第8章地基承载力
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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p;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,载称为临塑荷载crp或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;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4/1大荷载称为极限荷载u 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,直线的或其它形状的。
试验研究表明,地基在极限荷载作用下发生剪切破坏的型式可分为整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲剪破坏三种(如图9-4)。
完整版)《建筑地基基础设计规范》上的建筑物,应按变形控制设计原则,满足使用功能要求。
第5章“地基基础设计的计算方法”之强制性条文:第5.2.1条:地基基础设计中,应根据地基土和岩石的性质和特点,选择合适的承载力计算方法和参数,确保设计的合理性和安全性。
第6章“地基基础设计的变形计算”之强制性条文:第6.2.1条:地基基础设计中,应根据地基土和岩石的变形特点,选择合适的变形计算方法和参数,确保设计的合理性和安全性。
第7章“地基基础设计的稳定性计算”之强制性条文:第7.2.1条:地基基础设计中,应根据地基土和岩石的稳定性特点,选择合适的稳定性计算方法和参数,确保设计的合理性和安全性。
第8章“地基基础设计的施工及验收”之强制性条文:第8.2.1条:地基基础施工前,应进行地基土和岩石的勘察和试验,确定地基的性质和特点,制定合理的施工方案和验收标准。
第9章“地基基础设计的监测与检测”之强制性条文:第9.2.1条:地基基础施工后,应进行地基的监测和检测,及时发现和解决地基问题,确保建筑物的安全和稳定。
第10章“特殊地基基础设计”之强制性条文:第10.2.1条:特殊地基基础设计中,应根据地基的特殊性质和特点,选择合适的设计方法和参数,确保设计的合理性和安全性。
新规范于2002年4月1日开始实施,取代了原规范(GBJ7-89)。
新规范共有27条强制性条文,分别分配在第3章至第10章中。
新规范明确了地基基础设计中承载力极限状态和正常使用极限状态的使用范围和计算方法,并强调按变形控制设计的原则,满足建筑物使用功能的要求。
同时,对岩石分类和地基土的冻胀分类进行了细化,并增加了有限压缩层地基变形和回弹变形计算方法、岩石边坡支护设计方法、复合地基设计方法、基坑工程设计方法、地基基础检测与监测内容。
取消了壳体基础设计的规定。
新规范第1.0.2条明确规定了地基基础设计必须坚持因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则,精心设计。
土是由完整坚固岩石答:强度低;压缩性大;透水性大。
)多相性3)成层性4)变异性【其自土的工程上常用不同粒径颗粒的相对含量来描述土的颗粒组成情况,这种指标称y与土粒粒径x的关系为y=0.5x,6,土体级配不好(填好、不好、一般)。
)土的密度测定方法:环刀法;2)土的含水量测定方法:=m/v;土粒密度sat=(mw+ms)/v;浮重;4.35g/ cm3。
1.塑限:粘性土2.液限:粘性土由可塑状态变化到流动状态的分界含水量,称为液限。
用“锥式液限仪”测定;3.塑性(1)粘性土受悬浮状态而失稳,则产生流沙现象;处理方法为采用人工降低地下水位的方法进行施工。
2.路堤两侧有水位差时可能产生管涌现象;原因是水在砂性土中渗流时,土中的一些细260 g,恰好成为液态时质量为m/s,则当2动水力答:其主要原因是,冻结时土中,水的因素,温度的因素第三章土中应力计算3)荷要来源于季节性冻土的冻融,影响因素如下:1.土的因素:土粒较细,亲水性强,毛细作用明显,水上升高度大、速度快,水分迁移阻力小,土体含水量增大,导致强度降低,路面松软、冒泥;2.水的因素:地下水位浅,水分补给充足,所以冻害严重,导致路面开裂;3.温度的因素。
冬季温度降低,土体冻胀,导致路面鼓包、开裂。
春季温度升高,。
2m,宽1m,自重5kN,上部载荷20kN,当载荷轴线与矩形中心重合1/12土土体中的总【】压缩试验过程:现场1.装置;2.实验方法:P1=const p1=rd s1;P2=const p2 s2;;3.加载及观测标准:(1)n>=8;(2)在每级荷载下定时观测下沉速率《=0.1mm\h(连续两个小时可以提高荷载级数)4.破坏标准:(1)承压板周围的土明显侧向挤出或产生裂缝(2)p-s曲线出现陡降(3)在某级荷载下,24小时内某沉降速率仍=0.08b(荷载板宽或直径),即静力法和动力法;前者采用静三轴仪,测得二是土的压缩特1.计算结果更精1.渗透系数2.压缩模量ES值3.时间4.渗流路径。
地基承载⼒特征值计算⽅法梳理地基承载⼒计算是地基计算中重要且最基本的⼯作,⼀直以来,不少设计⼈员只习惯于深宽修正的计算⽅法,对于地基承载⼒的概念以及各种计算⽅法认识不清。
故对于地基承载⼒的基本概念、地基设计的理念以及在地基设计过程中多种地基承载⼒计算⽅法及其综合应⽤,需要进⾏必要的梳理和说明。
1 地基承载⼒特征值的概念关于地基承载⼒的概念,应当从地基⼟和结构两个⽅⾯来认识。
“地基承受荷载的能⼒称为地基的承载⼒。
通常区分为两种承载⼒,⼀种称为极限承载⼒,它是指地基即将丧失稳定性时的承载⼒。
另⼀种称为容许承载⼒,它是指地基稳定有⾜够的安全度并且变形控制在建筑物容许范围内时的承载⼒”。
地基极限承载⼒不仅与地基⼟的性质有关,还与基础的形式、形状、埋置深度、宽度等有关。
“⽽容许承载⼒则还与建筑物的结构特性等因素有关”。
基础构建必须既要保证基底压⼒处于安全的应⼒⽔平,⼜要将沉降控制在容许的范围内。
2 地基承载⼒特征值与地基设计的关系基本建设程序是“先勘察、后设计、再施⼯”。
勘察单位的⼯作成果是岩⼟⼯程勘察报告(以前是⼯程地质勘察报告)。
设计单位依照勘察报告进⾏地基基础设计。
勘察报告的地基评价内容包括地基承载⼒,这是设计⼈员最为关⼼的。
以天然地基上的浅基础为例,得到勘察报告当中的地基承载⼒建议值,经过计算就能得出深宽修正后的地基承载⼒fa值,据此就可以设计基础尺⼨并展开基础设计的后续⼯作。
在这⼀设计流程当中,存在着某些不正确的倾向,有的设计⼈员认为勘察报告建议值可以放⼼⼤胆采⽤,反正出了问题是勘察单位负责。
对于勘察报告给出的包括地基承载⼒建议值在内的岩⼟设计参数,应当加以正确理解与使⽤,需要有⼀个再分析的过程,这个过程其实也是地基设计的⼀个过程。
可以看出,前述的设计流程看似顺理成章,其实不然,主要的问题就在于容易忽视重要环节——地基设计。
地基评价和地基计算都属于地基设计的范畴。
正如⼯程勘察⼤师顾宝和先⽣所指出的“地基承载⼒的建议值⽬前虽然⼀般由勘察报告提出,但不同于岩⼟特性指标,本质是地基基础的设计。