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基础承载力规范篇一：地基承载力规范及方法1简介地基承载力：地基满足变形和强度的条件下，单位面积所受力的最大荷载。
2概述地基承载力（subgrade bearing capacity）是指地基承担荷载的能力。
在荷载作用下，地基要产生变形。
随着荷载的增大，地基变形逐渐增大，初始阶段地基土中应力处在弹性平衡状态，具有安全承载能力。
当荷载增大到地基中开始出现某点或小区域内各点在其某一方向平面上的剪应力达到土的抗剪强度时，该点或小区域内各点就发生剪切破坏而处在极限平衡状态，土中应力将发生重分布。
这种小范围的剪切破坏区，称为塑性区（plastic zone）。
地基小范围的极限平衡状态大都可以恢复到弹性平衡状态，地基尚能趋于稳定，仍具有安全的承载能力。
但此时地基变形稍大，必须验算变形的计算值不允许超过允许值。
当荷载继续增大，地基出现较大范围的塑性区时，将显示地基承载力不足而失去稳定。
此时地基达到极限承载力。
3确定方法（1）原位试验法（in-situ testing method）：是一种通过现场直接试验确定承载力的方法。
包括（静）载荷试验、静力触探试验、标准贯入试验、旁压试验等，其中以载荷试验法为最可靠的基本的原位测试法。
（2）理论公式法（theoretical equation method）：是根据土的抗剪强度指标计算的理论公式确定承载力的方法。
（3）规范表格法（code table method）：是根据室内试验指标、现场测试指标或野外鉴别指标，通过查规范所列表格得到承载力的方法。
规范不同（包括不同部门、不同行业、不同地区的规范），其承载力不会完全相同，应用时需注意各自的使用条件。
（4）当地经验法（local empirical method）：是一种基于地区的使用经验，进行类比判断确定承载力的方法，它是一种宏观辅助方法。
4注意问题定义（1）地基承载力：地基所能承受荷载的能力。
（2）地基容许承载力：保证满足地基稳定性的要求与地基变形不超过允许值，地基单位面积上所能承受的荷载。
第十章地基承载力定地基承载力的理论公式、地基承载力设计值的确定和影响地基承载力的因素，要求掌握地基承载力的确定与计算，并从这些计算公式中了解影响地基承载力的因素。
第一节概述地基随建筑物荷载的作用后，内部应力发生变化，表现在两方面：一种是由于地基土在建筑物荷载作用下产生压缩变形，引起基础过大的沉降量或沉降差，使上部结构倾斜，造成建筑物沉降；另一种是由于建筑物的荷载过大，超过了基础下持力层土所能承受荷载的能力而使地基产生滑动破坏。
因此在设计建筑物基础时，必须满足下列条件：地基：强度——承载力——容许承载力变形——变形量（沉降量）——容许沉降量一、几个名词1、地基承载力：指地基土单位面积上所能随荷载的能力。
地基承载力问题属于地基的强度和稳定问题。
2、容许承载力：指同时兼顾地基强度、稳定性和变形要求这两个条件时的承载力。
它是一个变量，是和建筑物允许变形值密切联系在一起。
3、地基承载力标准值：是根据野外鉴别结果确定的承载力值。
包括：标贯试验、静力触探、旁压及其它原位测试得到的值。
4、地基承载力基本值：是根据室内物理、力学指标平均值，查表确定的承载力值，包括载荷试验得到的值）。
通常0f f f k ψ=5、极限承载力：指地基即将丧失稳定性时的承载力。
二、地基承载力确定的途径 目前确定方法有：1．根据原位试验确定：载荷试验、标准贯入、静力触探等。
每种试验都有一定的适用条件。
2．根据地基承载力的理论公式确定。
3．根据《建筑地基基础设计规范》确定。
根据大量测试资料和建筑经验，通过统计分析，总结出各种类型的土在某种条件下的容许承载力，查表。
一般：一级建筑物：载荷试验，理论公式及原位测试确定f ；二级建筑物：规范查出，原位测试；尚应结合理论公式； 三级建筑物：邻近建筑经验。
三、确定地基承载力应考虑的因素地基承载力不仅决定于地基的性质，还受到以下影响因素的制约。
1．基础形状的影响：在用极限荷载理论公式计算地基承载力时是按条形基础考虑的，对于非条形基础应考虑形状不同地基承载的影响。
课程辅导 >>> 第六章、天然地基承载力
第六章天然地基承载力
一、内容简介
地基承受荷载的能力称为地基承载力。
本章中首先将介绍地基临塑压力、地基极限承载力的理论计算方法，然后介绍《铁路桥涵地基和基础设计规范》及《建筑地基基础设计规范》中计算地基承载力的经验公式。
二、基本内容和要求
1 ．基本内容
（ 1 ）地基承载力；
（ 2 ）浅基础地基的破坏形态；
（ 3 ）浅基础地基的临塑压力及塑性区的确定；
（ 4 ）浅基础地基极限承载力荷载的近似解（ Prandtl — Vesic 计算方法）；
（５）按规范确定地基承载力；
（６）原位试验确定地基承载力。
2 ．基本要求
★ 概念及基本原理
【掌握】地基承载力；临塑荷载（压力）；极限荷载；极限承载力；容许承载力；基本容许承载力；地基承载力特征值、修正后的地基承载力特征值
【理解】整体剪切破坏；局部剪切破坏；冲切破坏； Prandtl — Vesic 公式的计算模型；
★ 计算理论及计算方法
【掌握】用 Prandtl — Vesic 公式计算地基极限承载力；按《铁路桥梁涵洞设计规范》及《地基基础设计规范》计算地基极限承载力
【理解】临塑压力及塑性区最大深度的推导及计算
★ 试验
【理解】荷载试验确定地基承载力；旁压试验确定承载力
三、重点内容介绍
1 ．地基承载力的基本概念
地基承载力：地基承受荷载的能力。
极限承载力：地基破坏时所对应的基底压力。
容许承载力：保证地基不发生破坏（不产生过大沉降）留有一定安全储备时所允许的最大基底压力。
确定地基容许承载力的方法大致可归纳如下：
（ 1 ）按控制地基中塑性区开展深度的方法。
（ 2 ）按理论公式推求地基的极限荷载p k 再除以安全系数的方法。
（ 3 ）按规范提供的经验公式确定地基的容许承载力。
（ 4 ）按原位测试的方法确定地基的容许承载力。
2 ．地基的破坏形态
如图 6-1 所示，地基破坏有以下三种形式：
图 6-1 地基破坏形式
（ 1 ）整体剪切破坏
破坏特征：地基中有完整的滑动面，滑动面延伸到地表，地表有隆起。
p - S 曲线：当荷载小于时，地基中的土体处于弹性状态，沉降与荷载之间呈线性关系，称
为临塑荷载；荷载继续增大，地基中出现塑性破坏区，p - S 曲线开始弯曲，至时地基破坏，p
- S 曲线急剧下降，称为极限荷载。
破坏发生条件：地基为密实的砂土或硬粘土，基础埋深很小。
（ 2 ）局部剪切破坏
破坏特征：地基中有剪切面，但剪切面仅延伸到一定位置即中断，没有延伸到地表面。
基础两侧土没有挤出现象，地表只有微量的回升，p - S 曲线没有明显的拐点。
破坏发生条件：地基为一般粘性土或中密砂土，基础埋深很浅；基础埋深较大时，无论是砂性土或粘性土地基，最常见的破坏形态是局部剪切破坏。
（ 3 ）冲切破坏
破坏特征：地基中没有滑动面，地表没有隆起，p - S 曲线没有明显的拐点。
破坏发生条件：地基为松砂（或其它松散结构的土），不论基础是位于地表或具有一定的深度。
3 ．地基临塑压力及塑性区最大深度
临塑压力：当地基刚刚出现塑性（出现应力达到极限平衡的点）时所对应的基底压力叫临塑压力。
（ 1 ）塑性破坏区的确定
求解地基临塑压力及塑性区最大深度的要点是：
① 地基中一点的应力由自重应力和附加应力产生。
若基础为条形基础，并假设侧压力系数，则地基中一点的主应力为
（ 6-1 ）
② 达到极限平衡（进入塑性）的点，应满足条件 Mohr-Coulomb 准则
（ 6-2 ）由以上两式，可得
（ 6-3 ）即：对应某一荷载值p 时，一系列的（, ）点构成地基中的塑性区。
由可以导出
（ 6-4 ）
即塑性区最大深度的轨迹在视角为的圆周上，并有
（ 6-5 ）（ 2 ）临塑压力的确定
令，可得临塑压力的表达式为
（ 6-6 ）（ 3 ）临界荷载
显然，以临塑荷载作为容许承载力，偏于安全而不经济，因为即使塑性区再扩大一些，地基也并不会完全破坏，故可以
（中心受压基础）
（偏心受压基础）
所对应的基底压力作为容许承载力，称为临界荷载，并分别以及表示。
这里b 是基础的宽度。
这里注意到：式（ 6-5 ）是在式 (6-1) 的基础上建立起来的，而式（ 6-1 ）是在假设地基全部处于弹性状态下得到的。
但实际上，当荷载超过临塑荷载以后，地基中已出现塑性区，这是式（ 6-5 ）建立过程中不合理的地方。
4 ．用Prandt l - Vesic 公式计算地基极限承载力
地基极限承载力的计算公式较多， Prandtl-Vesic 公式是其中的一种。
该公式的建立分两步计算：
第一步，假设地基土自重为零，将基础两侧的土看作过载，如图 6-2 所示，地基在基底压力
作用下，形成三个滑动区：在基底下的朗肯主动状态区（Ⅰ 区）、基础外侧的朗肯被动状态区（Ⅲ
区）以及Ⅰ 区与Ⅲ 区之间的过渡区（Ⅱ 区）。
可推得相应的地基极限压力为
（ 6-7 ）
图 6-2 γ=0 时 , 浅基一般剪切破坏图式
第二步，假设地基无粘聚力，基础置于地基表面，得出相应的极限压力的计算公式为
（ 6-8 ）对于一般地基，其地基土自重、粘聚力和过载等均不为零，故相应的极限承载力为
（ 6-9 ）
式中的、和都是和函数，称为承载力系数，可由下式求得，也可查表。
（ 6 -10a ）
（ 6-10b ）
（ 6 -10c ）
应该注意到的是，因为两次假定的地基条件不同，所产生的滑动线也不一样，故两者的直接叠加会带来一定的误差。
但计算表明，计算结果误差不大，而且数值偏小，故偏于安全。
上述公式只适用于在中心垂直荷载下的条形基础。
当基础形状改变，荷载出现偏心或倾斜时，可采用下面的经验修正公式
（ 6-11 ）
式中、和为倾斜荷载修正系数；、和为基础形状修正系数，可通过查表确定。
5 ．按规范公式确定地基承载力
⑴《桥规》规定的地基容许承载力
《铁路桥涵地基和基础设计规范》（ TB 10002.5 － 99 ）中地基容许承载力的计算公式为
（ 6-12 ）式中
──为地基的容许承载力（ kPa ）；
──地基的基本承载力（ kPa ），即当基础宽度，埋置深度时地基的容许承载力，可根据土的类别和有关物理力学指标查表得到；
b ──基础宽度（ m ），当大于 10m 时，按 10m 计算；
h ──基础埋置深度（ m ），对于一般受水流冲刷的墩台，由一般冲刷线算起，不受水流冲刷者，由天然地面算起；位于挖方内时，由开挖后的地面算起；
──基底以下持力层土的天然重度（ kN/m 3 ），如在水下，且为透水土，采用浮容重；
──基底以上土的天然重度（ kN/m 3 ），如基底以上为多层土，则取重度的加权平均值；如基础在水面以下：基底持力层为透水层，采用浮容重；基底持力层为不透水层，采用饱和容重。
，──宽度、深度修正系数，按持力层土的类型查表确定。
上式适用于深度与宽度比（h / b ）小于或等于 4 时情况。
对软土地基，其容许承载力为
（ 6-13 ）对于小桥和涵洞基础，也可用下式确定软土地基容许承载力
（ 6-14 ）上两式中
──安全系数，视软土灵敏度及建筑物对变形的要求等因素而选用 1.5 ～ 2.5 ；
C u ──不排水剪切强度（ kPa ）；
σ 0 ──根据天然含水量查表（ kPa ）。
（ 2 ）按《建规》确定地基承载力
《建筑地基基础设计规范》（ GB 50007-2002 ）中推荐了两个计算地基承载力的公式。
① 地基承载力特征值深宽修正公式
当基础宽度大于 3m 或埋置深度大于 0.5m 时，从载荷试验或其它原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值，尚应按下式修正
（ 6-15 ）
式中
──修正后的地基承载力特征值（ kPa ）；
──地基承载力特征值（ kPa ）；
，──基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按持力层土查表确定；
──基础底面以下土的重度（ kN/m 3 ），地下水位以下取浮重度；
──基础底面以上土的加权平均重度（ kN/m 3 ），地下水位以下取浮重度；
b ──基础底面宽度（ m ），当基宽小于 3m 按 3m 取值，大于 6m 按 6m 取值；
d ──基础埋置深度（ m ），一般自室外地面算起，在填方整平地区，可自填土地面算起；但在上部结构施工完成时再填土，应从天然地面算起；对于地下室，如采用箱形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起；当采用独立基础或条形基础时，应从室内地面标高算起。
② 根据土的强度指标确定地基承载力特征值
当偏心距e 小于或等于 1/30 基底宽度时，地基承载力特征值可按下式计算，并应满足变形要求：
（ 6-16 ）
式中、、──承载力系数，根据持力层土的内摩擦角标准值查表；
b ──基础底面宽度（ m ），大于 6m 时按 6m 取值，对于砂土小于 3m 时按 3m 取值；
──基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力标准值（ kPa ）。
6 ．原位测试确定地基承载力
原位测试确定地基承载力包括下列两类方法：
（ 1 ）在地基土上进行荷载试验，直接确定地基的承载力；
（ 2 ）用各种特制的仪器测出地基土的物理、力学指标，并由此推出地基的承载力。
其常用方法包括静力触探法、动力触探法、标准贯入试验法、旁压试验法、十字板法等。
