过去的总安全系数一分为二,由荷载分项系数和抗力分项系数分担,这给传统上根据经验积累、采用允许值的地基设计带来了困扰。
《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)以承力的允许值作为标准值,以深宽修正后的承载力值作为设计值,引起的问题是,抗力的设计值大于标准值,与《建筑可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)规定不符,因此本次规范进行了修订。
二、对策
《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)鉴于地基设计的特殊性,将上一版“应遵守本标准的规定”修改为“宜遵守本标准规定的原则”,并加强了正常使用极限状态的研究。而《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)也完善了正常使用极限状态的表达式,认可了地基设计中承载力计算可采用正常使用极限状态荷载效应标准组合。