地基与基础课堂幻灯3ppt课件

1、一、第三章第三章 地基的应力与变形地基的应力与变形3.1 概概 述述一、土的变形特征一、土的变形特征1、土的变形是由孔隙体积的减少产生的，、土的变形是由孔隙体积的减少产生的，土颗粒和水本身的变形很小，可以认为它们土颗粒和水本身的变形很小，可以认为它们是不可压缩的。是不可压缩的。2、饱和土的变形需要一定的时间才能完成。、饱和土的变形需要一定的时间才能完成。二、土的应力和变形计算的目的二、土的应力和变形计算的目的 地基中产生地基中产生 一般在建筑物建造之前已经完成对土体的压缩变形一般在建筑物建造之前已经完成对土体的压缩变形 地基土的自重地基土的自重竖向应力产生的原因竖向应力产生的原因 自重应力自重

2、应力 基础传来的荷载基础传来的荷载 附加应力附加应力 引起地基土的压缩变形引起地基土的压缩变形如地基为软弱土层且厚薄不均匀，如地基为软弱土层且厚薄不均匀， 或上部建筑物高低悬殊，轻重变化较大时，地基将产生很大的或上部建筑物高低悬殊，轻重变化较大时，地基将产生很大的变形和不均匀变形。其结果可能使墙体发生裂缝，甚至影响工作的安变形和不均匀变形。其结果可能使墙体发生裂缝，甚至影响工作的安全使用。全使用。例：某公司一幢二层楼食堂，在例：某公司一幢二层楼食堂，在1957年夏竣工时发现严重裂缝。北墙年夏竣工时发现严重裂缝。北墙缝宽缝宽40mm，二层楼板缝宽，二层楼板缝宽50mm，可以辨认楼下人员，无法使用

3、。，可以辨认楼下人员，无法使用。其原因：该公司大面积平整场地填土时，厚薄不均，为其原因：该公司大面积平整场地填土时，厚薄不均，为2-6m，且基，且基槽开挖后遇暴雨浸泡填土未处理，造成严重不均匀沉降雨成危房。槽开挖后遇暴雨浸泡填土未处理，造成严重不均匀沉降雨成危房。由此可见，必须将地基的变形值控制在建筑物允许的限度之内。由此可见，必须将地基的变形值控制在建筑物允许的限度之内。小结：地基变形的主要因素（1内因：由三相组成的土孔隙大，具有压缩性；（2外因：建筑物荷载作用于地基产生附加应力。o地基的应力和变形计算的目的：地基的应力和变形计算的目的：o根据二部结构的荷载大小和分布，结合地基根据二部结构的

4、荷载大小和分布，结合地基土的工程性质，计算附加应产生的地基变形土的工程性质，计算附加应产生的地基变形值并控制在允许值范围内，以保证建筑工程值并控制在允许值范围内，以保证建筑工程的安全。的安全。假定：假定：地面是无限延伸的水平面，地面是无限延伸的水平面，土体在自重作用下无侧向变形和剪切土体在自重作用下无侧向变形和剪切变形，变形，只能产生竖向变形。只能产生竖向变形。 一、土层自重应力一、土层自重应力 在未修建筑物之前，由土体本身自重在未修建筑物之前，由土体本身自重引起的应力。引起的应力。通常，土层自重应力不会引起地基变形，因为通常，土层自重应力不会引起地基变形，因为土层生成时代很久，早已团结稳定。

5、唯有新近土层生成时代很久，早已团结稳定。唯有新近沉积的土或人工填土，尚未固结，需考虑土层沉积的土或人工填土，尚未固结，需考虑土层自重引起的地基变形。自重引起的地基变形。3.2 地基中的应力地基中的应力（3-1）在深度z处的土层自重应力，kPa(kN/m2)第三层土的重度，kN/m3,地下水位以下用；hi第三层土的厚度，m；n从地面至深度z处的层数。ntiinnczhhhh12211czi 图图3-1 土自重应力土自重应力 （a均质土层；均质土层； （b多层土层多层土层例3-1已知某地基土层剖面图3-2），求各层土的自重应力。解填土层底地下水位处粉质粘土层低淤泥层底不透水层层面钻孔底012345

6、图3-2例3-1附图21/85.75.07.15mkNcz22/75.165 . 08 .1785. 7mkNcz23/65.413)8 . 91 .18(75.16mkNcz24/95.897)8 . 97 .16(65.41mkNcz上24/95.1878 . 9)73(95.89mkNcz下25/35.26646 .1995.187mkNcz二、基底压力二、基底压力 在基础与地基之间接触面上作用着建在基础与地基之间接触面上作用着建筑物荷载通筑物荷载通 过基础传来的压力称为基底压过基础传来的压力称为基底压力力(方向向下方向向下)； 地基对基础的反作用力地基对基础的反作用力(方向向上方向向上

7、)称称为地基反力。为地基反力。 （一基底压力分布（一基底压力分布 图图3-3 绝对柔性基础与绝对刚性基础绝对柔性基础与绝对刚性基础（a绝对柔性基础荷载均时；（绝对柔性基础荷载均时；（b绝对柔性基础沉降均匀时；绝对柔性基础沉降均匀时；（c绝对刚性基础绝对刚性基础 图图3-4 刚性基础基底压力的分布形态刚性基础基底压力的分布形态 （a马鞍形；马鞍形； （b抛物线形；抛物线形； （c钟形钟形二、基底压力简化计算二、基底压力简化计算1、轴心受压基础的基底压力、轴心受压基础的基底压力作用在基础上的荷载，其合力通过基础底面形心时为轴心受作用在基础上的荷载，其合力通过基础底面形心时为轴心受压基础，基底压力为

8、均匀分布压基础，基底压力为均匀分布 。式中式中 P 基础底面处平均压力基础底面处平均压力kN/m2）；）； F 上部结构传至基础顶面的竖向力设计值上部结构传至基础顶面的竖向力设计值kN）；）； G 基础自得设计值分项系数基础自得设计值分项系数1.2和基础上的土体和基础上的土体自重标准值分项系数自重标准值分项系数1.0），对于一般基础，可近似），对于一般基础，可近似取取 ； 基础及基础上土的平均重度，取基础及基础上土的平均重度，取 A 基础底面积，矩形基础底面积，矩形A=b (m2)b、 分别为基础底面宽度和基础底面长度分别为基础底面宽度和基础底面长度m） 计算自重计算自重G的高度，当室内外标高

9、不同时取平均高的高度，当室内外标高不同时取平均高度度m）.AGFp)(kNhAGr3/20mkNrllh 143.1 P图图kN/m2)例：某轴压基础承受上部结构传来的轴力设计值例：某轴压基础承受上部结构传来的轴力设计值F=600kN，基底面，基底面积积2.4m2m，求基底压力。，求基底压力。 解：解： =202.42（0.5+0.3/2）+ (20-9.8)2.420.5=86.88kN =143.1 kN/m2 hAG24.288.86600XAGFp2、偏心受压基础的基底压力、偏心受压基础的基底压力在基底的一个主轴平面内作用的偏心力或轴在基底的一个主轴平面内作用的偏心力或轴心力与弯矩同时

10、作用，则为偏心受压基础。心力与弯矩同时作用，则为偏心受压基础。在在Ngd及及Mgd的共同作用下，基底压力为直的共同作用下，基底压力为直线分布，基底两端的压力按下式计算：线分布，基底两端的压力按下式计算： 当当e0 时，选用公式时，选用公式 其中其中 。Ngd6l6l6l)61(0maxleANPgd)61(0maxminleANPgdabNpgd32max)(20melaa三、基底附加压力三、基底附加压力 通常基底附加压力会引起地基的变形即基础的沉降），故高层建筑设计时常采用箱形基础或地下室，使设计的基础自身重力，小于挖去的土重力，可减少基底附加压力，从而可减少基础的沉降。这种方法在工程上称为

11、基础的补偿性设计。 P0 = P - cz四、土中附加应力土中附加应力是由建筑物荷载在地基内引起的应力，通过土粒之间的传递，向水平与深度方向扩散，附加压力逐渐减小。计算方法：假定地基为半无限均质弹性体，用弹性力学公式求解。 （一集中力作用下土中附加应力的计算（一集中力作用下土中附加应力的计算 （3-6）式中式中 K集中力作用下土中附加应力系数，由表集中力作用下土中附加应力系数，由表3-1查得查得2zpKz（三条形均布荷载作用下土中附加应力的计算（三条形均布荷载作用下土中附加应力的计算z=sp0(3-8)式中p0基底附加压力；s条形均布荷载中心点下的附加应力系数查表（3-3）（二矩形均布荷载作用

12、下土中附加应力的计算（二矩形均布荷载作用下土中附加应力的计算角点法：图3-12矩形均布荷载角点下的应力计算图3-13用角点法计算的荷载面积划分图3-13a）：z=（1+IIp0图3-13b）：z=（1+II+III+）p0当四块矩形面积相同时：z=4p0图3-13c）：z=ogbt+ofch-ogae-oedhp0图3-13d）：z=ofbh-ofag-oech-oedgp0查表时矩形小面积的长边取，短边取b。 z= po (3-7)矩形均布荷载角点下土中附加应力系矩形均布荷载角点下土中附加应力系数查表数查表3-2求得。求得。l第三节第三节 地基土的压缩性地基土的压缩性侧限压缩试验：图3-16

13、压缩仪图3-17侧限压缩土样孔隙比变化1加压板；2透水石；3环刀；4压缩环；5土样；6底座（a受压前；（b受压后用环刀切取天然土样，放入圆筒形压缩容器内，土样上下各垫一块透水石，使土样压缩后的水可自由排出。在土样上逐级加荷p=0.05、0.1、0.2、0.3、0.4N/mm2），每次待压缩稳定后测其相应压缩变形值s。土的压缩性：土的压缩性：地基土在荷载作用下孔隙体积减小的性质。地基土在荷载作用下孔隙体积减小的性质。 测定土的压缩性指标，通常采用两种方法：测定土的压缩性指标，通常采用两种方法：（1室内试验室内试验 取原状土样进行侧限压缩试取原状土样进行侧限压缩试验验（2原位测试原位测试 现场载荷

14、试验与旁压试验现场载荷试验与旁压试验压缩系数与压缩模量压缩系数与压缩模量 e0原状土的天然孔隙比；p1大小等于土自重应力MPa）；p2大小等于土自重应力与附加应力之和MPa）；e1压力为p1时对应的孔隙比；e2压力为p2时对应的孔隙比。a与Es成反比，a越大，Es越小，压缩性越高。反之。 （MPa） e-p压缩曲线压缩曲线 11221)(aMPppeeaaeEos1第四节第四节 地基变形特征地基变形特征 图3-19地基变形特征（a沉降量；（b沉降差；（c倾斜；（d局部倾斜地基变形特征可分为沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜。地基变形特征可分为沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜。（1沉降量：指基础中心的

15、沉降量沉降量：指基础中心的沉降量s。（2沉降差：指两相邻单独基础沉降量的差值沉降差：指两相邻单独基础沉降量的差值s=s1-s2。（3倾斜：指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值倾斜：指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值。（4局部倾斜：指砌体承重结构沿纵墙局部倾斜：指砌体承重结构沿纵墙610m内基础两点间内基础两点间的沉降差与其距离的比值。的沉降差与其距离的比值。建筑物的地基变形计算值，不应大于地基变形允许值。建筑物的地基变形计算值，不应大于地基变形允许值。第五节第五节 地基最终沉降量地基最终沉降量分层总和法1、计算假定（1地基土为均匀的，各向同性的线性变形体；（2地基土的压缩变形无侧

16、限膨胀；（3采用基底中心点下的附加应力计算地基变形量；（4地基变形是由压缩层范围内土层的竖向变形引起的。2、计算步骤（1按比例绘制地基土的基础的剖面图；（2计算基底处P与P0；（3分层：0.46，且天然土层面，地下水位面应成为分界面；（4求每层上下面处的自重应力与附加应力，并求出各薄层的自重应力平均值与附加应力平均值，绘出相应曲线图；（5算得和，并查相应土的ep曲线图得、；（6用求出各薄层压缩量；（7以为Zn试算点，复核并确定压缩层的计算深度Zn时，应符合；式中：在深度Zn处，向上取厚为1m的计算层压缩量，cm;在深度Zn范围内，所有各层压缩量的总和，cm。（8求压缩层范围内各层土的压缩模量,

17、算出压缩模量的加权平均值，参照表3-4经内插法得沉降计算经验系数ms.（9计算地基最终沉降量：niisSmS1第六节第六节 地基沉降与时间的关系地基沉降与时间的关系饱和土体的压缩变形与孔隙水的排除密切相关，所以这一变形过程被称为“渗透固结或简称“固结”。在研究沉降与时间的关系时，还常用到固结度的概念。若变形稳定时基础总沉降量仍用S表示，加载后经某一时间t的沉降量用St表示，则固结度U=St/S，表示那时沉降完成的百分率，也就是土体固结的程度。这样，如能找到U与t的关系，就能求得与外荷载作用时间t相对应的固结度，在算得基础的总沉降量以后，就可估算建筑物完成若干时间t时的沉降值St=US。第四章土

18、的抗剪强度和地基承载力地基土的强度破坏是剪切破坏地基土的强度破坏是剪切破坏 在破坏面上的剪应力大于土的抗剪强度，土在破坏面上的剪应力大于土的抗剪强度，土体发生强度破坏体发生强度破坏 。第一节第一节 土的抗剪强度及指标土的抗剪强度及指标一、土的抗剪强度及基基本规律一、土的抗剪强度及基基本规律 土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力，用土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力，用f表示表示 直接剪切试验直接剪切试验图图4-2 剪切盒剪切盒 图图4-3 抗剪强度线抗剪强度线 a-砂土；砂土；b-粘性土粘性土砂土砂土 f =tg粘性土粘性土 f =tg +c工程上根据实际地质情况和孔隙水压力消散

19、程度，工程上根据实际地质情况和孔隙水压力消散程度，采用三种不同的试验方法。采用三种不同的试验方法。（1快剪：在试样上施加垂直压力后，立即加水快剪：在试样上施加垂直压力后，立即加水平剪力，在剪切过程中不排水，故又称不固结不排水平剪力，在剪切过程中不排水，故又称不固结不排水剪。剪。（2固结快剪；在试样上施加垂直压力，待排水固结快剪；在试样上施加垂直压力，待排水固结稳定后，即加水平剪力，但在剪切过程中不排水，固结稳定后，即加水平剪力，但在剪切过程中不排水，故又称固结不排水剪。故又称固结不排水剪。（3慢剪；在试样上施加垂直压力及水平剪力的慢剪；在试样上施加垂直压力及水平剪力的过程中均使试样充分排水，故

20、又称固结排水剪。过程中均使试样充分排水，故又称固结排水剪。库伦定律：砂土f=tg粘性土f=tg+cC和是抗剪强度的重要指标二、土的极限平衡条件二、土的极限平衡条件图图4-4 任意斜面应力状态任意斜面应力状态 图图4-5 应力圆应力圆 三种不同应力状态时应力圆与抗剪强度线的情况1、应力圆与抗剪强度线不相交。表明该土点任意斜面上的剪应力f均小于对应的抗剪强度(f),，土点已发生剪切破坏。但应注意，抗剪强度等于土体剪切破坏时的极限剪应力，土中应力不可能超过抗剪强度，由此可见，这种情况实际上不存在。3、应力圆与抗剪强度线相切。表明切点所代表的mn斜面上，剪应力等于对应的抗剪强度(=f),（其它任意斜面

21、上的剪应力均小于对应的抗剪强度），土点达到极限平衡状态。最危险主裂面与大主应力面的夹角：最危险主裂面与大主应力面的夹角：a=45+ 砂类土：砂类土： （4-3） （4-4）粘性土：粘性土： （4-5） （4-6）)2(452tan31)245tan(2)245(tan231c)245tan(2)245(tan213c)2(452tan132第二节第二节 地基承载力地基承载力v一、地基的变形阶段一、地基的变形阶段地基变形破坏分为三个阶段地基变形破坏分为三个阶段 1、压密阶段：、压密阶段： oa段，段，p与与s成线性关系；成线性关系； p (变形的增加率随荷载的增加变形的增加率随荷载的增加而增大而

22、增大)。局部区域内。局部区域内 f，发生了剪切变形，发生了剪切变形,出现塑性变形区。出现塑性变形区。随着荷载的增加，地基土中塑性变形区的范围逐渐增大。随着荷载的增加，地基土中塑性变形区的范围逐渐增大。3、破坏阶段：、破坏阶段： bc段。段。 s p (当荷载增加到某一极限值时，当荷载增加到某一极限值时，地基变形突然增大地基变形突然增大)，说明地基土中的塑性变形区已形成了与地，说明地基土中的塑性变形区已形成了与地面贯通的连续滑动面所示，地基土向基础的一侧或两侧挤出，面贯通的连续滑动面所示，地基土向基础的一侧或两侧挤出，地面隆起，地基整体失稳，基础急剧下沉。地面隆起，地基整体失稳，基础急剧下沉。a

23、点点pa，临塑荷载，表示地基内将要出现塑性变形区时的荷载。，临塑荷载，表示地基内将要出现塑性变形区时的荷载。b点点pb，极限荷载，表示即将丧失整体稳定时的荷载地基中，极限荷载，表示即将丧失整体稳定时的荷载地基中将要形成连续的塑性变形区时的荷载）。将要形成连续的塑性变形区时的荷载）。(一一)由由规定确定地基承载力方法的原则确定地基承规定确定地基承载力方法的原则确定地基承载力时，应结合当地建筑经验按下列规定综合考虑：载力时，应结合当地建筑经验按下列规定综合考虑： (1)对一级建筑物采用载荷试验、理论公式计算及其他原位试对一级建筑物采用载荷试验、理论公式计算及其他原位试验等方法练念确定。验等方法练念

24、确定。 (2)对不作地基变形计算的二级建筑物，可按室内试验、标准对不作地基变形计算的二级建筑物，可按室内试验、标准贯入、轻便触探、野外鉴别或其他原位试验确定。其余的二级贯入、轻便触探、野外鉴别或其他原位试验确定。其余的二级建筑物，薄尚应鳙晋理论公式计算确定。建筑物，薄尚应鳙晋理论公式计算确定。 (3)对三级建筑物可根据邻近建筑物的经验确定。对三级建筑物可根据邻近建筑物的经验确定。 二、地基承载力的确定方法二、地基承载力的确定方法 （二由现场载荷试验确定地基承载力标准值（二由现场载荷试验确定地基承载力标准值 o逐级加荷逐级加荷 o加荷等级不应少于加荷等级不应少于8级级 o每加一级荷载后，按间隔每

25、加一级荷载后，按间隔10、10、10、15、15分钟，以后每半分钟，以后每半小时读记录压板沉降一次。当连续两小时内，每小时的沉降量小时读记录压板沉降一次。当连续两小时内，每小时的沉降量小于小于0.1mm时，则认为已趋稳定，即可加下一级荷载。时，则认为已趋稳定，即可加下一级荷载。 当出现下列情况之一时，即可终止加载：当出现下列情况之一时，即可终止加载： (1)承压板周围的土明显的被侧向挤出；承压板周围的土明显的被侧向挤出； (2)沉降沉降s急骤增大，急骤增大，p-s曲线出现陡降段；曲线出现陡降段； (3)在某一荷载下，在某一荷载下，24小时内沉降速率不能达到稳定标准；小时内沉降速率不能达到稳定标

26、准； (4)s/b0.06(b为承压板宽度或直径为承压板宽度或直径)。满足前三种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。承载力基本值f0的确定：1)对p-s曲线上有明显的比例界限时，取该比例界限所对应的荷载p0为承载力基本值；2)当极限荷载能确定，且该值小于对应比例界限的荷载值的1.5倍时，取荷载极限值的一半(图410a)；3)当不能按上述二点确定时，如压板面积为0.25一0.5m2对低压缩性土和砂土s/b0.010.015所对应的荷载值；对中、高压缩性土可取s/b0.02对应的荷载值p0.02为承载力基本值(图410b)。同一土层参加统计的试验点不应少于三点，基本值的极差不得超过平均值的

27、30，取此平均值作为地基承载力标准值fk。1、动力触探标准贯入试验的方法：将穿心锤(重65.5kg)从高度76cm处自由落下，使贯入器击入土中30cm深度所需的锤击数用N(或N63.5)表示。（复习：P23砂土的密实度）轻便触探试验的方法：将穿心锤(重10kg)从高度50cm处自由落下，使触探杆击入土中30深度所需的锤击数，用N10表示。现场试验锤击数应按下式修正并取整数位：N或N10）=(4-7)由标准贯入试验锤击数N、轻便触探试验锤击数N10确定地基承载力标准值，可按确定，见表4-1表4-4。2、静力触探(三)由触探试验确定地基承载力标准值645.11、判别土样名称：、判别土样名称：复习：

28、环刀法复习：环刀法 ，比重瓶法，比重瓶法 ds ，烘干法，烘干法 ，搓条法搓条法Wp，锥式液限仪，锥式液限仪 WL ，筛分析试验，筛分析试验2、根据土样名称，选择表、根据土样名称，选择表4-5表表4-9 ，确定地基承载力基本值，确定地基承载力基本值 3、确定地基承载力标准值、确定地基承载力标准值 ：（四）、由室内试验确定地基承载力标准值（四）、由室内试验确定地基承载力标准值0fffk（五由野外鉴别结果确定地基承载力标准值（五由野外鉴别结果确定地基承载力标准值复习：复习：P22，碎石土的密实度，可根据野外鉴别方法确定，碎石土的密实度，可根据野外鉴别方法确定当基础宽度大小当基础宽度大小3m或埋置深

29、度大于或埋置深度大于0.5m时，除岩石地基外，其时，除岩石地基外，其地基承载力设计值应按下式计算：地基承载力设计值应按下式计算： 地基承载力设计值地基承载力设计值kPa）；）；地基承载力标准值地基承载力标准值kPa）；）； b 基础底面宽度基础底面宽度( m)，当基宽小于，当基宽小于3m按按3m考虑，大考虑，大于于6m按按6m考虑；考虑； d 基础埋置深度基础埋置深度m）,一般自室外地面标高算起。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，如采用施工后完成时，

30、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，在其箱形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起，在其他情况下，应从室内地面标高算起；他情况下，应从室内地面标高算起；基底以下土的天然重度，地下水位以下取有效重度基底以下土的天然重度，地下水位以下取有效重度kN/m3） 基底以上土的加权平均重度，地下水位以下取有基底以上土的加权平均重度，地下水位以下取有效重度效重度kN/m3） 基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下持力层土类查表下持力层土类查表4-12确定。确定。当计算所得设计值当计算所得设计值 时，可

31、取时，可取 。（六由（六由确定地基承载力设计值确定地基承载力设计值) 5 . 0() 3(0dbffdbkfkf0dbkff1 . 1kff1 . 1(一一)由由规定确定地基承载力方法的原则确定地基承规定确定地基承载力方法的原则确定地基承载力时，应结合当地建筑经验按下列规定综合考虑：载力时，应结合当地建筑经验按下列规定综合考虑： (1)对一级建筑物采用载荷试验、理论公式计算及其他原位试对一级建筑物采用载荷试验、理论公式计算及其他原位试验等方法练念确定。验等方法练念确定。 (2)对不作地基变形计算的二级建筑物，可按室内试验、标准对不作地基变形计算的二级建筑物，可按室内试验、标准贯入、轻便触探、野

32、外鉴别或其他原位试验确定。其余的二级贯入、轻便触探、野外鉴别或其他原位试验确定。其余的二级建筑物，薄尚应鳙晋理论公式计算确定。建筑物，薄尚应鳙晋理论公式计算确定。 (3)对三级建筑物可根据邻近建筑物的经验确定。对三级建筑物可根据邻近建筑物的经验确定。 二、地基承载力的确定方法二、地基承载力的确定方法 第五章第五章 边坡稳定及挡土墙边坡稳定及挡土墙5.1 边坡稳定边坡稳定一、砂类土的边坡稳定一、砂类土的边坡稳定稳定安全系数稳定安全系数 当当= 时，时，K=1，即边坡处于极限平衡状态，即边坡处于极限平衡状态，当当1,则边坡稳定，一般取则边坡稳定，一般取K1.2。二、边坡的开挖二、边坡的开挖土质边坡

33、坡度允许值土质边坡坡度允许值 （高宽比）（高宽比）三、坡顶上的建筑位置三、坡顶上的建筑位置tantanTTK5.2 挡挡 土土 墙墙一、挡土墙类型挡土墙是防止土体坍塌的构筑物，挡土墙的类型有重力式挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、锚杆挡土墙、锚定板挡土墙、板桩墙等二、三种土压力作用在挡土墙上的侧向土推力称为土侧压力，简称土压力。根据挡土墙受力后的位移情况，土压力可分以下三类：1主动土压力，挡土墙在墙后土压力作用下向前移动或转动，土体随着下滑，当达到一定位移时，墙后土体达极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力就称为主动土压力(图5-4a)。2被动土压力挡土墙在外力作用下向后移动或转动，挤压填土，使土体向

34、后位移，当挡土墙向后达到一定位移时，墙后土体达极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力称为被动土压力(图5-4c)3静止土压力挡土墙的刚度很大，在土压力作用下不产生移动或转动，墙后土体处于静止状态,此时作用在墙背上的土压力称为静止土压力(图5-4b)。例如地下室外墙受到的土压力即是。上述三种土压力，在相同条件下，主动土压力最小，被动土压力最大，静止土压力介于两者之间。三、库伦土压力理论三、库伦土压力理论 c=0 特例：当填土表面特例：当填土表面 水平水平= 0 ），），墙背墙背 垂直垂直 （= 90 ），墙背），墙背 光滑光滑 （= 0 ）时，）时，Ka= tan2(450-/2 ) ，Kp=

35、tan2450+/2 ） 。四、朗肯土压力理论四、朗肯土压力理论 c=0 （c0） 适用条件：当填土表面适用条件：当填土表面 水平水平= 0 ），），墙背墙背 垂直垂直 （= 90 ），墙背），墙背 光滑光滑 （= 0 ）时，）时，Ka= tan2(450-/2 ) ，Kp= tan2450+/2 ） 。计算步骤：计算步骤：1、计算压强、计算压强=自重应力自重应力 土压力土压力系数系数2、绘制压强分布图、绘制压强分布图3、计算土压力、计算土压力=压强分布图面积压强分布图面积 作用点在压强分布图的形心距作用点在压强分布图的形心距挡土墙挡土墙 底部的高度处底部的高度处1、静止土压力、静止土压力 2

36、、主动土压力、主动土压力 c=0 c03、被动土压力、被动土压力 c=0 c0五、特殊情况下的土压力计算五、特殊情况下的土压力计算 1填土面有均布荷载填土面有均布荷载2重度不同的填土层重度不同的填土层3填土有地下水填土有地下水当墙后填土有地下水时，墙背有土压力及水压力作用。计当墙后填土有地下水时，墙背有土压力及水压力作用。计算时假定水位以下土的摩擦角算时假定水位以下土的摩擦角及及不变，并将浮土重度不变，并将浮土重度r与天然重度与天然重度r 看作不同的填土，再叠加水压力。看作不同的填土，再叠加水压力。1挡土墙构造挡土墙构造 (1)重力式挡土墙根据墙背的倾角不同可分为仰斜式重力式挡土墙根据墙背的倾

37、角不同可分为仰斜式( 90)、垂直式垂直式( =90)及俯斜式及俯斜式( 90)。墙背承受的土压力以仰斜。墙背承受的土压力以仰斜式最小，俯斜式最大，垂直式介于两者之间，故俯斜式很少采式最小，俯斜式最大，垂直式介于两者之间，故俯斜式很少采用。当墙后需填土时，仰斜式施工困难，但作护坡时以仰斜式用。当墙后需填土时，仰斜式施工困难，但作护坡时以仰斜式最为合理最为合理(图图5-14)。(2)挡土墙必须有良好的排水措施，以免墙后填土长期积水而造挡土墙必须有良好的排水措施，以免墙后填土长期积水而造成地基松软，填土冻胀，使挡土墙开裂或倒塌。成地基松软，填土冻胀，使挡土墙开裂或倒塌。 挡土墙应每隔挡土墙应每隔1

38、020m设置伸缩缝。当地基有变化时宜加设沉设置伸缩缝。当地基有变化时宜加设沉降缝。降缝。 七、重力式挡土墙设计七、重力式挡土墙设计 （2挡土墙抗滑移验算挡土墙抗滑移验算 在土压力作用下墙将沿基底向前滑移在土压力作用下墙将沿基底向前滑移,故应进行抗滑移验算故应进行抗滑移验算 。建。建立坐标轴立坐标轴t n，将力分解为平行基底及垂直基底两个分力。，将力分解为平行基底及垂直基底两个分力。 Ks=Nn / Nt 1.3（1挡土墙抗倾覆验算挡土墙抗倾覆验算在土压力作用下墙将绕墙趾在土压力作用下墙将绕墙趾O点向外转动而失稳点向外转动而失稳,故应进行抗倾故应进行抗倾覆验算覆验算 。建立坐标轴。建立坐标轴 X

39、 Z ，将力分解为水平及垂直两个分，将力分解为水平及垂直两个分力力,分别乘以它们的作用点到分别乘以它们的作用点到O点的力臂，得到抗倾覆力矩和倾点的力臂，得到抗倾覆力矩和倾覆力矩。覆力矩。 Kt= M抗抗 / M倾倾 1.52、挡土墙稳定性验算、挡土墙稳定性验算6.1 概述概述基础按使用的材料可分为灰土基础、砖基础基础按使用的材料可分为灰土基础、砖基础、毛石基础、混凝土基础和钢筋混凝土、毛石基础、混凝土基础和钢筋混凝土基础。基础。 按埋置深度可分为浅基础和深基础。埋置深按埋置深度可分为浅基础和深基础。埋置深度不超过度不超过5m者称为浅基础，大于者称为浅基础，大于5m者称者称为深基础。为深基础。

40、按受力性能可分为刚性基础和柔性基础。按受力性能可分为刚性基础和柔性基础。 按构造形式可分为条形基础、独立基础、满按构造形式可分为条形基础、独立基础、满堂基础和桩基础。堂基础和桩基础。第六章第六章 基础设计基础设计6.2 基础类型基础类型 一、墙下条形基础一、墙下条形基础 当建筑物采用砖墙承重时，墙下基础常连续设当建筑物采用砖墙承重时，墙下基础常连续设置，形成通长的条形基础。置，形成通长的条形基础。 刚性基础刚性基础 ：所用材料有混凝土、砖、毛石、灰：所用材料有混凝土、砖、毛石、灰土、三合土等。土、三合土等。 常用刚性角来控制基础放大部分的斜度。常用刚性角来控制基础放大部分的斜度。 二、独立基础

41、二、独立基础当建筑物上部为框架结构或单独柱子时，常采用独立基础当建筑物上部为框架结构或单独柱子时，常采用独立基础；若柱子为预制时，则采用杯形基础形式。；若柱子为预制时，则采用杯形基础形式。杯形基础用钢筋混凝土制做，接头采用细石混凝土灌浆。杯形基础用钢筋混凝土制做，接头采用细石混凝土灌浆。 三、柱下钢筋混凝土条形基础十字交叉基础）三、柱下钢筋混凝土条形基础十字交叉基础）四、筏形基础四、筏形基础五、箱形基础五、箱形基础 六、桩基础六、桩基础桩基的作用是将荷载通过桩传给埋藏较深的坚硬土层，或桩基的作用是将荷载通过桩传给埋藏较深的坚硬土层，或通过桩周围的摩擦力传给地基。前者称为端承桩，后通过桩周围的摩

42、擦力传给地基。前者称为端承桩，后者称为摩擦桩。者称为摩擦桩。端承桩适用于表面软弱土层不太厚而下部为坚硬土层的情端承桩适用于表面软弱土层不太厚而下部为坚硬土层的情况况,其上部荷载主要由桩尖阻力来平衡。其上部荷载主要由桩尖阻力来平衡。摩擦桩适用于软弱土层较厚，下部有中等压缩性土层，而摩擦桩适用于软弱土层较厚，下部有中等压缩性土层，而坚硬土层距地表较深的情形。摩擦桩的上部荷载由桩坚硬土层距地表较深的情形。摩擦桩的上部荷载由桩侧摩擦力和桩尖阻力共同来平衡。侧摩擦力和桩尖阻力共同来平衡。桩广泛采用混凝土或钢筋混凝土制作。按施工方法可分为桩广泛采用混凝土或钢筋混凝土制作。按施工方法可分为预制桩和灌注桩两大

43、类。预制桩和灌注桩两大类。由室外设计地面到基础底面的距离，称为基础的埋置深度。由室外设计地面到基础底面的距离，称为基础的埋置深度。 基础的埋置深度不应小于基础的埋置深度不应小于500mm 。决定建筑物基础埋置深度的因素很多，主要应考虑下列几个决定建筑物基础埋置深度的因素很多，主要应考虑下列几个条件。条件。1、土层构造的影响、土层构造的影响6.3 基础的埋置深度基础的埋置深度2、地下水位的影响3、冰冻线的影响4、相邻建筑物基础的影响地基处理方法到目前已有：地基处理方法到目前已有：压实法压实法包括机械碾压法、重锤夯实法、振动压实法及强夯法包括机械碾压法、重锤夯实法、振动压实法及强夯法换土垫层法换土垫层法换土即挖去软弱土而填以好土，工程上用得较多的是砂垫层。