基础工程课件

,学习回顾Review,具体有：1、按土的抗剪强度指标确定；2、按地基载荷试验确定。,确定地基承载力特征值的方法：,地基承载力特征值可由载荷试验或其它原位测试、公式计算、并结合工程实践经验等方法综合取值。,4、建筑物经验确定。,3、按地基规范承载力表确定。,1、按土的抗剪强度指标确定b.规范推荐的理论公式,m基础底面以上各层土的加权平均重度；,k基底下一倍短边宽深度内土的内摩擦角标准值；,基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度；,按载荷试验成果确定地基承载力特征值,2、载荷试验确定承载力特征值,载荷试验都是按分级加荷，逐级稳定，直到破坏的试验步骤进行，最后得到PS曲线，具体的试验要点和土层压坏标准见建筑地基基础设计规范（GB50072011）。,承载力表是用大量的试验数据，通过统计分析得到的。由于我国幅员辽阔，土质条件各异，用几张表格很难概括全国的土质地基承载力规律。此外，随着设计水平的提高和对工程质量的要求趋于严格，变形控制已是地基设计的重要原则。,3、按地基规范承载力表确定（新规范已取消）,“取消”并不意味着完全否定这种方法的理论与实际意义，而是更强调考虑地质条件的地区性差异和根据地区经验确定地基承载力。因此，地方性的地基基础设计规范仍可以建立反映当地实际的承载力表。,地基承载力特征值的修正,（1）修正理由：由载荷试验等方法综合确定地基承载力的特征值时没有体现一个具体实际基础的尺寸和埋深等因素的影响；实测显示，当h/b10时，影响不大；基宽b越大，沉降量s也越大。（2)规范规定：当基础宽度大于3米或埋深大于0.5米时，除岩石地基外，应对地基承载力特征值进行深、宽修正。,（3）修正公式：,fak：静载荷试验确定的地基承载力特征值；fa：深宽修正后的地基承载力特征值；b：宽度修正系数0，3.0，按基底下土性质查表确定；d：深度修正系数1，4.4，同上查表确定；，m：基底以下、以上的土（平均或加权平均）容重（地下水位以下取、m）。,fa=fak+b(b-3)+dm(d-0.5),一、按地基持力层的承载力计算基底尺寸设计浅基础时，一般先确定埋深d并初步选择底面尺寸，求得基底以下持力层的修正后的承载力特征值，再按下列条件验算并调整尺寸直至满足设计要求为止。基础底面尺寸的确定，必须满足地基承载力的要求，即满足持力层和下卧层承载力要求。,第五节基础地面尺寸的确定,pk相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值；fa修正后的地基承载力特征值。,1.按持力层承载力确定基底尺寸（一）轴心受压基础,Fk相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖向力值；Gk基础自重和基础上的土重；d-基础平均埋深；G基础及回填土的平均重度，一般取20kN/m3,地下水位以下取10kN/m3；A基础底面面积。,基础底面的压力，可按下列公式确定：,对单独基础，轴心荷载作用下常采用正方形基础：,对条形基础，沿基础长度方向取1m作为计算单元,承载力特征值只能先按基础埋深d确定。待基底尺寸算出之后，再看基底宽度b是否超过3.0m，若b3.0m时，需重新修正承载力特征值，再确定基底尺寸。,pkmax相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘处的最大压力值；fa修正后的地基承载力特征值。,当作用在基底形心处的荷载不仅有竖向荷载，而且有力矩存在的情况，为偏心受压基础。,（二）偏心受压基础,Mk相应于荷载效应标准组合时，作用于基础底面的力矩值；W基础底面的抵抗力矩；,基础底面的压力，可按下列公式确定（el/6）：,偏心受压基础基底面积的确定，通常是根据中心受压基础底面积的公式并适当增大底面积（考虑力矩作用）进行试估，再验算承载力，直到满足为止。试算法步骤如下：1.试估基础底面积A：,由上式计算出A后，再取定b、l的尺寸:,l/b=1.22.0,2.计算基底压力；3.验算持力层承载力：,以上条件不满足时，如A过大或过小时，则要调整A的大小，同时根据A的尺寸大小对地基的承载力特征值进行修正，再代入上述公式验算，直至满足要求。,调整的方法一般方法有：1、增加A或减少A；2、调整基底的长宽比,A不变；3、采用不对称基础；4、改变基础方案或进行地基处理。,偏心矩el/6时基底压力呈梯形分布；el/6为三角形分布；el/6，出现拉应力实际基底与土之间不能传递拉应力，基底压应力分布如图。一部分脱开。规范要求3a0.75l，即脱开面积小于25%。,讨论,l,pkmax,pkmin,pz相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶面处的附加应力值；pcz软弱下卧层顶面处土的自重应力值；faz软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值。,当地基受力层范围内有软弱下卧层（承载力显著低于持力层的高压缩性土层）,应按下式验算：,二、软弱下卧层的验算,验算依据,关于附加应力的计算，建筑地基基础设计规范提出了以下简化方法：当持力层与下卧软弱土层的压缩模量比值时，附加应力可按压力扩散角的概念计算。假设基底处的附加应力()往下传递时按某一角度向外扩散分布于较大的面积上。根据扩散前后各面积上的总压力相等的条件，可得：,2、软弱下卧层附加应力计算分析（矩形基础为例）,软弱下卧层附加应力计算分析（矩形基础为例）,条形基础分母无后一项,下卧层,基底附加应力的等效扩散,z,b,l,基础底面,软弱层顶面,地基压力扩散角表7.19,注：p174.上下土层压缩模量相差越大，越大，应力越扩散。,经深度(d+z)修正后的承载力，宽度不修正,3、地基软弱下卧层验算步骤：,（1）基底压力pk=(Fk+Gk)/A(中心荷载)（2）pc=idi（3）基底的附加压力（扩散压力）（4）查表确定扩散角。（5）软弱下卧层顶面处的附加应力值pcz（6）验算,（条基无后一项）,例1、某柱截面尺寸为300mm400mm,作用于柱底的荷载标准值如下:中心垂直荷载,力矩,水平荷载。地基为粘性土，基础及其上回填土的平均重度。柱下基础布置见下图，基础下土层为粘性土，参数如下：，。试根据持力层地基承载力确定基础底面尺寸。,【解】（1）求地基承载力特征值根据粘性土可得：由于不知基底尺寸，故上式先不考虑对基础宽度进行修正。(上式d按室外地面算起。)（2）确定基础底面尺寸计算基础平均埋深，由公式得,由于偏心不大，基础底面积可按20%增大，即初步选择基础底面积且，故不需对进行修正。（3）验算持力层地基承载力基础和回填土重偏心距即，满足要求。由