地基承载力考虑深度修正的探讨
- 格式:doc
- 大小:28.50 KB
- 文档页数:4
地基承载力宽度和深度修正的原因是什么实验表明,地基承载力不仅与土的性质有关,还与基础的大小、形状、埋深以及荷载的情况有关.现对地基承载力特征值进行宽度和深度修正的原因进行如下探讨.1fak与fa的含义及差别要解释承载力深宽修正的原因,首先要明白地基承载力特征值(fak)和修正后的地基承载力特征值(fa)含义和它们之间的差别.根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2010)的定义,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.修正后的地基承载力特征值(fa)﹕从载荷试验或其他原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值经深宽修正后的地基承载力值.按理论公式计算得来的地基承载力特征值不需修正.根据上述定义及对定义的理解,两个特征值存在两方面的差别﹕(1)地基所处的应力状态不同fak﹕地基土弹性变形范围内最大的承载能力.根据对承载力理论公式的理解,对于一般土的fa允许地基土有一定的塑性区开展,塑性区开展深度不大于基础宽度B的1/4,也就是土力学中提到的P*1/4荷载,可理解为fa=P*1/4,对于饱和软土fa为地基土开始由弹性变形进入塑性变形的临塑荷载(土力学书中P0),fa=P0.对fak要求高,对fa要求低,fa 当然要大于fak.按P*1/4的计算公式,其值取决于地基土抗剪强度(C、φ值)、基础埋深和基础宽度.(2)荷载深度和荷载宽度不同确定fak的载荷试验是在地基表面进行的,如果开挖试坑,要求试坑宽度不小于载荷板直径的3倍,目的是去除边载对试验结果的影响,也就是地基承载力特征值是地基表面无边载情况下的承载能力.即便是通过室内试验、原位测试、规范查表等间接方法确定的地基承载力也是对比载荷试验得来的,所以勘察报告给出的地基承载力特征值都是表示无边载(无埋深)条件下地基表面的承载力能力.载荷板面积较小(一般土直径600mm,软土800mm).与载荷板相比,实际的基础有埋深且有一定宽度.2宽度修正的原因(1)根据大量的载荷资料表明﹕对于内摩擦角大于0°的地基土,其承载力的增大随内摩擦角的提高的而逐渐显著.若地基底部的宽度增大,地基承载力将提高,基础越宽,基底应力越均匀,承载力越大,所以地基承载力标准值应予以宽度修正.(2)地基宽度大时,地基破坏的滑动面变大,因此,摩擦力变大,导致较高的地基承载力.(3)相同的基底应力下,地基中的剪应力相同,基础宽度(B)越大,滑弧越深、越长,抵抗剪应力的能力越强,承载能力越高.3深度修正的原因(1)静载荷实验表明﹕深度修正实质是考虑土的侧限作用对地基承载力的影响.地基越深,基底四周土侧限作用越大,抵抗基底土层隆起的力越大,地基承载力越高.深度修正主要是基础周围基底面以上土的压力可以阻止地基下破裂面的产生,把这部分作用划到地基承载力中主要是为了好对比整个地基的承载能力与上部结构传来的力的大小而不是基底下土的承载力的提高.(2)根据滑移线理论,基础两边存在超载时,也会导致摩擦力变大,导致较高的地基承载力,深度较大时相当于超载.(3)对比载荷试验,基础总是有埋藏深度的,基础埋深范围内的土体重量就相当于作用在基础下地基旁边的边载,地基土的破坏是向基础侧面的圆弧滑动剪切破坏(太沙基承载力理论),边载(基础埋深)的存在,起到约束作用,阻止地基土向侧面滑动,从而增大了地基土抵抗剪应力的能力,表现为地基承载能力的提高.同时,允许塑性区深度开展至B/4,表现为允许地基土承担更大的剪应力.简单说,深度修正的原因为﹕边载约束效应和允许地基土塑性工作.4结语在采用载荷实验或原位实验的经验统计关系等确定地基承载力标准值时,考虑的是对应于标准条件或基本条件下的值.而在进行地基基础设计和计算时,考虑的是承载力极限状态下的标准组合,即采用荷载设计值,所以,对某个实体基础而言,就应该计入它的埋深和宽度给地基承载力特征值带来的影响,进行深度和宽度修正.了解了地基承载力特征值的宽度和深度修正的原因,便于我们在进行基础设计时灵活考虑这些对于地基承载力影响的因素.只有这样,才能进一步实现安全、经济、合理的建筑结构基础设计.。
0 前言对于地基承载力的深度修正问题,一些设计人员在认识上存在一定的误区。
下面探讨地基承载力深度修正的实质,同时给出几种常见结构形式相应的基础埋深取值方法。
1 地基破坏形式在竖向荷载作用下,建筑物地基的破坏通常是由于承载力不足而引起的剪切破坏,地基剪切破坏的形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1所示。
(a)整体剪切破坏 (b)局部剪切破坏 (c)冲剪破坏图1 地基的破坏形式一般来说,密实砂土和坚硬粘土将出现整体剪切破坏;而压缩性比较大的松砂和软粘土,将可能出现局部剪切或冲剪破坏。
当基础埋深较浅、荷载为缓慢施工的恒载时,将趋向发生整体剪切破坏;若基础埋深较大,荷载为快速施加的或是冲击荷载,则可能形成局部剪切或冲剪破坏。
实际工程中,浅地基础(包括独立基础、条形基础、筏基、箱形基础等)的地基一般为较好的土层,荷载也是根据施工缓慢施加的,所以工程中的地基破坏一般均为整体剪切破坏。
2 深度修正实质根据太沙基承载力理论,破坏时理论上的塑流边界为如图2所示的abcd和a′bc′d′,其中Ⅰ为“弹性核”区,随基础一起向下移动;Ⅱ为过渡区,一组滑动面为由对数螺线形成的曲面,另一组则是辐射向的曲面;Ⅲ区是被动朗肯区,滑动面是平面,其与水平面的夹角为(45º-ϕ/2)。
极限承载力根据弹性楔aa′b的静力平衡条件确定,很显然基底水平面以上基础两侧的超载,会限制滑动面的发展,提高地基极限承载力。
根据太沙基承载力理论,极限承载力可近似由下式表示:P u=cN c+γBNγ/2+qN q(1)式中第3项为基底水平面以上基础两侧的超载对承载力的贡献,N q为无量纲的承载力系数,仅与土的内摩擦角ϕ有关。
《建筑地基基础设计规范》第5.2.4条给出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特征值的修正公式如下:(3)(0.5)a akb d mf f b dηγηγ=+−+−(2)式中第三项为基础埋深对承载力的修正项,其原理归根到底也是基础两侧的超载对承载力的贡献。
地基承载力宽度与深度修正系数话说回来,地基承载力的大小可不是一成不变的。
因为它和土壤的种类、质量、压实程度都有关系。
要是土壤松松软软,像个沙堆,那地基的承载力当然不行;要是硬邦邦的石块或者凝固的泥土,那自然不在话下。
你可以理解为,地基承载力就是一个“大力士”,它能不能撑得住咱家那栋大楼,全靠它的“脾气”和“力气”了。
这里面就有个问题,那就是不同深度和宽度的地基承载力,其实并不总是那么简单的线性关系。
像是吃饭,咱总是觉得“吃得多,肯定顶得住”,但实际上,吃得合适,吸收得好才是真理。
同理,地基承载力也有它自己的修正系数。
接下来我们聊聊什么是“修正系数”。
大多数人一听到“修正系数”可能会头大,觉得这是啥“天书”般的术语。
其实很简单,就是给地基承载力加上一点“调味料”。
例如,咱们设计的地基宽度或者深度,如果超过了正常的标准值,那就得加点修正系数,才能让整个建筑的地基更加稳妥。
你想啊,深度加深了,土壤的压力就大了,能承受的重量也更多。
宽度变大了,受力范围广了,整个地基承载的能力就像扩展了的双手,能抱得更多、更稳。
可问题来了,不是所有地基宽度和深度的变化都能按固定的比例增长,那样太简单了。
土壤的不同种类、湿度、温度等等都会影响地基的承载能力。
所以,有时候我们就得给这些不同的情况设置一个“修正系数”,来进行调整,让我们的计算结果更加精准。
比如说,宽度的修正系数。
假如你设计的地基宽度大于某个标准值,这时候,地基承载力可能并不会像你想象的那样随着宽度的增加而成正比地增加。
在宽度达到一定程度后,承载力的增长开始变得慢下来。
所以,宽度过大的地基,反而有可能带来更大的麻烦,甚至会浪费材料和成本。
这时候,设计师就得根据实际情况来做一些修正。
你不能就图一时的“宽广”,结果倒是把地基弄得过重,反而影响建筑的稳定性。
对于深度修正系数的情况也是如此。
深度越深,土壤的支撑能力虽然变强了,但过深也并不代表越安全。
你想,地下水位、土壤的密实度都可能影响这深度的“力气”。
地基承载力考虑深度修正的探讨摘要:在一个建筑工程中,基础的费用占土建成本大概30%。
因此在基础设计中,基础形式选取很大程度影响整个工程成本。
而在天然基础中,对地基土承载力大小的取值正确与否至关重要。
关键词:地基;承载力;深度;修正1.规范对地基承载力修正的规定《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)5.2.4条规定: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:--修正后的地基承载力特征值;--地基承载力特征值;、--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数γ--基础底面以下土的重度,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;--基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取浮重度;d--基础埋置深度(m),一般自室外地面标高算起。
在填方整平地区,可自填土地面标高算起,但填土在上部结构施工后完成时,应从天然地面标高算起。
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。
在探讨地基承载力考虑深宽修正前,先了解地质勘察报告的地基承载力特征值是如何测得。
根据《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001)(2009年版)10.2.1条规定:载荷试验可用于测定承压板下应力主要影响范围内岩土的承载力和变形模量。
浅层平板载荷试验适用于浅层地基土;深层平板载荷试验适用于深层地基土和大直径桩的桩端土;螺旋板载荷试验适用于深层地基土或地下水位以下的地基土。
深层平板载荷试验的试验深度不应小于5m。
对天然基础地基承载力一般均采用浅层平板载荷试验和实验室通过测定土的抗剪强度等来测得。
建筑地基基础设计规范规定:土的工程特性指标包括强度指标,压缩性指标及其他特性指标(如静力触探探头阻力,标准贯入度试验锤击数、载荷试验承载力等)。
地基承载力特征值深度修正阐述地基承载力特征值是基础设计的一个非常关键的参数,影响基础形式的选择,基础形式对工程造价的影响又非常大,如何做到使建筑物既安全又经济,就必须深刻的理解地基承载力特征值的含义。
1.fak 与fa 的区别要弄清楚地基承载力特征值深度修正的原因,首先要明白地基承载力特征值(fak)和修正后的地基承载力特征值(fa)之间的区别。
根据《建筑地基基础设计规范》(简称规范)的定义,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。
修正后的地基承载力特征值(fa)﹕从载荷试验或其他原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值经深宽修正后的地基承载力值。
按理论公式计算得来的地基承载力特征值不需修正。
地质勘查报告提供的地基承载力特征值一般是通过载荷试验或其它原位测试结果、经验值等方法确定的地基承载力特征值fak。
规范第5.2.4条指出通过载荷试验或其它原位测试结果、经验值等方法确定的地基承载力特征值,需要进行深度修正。
2. 为何需要进行地基承载力特征值深度修正?在竖向荷载作用下,建筑物地基的破坏通常是由于承载力不足而引起的剪切破坏,而剪切破坏又分为整体剪切破坏、局部剪切破坏、刺入剪切破坏三种。
实际工程中,浅基础(包括独立基础、条形基础、筏基、箱形基础等)的地基一般为较好的土层,荷载也是缓慢增加的,一般均为整体剪切破坏(如图1)。
从图2可以看出基础两侧的超载会限制滑动面的发展,从而提高地基承载力。
规范第5.2.4 条给出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特征值的修正公式如下:式中第三项为基础埋深对承载力特征值的修正项,其原理归根到底也就是基础两侧的超载对承载力的贡献。
根据太沙基承载力理论,基底下土内摩擦角?分别为15o和30o时,基础两侧的有效超载范围为2B~4B(B为基础宽度)【2】,这也是规范第5.2.4条文说明中之所以"当超载宽度大于基础宽度两倍时,可将超载折算成土层厚度作为基础埋深"的原因。
内容摘要:地基承载力深度修正探讨,高娟淄博职业学院,摘要:本文结合地基承载力深度修正原因,分析了各种形式高层建筑带裙房地基承载力深度修正方法,并对深度修正时基础埋深取值给出了意见和建议,供设计人员参考。
地基承载力深度修正探讨,高娟淄博职业学院,摘要:本文结合地基承载力深度修正原因,分析了各种形式高层建筑带裙房地基承载力深度修正方法,并对深度修正时基础埋深取值给出了意见和建议,供设计人员参考。
关键词:地基承载力深度修正超载1.引言目前,建筑工程中大量存在着主裙楼一体的结构,对于这种情况,《建筑地基基础设计规范》第条条文说明(以下简称条文说明)中论述:对于主体结构的地基承载力修正,宜将基础底面以上范围内的荷载按基础两侧的超载考虑,当超载宽度大于基础宽度的两倍时,可将超载折算成土层厚度作为基础埋深,基础两侧超载不等时,取小值。
这段论述有的设计人员不理解,也就无法应用于实际工程。
实际上关于此条规定,目前争议不少,笔者将各方意见汇总并给出自己的意见和建议,供设计人员参考。
2.地基承载力深度修正原理地基土破坏是剪切破坏,即一部分土体相对于另外一部分土体产生滑动,基础埋得越深,需要克服的阻力就越大,地基承载力就越高。
地基承载力深度修正有两个前提,一是要有侧限,二是要有超载,具备这两个条件才能进行深度修正,修正时也不能完全按照基础的实际埋深进行修正,而是要根据的工程具体情况。
很多设计人员对条文说明中超载一词不理解或理解有误,有的设计人员简单的从字面意思理解为裙房基底压力大于土的自重应力部分,认为当裙房层数不多即裙房基底压力小于土的自重应力时会出现所谓的负超载,笔者认为这种理解方法是完全错误的。
从地基承载力深度修正原因可知,条文说明中超载是相对于裙房底部地基土而言,裙房荷载施加于地基土上,形成超载,高层建筑地基要想破坏就必须克服裙房施加于地基上的超载,这个超载与裙房层数没有关系,也不存在所谓的负超载。
地基处理规范承载力修正问题的探讨摘要:本文对工程算例,针对《建筑地基处理技术规范》的3.0.4条文规定,结合《建筑地基基础设计规范》对其进行了校核,得出了不同的计算结果。
由此导致的计算问题值得岩土工程设计人员引起注意。
本文所提出的问题值得进一步探讨分析。
关键词:地基处理;地基基础;岩土工程Abstract: in this paper, the engineering example, in view of the construction of foundation treatment tech nology of the “standards 3.0.4 article provision, combining with the” code for design of building foundation for its checking, did get different results. Which leads to the calculation problem of geotechnical engineering design personnel is worth noting. This paper proposed deserves further investigation analysis.Keywords: foundation treatment; Foundation; Geotechnical engineering1前言《建筑地基处理技术规范》[1]中条文第3.0.4条规定:“经处理后的地基,当按地基承载力确定基底面积及埋深而需要对本规范确定的地基承载力特征值进行修正时,应满足下列规定:(1)基础宽度的地基承载力修正系数应取零;(2)基础埋深的地基承载力修正系数应取1.0。
”。
笔者认为《建筑地基处理技术规范》中第3.0.4条文规定过于保守,相关大型模型试验结果已证实了此条规定的保守性。
关于承载力深度修正问题于海峰1、地基的承载力相当于地基土剪切破坏时的最大主应力按照摩尔强度理论其值与最小主应力有很大关系2、最大主应力相当于垂直方向基础的荷载(基础底面的应力)最小主应力相当于水平方向的应力而水平方向的应力实际上就是基础底面以上的垂直应力与静止侧压力系数的积基础底面以上的垂直应力(也叫边载)与基础的埋深有关其实就是基础埋深与重度的积3、所以埋深不同水平方向的应力(也就是摩尔圆中的最小主应力)也不同当埋深增加时水平方向的应力增加也就是最小主应力增加这样按摩尔强度理论极限状态下摩尔圆就向右移动使得最大主应力增加也就是承载力增加所以说埋深增加承载力就增加埋深减小承载力就减小增减的比例与地基土的摩擦角有关4、也就是说深度大承载力就大深度小承载力就小所以要进行深度修正而深度修正要取最不利的状况进行修正并且这种最不利的状况要取空间上最不利状况和时间上的最不利状况也就是说在空间上和时间上都要取最不利状况5、在空间上满足最不利状况就是指当基础周边埋深不同时或者应力不同时(一般指超补偿情况) 应取的最不利组合情况应该是基础周边的最小埋深处或基础周边的最小应力处(超补偿情况)6、在地下室中对于筏板基础和箱形基础因为是整体式的基础应考虑整个建筑物为一个基础所以基础埋深应取建筑物周边的最小的室外埋深而对于条形基础或独立基础应从条形基础两侧或独立基础的周边的最小埋深处算起既从地下室地面算起7、在时间上取最不利组合就是说在建筑物主体建构施工和使用过程中地面高程有变化的话如有挖填方或周边有其他建筑物的施工应保证在全部过程中基础周边任何一侧都能满足要求也就是说取整个时间内任何一个时段中基础的任何一个侧面的最小埋深来进行验算这又分两种情况(一)对于开始时从室外标高算起的情况比如非地下室和筏板基础和箱形基础的地下室如果地面挖方应从挖方后地面算起如果地面填方切填方在上部结构施工前完成应从填方地面算起如填方在上部结构施工后完成应从天然地面算起(二)对于开始时从室内标高算起的情况如独立基础或条形基础的地下室如基础周边高程无变化如地下室的内柱还应从地下室地面算起如基础周边高程有变化则情况比较复杂当室外高程低于地下室地面时应从室外高程算起当室外高程低于基础高程时应按边坡问题讨论8、总结:一、基础的埋深对承载力的大小是有影响的因此要进行深度修正二、深度修正要取最不利组合165三、在时间上和空间上都要满足最不利组合最不利组合应从基础周边最小埋深处或最小应力处算起(超补偿情况)9、规范的表述虽然正确但不太全面有些情况未涉及到我认为我的表述在理论上正确也比较全面只是没有图理解起来比较抽象仅供大家参考该问题在面授班中有详细的讲解。
地基承载力深度修正方法
地基承载力深度修正方法通常是通过考虑地基深度对地基承载力的影响,进行修正计算。
在常规承载力计算中,通常假设地基的深度为无限大,即地基无限延伸到地球深处。
然而,在现实情况中,地基的深度是有限的,而且地基深度的增加会增加地基的承载力。
因此,为了更准确地评估地基的承载力,需要考虑地基深度的修正。
地基承载力深度修正方法的一种常用的方法是根据终极侧阻力及终极端阻力的不变性原理,将地基转化为一个等效尺寸的地基,并进行承载力计算。
具体步骤如下:
1. 确定地基的实际深度,并将其转化为等效深度。
等效深度是指在进行承载力计算时所采用的与实际深度有关的修正系数。
2. 根据土壤力学性质,确定地基等效宽度。
等效宽度是指将地基在计算中简化为一个等效宽度的计算模型。
3. 根据等效深度和等效宽度,计算地基承载力的修正系数。
修正系数是指在计算地基承载力时,考虑地基深度对承载力的修正因素。
4. 根据修正系数和终极承载力的计算公式,计算地基的承载力。
总结起来,地基承载力深度修正方法是通过将地基转化为一个等效尺寸的地基,并考虑地基深度对承载力的影响,来修正地
基承载力的计算结果。
这样可以更准确地评估地基的承载能力,提高工程设计的可靠性。
地基承载力深度修正探讨发表时间:2016-07-18T10:24:47.547Z 来源:《基层建设》2016年8期作者:刘勇鹏[导读] 本文从地基承载力深度修正的实质出发,总结出把握地基承载力深度修正的几个特点,给出了具体的修正方法。
胶南市水利勘察设计院山东胶南 255400 摘要:在建筑地基计算中地基承载力的评价计算是以修正后地基承载力特征值为标准,其中地基承载力的深度修正是基于基底以上超载进行的,地基承载力的深度修正正确与否将直接影响着建筑地基的承载力评价。
高层建筑尤其是主裙楼一体的建筑基础埋深较大、超载情况较复杂,使承载力深度修正变得更为复杂且易引发混乱。
本文从地基承载力深度修正的实质出发,总结出把握地基承载力深度修正的几个特点,给出了具体的修正方法。
关键词:地基承载力;深度修正;超载1 引言地基承载力是地基承受基底以上荷载的能力,是建筑地基评价的首要和基本任务,能否正确评价地基承载力关乎建筑工程的使用安全与投资效益。
在《建筑地基与基础设计规范》(GB5007-2011)(以下简称《地规》)中是以修正后承载力评价地基承载力的,如第5.2.4条指出的那样,对通过载荷试验或其他原位测试结果、经验方法等确定的承载力特征值应进行深度修正,并就此在其后的条文说明中进一步阐明主裙楼一体的建筑进行主体结构地基承载力深度修正时“宜将基础底面以上范围内的荷载,按基础两侧的超载考虑,当超载宽度大于基础两倍宽度时,可将超载折算成土层厚度作为基础埋深,基础两侧超载不等时,取小值。
”对此如何正确理解则成为正确计算地基承载力的关键。
这两处尽管表述不同,但实质均与地基破坏机理相关。
为此本文似从地基承载力深度修正的实质着眼,就代表性的几种地基基础形式进行剖析辨识,为正确进行地基承载力的深度修正提供参考。
2 地基承载力深度修正的实质由土力学知识,地基承载力的组成包括三部分,分别由地基的粘聚力、基底下塑性开展区土重以及基底以上超载所提供,第一部分由地基本身性质决定,而地基承载力特征值相当于此,后两部分则分别与基础宽度和基础埋深有关,所以基于地基承载力特征值的深度修正反映的正是基础边侧基底标高以上超载对总承载力的贡献,其作用是限制基底下塑性区滑动土体沿滑动曲面的滑动隆起,也就是说超载对滑动土体起压重作用从而保证地基的稳定。
关于深基坑原位测试地基承载力结果修正计算的探讨摘要:深基坑地基原位测试承载力如果直接作为深基坑地基验收的特征值,会造成对地基承载能力的误判,可能会增加不必要的地基处理成本,造成资源浪费,而经过宽度和深度修正后的承载力特征值,更能真实的反映深基坑地基承载力的实际情况。
关键词:深基坑原位测试承载力宽度和深度修正一、深基坑地基承载力原位检测的现状在实际工程施工检测过程中,很多深基坑地基需要原位测试承载力,原位测试的方法一般有平板荷载试验和轻型或重型动力触探、静力触探,以及标准贯入试验、旁压试验等(1)。
一般施工和监理单位,会根据原位测试结果直接判定深基坑内地基是否达到设计承载力要求,很少再进行宽度和深度修正,这可能会增加不必要的地基处理成本,造成资源浪费。
二、目前相应国家规范的规定根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011),当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时,从载荷试验或其他原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值,尚应按式1修正(2):ƒa =ƒak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5) (式1)式中:ƒa —修正后的地基承载力特征值(kPa);ƒak—地基承载力特征值(kPa);ηb 、ηd—基础宽度和埋置深度的地基承载力修正系数,按基底下土的类别查下表1取值;γ—基础底面以下土的重度(kN/m3),地下水位以下取浮重度; b—基础底面宽度(m),当基础底面宽度小于3m时按3m取值,大于6m时按6m取值;γ—基础底面以上土的加权平均重度(kN/m3),位于地下m水位以下的土层取有效重度; d—基础埋置深度(m),宜自室外地面标高算起。
在填方整平地区,可自填土地面标高算起,但填土在上部结构施工后完成时,应从天然地面标高算起。
对于地下室,当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。
表1 承载力修正系数三、计算实例及结果探讨举例说明,某综合管廊沟槽深度7.6米,基础底面宽度9.0米,地下水位在原地面处4.5米以下,浅层平板载荷试验的原位测试试验数据为112kPa,设计要求地基承载力大于140KPa,从原位测试数据看,承载力不满足设计要求。
地基承载力修正的基本原理及方法
地基承载力修正呀,这可是个挺有趣又很重要的事儿呢。
咱先说说基本原理哈。
地基承载力可不是一个固定不变的数值哦。
它会受到好多因素的影响呢。
比如说呀,地基的深度就很关键。
你想啊,地基越深,它能承受的压力就可能越大,就像大树扎根,根扎得越深,就越稳当。
还有地基的宽度也有影响,宽一点的地基就像一个胖子,站得更稳,能承受更多的重量。
这就是为啥我们要对地基承载力进行修正,因为实际情况中,地基周围的这些条件会让它的承载能力发生变化。
那具体的修正方法呢?这里面有不少小门道。
对于地基承载力的深度修正,我们得根据地基土的类别来确定修正系数。
不同的土,就像不同性格的小伙伴,它们对深度的反应是不一样的。
如果是比较硬的土,深度增加的时候,它的承载力增加得就比较明显;要是软一点的土呢,增加的幅度就会小一些。
再说说宽度修正。
当我们的基础宽度比较大的时候,它就有更多的面积来分散上面建筑物传来的压力,就像把一个重物放在大板子上比放在小板子上更稳一样。
在计算宽度修正的时候,也有对应的修正系数,这个系数也是根据地基土的性质来确定的。
在实际操作中呀,我们要先准确地确定地基土的类型,这就像认识一个新朋友,得先知道他的脾气秉性。
然后根据规范和经验,找到合适的深度和宽度修正系数。
把这些系数代入到相应的公式里,就可以算出修正后的地基承载力啦。
不过呢,这可不是一件随随便便就能搞定的事儿,需要工程师们特别细心,就像照顾小宝贝一样,一点点地把这些数据都处理好,这样才能保证我们盖的房子稳稳当当的,住在里面的人也能安心呀。
◎叶抱东地基承载力深度修正原理及基础埋深取值研究(作者单位:广东博意建筑设计院有限公司长沙分公司)针对工程设计内容的开展,设计人员需要考虑的重点问题便是地基的承载力深度、宽度修整等。
当前,大部分的设计人员,对于地基承载力的宽度修整并没有提出太多的不同意见,重点争论的内容便是地基承载力深度修正,特别是非常复杂的结构工程。
因此,本文针对地基承载力深度修正原理及基础埋深取值做出了进一步探究。
一、地基承载力深度修正的原理1.地基的具体规范。
依照相关规范,如果基础宽度超过了3m,或者埋置深度有0.5m 以上,利用原位测试、荷载试验等形式,对地基承载力的特征值进行确定,应该给予修正。
在提出的修正公式中,取值基础埋深d 极其复杂,在基础类型不同、填土情况也不同的情况下,取值的数值便会不同,所以怎样提取出精准的d 值,属于研究地基承载力深度修正的重点内容。
2.浅基础地基的破坏模式。
结合相关实验探究分析出,能够对浅基础地基产生破坏的模式有三种:其一,整体剪切遭到破坏;其二,局部剪切遭到破坏;其三,冲切剪切遭到破坏。
整体剪切遭到破坏的具体表现为:地基在对极限承载力进行承受时,地基土当中的剪切破坏区会彼此相连,形成一片的状态,所以基底一侧一直到地面,有连续滑动面存在,基础的下沉速度非常快,倒向一侧,两侧当中的地面开始向上部隆起。
局部剪切遭到破坏的具体表现为:地基在对极限承载力进行承受时,地基土当中的剪切破坏没有延伸到地面当中,两侧会有隆起的土体,基础也没有十分显著的倒塌。
基础因为有比较大的沉降存在,所以没有了继续承载的作用。
冲切剪切遭到破坏的具体表现为:由于荷载对其产生了作用,以致于沉降情况非常严重,基础四周的土地有下陷问题。
产生的破坏情况,由于向地基土层中刺入,产生的破坏区域和滑动面也并不显著,倾斜也不是非常明显。
导致地基遭到破坏的因素比较多,水质情况,如密度、内部含水量等便是重要的影响因素。
此外,与基础条件也有密切的联系,如基础尺寸。
探析高层结构地基承载力深度修正系数的计算合理性[摘要] 对于高层结构地基承载力深度修正系数计算的合理性而言,必须要根据实际对施工情况考虑其地基承载力的计算并由此来照应深度修正系数计算,确保更规范地规划计算取值。
本文围绕高层建筑施工的深基础地基承载力的控制展开来相应对计算研究,主要通过地基承载力深度修正系数的计算探析,以实际工程情况为主,对其计算对合理性进行了分析。
[关键词] 高层承载力深度修正系数计算中国建筑部门规定超过10层的住宅建筑和超过24米高的其他民用建筑为高层建筑,近年来我国施工领域高层建筑施工技术发展不断创新,其施工理论和高层建筑施工与一般建筑施工存在区别。
本文围绕高层建筑施工的深基础地基承载力的控制展开来相应对计算研究,主要通过地基承载力深度修正系数的计算探析,以实际工程情况为主,对其计算对合理性进行了分析。
1.工程实例1.1建筑概述本次分析研究对建筑物位于乌鲁木齐城北片区东侧,相邻扬子江路总建筑面积约36000平方米,建筑为13层,无地下室。
整体建筑为整体构造,地上部分划分为三个独立对单元建筑体。
设计基本参数情况如下:工程±0.000m相当于绝对标高为23.900m。
工程设计使用年限为50年,地面粗糙度为C类,设计基本风压为0.45 kN/m2,基本雪压为0.35kN/m2,抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度为0.2g,II类场地土,不考虑地基土液化影响,场地特征周期值0.35s。
场区在50m 的勘察深度范围内有一层地下水,埋深约为11.300~12.200m,地下水对混凝土和混凝土中钢筋均无腐蚀性。
1.2地基施工情况本次地基对施工主要根据当地对水文地质情况选择来进行地基施工方案的选择,主要的依据是相邻对扬子江路对高层建筑物地基施工情况,选择了较为经济合理对建筑基础形势。
砌体结构优先采用刚性条形基础,如灰土条形基础、C15素混凝土条形基础、毛石混凝土条形基础和四合土条形基础等,当基础宽度大于2.5m时,可采用钢筋混凝土扩展基础即柔性基础。
地基承载力宽度和深度修正的原因是什么地基承载力宽度的修正是考虑地基宽度对于荷载承载能力的影响。
通常,地基承载力是根据无限宽地基假设计算得出的,即假设地基的宽度足够大,从而分布于地基上的荷载能够均匀传递到土壤中。
然而,在实际工程中,地基宽度通常是有限的,因此需要进行宽度修正。
宽度修正的原因包括:1.地基宽度限制:在实际工程中,地基宽度通常受到一些限制条件的限制,如地块边界、管道或其他地下结构等。
这些限制条件导致地基宽度小于理论上的无限宽度,因此需要对地基承载力进行宽度修正。
2.土壤反力分布不均匀:在实际情况中,地基的承载力并不是均匀分布的,土壤反力在不同位置上可能会有所不同。
这种不均匀分布会导致地基宽度对于承载能力的影响,因此需要进行宽度修正。
宽度修正的方法有很多种,其中一种常用的方法是采用减小系数法,通过乘以修正系数来调整地基的承载力。
修正系数一般由实验或经验得出,考虑了地基宽度对承载力的影响。
地基承载力深度修正是考虑地基深度对于荷载承载能力的影响。
在理论计算中,地基深度可以假设为无限深度,这样就可以将荷载均匀传递到无限深处的土壤中。
然而,在实际情况中,地基深度是有限的,因此需要进行深度修正。
深度修正的原因包括:1.土壤层分布不均匀:在实际情况中,土壤的层厚度和性质可能会有所变化。
这种不均匀分布会导致地基深度对承载能力的影响,因此需要进行深度修正。
2.土壤压缩和沉降:土壤会因为荷载的作用而发生压缩和沉降。
这些压缩和沉降现象会随着土壤深度的增加而逐渐减小,因此需要进行深度修正。
深度修正的方法一般是采用一定的修正系数来调整地基的承载力。
这些修正系数一般是通过实验或经验得出,考虑了地基深度对承载能力的影响。
综上所述,地基承载力宽度和深度修正的原因包括地基宽度限制、土壤反力分布不均匀、土壤层分布不均匀以及土壤压缩和沉降等因素。
通过对地基承载力进行修正,可以确保地基在支撑建筑物的同时能够保证其安全和稳定。
地基承载力考虑深度修正的探讨
摘要:在一个建筑工程中,基础的费用占土建成本大概30%。
因此在基础设计中,基础形式选取很大程度影响整个工程成本。
而在天然基础中,对地基土承载力大小的取值正确与否至关重要。
关键词:地基;承载力;深度;修正
1.规范对地基承载力修正的规定
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)5.2.4条规定:
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:
--修正后的地基承载力特征值;
--地基承载力特征值;
、--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数
γ--基础底面以下土的重度,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;
--基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取浮重度;
d--基础埋置深度(m),一般自室外地面标高算起。
在填方整平地区,可自填土地面标高算起,但填土在上部结构施工后完成时,应从天然地面标高算起。
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。
在探讨地基承载力考虑深宽修正前,先了解地质勘察报告的地基承载力特征值是如何测得。
根据《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001)(2009年版)10.2.1条规定:载荷试验可用于测定承压板下应力主要影响范围内岩土的承载力和变形模量。
浅层平板载荷试验适用于浅层地基土;深层平板载荷试验适用于深层地基土和大直径桩的桩端土;螺旋板载荷试验适用于深层地基土或地下水位以下的地基土。
深层平板载荷试验的试验深度不应小于5m。
对天然基础地基承载力一般均采用浅层平板载荷试验和实验室通过测定土的抗剪强度等来测得。
建筑地基基础设计规范规定:土的工程特性指标包括强度指标,压缩性指标及其他特性指标(如静力触探探头阻力,标准贯入度试验锤击数、载荷试验承载
力等)。
地基土工程特性指标的代表值有标准值、平均值及特征值。
抗剪强度指标应取标准值,压缩性指标应取平均值,载荷试验承载力应取特征值。
地基承载力不宜称为土的工程特性指标,因为地基承载力的取值,不仅与土的工程特性有关,还与基础的埋置深度、基础的形状和尺寸、基础和上部结构的刚度、荷载的性质和分布、结构对地基变形的敏感性等许多因素有关,地基承载力实质上是一个设计问题。
因此,用土的抗剪强度指标计算而得的地基承载力特征值,经过深宽修正的地基承载力特征值都是土的工程特性指标。
用载荷试验方法确定的地基承载力特制值是在特制试验条件下进行的,与工程结构无关,故应认定为土的工程特性指标,利用土的物理性指标或触探试验、标准贯入试验成果等与载荷试验成果进行回归分析所得的地基承载力特征值,也可认为是土的工程特性指标。
2. 地基承载力考虑深度修正原理的探讨
首先由地基土的破坏模式入手,
根据荷载与沉降的关系及其相应的地基滑动情况,在竖向荷载下地基土的破坏形式可分为整体剪切破坏、刺入剪切破坏和局部剪切破坏。
(1)整体剪切破坏:当作用在地基上的压力达到极限压力后,地基内塑性变形区连成一片并出现连续的滑动面,地基土发生整体剪切破坏。
此时只要荷载稍有增加,基础就会急剧下沉、倾斜,地面严重隆起。
对于压缩性较低的土,如密实砂土和坚硬粘土,破坏时一般都发生这种破坏模型。
(2)刺入破坏:其特点不出现明显的连续滑动面,基础也不隆起,基础没有很大的倾斜。
这种破坏模式一般出现在压缩性较大的松砂和软土中。
(3)局部剪切破解:其特点介于整体剪切破坏与刺入剪切破坏之间。
是一种过渡性的破坏模式。
破坏时地基的塑性变形区域局限于基础下方,滑动面也不延伸到地面。
地面可能会轻微的隆起,但基础不会明显倾斜或倒塌。
三种破坏模式如下图所示:
对于均质地基上放置基底粗糙的条形基础,太沙基假设的地基中滑动面如下图所示。
Ⅰ区处于弹性压缩区,破坏时如楔形刚体随基础一起往下移动。
Ⅱ区在Ⅰ区的作用下往下移动。
Ⅲ区在Ⅱ区的挤压下有向上移动的趋势也就是地面隆起。
而两侧超载则是往下压,与Ⅲ区隆起的方向相反,限制了Ⅲ区的隆起。
根据土楔aa’b的静力平衡条件可求得地基的极限荷载为:
c----土的粘聚力
---基础底面以上图的加权平均重度,地下水以下取有效重度
---地基土的重度,地下水以下取有效重度
d----基础埋深
b----基底宽度
-----无量纲的承载系数,仅于土的内摩擦角有关系。
其中为基础底面处地基土两侧超载。
有上式可知,地基的极限承载力与地基土两侧超载有关。
两侧均布超载超载约束了Ⅲ区的隆起,地基的极限荷载由此增大考虑深度修正的原理。
以上是在条形基础发生整体剪切破坏时的条件下推导的,对其他基础形式及另外两种破坏模式条件的计算式公式类似,只是承载力系数有所不同。
在此不一一列举。
两侧超载对承载力的提高效果与地基土破坏时隆起程度有关,破坏时地面隆起越大,则超载对地面约束越好,承载力提高得越多。
整体剪切破坏时地面严重隆起,局部剪切破坏地面轻微隆起,刺入剪切破坏地面不隆起。
所以整体剪切破坏>局部剪切破坏>刺入剪切破坏。
也即与基底土层的压缩性有关系。
压缩性低的土要比压缩性高的提高的效果好。
这跟《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)表5.2.4承载力地基埋置深度的地基承载力修正系数与地基土层压缩性关系规律一致。
3.基础设计时地基承载力考虑深度修正需注意的几个问题
(1)两侧超载的宽度问题
《建筑地基基础设计规范》5.2.4 条文说明:主裙楼一体的结构。
对于主体结构地基承载力的深度修正,宜将基础底面以上范围内的荷载按基础两侧的超载考虑。
当超载宽度大于基础宽度两倍时,可将超载折算成土层厚度作为基础埋深,基础两侧超载不等时,取小值。
由此可知,土层发生破坏时隆起的宽度大概为基础宽度的两倍。
因此,对深度修正时考虑周边土的每侧宽度应大于等于基础宽度的两倍。
这在实际的工程中使用尤为重要。
特别在坡地建筑应予重视。
在下图情况中考虑深度修正时的深度应为d1而不是基础埋深d.
当每侧裙楼的宽度大于2倍的主楼宽度(要求各侧须同时满足),对主楼与裙楼(裙房须为筏板或箱基等整体式基础)分缝时,由深度修正的原理可得,可将裙楼荷载折算成土层厚度,按土层厚度作为修正时的深度。
(2)承载力考虑深度修正与补偿性基础的区别
《建筑地基基础设计规范》5.2.4 关于基础埋置深度d:地下室如采用箱基或筏基时,基础埋置深度以地面标高算起。
” 地基承载力与上部结构的承载力不同,其与地基变形密切有关。
在地基上部荷载的长期作用下,地基变形沉降趋于稳定,因此可以适当提高地基承载力。
可见,地基承载力的压密提高机理与超载的压重作用是不同的。
有人认为对该条应有条件,只有当基础底面地基的平均值不小于挖去的原有土层时,才可以按上述规定计算。
此观点实际上把承载力考虑深度修正与补偿性基础混为一谈。
由于土层之上的土层自重应力或上部荷载对土层承载力有增大作用,实质为在土自重力历史中,基础地面土层开挖之后,按开挖面标高外来看,其为超固结土。
超固结土比正常固结土的承载力大。
此应为补偿性基础设计的范畴。
而深度修正为基底后侧土的“超载”作用限制土层的隆起,从而提高土层的极限破坏荷载。
也就提高土层的承载力。
因此,在此情况下只需把裙楼荷载折算为土层厚度即可,不需把折算土层厚度与原有土自重应力比较。
所以,承载力修正的公式可修改为:
(3)填方区填土先后问题
《建筑地基基础设计规范》5.2.4对填方区地基承载力深度修正取埋深时规定:在填方整平区,可自填土地面标高算起,但填土在上部结构施工后完成时,应从天然地面标高算起。
因土为非弹性土,一旦剪切破坏后无法恢复。
在上部荷载作用,地基土层发生整体剪切破坏后,两侧土隆起,再在两侧施加压力也无法将隆起的地面压回去。
因此,在基础设计中,当承载力考虑深度修正时,应注明周边回填土在基础混凝土强度到达要求及时回填夯实。
(4)深层平板试验得出承载力不能修正
深层压板试验过程中,土的边界条件与基础完成后承受上部时基本相同,周边土的约束作用已经存在,因此不能再进行修正。