一注结构之土力学与地基基础部分考点

1、土力学与地基根底知识 老爱混淆的几个问题：1.持力层的地基承载力计算地基承载力特征值的修正 ?地基标准?条：当b3m或d0.5m时，从载荷试验或其他原位测试、经验值等法确定的地基承载力特征值尚应按下式修正： 式中：修正后的地基承载力特征值； 修正前的地基承载力特征值，按标准条的原那么确定； 、根底宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别查表取值；根底底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度； 根底底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度； 根底底面宽度(m),当b6m时取b=6m。 根底埋置深度m，一般自室外地面标高算起。 = 1 * GB3 在填方整平地区可从填土地面标高算起，但

2、填土在上部结构施工后完成时应从天然地面标高算起。 = 2 * GB3 对于地下室： 当采用箱形根底或筏形根底时，埋深从室外地面标高算起， 当采用独立根底或条形根底时，埋深应从室内地面标高算起。 小议：由于一般原位测试、浅层、深层平板测试都是测量的地基外表的地基强度值或曰地基外表承载力特征值。因此根底底部的地基承载力应该进行深度和宽度的修正，即式。这里的修正是相对于表层的进行修正的。2.软弱下卧层的承载力计算?地基设计标准?条：对条形根底和矩形根底，式5.2.7-1中的按下式计算： -1式中：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kPa； 软弱下卧层顶面处土的自重压力值kPa；

3、软弱下卧层顶面处经深度修正后地基承载力特征值kPa。条形根底： -2 矩形根底： -3 式中：根底底面处平均压力标准值； 矩形根底或条形根底底边的宽度； 矩形根底底边的长度； 根底底面处土的自重压力值； 根底底面至软弱下卧层顶面的距离； 地面压力扩散线与垂直线的夹角。 地基压力扩散角 表 0.25 0.50 3 5 10 注意： = 1 * GB3 为上层土压缩模量；为下层土压缩模量； = 2 * GB3 时取，必要时宜由试验确定；时值不变即取时所对应的值。 施兰清旧教材p851例题，注意 小议：此处的软弱下卧层可以这么理解：根底底部为持力层且经过计算满足承载力要求，但在地基受力层范围内还有软

4、弱下卧层，因此还要验算软弱下卧层的地基承载力即看软弱下卧层顶面处的地基承载力是否大于该处荷载即该处的附加应力与自重应力之和3.还填垫层法 ?地基处理标准?条：垫层的厚度z应根据需置换软弱土的深度或下卧土层的承载力确定，并符合下式要求： -1式中：相应于荷载效应标准组合时，垫层底面处的附加应力值kPa； 垫层底面处土的自重压力值kPa； 垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值kPa。 垫层底面处的附加压力值，可分别按-2和4.2.1-3式计算：条形根底： -2 矩形根底： -3式中：矩形根底或条形根底底面的宽度m； 矩形根底底面的长度m； 相应于荷载效应标准组合时，根底底面处的平均压力值kPa

5、； 根底底面处土的自重压力值kPa； 根底底面下垫层的厚度m； 垫层的压力扩散角，宜昌通过试验确定，当无试验资料时，可按表采用。还填垫层的还是不宜小于0.5m，也不宜大于3m。?地基处理标准?4.2.2条：垫层底面的宽度应满足根底底面应力扩散的要求，可按公式确定： 式中：垫层底面宽度m； 压力扩散角，可按表采用；当时，仍按表中取值。 整片垫层底面的宽度可根据施工的要求适当加宽。垫层顶面宽度可从垫层底面两侧向上，按基坑开挖期间保持边坡稳定的当地经验放坡确定。垫层顶面每边超出根底底边不宜小于300mm。小议：此处的垫层置换可以这样理解：根底底部的原土层就不符合该处的承载力要求而又不太可能把根底埋置

6、得很深因为那样很不经济，因此将根底底部的软弱层置换一定深度且置换后的该局部的顶层也就是根底的底部能够满足承载力要求，当然没有被置换的软弱层或曰软弱下卧层的顶部由于处于更深的位置因而也能满足承载力的要求。这里就牵涉到几个方面的计算： a.根底底部即被置换土层顶部的承载力特征值确实定或修正。在置换后的硬实土层的承载力特征值此时不能再在原来软弱土的承载力特征值根底上进行修正，因为此处已不存在软弱土的根底上进行深度和宽度的修正，当然还是从室外底面标高算至根底底面标高处的埋深高度这一点同上文一样。 对于换填垫层、 因此上式简化为：此处：应为硬实土层的承载力特征值而不是原土层该处的承载力特征值；根底底面以

7、下土的重度，地下水位以下取浮重度；我认为应该是置换后的硬实土层的重度假设在地下水位以下那么取浮重度，还填垫层时由于一般取宽度修正系数因此未考虑此项；对否？ 根底底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度；我认为应该取置换前根底底部以上原来土层的加权平均重度。根底底部处的强度校核：附加应力加上自重应力是否小于上款中经过修正的。即是否小于 其中根底底部处的附加应力为： 此处为土与根底混合重力密度 根底底部处的自重应力为： c.置换后硬实土层底部的强度校核：软弱土层顶部荷载是否小于软弱土层经修正后的承载力。 = 1 * roman i置换后硬实土层底部或曰软弱土层顶部承载力特征值的再一次修正，这

8、一次用到的承载力特征值应该是软弱土层的承载力特征值而不能用置换后硬实土层的承载力特征值。这样就求出了软弱土层顶部经深度和宽度修正后的承载力特征值。此时用到的和要按?地基设计标准?表根据软弱土层的土的类别进行取值，而不能按照还填垫层规定的和，因为此处的软弱土层未被置换。 特别需要注意的是：公式 修改为： 式中：为经过修正后的硬实土层底部或曰软弱土层顶部的承载力特征值； 为未经修正的硬实土层底部或曰软弱土层顶部也就时原状软弱土层的承载力特征值；应该为软弱土层的重度假设在地下水位以下那么取浮重度；？ 应该为原状土层即未被置换或曰未破土开工前该深度也就是从室外地面至置换后硬实土层底面以上土层的加权平均

9、重度。而不应该用什么还填后的硬实土层的重度 应该为室外地面至未被置换的软弱土层顶面即置换后硬实土层底面的距离； 仍是根底的宽度。 = 2 * roman ii置换后硬实土层底部或曰软弱土层顶部的荷载的计算：即其中为该深度处的附加应压力，仍然从根底底部开始发散至该深度处即为根底底部至该深度处的距离即利用公式条形根底： -2 矩形根底： -3计算； 上式中为按换填材料的类别及查?地基处理标准?表；为该深度处的自重应压力，应该用还填后的材料的重度进行计算，如：。式中：为还填前根底底部以上土层的重度；(其实20d应为附加的重力而先前的d才是自重应力)，可以这么说吧，计算时根底底部以上局部只能用，而根底

10、底部以下局部那么用换填土的。即是还填材料的重度。地下水位以下为浮重度 应说明的是：的计算与软弱下卧层验算有所不同。由于?地基处理标准?公式-1的含义是垫层底面处的总应力小于该处软弱土层承载力的特征值，故计算时，垫层厚度范围内的土层的重度宜取垫层材料的重度。旧教材p967 4.地基处理后承载力特征值的修正?地基处理标准?条：经处理后的地基，当按地基承载力确定根底底面积及埋深而需要对本标准确定的地基承载力特征值进行修正时，应符合以下规定：1.根底宽度的地基承载力修正系数应取0；2.根底埋深的地基承载力修正系数应取1.0。经处理后的地基，当在受力层范围内仍存在软弱下卧层时，尚应验算下卧层的地基承载力

11、。对水泥土类桩复合地基尚应根据修正后的复合地基承载力特征值，进行桩身强度验算。14总结： = 1 * GB3 不管哪个深度处，计算时，都是按该截面当前实际的荷载确定，如果换填了那么要按换填材料的重度地下水位以下那么用浮重度计算。根底底部以上当然也是用原来天然土层的重度采用而不是。那么从根底底部开始扩散即不断减小。 = 2 * GB3 计算或时由于都是土的实际承载力特征值所以用的、乃至换填垫层底部或曰软弱土层顶部用的和都时按原来土层取用的。此处尤其要注意和不能按、取用，、是用于计算换填垫层顶部或曰根底底部的值。如施兰清旧教材p966、p968例题。 = 3 * GB3 计算截面确实定： 对于土质

12、较好的天然根底即未经压实、换填当然也没有软弱下卧层只需要计算根底底部的地基承载力； 对于持力层此处的持力层为未经压实、换填的天然土层下面有软弱下卧层的地基情况，那么要进行根底底部持力层承载力的验算和软弱下卧层顶部承载力的验算。 对于根底底部持力层也经过换填的即根底底部天然土层为软弱土层那么也要进行根底底部持力层承载力的验算和软弱土层顶部或曰换填土层底部处地基承载力的验算。24.复合地基1两个参数：和1面积置换率：复合地基中桩体的横截面积与该桩体所承当的复合地基面积之比。 式中一根桩体的横截面积： 一根桩体的加固面积。桩体的平面布置形式通常有两种：正方形布置和等边三角形布置。正方形布置时：等边三

13、角形布置时： 复合地基的设计一般是通过对复合地基承载力的计算，先求出，再确定和2桩土应力比桩土应力比是指复合地基中桩体的竖向平均应力与桩间土的竖向平均应力之比。即： 影响桩土应力比的因素有：荷载水平、桩体与桩间土体的相对刚度桩土模量比、复合地基面积置换率、原地基土强度、桩长、固结时间和垫层情况等。2.复合地基的承载力和变形A.承载力计算荷载实验法 参见?地基处理标准?附录A估算法 = 1 * roman i.应力比法适用于柔性桩 由式和可得： 又由、可得： a b 由散体材料形成的散体桩的柔性桩复合地基的承载力计算中，在桩土间应变协调的条件下，桩土应力比n也就是桩土材料的模量比即。换一种概念，

14、桩土应力比也就是增强体和基体的承载力之比，即，将这一概念引入式a、可以得到复合地基的极限承载力 c d 式中复合地基极限承载力kpa 桩体的极限承载力kpa 桩间土的极限承载力(kpa) 公式c、d的使用决定于复合地基的破坏状态。 如桩体破坏而桩间土未破坏那么用式(c)表达，即； 如桩间土破坏而桩体未破坏那么用式(d)表达，即； 据国内统计资料，在大多数情况下属于前者即桩体破坏而桩间土未破坏。桩间土极限承载力应尽量通过原位静荷载试验或其他原位测试确定。 = 2 * roman ii.面积比法适用于刚性桩和半刚性桩 为了防止确定的困难，公式中仅考虑面积置换率，但认为地基的破坏状态是桩体与桩间土同

15、时破坏。这时可得面积比计算式： 上式有时作修正： 式中桩间土承载力折减系数，由试验或地区经验确定。对桩端土的承载力大于桩侧土的承载力即桩端为硬土取； 对桩端土的承载力小于桩侧土的承载力即桩端为软土取； 当不考虑桩间软土的作用时取 桩体单位面积极限承载力用下式计算： 单根的桩为，基桩为那么此处为单桩竖向承载力，由现场单桩载荷试验确定，或取如下两式计算结果的较小值。 (从桩自身材料强度的角度来考虑) (从桩周土承载力的角度来考虑)式中：桩身试块边长为70.7mm的立方体； 桩周第i层土的平均摩阻力； 桩端天然地基土的承载力；、折减系数。B.复合地基沉降计算 复合地基沉降计算采用加固区与下卧层分别考

16、虑的沉降计算方法，即分别计算加固区土层的压缩量和下卧层的压缩量，然后相加即为复合地基的沉降量。加固区土层压缩量计算方法用复合模量法。将复合地基加固区视为均一化复合土或分层均一化复合土。引入复合压缩模量，采用分层总和法计算加固区的压缩量。 式中：第i层复合土平均附加应力增量； 第i层复合土的厚度； 第i层复合土的复合压缩模量。假定桩、桩间土等应变用面积加权平均法，第i层复合土的复合压缩模量为： 式中：第i层复合土中桩的压缩模量； 第i层复合土中桩间土的压缩模量。柔性桩桩的种类适用范围计算公式 其他柔性桩散体土类桩振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。、注意的取值对小型工程粘

17、性土初步设计时砂石桩碎石桩适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基。对饱和粘土地基上对变形控制要求不严的工程也可采用砂石桩置换处理。砂石桩法也可用于处理可液化地基。砂石桩的间距应通过现场试验确定。对粉土和砂土地基不宜大于砂石桩直径的4.5倍；对粘性土地基不宜大于砂石桩直径的3倍。初步设计时可按以下公式估算：1松散粉土和砂土地基可根据挤密后要求到达的孔隙比来确定。略2粘性土地基略砂桩砂石桩、注意的取值或石灰桩法适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、素填土和杂填土等地基。用于地下水位以上的土层时宜增加掺合料的含水量并减少生石灰用量，或采取土层浸水等措施。、注意的取值复合地基承载力特征

18、值不宜超过160kpa。柱锤冲扩桩法适用于处理粘性土、粉土、素填土、杂填土和黄土等地基。对地下水位以下饱和松散土层应通过现场试验确定其适用性。为面积置换率，可取0.20.5；为桩土应力比，可取24。为处理后桩间土承载力特征值，宜按当地经验取值，如无经验可取天然地基承载力特征值。复合地基承载力特征值不宜超过160kpa。灰土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，可处理地基深度为515m。平均挤密系数平均压实系数当地基土的含水量大于24%；饱和度大于65%时不宜选用灰土挤密桩或素土挤密桩法。 半刚性桩和刚性桩桩的种类适用范围计算公式其他半刚性桩水泥土类桩水泥土搅拌桩适用

19、于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。当地基土的天然含水量小于30%黄土含水量小于25%、大于70%或地下水的PH值小于4时不宜采用干法。冬季施工时应注意负温对处理效果的影响。按以下二式取值且第二式保证大于第一式：可只在根底范围内布置;夯实水泥土桩适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。处理深度不宜超过10m。当采用洛阳铲成孔工艺时，深度不宜超过6m.高压喷射注浆适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。当土中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或有较高的有机质时，以

20、及地下水流速过大和已涌水的工程，应根据现场试验结果确定其适用性。取以下二式中小值：刚性桩水泥粉煤灰碎石桩CFG适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土。对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适应性。可只在根底范围内布置;桩体试块抗压强度平均值应满足素混凝土桩25.土力学与地基根底的相关计算公式A.根本概念粘性土(包括粘土和粉质粘土 主要参数有：、,其中；粉土；粉土为介于砂土与粘性土之间，且粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50%的土。无粘性土 包括砂土和碎石土。 砂土的密实状态指标是孔隙比、相对密实度、标准贯入锤击数， 碎石土的密实状态指标是压实系数最大干密度 粉质粘土 粉

21、土 当填料为碎石或卵石时B.根本公式土的三相指标换算公式表名称符号三相比例表达式常用换算公式单位常见的数值范围干密度1.31.8干重度1318有效密度813孔隙比粘性土和粉土：0.41.20砂土：0.300.90饱和度0100%C.土中应力的计算 1.自重应力1根本假设与假设公式自重应力随深度增加而增大。 由成层土组成时：地下水与不透水层的影响 = 1 * GB3 地下水的影响 = 2 * GB3 不透水层的影响 = 3 * GB3 满布荷载的影响2.基底压力基底压力是指上部结构荷载和根底自重通过根底传递，在根底底面处施加于地基上的单位面积压力。反向施加于根底底面上的压力称为基底反力。在计算土

22、中应力及地基沉降量时，无论根底刚度如何都按刚性根底处理。 = 1 * GB3 中心受压根底 矩形： 条形： (取一单位长度即) = 2 * GB3 偏心受压根底 = 当荷载作用在基底宽三分点以内，即时，基底压力呈梯形分布； 当荷载作用在基底宽三分点上，即时，基底压力呈三角形分布； 当荷载作用在基底宽三分点以外，即时，基底一侧出现拉应力；由于根底与地基之间不可能产生拉应力所以这一侧的根底与地基必然会别离，这就导致二者的接触面积减少，从而发生应力重分布现象。?地基标准?条：根底底面的压力可按以下公式计算： 1当轴心荷载作用时： 式中：相应于荷载效应标准组合时上部结构传至根底底面的竖向压力； 根底自

23、重和根底上的土重； 根底底面面积。 2当偏心荷载作用时： 式中：相应于荷载效应标准组合时作用于根底底面的力矩值； 根底底面的抵抗矩； 相应于荷载效应标准组合时，根底底面边缘的最小压力值。 当偏心距，为由可推得 3当根底埋深范围内有地下水时设基底以上水深为 那么对矩形根底： 条形根底：假设地下水位在基底以下，那么取=03.附加压力 由于建筑物等的荷载作用在土中产生的附加于原有应力之上的应力称为附加应力。 基底附加压力：作用在根底底面处由于建筑修造后压力的改变量是引起地基变形、根底沉降的主要因素。 附加应力值随着深度增加而逐渐减小。 在有埋深的情况下，基底处的附加应力为： 式中：基底处的附加应力，

24、kpa 基底处的接触压力，kpa 基底处的自重应力，kpa 土重度， 接触埋深，m 当=0时为“浮式根底或“补偿式根底。4.用角点法计算土中的附加应力 应用于均质的、各相同性的线性变形体。 应用表格时要注意：为基底处的附加应力； 和中的为矩形的短边长度，为长边长度； 为根底底至计算点高度不是室外地面至计算点5.用应力扩散角法计算土中的附加应力由于实际上不容易碰到均质的、各相同性的线性变形体，如双层地基。双层地基指的是在附加应力影响深度范围内地基由二层变形显著不同的土层所组成。如果上层软弱下层坚硬那么产生应力集中；反之假设上硬下软那么产生应力扩散现象。 ?地基标准?条：对条形根底和矩形根底，式5

25、.2.7-1中的按下式计算： 条形根底： -2 矩形根底： -3 -1 式中：根底底面处平均压力标准值； 矩形根底或条形根底底边的宽度； 矩形根底底边的长度； 根底底面处土的自重压力值； 根底底面至软弱下卧层顶面的距离； 地面压力扩散线与垂直线的夹角。 地基压力扩散角 表 0.25 0.50 3 5 10 注意： = 1 * GB3 为上层土压缩模量；为下层土压缩模量； = 2 * GB3 时取，必要时宜由试验确定；时值不变即取时所对应的值。 D.地基承载力的计算1.地基承载力特征值2.根据载荷试验方法确定地基承载力特征值3.地基承载力特征值的修正 ?地基标准?条：当b3m或d0.5m时，从载

26、荷试验或其他原位测试、经验值等法确定的地基承载力特征值尚应按下式修正： 式中：修正后的地基承载力特征值； 修正前的地基承载力特征值，按标准条的原那么确定； 根底底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度； 根底底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度； 根底底面宽度(m),当b6m时取b=6m。 根底埋置深度m，一般自室外地面标高算起。 = 1 * GB3 在填方整平地区可从填土地面标高算起，但填土在上部结构施工后完成时应从天然地面标高算起。 = 2 * GB3 对于地下室： 当采用箱形根底或筏形根底时，埋深从室外地面标高算起， 当采用独立根底或条形根底时，埋深应从室内地面标高算起。4.根据

27、土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值 ?地基标准?条：当偏心距时，根据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值可按下式计算，并应满足变形要求： 式中：由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值； 根底底面宽度(m),当b6m时取b=6m。对于砂土小于3m按3m取值。 基底下一倍短边宽深度内的粘聚力标准值；5.地基承载力计算 地基承载力计算的根本要求：使通过根底传给地基的基底压力不大于地基的允许承载力。 地基承载力计算的内容包括：地基持力层承载力计算和软弱下卧层承载力计算。 = 1 * GB3 根底底面的承载力计算 ?地基标准?条：根底底面的压力应符合下式要求： 当轴心荷载作用时： -1 式中：相应于

28、荷载效应标准组合时根底底面处平均压力值； 修正后的地基承载力特征值。 当偏心荷载作用时，须同时符合如下两公式： -1 -2 式中：相应于荷载效应标准组合时根底底面边缘处的最大压力值。 = 2 * GB3 软弱下卧层的承载力计算 强度低于持力层的下卧层称为软弱下卧层。对于具有软弱下卧层的双层地基，在承载力验算时应注意软弱下卧层对整个地基的承载力的影响。设计时应同时进行持力层和软弱下卧层承载力的验算，缺一不可。 将基底压力扩散到软弱下卧层的顶面，然后验算在软弱下卧层顶面处的应力是否小于软弱下卧层的承载力。如果不满足这条那么必须扩大根底底面积以降低基底压力的数值。因此关键就是计算下卧层顶面处的压力和

29、下卧层的地基承载力。?地基标准?条：当地基受力层范围内由软弱下卧层时应按下式验算： -1 式中：相应于荷载效应标准组合时软弱下卧层顶面处的附加压力值； 软弱下卧层顶面处土的自重压力值； 软弱下卧层顶面处经深度修正后地基承载力特征值。 E.土的压缩性与地基沉降计算 1.土的压缩性 = 1 * GB3 压缩曲线 = 2 * GB3 压缩系数 ，为了便于比拟，一般采用压力间隔、时对应的压缩系数来评价土的压缩性。 = 3 * GB3 压缩模量 在完全侧限条件下，土的竖向应力变量与其相应的竖向应变变量之比称为土的压缩模量。即：或 式中：地基土自重应力下的孔隙比； 从土自重应力至土自重应力加上附加应力段的

30、压缩系数。2.单一压缩土层的沉降计算 = 1 * GB3 可压缩土层为一层 = 2 * GB3 可压缩土层为多层 当可压缩土层为多层而需计算其中第i土层的压缩变形量时，仍可采用上式即利用计算，此时取、式中：被压缩土层顶面和底面的附加应力平均值，kpa 第i层土的自重应力平均值(即)对应的孔隙比，、分别为第i层土底面、顶面处的自重应力；kpa 第i层土自重应力平均值与附加应力平均值之和对应的孔隙比 第i层土的厚度，m3.地基沉降计算的标准法 ?标准?法又称为应力面积法。?地基标准?条：计算地基变形时，地基内的应力分布可采用各向同性均质线性变形体理论。其最终变形量可按下式计算： 式中：地基最终变形

31、量，mm 按分层总和法计算出的地基变形量，mm 沉降计算经验系数，根据地区沉降观测资料及经验确定，无经验按表； 对应于荷载效应准永久组合时的根底底面处的附加应力kpa 根底底面下第i层土的压缩模量Mpa，应取土的自重压力至土的自重压力与附加压力之和的压力段计算； 、根底底面至第i层土，第i-1层土底面的距离； 、根底底面计算点至第i层土，第i-1层土底面范围内平均附加应力系数，可按标准附录K采用。 表 沉降计算经验系数(Mpa)基底附加压力2.54.07.015.020.01.41.31.00.40.21.11.00.70.40.2注意：为变形计算深度范围内压缩模量的当量值，应按下公式计算：

32、式中：第i层土附加应力系数沿土层厚度的积分。即：由于 ?地基标准?条：地基变形计算深度应符合下式要求： 式中：在计算深度范围内第i层土的计算变形值； 在由计算深度向上取厚度为的土层计算变形值，见教材图并按表取值。 如确定的计算深度下部仍有较软土层时应继续计算。取值 表mm0.30.60.81.0 ?地基标准?条：当无相邻荷载影响，根底宽度在130m范围内时，根底中点的地基变形计算深度也可按以下简化公式计算： 式中：b根底宽度。 在计算深度范围内存在基岩时，可取至基岩外表；当存在较厚的坚硬粘性土层，其孔隙比、压缩模量，或存在较厚的密实砂卵石层其压缩模量时，可取至该层土外表。4.地基变形计算所用的

33、荷载效应?地基标准?条： 2计算地基变形时，传至根底底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不计入风荷载和地震作用。相应的限值为地基变形允许值。?地基标准?条：荷载效应准永久值应用下式表示： (-2)式中：准永久值系数，按?荷载标准?取值。5.相邻荷载对地基变形的影响 ?地基标准?条：计算地基变形时应考虑相邻荷载的影响，其值可按应力叠加原理，采用角点法计算。6.开挖基坑地基土的回弹 ?地基标准?条：当建筑物地下室根底埋置较深时，须考虑开挖根底土的回弹，该局部回弹变形量可按下式计算： 式中：地基的回弹变形量； 考虑回弹影响的沉降计算经验系数，取1.0。 根底底面以上土的自重应

34、力kpa,地下水位以下应扣除浮力。 土的回弹模量。7.大面积地面荷载作用时地基附加沉降量的计算 ?地基标准?条：对于在使用过程中允许调整吊车轨道的单层钢筋混凝土工业厂房和露天车间的天然地基根底，除应遵守本标准第5章有关规定外，尚应符合下式要求： 式中：由底面荷载引起柱基内边缘中点的地基附加沉降量计算值，可按本标准附录N计算； 由底面荷载引起柱基内边缘中点的地基附加沉降量允许值，按表采用。 请务必搞清楚附录N大面积底面荷载作用地基附加沉降量计算8.建筑物的变形允许值F挡土墙与稳定性验算1.三种土压力 = 1 * GB3 主动土压力 = 2 * GB3 被动土压力 = 3 * GB3 静止土压力上

35、述三种土压力的关系：，本章主要研究主动土压力。?地基标准?条：边坡支挡结构土压力计算应符合以下规定： = 1 * GB3 计算支挡结构土压力时，可按主动土压力计算； = 2 * GB3 边坡工程主动土压力应按下式计算： -1 式中：主动土压力； 主动土压力增大系数，土坡高度小于5m时取1.0；土坡高度为58m时取1.1；土坡高度大于8m时宜取1.2。 填土的重度； 挡土结构的高度； 主动土压力系数，按本标准附录L确定。 当填土为无粘性土时，主动土压力系数可按库伦土压力理论确定； 当支挡结构满足朗肯条件时，主动土压力系数可按朗肯土压力理论确定； 粘性土或粉土的主动土压力也可采用楔xie体试算法图

36、解求得。 = 3 * GB3 当支挡结构后缘有较陡峭的稳定岩石坡面，岩坡的坡角时，图，应按有限范围填土计算土压力，取岩石坡面为破裂面。根据稳定岩石坡面与填土间的摩擦角按下公式计算主动土压力系数： 小议一下：主动土压力增大系数是根据土坡高度来确定的，而不是根据挡土墙的墙体结构高度来确定的。2.朗肯、库伦土压力理论 = 1 * GB3 朗肯土压力理论 = 1 * roman i.根本假定及适用条件假定：土体是具有水平外表的半无限体，墙背竖直光滑。 = 2 * roman ii.无粘性土的主动土压力计算 假设墙后填土为干的均质无粘性土，任一深度处的主动土压力大小为： 其中主动土压力系数 那么： 其中

37、作用点位于图形的形心处即高度处。 = 3 * roman iii.粘性土的主动土压力 假设墙后填土为干的均质粘性土，即有，那么任一深度处的主动土压力大小为： 公式中：第一项为哪一项由土自重引起的压力，沿强高呈三角形分布；第二项是由粘聚力引起的拉力，与深度无关，沿墙高呈矩形分布。 正是由于粘聚力的存在，使得主动土压力在某一深度范围内会出现负值，即存在拉应力区。拉力区的深度为处的值。即 由于土体实际上不能够承受拉力，所以作用在墙背上的主动土压力的分布图形实际上只有下部的一个三角形，高度为，总的主动土压力为，且作用点距墙底为。 = 2 * GB3 库伦土压力理论 根本假设： = 1 * roman

38、i.墙后填土为理想的散粒体，因此库伦土压力理论只适用于无粘性土。 = 2 * roman ii.滑动破坏面为一平面。 其计算公式为：主动土压力系数, 墙后填土的重度； 墙后填土的内摩擦角； 挡土墙的高度； 墙背与竖直线间夹角，墙背仰斜时为正，俯斜时为负； 填土外表与水平面间的倾角，在水平面以上为正，在水平面以下为负； 墙背与填土间的摩擦角，决定于墙反面粗糙程度、填土性质、墙反面倾斜形状等 相对于朗肯土压力理论，库伦土压力理论的优点是：可以考虑填土面为倾斜，墙背为粗糙倾斜的情况。如果假设填土面水平，墙背竖直、光滑，即，那么由公式可得： 与无粘性土朗肯土压力公式完全相同。由此可见朗肯是库伦的特例。

39、3.用标准法计算主动土压力 = 1 * GB3 计算公式 = 2 * GB3 计算图表 4.常见情况下的土压力计算 = 1 * GB3 挡土墙后填土外表有均布荷载情况 此时用朗肯土压力理论较为方便。 首先将均布荷载换算成等量的填土高度，称为换算高度即： 然后把原高为的挡土墙假想成高为的墙。 = 1 * roman i.假设墙后填土为无粘性土，那么根据根本公式，可得墙顶A处主动土压力为：墙底B处主动土压力为： 因此，作用在挡土墙上的主动土压力为梯形分布。于是作用于墙背上的总主动土压力那么为梯形图的面积，即：其合力作用点位于梯形面积的形心处。 = 2 * roman ii假设墙后填土为粘性土，由于

40、土粘聚力引起的土压力为负值，而由均布荷载及土重所引起的土压力为正值，因此在计算时应有三种情况： 第一种情况是：当梯形分布， 第二种情况是：当三角形分布不完整， 第三种情况是：当三角形分布完整。 = 2 * GB3 分层填土的土压力计算 现以无粘性土为例说明其计算方法 = 1 * roman i.当上、下层土的值相同而值不同时： 从公式可以看出土的重度在深度处的数值是有突变的。值相同那么 不变只是愈大，土压力三角形的斜边坡度愈平缓。 = 2 * roman ii. 当上、下层，土的值相同而值不同时： 在两层土的分界处虽然土重产生的垂直压力是连续函数，但因值突变，在土层分层面处用上层土指标算得的不

41、等于用下层土指标算得的，这样在同一深度处出现两个值，土压力图形是不连续的。值愈小那么值愈大。 假设填土为粘性土，那么计算原理完全相同，只要利用公式，分别将上、下两层的土压力分布图形绘出，即可求得墙背上的总主动土压力。 = 3 * GB3 填土层内有地下水时土压力计算 填土层中存在地下水时，给土压力带来如下三方面影响： = 1 * roman i.地下水位以下的填土重度应采用浮重度； = 2 * roman ii. 地下水位以下填土的抗剪强度将有不同程度的改变； = 3 * roman iii.地下水对挡土墙产生静水压力。 对于 = 1 * roman i和 = 3 * roman iii.必须

42、计算，对于 = 2 * roman ii那么需要考虑降低抗剪强度指标值和值。在实际工程中计算墙体上的侧压力时考虑到土质条件的影响，可分别采用“水土分算或“水土合算的计算方法。 “水土分算 是将土压力和水压力分别计算后再叠加的方法，这种方法比拟适合于渗透性土的砂土层情况；即分清主动土压力和静水压力“水土合算在计算土压力时那么将地下水位以下的土体重度取饱和重度，水压力不再单独计算叠加，这种方法比拟适合于渗透性小的粘性土层。即将主动土压力和静水压力混合在一起笼统计算水土分算法： 粘性土： 砂性土：砂性土应该就是无粘性土吧！ 式中：土的有效重度； 按有效应力强度指标计算的主动土压力系数， 有效粘聚力，

43、kpa 有效内摩擦角； 水的重度 从墙底起算的地下水位高度，(m) 在实际使用中，上述公式中的有效强度指标、常用总应力强度指标、代替。水土合算法：对地下水位下的粘性土，也有用土的饱和重度计算总的水土压力p这时就不能说是主动土压力，即： 式中：土的饱和重度，地下水位下可近似采用天然重度。5.挡土墙 挡土墙的计算内容包括：稳定性验算、地基承载力验算、墙身强度计算。 稳定性验算又包括：抗倾覆稳定性验算、抗滑移稳定性验算。 = 1 * GB3 挡土墙计算所用的荷载效应 ?地基标准?条： 3计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的根本组合，但其分项系数均为1

44、.0。那不就相当于正常使用状态下的标准组合吗？ = 2 * GB3 挡土墙的稳定性验算 ?地基标准?条：挡土墙的稳定性验算应符合以下要求： = 1 * roman i.抗滑移稳定性应按下式验算： -1 式中：挡土墙每延米自重； 挡土墙基底的倾角； 挡土墙墙背的倾角；土对挡土墙墙背的摩擦角，按表-1选用；土对挡土墙基底的摩擦系数，由试验确定，也可按表-2选用。 = 2 * roman ii.抗倾覆稳定性验算： -2 式中：土压力作用点离墙踵的高度； 挡土墙重心离墙趾的水平距离； 基底的水平投影宽度。 = 3 * roman iii.整体滑动稳定性验算 可采用圆弧滑动面法 = 4 * roman

45、iv.地基承载力验算除应符合标准5.2节的规定外，基底合力的偏心距不应大于0.25倍的根底宽度。地基稳定验算 地基失稳的两种形式： 一种是沿基底产生表层滑动破坏图a,一种是地基深层整体滑动破坏图b = 1 * roman i. 表层滑动破坏 表层滑动稳定平安系数用根底底面与土之间的摩阻力的合力、根底侧面与土之间的摩阻力的合力以及作用于根底的被动土压力之和与作用于基底的水平力的合力之比来表示图a，即： 式中：作用于基底的竖向力，kN 作用于基底的水平力，kK 、根底底面与土的摩擦系数和根底侧面与土的摩擦系数； 作用于根底侧面的静止土压力，kN 作用于根底的被动土压力，kN = 2 * roman

46、 ii.深层滑动整体破坏 地基深层整体滑动稳定问题可用圆弧滑动法进行验算。 ?地基标准?条：地基稳定性可采用圆弧滑动面法进行验算。最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩与滑动力矩应满足： 式中： 抗滑力矩 滑动力矩 ?地基标准?条：位于稳定土坡坡顶上的建筑，当垂直于坡顶边缘线的根底底面边长小于或等于3m时即，其根底底面外边缘线至坡顶的水平距离应符合下式要求，但不得小于2.5m。 条形根底： -1 矩形根底：-2 式中：根底底面外边缘线至坡顶的水平距离，且满足； 垂直于坡顶边缘线的根底底面边长； 根底埋置深度； 边坡坡角。当根底底面外边缘线至坡顶的水平距离不满足-1和-2时，可根据基底平

47、均压力按公式5.4.1即确定根底距坡顶边缘的距离和根底埋深。 当边坡坡角、坡高大于8m时，尚应按式验算坡体稳定性。G浅根底设计 1根底埋置深度 请详细了解?地基标准?5.1.6条。 2根底设计所采用的荷载效应 = 1 * roman i.荷载效应的根本组合 ?地基标准?条：在确定根底或桩台高度、支挡结构截面、计算根底或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力，应按承载能力极限状态下荷载效应的根本组合，采用相应的分项系数。 ?地基标准?3.0.5条：承载能力极限状态下，由可变荷载效应控制的根本组合设计值为： 对由永久荷载效应控制的根本组合，也可采用简化规

48、那么，荷载效应根本组合的设计值按下式确定： 式中：结构构件抗力的设计值； 荷载效应的标准组合值。 = 2 * roman ii.地基静反力的概念 地基反力为作用于基底上的总竖向荷载包括墙或柱传下的荷载及根底自重除以基底面积。 地基净反力为仅由根底顶面标高以上局部传下的荷载所产生的地基反力。在进行根底的结构设计中，常用到净反力，因为根底自重及其周围土重所引起的基底反力恰好与其自重相抵，对根底本身不产生内力。 3无筋扩展根底 ?地基标准?条：无筋扩展根底系指由砖、毛石、混凝土、或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的墙下条形根底或柱下独立根底。无筋扩展根底适用于多层民用建筑和轻型厂房。?地基标准?条

49、：根底高度应符合下式要求： 式中：根底底面宽度； 根底顶面的墙体宽度或柱脚宽度； 根底高度； 根底台阶宽度； 根底台阶宽高比，其允许值可按表选用。 4墙下条形根底没有抗冲切验算 = 1 * GB3 轴心荷载作用 = 1 * roman i.地基净反力计算 = 2 * roman ii.内力设计值计算 根底任意截面 = 1 * ROMAN I = 1 * ROMAN I处标准图-3的弯矩和剪力为： 当墙体为砖墙且大放脚不大于砖长时，最大内力设计值位于墙边截面，此时可按以下公式进行计算： = 3 * roman iii.根底底板厚度 法一.根据经验，一般取b为根底宽度再进行抗剪验算， 法二.根据剪

50、力值，按受剪承载力条件，求得条形根底的截面有效高度，即： 式中：对于条形根底通常沿根底长边方向取1m； 根底底板有效厚度； 混凝土轴心抗拉强度设计值； 受剪承载力截面高度影响系数， 当小于800mm时取800mm；当大于2000mm时取2000mm. = 4 * roman iv根底底板配筋 = 2 * GB3 偏心荷载作用 = 1 * roman i.地基净反力偏心距 = 2 * roman ii.地基净反力 基底边缘处的最大和最小净反力： 悬臂支座处 = 1 * ROMAN I = 1 * ROMAN I截面的地基净反力为： = 3 * roman iii.最大内力设计值 = 1 * RO

51、MAN I = 1 * ROMAN I截面处的弯矩和剪力 = 4 * roman iv根底底板厚度及配筋计算同轴心受压5柱下独立根底没有抗剪承载力验算 = 1 * GB3 钢筋混凝土独立根底的抗冲切验算 ?地基设计标准?条：扩展根底的计算应符合下式要求：根底底面积应按本标准第5章有关规定确定。在墙下条形根底相交处不应重复计入根底面积；对矩形截面柱的矩形根底，应验算柱与根底交接处以及根底变阶处的受冲切承载力；受冲切承载力应按以下公式计算： -1 式中：受冲切荷载截面高度影响系数，当时取=1.0；当 时取=0.9，期间内插，即： 混凝土轴心抗拉强度设计值； 根底冲切破坏锥体的有效高度； 冲切破坏锥

52、体最不利一侧计算长度； 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与根底交接处的受冲切承载力时取柱宽；当计算根底变阶处的受冲切承载力时取上阶宽。 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在根底底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在根底底面以内图-1a、b，计算柱与根底交接处的受冲切承载力时取柱宽加2倍该处的根底有效高度。当冲切破坏锥体的底面在方向落在根底底面以外，即-1c取。 扣除根底自重及其上土重后相应于荷载效应根本组合时的地基单位面积净反力，对偏心受压根底可取根底边缘处最大地基土单位面积净反力； 冲切验算时取用的局部基底面积图a、b中的阴影面积ABCDEF或图c中的阴影面积ABCD矩形；

53、相应于荷载效应根本组合时作用在上的地基土净反力设计值。 = 2 * GB3 柱下钢筋混凝土独立根底的底板配筋计算 ?地基设计标准?条：3根底底板的配筋应按抗弯计算确定： 在轴心荷载或单向偏心荷载作用下底板受弯可按以下简化方法计算： = 1 * roman i.对于矩形根底，当台阶的宽高比和偏心距根底宽度时，任意截面的弯矩可按以下公式计算图-2 -4 式中：、任意截面 = 1 * ROMAN I = 1 * ROMAN I、 = 1 * ROMAN I = 1 * ROMAN I = 1 * ROMAN I = 1 * ROMAN I处相应于荷载效应根本组合时的弯矩设计值。 截面 = 1 * R

54、OMAN I = 1 * ROMAN I至基底边缘最大反力处的距离； 、根底底面的边长； 、相应于荷载效应根本组合时的根底底面边缘最大和最小地基反力设计值； 相应于荷载效应根本组合时任意截面 = 1 * ROMAN I = 1 * ROMAN I处根底底面地基反力设计值； 考虑荷载分项系数的根底自重及其上的土自重；当组合值由永久荷载控制时，为根底及其上土的标准自重。 = 3 * GB3 局部受压承载力计算 ?地基设计标准?条： 4当扩展根底的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时，尚应验算柱下扩展根底顶面的局部受压承载力。 ?混凝土设计标准?7.8.3条：6联合根底 = 1 * GB3 矩形联

55、合根底 矩形联合根底设计步骤： = 1 * roman i计算柱荷载的合力作用点荷载重心位置； = 2 * roman ii确定根底长度，使根底底面形心尽可能与柱荷载重心重合； = 3 * roman iii按地基承载力确定根底底面宽度； = 4 * roman iv按反力线性分布假定计算基底净反力设计值，并用静定分析法计算根底内力，画出弯矩图和剪力图； = 5 * roman v根据受冲切和受剪承载力确定根底高度，一般可先假设根底高度再进行验算：受冲切承载力验算：受剪切承载力验算：由于根底高度较大，无需配置受剪钢筋，按 = 6 * roman vi按弯矩图中的最大正、负弯矩进行纵向配筋计算；

56、 = 7 * roman vii按等效梁概念进行横向配筋计算。 = 2 * GB3 梯形联合根底 7柱下条形根底无抗冲切验算 ?地基设计标准?条：柱下条形根底的构造，除应满足本标准8.2.2条要求外，尚应符合以下规定： ?地基设计标准?条：柱下条形根底的计算，除应符合本标准8.2.7条第一款的要求外，尚应符合以下规定： 1在比拟均匀的地基上，上部结构刚度较好，荷载分布较均匀，且条形根底梁的高度不小于 柱距时，地基反力可按直线分布，条形根底梁的内力可按连续梁计算，此时边跨跨中弯矩及第一内支座边跨内支座的弯矩值宜乘以1.2的系数。 2当不满足本条第1款的要求时，宜按弹性地基梁计算； 3对交叉条形根

57、底，交点上的柱荷载可按交叉梁的刚度或变形协调的要求进行分配，其内力可按本条上述规定分别进行计算； 4验算柱边缘处根底梁的受剪承载力； 5当存在扭矩时尚应作抗扭计算； 6当条形根底的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时，尚应验算柱下条形根底梁顶面的局部受压承载力。8高层建筑筏形根底 = 1 * GB3 两种类型筏型根底：平板式筏形根底、梁板式筏形根底 = 2 * GB3 根底平面尺寸要求 筏形根底设计内容： = 1 * roman i确定筏板平面尺寸 = 2 * roman ii确定筏板厚度 = 3 * roman iii筏板内力计算与配筋?地基设计标准?条：筏形根底的平面尺寸应根据地基土的承

58、载力、上部结构的布置、荷载分布等因素按本标准第5章的有关规定确定。对单幢建筑物在地基土比拟均匀的条件下，基底平面形心宜与结构竖向永久荷载重心重合。当不能重合时，在荷载效应准永久组合下，偏心距宜符合下式要求： 式中：与偏心距方向一致的根底底面边缘抵抗矩； 根底底面积。 = 3 * GB3 内力计算 = 1 * roman i地基反力按直线分布的考虑的简化 筏形根底的变形分为：整体弯曲和局部弯曲两类。 整体弯曲是指上部结构与箱形根底一起受弯。 局部弯曲是指箱形根底的纵横墙作为不动刚性支座，顶板和底板产生弯曲变形。?地基设计标准?8.4.10条：当地基土比拟均匀、上部结构刚度较好、梁板式筏基梁的高跨

59、比或平板式筏基板的厚跨比不小于，且相邻柱荷载及柱间距的变化不超过20%时，筏形根底可仅考虑局部弯曲作用。筏形根底的内力可按基底反力直线分布进行计算，计算时基底反力应扣除底板自重及其上填土的自重。当不满足上述要求时筏基内力应按弹性地基梁板的方法进行分析计算。 有抗震设防要求时，对无地下室且抗震等级为一、二级的框架结构，根底梁除满足抗震构造要求外，计算时尚应将柱根组合的弯矩设计值分别乘以1.5和1.25增大系数。 = 2 * roman ii梁板式筏基的内力计算其实就是弯矩及其配筋的计算?地基设计标准?8.4.11条：按基底反力直线分布计算的梁板式筏基，其根底梁的内力可按连续梁分析，边跨跨中弯矩以

60、及第一内支座的弯矩值宜乘以1.2的系数。梁板式筏基的底板和根底梁的配筋除满足计算要求外，纵横方向的底板钢筋尚应有贯穿全跨，且其配筋率不应小于0.15%，顶部钢筋按计算配筋全部连通。 = 3 * roman iii平板式筏基的内力计算其实就是弯矩及其配筋的计算 ?地基设计标准?8.4.12条：按基底反力直线分布计算的平板式筏基，可按柱下板带和跨中板带分别进行内力分析。柱下板带中，柱宽及其两侧各0.5倍板厚且不大于板跨的有效宽度范围内，其钢筋配置量不应小于柱下板带钢筋数量的一半，且应能承受局部不平衡弯矩。为作用在冲切临界截面重心上的不平衡弯矩，按下式计算： 式中：不平衡弯矩通过弯曲来传递的分配系数