第6章复合地基基本理论
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《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)前言本规范是根据建设部建标[1997]108 号文的要求,由中国建筑科学研究院会同有关的设计、勘察、施工、研究和教学单位对《建筑地基基础设计规范》GBJ7—89 进行修订而成。
修订过程中,开展了专题研究,调查总结了近年来国内地基基础工程的工程实践经验,采纳了该领域新的科研成果,并以各种方式在全国范围内广泛征求了有关设计、勘察、施工、科研。
教学单位的意见,经反复讨论、修改和试设计,最后经审查定稿。
本次修订后共有10 章22 个附录。
主要修订内容是: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;强调按变形控制设计的原则,满足建筑物使用功能的要求;细化岩石分类和地基土的冻胀分类;增加有限压缩层地基变形和回弹变形计算方法;增加岩石边坡支护设计方法;增加复合地基设计方法;增加高层建筑筏形基础设计方法;增加桩基础沉降计算方法;增加基坑工程设计方法;增加地基基础检测与监测内容。
取消了壳体基础设计的规定。
本规范将来可能需要进行局部修订,有关局部修订的信息和条文内容将刊登在《工程建设标准化》杂志上。
本规范以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
本规范的具体解释由中国建筑科学研究院地基基础研究所负责。
在执行过程中,请各单位结合工程实践,认真总结经验,并将意见和建议寄交北京市北三环东路30号中国建筑科学研究院国家标准《建筑地基基础设计规范》管理组(邮编:100013,E-mail:tyjcabr@)。
本规范的主编单位:中国建筑科学研究院参编单位:北京市勘察设计研究院,建设部综合勘察设计研究院,北京市建筑设计研究院,建设部建筑设计院,上海建筑设计研究院,广西建筑综合设计研究院,云南省设计院,辽宁省建筑设计研究院,中南建筑设计院,湖北省建筑科学研究院,福建省建筑科学研究院,陕西省建筑科学研究院,甘肃省建筑科学研究院,广州市建筑科学研究院,四川省建筑科学研究院,黑龙江省寒地建研院,天津大学,同济大学,浙江大学,重庆建筑大学,太原理工大学,广东省基础工程公司。
复合地基的复合模量计算公式复合地基是由多个不同材料层堆积而成的地基结构,它的复合模量计算公式可以通过线性叠加原理求得。
线性叠加原理即是将每一层材料的模量相加得到整个结构的复合模量。
复合地基结构一般由三个主要部分组成:表层(如草坪或沥青层)、内部层(如软土或粉土)和基岩层(如岩石或黏土)。
为了方便计算,我们将每一层进行划分,并假设每个小区域的面积为dA。
根据线性叠加原理,一般情况下,各层材料的应力和应变分布是不均匀的。
但若假设各层材料在垂直方向上的应变分布均为线性,则可以得到复合地基的复合模量计算公式如下:1. 将地基划分为多个小区域,假设每个小区域的厚度为dz。
2.假设地基结构的压应力为σ,即在垂直方向上的力除以面积。
则每个小区域的受力为F=σdA。
3. 假设各层材料的垂直方向的应变为ε,则可以得到每个小区域的弹性应变能为U = 0.5 F ε dz。
4.将地基划分的小区域通过累加的方式计算出整个结构的弹性应变能,即可得到整个结构的复合模量。
具体计算过程如下:1.首先,需要给定各层材料的模量E和厚度h。
2.将各层材料的垂直方向上的应变表示为εi,则可以得到各层材料的应变能为Ui=0.5Eiεi。
3.对于每个小区域,假设每层材料的应变εi都相同,则可以得到每个小区域的应变能和为U=ΣUi。
4.将每个小区域的应变能累加起来,即可得到整个结构的应变能和。
即整个结构的复合模量E’为:1/E’=Σ(h/Ei)其中,Σ表示求和,E’表示整个结构的复合模量。
需要注意的是,以上计算公式假设各层材料的应变分布是线性的,即假设各层材料的厚度很小,可以忽略不计。
此外,该公式也假设各层材料之间没有相互阻碍应力传递,即各层材料之间是完全分离的。
总结起来,复合地基的复合模量计算公式是通过线性叠加原理和假设各层材料的应变分布是线性的得到的。
通过将每个小区域的应变能进行累加,可以得到整个结构的复合模量。
这个公式的计算过程相对简单,但需要给定各层材料的模量和厚度作为输入参数,且需要满足上述的假设条件。
双层地基复合地基
定的要求。
•如均质的天然地基采用排水固结法形成的人工地基。
当处理范围比荷载作用面积较大时,可归属于双层地基。
•上部结构的荷载由基体和增强体共同承担。
均质、双层、水平、竖向
•竖向增强体习惯上称为桩,有时也称为柱,竖向增强体复合地基通常称为桩体复合地基。
复合地基。
•散体材料桩只有依靠周围土体的围箍作用才能形成桩体。
相对应于散体材料桩,柔性桩和刚性桩也称为粘结材料桩,或半刚性桩和刚性桩。
•前一特征使复合地基有别于均质地基,后一特征使复合地基有别于桩基,
内。
③由于复合地基的理论的最基本假定为桩与桩周土的协调
变形。
为此,从理论而言,复合地基中也不存在类似桩基中的群桩效应。
地基,起到类似垫层的换土、均匀地基应力和增大应力扩散角作用。
力。
•竖向•水平向•斜向
•⑤两种以上竖向增强体(多元复合地基);•⑥水平向和竖向增强体(柱网复合地基)
•(4)增强体长度:
•①等长度;
•②不等长度(长短桩复合地基)
•在进行复合地基设计时一定要因地制宜,不能盲目套用一般理论,应该以一般理论作指导,结合具体工程进行精心设计。
e
m A =
•实际工程中,即使是单一桩型的复合地基,由于
桩处在基础下的部位不同或桩距不同,桩土应力比也不同。
将基础下桩的平均桩顶应力与桩间土平均应力之比定义为平均桩土应力比。
p
s n σσ=
•面积置换率越小,桩土应力比就越大。
复合地基承压板面积置换率好吧,今天咱们聊聊一个听起来有点高大上的话题——复合地基承压板面积置换率。
你别看这个名字复杂,其实简单得很,关键是你得看清楚它背后的意思。
就像咱们平时说的“地基承载力”,其实就是地面能承受多少压力、多少重量,地基的好坏直接决定了上面建筑物的稳不稳、结不结实。
可是,地面上的土壤呀、岩石呀,能撑起的重量有限,万一设计得不合理,房子一垮,那可真是“人财两空”。
说起复合地基,大家可能会有点迷糊。
简单来说,复合地基就是通过一些办法,让地基承载力变得更强,避免咱们的建筑物下沉、变形。
就拿咱们的鞋子来说,有的鞋底软,有的硬,硬的就能踩得更稳;软的呢,踩久了脚疼。
所以,复合地基就是在各种地面土壤条件下,通过添加一些像石子、沙子、水泥、钢筋这类材料,来加固地基,提供更强的支撑力。
啥是承压板面积置换率呢?想象一下,你拿一个大板子,压在土上,这个板子就代表承压板。
而面积置换率,就是看这块承压板的面积,在地基上能替换多少土壤面积。
简单说,就是这块承压板多大,能有效替换土壤的面积有多少。
你可以把它想成是“土壤的老板”,它用一个更强有力的板子来替代那些土壤,保证地面上的压力分布更均匀。
面积置换率越大,表示用承压板替代了更多的软弱土壤,整体地基就越稳。
别看这个数字简单,背后可是大有文章。
想象一下,咱们在沙滩上走,脚一踩下去,沙子一下就陷进去,走得可不稳。
但是,如果沙滩上铺上了一块大板子,踩上去就很稳了。
这不就是复合地基承压板面积置换率的实际应用吗?它让地基承载力提高,同时也能减少土壤的沉降。
你看,承压板面积置换率高,土壤承受的压力分布就均匀了,建筑物自然就更加安全、稳固。
不过,要想计算这个面积置换率,可不是一件轻松的事儿。
它不仅仅是看板子多大,还得看土壤的特性、材料的种类,甚至是深度、厚度,所有这些都得考虑进去。
就像烤个蛋糕一样,材料搭配得当,蛋糕松软香甜,搭配不当,蛋糕一塌糊涂。
地基也是这样,不能单纯看承压板的大小,得看土壤的质量,材料的配比,这才能达到最佳的效果。