土力學與地基基礎:第七章 天然地基上的淺基礎
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1、第七章第七章 天然地基上的淺基礎天然地基上的淺基礎 建建筑物的基礎是把作用在建筑物上的荷載及建筑物的基礎是把作用在建筑物上的荷載及建筑物的自重傳遞給地基的中間結構部分。因此筑物的自重傳遞給地基的中間結構部分。因此基礎是保證建筑物安全、正常使用,并使地基基礎是保證建筑物安全、正常使用,并使地基承載力能夠充分發(fā)揮的重要部分。承載力能夠充分發(fā)揮的重要部分。第七章 天然地基上的淺基礎1、擴散上部傳來的荷載(主要是壓力)、擴散上部傳來的荷載(主要是壓力) 因為地基土的承載力比混凝土材料大約小因為地基土的承載力比混凝土材料大約小100倍,所以將基礎以上傳來的很大壓力,通過加倍,所以將基礎以上傳來的很大壓力
2、,通過加大基底面積變?yōu)檩^小的單位面積壓力,使與地大基底面積變?yōu)檩^小的單位面積壓力,使與地基承載力相吻合?;休d力相吻合。第七章 天然地基上的淺基礎基礎的作用:基礎的作用:2、傳遞壓力、傳遞壓力 當?shù)鼗鶞\層土質不佳時,需要采用深基礎。當?shù)鼗鶞\層土質不佳時,需要采用深基礎。如樁基、沉井基礎等形式,把上部的壓力傳如樁基、沉井基礎等形式,把上部的壓力傳到地質好的巖層、砂礫石層等,起到傳遞力到地質好的巖層、砂礫石層等,起到傳遞力的功能。的功能。第七章 天然地基上的淺基礎基礎的作用:基礎的作用:3、調整地基的變形、調整地基的變形 通過改變基礎型式、基礎埋深及基礎底面積,通過改變基礎型式、基礎埋深及基礎底面
3、積,可以調整和改善地基的變形或局部變形的不均可以調整和改善地基的變形或局部變形的不均勻性,使基礎達到均勻沉降。勻性,使基礎達到均勻沉降。第七章 天然地基上的淺基礎基礎的作用:基礎的作用: 在在設計部門對基礎進行設計時,既要保證基礎設計部門對基礎進行設計時,既要保證基礎本身足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性,能夠支撐上本身足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性,能夠支撐上部結構的荷載;又要滿足地基的承載力和變形部結構的荷載;又要滿足地基的承載力和變形等穩(wěn)定性要求。在受力的功能上地基和基礎往等穩(wěn)定性要求。在受力的功能上地基和基礎往往兩者結合在一起,不可分隔。由于這兩個因往兩者結合在一起,不可分隔。由于這兩個因素的相互影響
4、,對某一指定地點的建筑物來說素的相互影響,對某一指定地點的建筑物來說可能有多種的基礎設計方案。究竟采用何種方可能有多種的基礎設計方案。究竟采用何種方案,應當經(jīng)過技術經(jīng)濟指標的比較,考慮施工案,應當經(jīng)過技術經(jīng)濟指標的比較,考慮施工條件等因素,從中選擇最佳方案,力爭做到既條件等因素,從中選擇最佳方案,力爭做到既安全又相對經(jīng)濟合理。安全又相對經(jīng)濟合理。第七章 天然地基上的淺基礎基礎工程學的學科地位基礎工程學的學科地位 基礎工程學是以土力學、鋼筋混凝土結基礎工程學是以土力學、鋼筋混凝土結構、建筑材料、建筑施工等為學科的專構、建筑材料、建筑施工等為學科的專業(yè)基礎知識,研究在各種可能荷載及其業(yè)基礎知識,研
5、究在各種可能荷載及其組合和工程地質條件下地基基礎受力、組合和工程地質條件下地基基礎受力、變形和穩(wěn)定性狀的規(guī)律以及各種地基基變形和穩(wěn)定性狀的規(guī)律以及各種地基基礎的設計、施工、檢測與維護的專門學礎的設計、施工、檢測與維護的專門學科??啤;A工程學在土木工程學科領域的重要性基礎工程學在土木工程學科領域的重要性 國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的要求國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的要求 基礎工程的費用基礎工程的費用 基礎工程設計的特殊性基礎工程設計的特殊性基礎工程的發(fā)展方向基礎工程的發(fā)展方向 基礎性狀的理論研究不斷深入基礎性狀的理論研究不斷深入 現(xiàn)場原位測試技術和基礎工程質量檢測技術的現(xiàn)場原位測試技術和基礎工程質量檢測技術的發(fā)
6、展發(fā)展 高層建筑深基礎繼續(xù)受到重視高層建筑深基礎繼續(xù)受到重視 軟弱地基處理技術的發(fā)展軟弱地基處理技術的發(fā)展 既有房屋增層和基礎加固與托換既有房屋增層和基礎加固與托換基礎工程學的特點基礎工程學的特點 內(nèi)容涉及工程地質、土力學、結構設計和施工幾內(nèi)容涉及工程地質、土力學、結構設計和施工幾個學科,所以內(nèi)容廣泛,綜合性強。個學科,所以內(nèi)容廣泛,綜合性強。 由于土是自然歷史的產(chǎn)物,以及土的分散性使得由于土是自然歷史的產(chǎn)物,以及土的分散性使得土力學除了運用一般連續(xù)力性的基本原理外,還土力學除了運用一般連續(xù)力性的基本原理外,還應密切結合土的實際情況進行研究。應密切結合土的實際情況進行研究。 此外,其它課程(如
7、鋼筋混凝土結構、鋼結構等)此外,其它課程(如鋼筋混凝土結構、鋼結構等)涉及的規(guī)范較少,標準比較明確,而本學科隨著涉及的規(guī)范較少,標準比較明確,而本學科隨著地區(qū)的不同,土性不同,變化較大,在許多情況地區(qū)的不同,土性不同,變化較大,在許多情況下要因地制宜,因而涉及的規(guī)范較多,只靠國家下要因地制宜,因而涉及的規(guī)范較多,只靠國家規(guī)定的標準不夠。地區(qū)規(guī)范也很重要。規(guī)定的標準不夠。地區(qū)規(guī)范也很重要?;A的功能決定了基礎設計必須滿足以下三個基基礎的功能決定了基礎設計必須滿足以下三個基本要求:本要求:強度要求強度要求:通過基礎而作用在地基上的荷載不能超過地:通過基礎而作用在地基上的荷載不能超過地基的承載能力,
8、保證地基不因地基土中的剪應力超過地基的承載能力,保證地基不因地基土中的剪應力超過地基土的強度而破壞,并且應有足夠的安全儲備?;恋膹姸榷茐?,并且應有足夠的安全儲備。變形要求變形要求:基礎的設計還應保證基礎沉降不超過建筑物:基礎的設計還應保證基礎沉降不超過建筑物的允許值,保證上部結構不因沉降過大而受損或影響正的允許值,保證上部結構不因沉降過大而受損或影響正常使用。常使用。上部結構的其它要求上部結構的其它要求:基礎除滿足以上要求外,還應滿:基礎除滿足以上要求外,還應滿足上部結構對基礎結構的強度、剛度和耐久性的要求。足上部結構對基礎結構的強度、剛度和耐久性的要求。第七章 天然地基上的淺基礎案例:上
9、海展覽中心上海展覽中心位于上海市延安東路,上海展覽中心位于上海市延安東路,中央大廳為框架結構,采用箱形基中央大廳為框架結構,采用箱形基礎,兩翼展覽館采用條形基礎。箱礎,兩翼展覽館采用條形基礎。箱形頂面至中央大廳頂部塔尖的高度形頂面至中央大廳頂部塔尖的高度為為93.63m,基礎埋深基礎埋深7.27m。地基為地基為高壓縮性淤泥質粘土。高壓縮性淤泥質粘土。展覽館于展覽館于1954年開工,當年年底實年開工,當年年底實測地基平均沉降量為測地基平均沉降量為60mm。1957年年中央大廳四周的沉降量最大處達到中央大廳四周的沉降量最大處達到146.55mm。1979年年9月中央大廳的平月中央大廳的平均沉降量達
10、到均沉降量達到160mm。由于沉降過由于沉降過大,導致中央大廳與兩翼展覽館連大,導致中央大廳與兩翼展覽館連接、室內(nèi)外連接的水、暖、電管道接、室內(nèi)外連接的水、暖、電管道斷裂,嚴重影響展覽館的正常使用斷裂,嚴重影響展覽館的正常使用。第七章 天然地基上的淺基礎分析發(fā)現(xiàn),雖然根據(jù)有關規(guī)范和現(xiàn)分析發(fā)現(xiàn),雖然根據(jù)有關規(guī)范和現(xiàn)場載荷試驗確定了地基承載力,但場載荷試驗確定了地基承載力,但沒有進行變形驗算,僅僅保證了強沒有進行變形驗算,僅僅保證了強度要求而忽略了變形要求。這是一度要求而忽略了變形要求。這是一個典型的因變形過大而影響正常使個典型的因變形過大而影響正常使用的工程實例。用的工程實例。第七章 天然地基上
11、的淺基礎案例:上海展覽中心一般在設計房屋基礎時,應考慮以下各種因素一般在設計房屋基礎時,應考慮以下各種因素: 地基土質情況、水文地質條件及地基土層的承載力;地基土質情況、水文地質條件及地基土層的承載力; 基礎所用的材料和基礎采用的結構型式;基礎所用的材料和基礎采用的結構型式; 基礎的埋置深度;基礎的埋置深度; 上部結構的類型、荷載、使用要求,還有上部結構對不上部結構的類型、荷載、使用要求,還有上部結構對不均勻沉降的敏感性;均勻沉降的敏感性; 基礎的形狀和布置,與相鄰建筑物的基礎、地下可能有基礎的形狀和布置,與相鄰建筑物的基礎、地下可能有的構筑物、地下管線等的關系;的構筑物、地下管線等的關系;
12、施工期限、施工方法及所用的施工設備;施工期限、施工方法及所用的施工設備; 在地震區(qū),還應考慮地震因素。在地震區(qū),還應考慮地震因素。第七章 天然地基上的淺基礎 這些因素又常?;ハ嗦?lián)系在一起,在選擇方案時,設計這些因素又常?;ハ嗦?lián)系在一起,在選擇方案時,設計部門往往要同由經(jīng)驗的施工單位一起討論,做到因地制部門往往要同由經(jīng)驗的施工單位一起討論,做到因地制宜,具體情況具體分析。使基礎的功能得到充分地發(fā)揮。宜,具體情況具體分析。使基礎的功能得到充分地發(fā)揮。 為此,我們在進行基礎施工時也要充分考慮各種因素,為此,我們在進行基礎施工時也要充分考慮各種因素,從土方開挖、地基施工到基礎施工各個環(huán)節(jié),嚴格按操從土
13、方開挖、地基施工到基礎施工各個環(huán)節(jié),嚴格按操作規(guī)程、施工及驗收規(guī)范實施施工。從而滿足設計要求,作規(guī)程、施工及驗收規(guī)范實施施工。從而滿足設計要求,保證施工質量。保證施工質量。第七章 天然地基上的淺基礎地基基礎設計基本規(guī)定地基基礎設計基本規(guī)定 在淺基礎條件下,與之相適應的上部結構類型有:在淺基礎條件下,與之相適應的上部結構類型有:多層磚混結構、框架結構、剪力墻結構和其它特種多層磚混結構、框架結構、剪力墻結構和其它特種結構,如煙囪、水塔等。地基基礎設計一方面要滿結構,如煙囪、水塔等。地基基礎設計一方面要滿足上部結構的要求,另一方面必須滿足地基土的變足上部結構的要求,另一方面必須滿足地基土的變形和強度
14、要求。形和強度要求。 此外,在設計時要重視工程實踐經(jīng)驗,就地取材、此外,在設計時要重視工程實踐經(jīng)驗,就地取材、因地制宜地進行地基基礎實踐,還要充分認識上部因地制宜地進行地基基礎實踐,還要充分認識上部結構和基礎是一個整體的事實,要正確認識上部結結構和基礎是一個整體的事實,要正確認識上部結構、基礎和地基共同作用的特點,才能安全、可靠、構、基礎和地基共同作用的特點,才能安全、可靠、合理地進行地基基礎設計。合理地進行地基基礎設計。地基基礎設計的內(nèi)容與步驟:地基基礎設計的內(nèi)容與步驟:根據(jù)已知的設計資料和建筑物的類型、結構特點:根據(jù)已知的設計資料和建筑物的類型、結構特點:選擇基礎的類型和材料;選擇基礎的類
15、型和材料;確定基礎的埋置深度,即確定地基持力層;確定基礎的埋置深度,即確定地基持力層;確定地基土的承載力特征值;確定地基土的承載力特征值;確定基礎底面尺寸;確定基礎底面尺寸;進行有關驗算(軟弱下臥層、變形、穩(wěn)定性);進行有關驗算(軟弱下臥層、變形、穩(wěn)定性);確定基礎的剖面尺寸及基礎結構計算(配筋);確定基礎的剖面尺寸及基礎結構計算(配筋);繪制基礎施工圖,并編寫施工說明。繪制基礎施工圖,并編寫施工說明。基礎的類型基礎的類型:1、按埋置深度劃分、按埋置深度劃分 基礎按其埋置深度可劃分為兩大類:把埋置深度小于基礎按其埋置深度可劃分為兩大類:把埋置深度小于5m的基礎稱為的基礎稱為淺基礎淺基礎,超過,
16、超過5m深度的稱為深度的稱為深基礎深基礎。 淺基礎一般來說施工方法比較簡便,很少采用特殊設備淺基礎一般來說施工方法比較簡便,很少采用特殊設備和措施;和措施; 而深基礎往往施工比較復雜,有的要用專門的設備和采而深基礎往往施工比較復雜,有的要用專門的設備和采取一定的技術措施。取一定的技術措施。第七章 天然地基上的淺基礎基礎的類型基礎的類型:2、按受力特點劃分、按受力特點劃分 基礎按它的受力特點可分為:基礎按它的受力特點可分為:剛性基礎剛性基礎和和柔性基礎柔性基礎兩類。兩類。 剛性基礎的特點是基礎抗壓能力大,而抗彎、抗拉能力小。剛性基礎的特點是基礎抗壓能力大,而抗彎、抗拉能力小。 剛性基礎往往采用脆
17、性材料做成,適用于六層及六層以下剛性基礎往往采用脆性材料做成,適用于六層及六層以下的民用建筑和墻承重廠房的基礎。的民用建筑和墻承重廠房的基礎。 柔性基礎的特點是抗彎能力比剛性基礎大,具有抗壓、抗柔性基礎的特點是抗彎能力比剛性基礎大,具有抗壓、抗彎和抗拉的各種性能。彎和抗拉的各種性能。 所謂柔性不是軟弱無力,而是能適應各種受力狀況,堅韌所謂柔性不是軟弱無力,而是能適應各種受力狀況,堅韌剛柔的柔。它采用鋼筋混凝土材料做成,適用于地基比較剛柔的柔。它采用鋼筋混凝土材料做成,適用于地基比較軟弱,不夠均勻,上部結構荷載較大的基礎。軟弱,不夠均勻,上部結構荷載較大的基礎。第七章 天然地基上的淺基礎基礎的類
18、型基礎的類型:3、按建筑材料劃分、按建筑材料劃分 磚基礎磚基礎 毛石基礎毛石基礎 灰土基礎灰土基礎 三合土基礎三合土基礎 混凝土和毛石混凝土基礎混凝土和毛石混凝土基礎 鋼筋混凝土基礎鋼筋混凝土基礎第七章 天然地基上的淺基礎基礎的類型基礎的類型:4、按構造形式劃分、按構造形式劃分 無筋擴展基礎和擴展基礎無筋擴展基礎和擴展基礎 柱下條形基礎柱下條形基礎 柱下十字交叉基礎柱下十字交叉基礎 筏板基礎筏板基礎 箱形基礎箱形基礎第七章 天然地基上的淺基礎 無筋擴展基礎無筋擴展基礎是由磚、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰是由磚、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料組成的基礎。也叫剛性基礎。土和三合土等材
19、料組成的基礎。也叫剛性基礎。 可以是獨立的基礎,也可以是條形的基礎??梢允仟毩⒌幕A,也可以是條形的基礎。第七章 天然地基上的淺基礎第七章 天然地基上的淺基礎第七章 天然地基上的淺基礎第七章 天然地基上的淺基礎第七章 天然地基上的淺基礎第四章 天然地基上的淺基礎 擴展基礎擴展基礎系指柱下鋼筋混凝土獨立基礎和墻下鋼筋混凝系指柱下鋼筋混凝土獨立基礎和墻下鋼筋混凝土條形基礎。土條形基礎。第七章 天然地基上的淺基礎第七章 天然地基上的淺基礎第七章 天然地基上的淺基礎第七章 天然地基上的淺基礎 柱下鋼筋混凝土基礎一般采用現(xiàn)澆,在現(xiàn)澆前一般有柱下鋼筋混凝土基礎一般采用現(xiàn)澆,在現(xiàn)澆前一般有墊層,階梯基礎的梯
20、段依具體情況而定可以有不同的墊層,階梯基礎的梯段依具體情況而定可以有不同的梯段數(shù)。梯段數(shù)。第七章 天然地基上的淺基礎 杯形基礎形式有杯口杯形基礎形式有杯口基礎、雙杯口基礎和基礎、雙杯口基礎和高杯口基礎。接頭處高杯口基礎。接頭處均采用細石混凝土灌均采用細石混凝土灌漿,主要用在工業(yè)廠漿,主要用在工業(yè)廠房裝配式鋼筋混凝土房裝配式鋼筋混凝土柱的基礎。柱的基礎。 柱的插入深度、杯底柱的插入深度、杯底厚度和杯壁厚度等均厚度和杯壁厚度等均有要求。有要求。第七章 天然地基上的淺基礎 柱下條形基礎柱下條形基礎:當荷載較大,地:當荷載較大,地基軟弱或柱距較小以及基礎底面基軟弱或柱距較小以及基礎底面積互相靠近時,為
21、增強基礎的整積互相靠近時,為增強基礎的整體性,減小柱基間的不均勻沉降體性,減小柱基間的不均勻沉降并方便施工,可在同一排柱下做并方便施工,可在同一排柱下做一條鋼筋混凝土地梁,將各柱基一條鋼筋混凝土地梁,將各柱基礎聯(lián)合起來,設計成柱下條形基礎聯(lián)合起來,設計成柱下條形基礎。礎。 柱下條形基礎常用于框架結構,柱下條形基礎常用于框架結構,一般設在房屋的縱向,可增強房一般設在房屋的縱向,可增強房屋的縱向基礎剛度。屋的縱向基礎剛度。第七章 天然地基上的淺基礎第七章 天然地基上的淺基礎 柱下十字交叉基礎柱下十字交叉基礎:為了增強基礎的整體剛度,減小基:為了增強基礎的整體剛度,減小基礎的不均勻性,可在柱網(wǎng)下縱橫
22、兩個方向均設置柱下條礎的不均勻性,可在柱網(wǎng)下縱橫兩個方向均設置柱下條形基礎,柱子設在交叉點上。形基礎,柱子設在交叉點上。 用在高壓縮性軟弱地基上、荷載較大的高層框架結構房用在高壓縮性軟弱地基上、荷載較大的高層框架結構房屋。屋。 交叉梁基礎:適用于柱距較小的框架結構;交叉梁基礎:適用于柱距較小的框架結構; 聯(lián)梁式交叉條形基礎:適用于單向條形基礎底面積已滿聯(lián)梁式交叉條形基礎:適用于單向條形基礎底面積已滿足地基承載力要求下,基礎之間有不同沉降時的情況。足地基承載力要求下,基礎之間有不同沉降時的情況。 筏板基礎筏板基礎:如果地基特別軟,而上部結構荷載又很大時,:如果地基特別軟,而上部結構荷載又很大時,
23、特別是帶有地下室的高層建筑物,采用十字交叉基礎仍特別是帶有地下室的高層建筑物,采用十字交叉基礎仍不能滿足變形條件要求或相鄰基礎距離很小時,可將整不能滿足變形條件要求或相鄰基礎距離很小時,可將整個基礎連成一個整體而成為鋼筋混凝土筏板基礎。個基礎連成一個整體而成為鋼筋混凝土筏板基礎。 一般做成等厚度的鋼筋混凝土平板,也有梁板式;一般做成等厚度的鋼筋混凝土平板,也有梁板式; 由于筏板基礎的整體性很好,所以它能較好地調整不均由于筏板基礎的整體性很好,所以它能較好地調整不均勻沉降。勻沉降。 筏板基礎在外觀和構造上像倒置的鋼筋混凝土平面無梁筏板基礎在外觀和構造上像倒置的鋼筋混凝土平面無梁樓蓋或肋形樓蓋。樓
24、蓋或肋形樓蓋。 箱形基礎:是一種由鋼筋混凝土的底板、頂板和內(nèi)隔縱箱形基礎:是一種由鋼筋混凝土的底板、頂板和內(nèi)隔縱橫墻體組成的格式空間結構;橫墻體組成的格式空間結構; 像一塊巨大的鋼筋混凝土盒子,其整體抗彎剛度相當大,像一塊巨大的鋼筋混凝土盒子,其整體抗彎剛度相當大,使上部結構不易開裂,且基礎的空心部分可做地下室,使上部結構不易開裂,且基礎的空心部分可做地下室,可減小基底的附加應力;可減小基底的附加應力; 它適用于軟弱地基上的面積較大、平面形狀簡單、荷載它適用于軟弱地基上的面積較大、平面形狀簡單、荷載較大、高層、重型或不均勻沉降有嚴格要求的建筑物。較大、高層、重型或不均勻沉降有嚴格要求的建筑物。
25、7.3 基礎埋置深度的選擇基礎埋置深度的選擇P.159 直接支承基礎的土層為持力層,其下的各土層直接支承基礎的土層為持力層,其下的各土層稱為下臥層。稱為下臥層。 基礎埋置深度是指基礎底面至地面(天然地面)基礎埋置深度是指基礎底面至地面(天然地面)的距離。即,從房屋的室外地坪到基礎底面的的距離。即,從房屋的室外地坪到基礎底面的豎向尺寸稱為基礎的埋置深度。豎向尺寸稱為基礎的埋置深度。基礎埋置深度應考慮的問題:基礎埋置深度應考慮的問題:從房屋的室外地坪到基礎底面的豎向尺寸稱為基礎的埋置深度。從房屋的室外地坪到基礎底面的豎向尺寸稱為基礎的埋置深度?;A設置的深度對于建筑物的正常使用,基礎施工要采取的技
26、基礎設置的深度對于建筑物的正常使用,基礎施工要采取的技術措施、設備和施工工期,建筑物造價等都有較大的影響;術措施、設備和施工工期,建筑物造價等都有較大的影響;它與多個因素有關:它與多個因素有關:+建筑物的類型和使用功能建筑物的類型和使用功能+荷載的大小和荷載的性質荷載的大小和荷載的性質+地質和水文條件地質和水文條件+相鄰建筑物的影響相鄰建筑物的影響+地理氣候地理氣候基礎埋置深度的選擇基礎埋置深度的選擇 設計時必須綜合考慮建筑物自身條件以設計時必須綜合考慮建筑物自身條件以及所處的環(huán)境,抓住其中起決定性作用及所處的環(huán)境,抓住其中起決定性作用的因素,以盡量淺埋的原則,合理選擇的因素,以盡量淺埋的原則
27、,合理選擇基礎埋置深度?;A埋置深度。建筑物的類型和用途建筑物的類型和用途 如建筑物對不均勻沉降很敏感,應將基礎埋置如建筑物對不均勻沉降很敏感,應將基礎埋置在較好的土層上。當有地下室、地下管道和設在較好的土層上。當有地下室、地下管道和設備基礎時,則要求建筑物基礎局部加深或整個備基礎時,則要求建筑物基礎局部加深或整個加深?;A形式有時也決定基礎埋深,如采用加深?;A形式有時也決定基礎埋深,如采用剛性基礎,當基礎面積確定后,由于要滿足剛剛性基礎,當基礎面積確定后,由于要滿足剛性角的構造要求,就規(guī)定了基礎的最小高度,性角的構造要求,就規(guī)定了基礎的最小高度,從而也決定了基礎的埋深。從而也決定了基礎的埋
28、深。作用在地基上的荷載大小和性質作用在地基上的荷載大小和性質 同一土層,對于荷載小的基礎,可能是很好的同一土層,對于荷載小的基礎,可能是很好的持力層,而對荷載大的基礎,則可能不適宜作持力層,而對荷載大的基礎,則可能不適宜作為持力層。為持力層。 承受較大水平荷載的基礎,應有足夠的埋置深承受較大水平荷載的基礎,應有足夠的埋置深度以保證有足夠的穩(wěn)定性。度以保證有足夠的穩(wěn)定性。高層:埋深高層:埋深1/15樓高樓高受上拔力基礎(輸電塔)需要較大的埋深以保受上拔力基礎(輸電塔)需要較大的埋深以保證必需的抗拔阻力證必需的抗拔阻力飽和松砂,在動荷載下,容易產(chǎn)生液化。所以飽和松砂,在動荷載下,容易產(chǎn)生液化。所以
29、不宜將液化土層作為基礎的持力層。不宜將液化土層作為基礎的持力層。工程地質和水文地質條件工程地質和水文地質條件 當土層均勻且較好時:應盡量淺埋當土層均勻且較好時:應盡量淺埋 當上好下壞時:盡量淺埋,盡可能增大基底至當上好下壞時:盡量淺埋,盡可能增大基底至軟弱下臥層的距離軟弱下臥層的距離 當上壞下好時:根據(jù)具體情況選擇埋深當上壞下好時:根據(jù)具體情況選擇埋深 有地下水時,應將基礎放在地下水位以上,避有地下水時,應將基礎放在地下水位以上,避免施工排水的麻煩。否則要考慮排水、防滲、免施工排水的麻煩。否則要考慮排水、防滲、浮托力等浮托力等 位于河岸邊時,埋深應在流水的沖刷作用深度位于河岸邊時,埋深應在流水
30、的沖刷作用深度以下,對修建在坡頂上的基礎,也有具體要求。以下,對修建在坡頂上的基礎,也有具體要求。 如持力層傾斜,可分段做成高低不同的臺階狀如持力層傾斜,可分段做成高低不同的臺階狀這些因素是施工技術人員應該了解的基本知識。這樣在施工時這些因素是施工技術人員應該了解的基本知識。這樣在施工時對基礎埋置深度就應該嚴格按圖施工,保證上部結構的安全使對基礎埋置深度就應該嚴格按圖施工,保證上部結構的安全使用。用。 案例:某地基土在兩層相同土層中夾了一層很薄的(約案例:某地基土在兩層相同土層中夾了一層很薄的(約0.3m)軟土。挖土時沒有認真核對基底標高,挖到一定深度時,發(fā)現(xiàn)軟土。挖土時沒有認真核對基底標高,
31、挖到一定深度時,發(fā)現(xiàn)與地質報告中土層的土質相同了,就認為已到持力層,就在上與地質報告中土層的土質相同了,就認為已到持力層,就在上面澆筑了基礎。面澆筑了基礎。 后來,在旁邊又加挖一道溝,發(fā)后來,在旁邊又加挖一道溝,發(fā)現(xiàn)了軟弱夾層。幸虧發(fā)現(xiàn)及時,經(jīng)過現(xiàn)了軟弱夾層。幸虧發(fā)現(xiàn)及時,經(jīng)過技術人員對已做的基礎進行加固,避技術人員對已做的基礎進行加固,避免了建成后造成事故。免了建成后造成事故。相鄰房屋和構筑物的基礎埋置深度相鄰房屋和構筑物的基礎埋置深度 為保證相鄰原有房屋在施工期間的安全與正常為保證相鄰原有房屋在施工期間的安全與正常使用,一般宜使所設計的基礎淺于或等于相鄰使用,一般宜使所設計的基礎淺于或等于
32、相鄰原有建筑物基礎。當必須深于原有建筑物基礎原有建筑物基礎。當必須深于原有建筑物基礎時,則應使兩基礎保持一定凈距(不小于基礎時,則應使兩基礎保持一定凈距(不小于基礎地面高差的地面高差的12倍)。倍)。季節(jié)性凍土上的基礎埋置深度季節(jié)性凍土上的基礎埋置深度 凍土分為兩大類:季節(jié)性凍土和多年凍土。凍土分為兩大類:季節(jié)性凍土和多年凍土。 多年凍土是連續(xù)保持凍結狀態(tài)多年凍土是連續(xù)保持凍結狀態(tài)3年以上的土層;年以上的土層; 季節(jié)性凍土則為季節(jié)性凍土則為1年內(nèi)凍融交替一次的土層,年內(nèi)凍融交替一次的土層,且凍層下的土常年處于正溫狀態(tài)。且凍層下的土常年處于正溫狀態(tài)。 凍土在我國分布面積很廣,東北、西北、華北凍土
33、在我國分布面積很廣,東北、西北、華北都有。有些地方其厚度可達都有。有些地方其厚度可達3m。季節(jié)性凍土上的基礎埋置深度季節(jié)性凍土上的基礎埋置深度 土凍結后體積增大的現(xiàn)象稱為凍脹,凍土融化土凍結后體積增大的現(xiàn)象稱為凍脹,凍土融化后產(chǎn)生的沉陷稱為融陷。后產(chǎn)生的沉陷稱為融陷。 季節(jié)性凍土在凍融過程中,會產(chǎn)生凍脹或融陷,季節(jié)性凍土在凍融過程中,會產(chǎn)生凍脹或融陷,對建在凍土上的建筑物造成不良影響。對建在凍土上的建筑物造成不良影響。 土的凍脹主要是由于土中弱結合水從未凍脹區(qū)土的凍脹主要是由于土中弱結合水從未凍脹區(qū)向凍區(qū)轉移造成的。對于不含結合水或結合水向凍區(qū)轉移造成的。對于不含結合水或結合水很少的土(砂礫,
34、含水量小于塑限的粘性土),很少的土(砂礫,含水量小于塑限的粘性土),由于沒有水分轉移,而土中原有水分凍結所產(chǎn)由于沒有水分轉移,而土中原有水分凍結所產(chǎn)生的體積膨脹,又往往被凍土的冷縮和干縮所生的體積膨脹,又往往被凍土的冷縮和干縮所抵消,所以這類土不會呈現(xiàn)凍脹。抵消,所以這類土不會呈現(xiàn)凍脹。凍結凍脹對建筑物的危害凍結凍脹對建筑物的危害凍結凍脹對基礎埋置深度的要求凍結凍脹對基礎埋置深度的要求 保證基礎有相應的最小埋置深度,即必須將基保證基礎有相應的最小埋置深度,即必須將基礎底面置于凍結深度以下,以消除基底的凍脹礎底面置于凍結深度以下,以消除基底的凍脹力;力; 在凍深與地基的凍脹性都較大時,還應采取減
35、在凍深與地基的凍脹性都較大時,還應采取減小或消除凍脹力的措施。如:在基礎側面回填小或消除凍脹力的措施。如:在基礎側面回填中、粗砂等不凍脹材料,這對不采暖的輕型結中、粗砂等不凍脹材料,這對不采暖的輕型結構,如倉庫、管墩、管道支架等尤為重要。構,如倉庫、管墩、管道支架等尤為重要。問題:問題: 青藏鐵路路基是多年凍土,青藏鐵路路基是多年凍土, 存在什么問題?怎么解決?存在什么問題?怎么解決?確定地基土的承載力:確定地基土的承載力:地基承載力指的是地基土所能承受的荷載量。地基所能承受的最地基承載力指的是地基土所能承受的荷載量。地基所能承受的最大荷載,稱為極限承載力。大荷載,稱為極限承載力。為了保證建筑
36、物的安全性,在基礎設計中所使用的地基承載力不為了保證建筑物的安全性,在基礎設計中所使用的地基承載力不是極限承載力。就像人挑擔子一樣,他最多能擔是極限承載力。就像人挑擔子一樣,他最多能擔70kg的話,如果的話,如果一直用一直用70kg的重物壓他,那這人必然會被壓跨。因此設計中使用的重物壓他,那這人必然會被壓跨。因此設計中使用的地基承載力考慮了一個安全度,稱為容許承載力或承載力特征的地基承載力考慮了一個安全度,稱為容許承載力或承載力特征值。值。地基承載力特征值可由載荷試驗或其它原位測試、公式計算、查地基承載力特征值可由載荷試驗或其它原位測試、公式計算、查規(guī)范表格,并結合工程實踐經(jīng)驗等方法綜合確定。
37、規(guī)范表格,并結合工程實踐經(jīng)驗等方法綜合確定。案例:美國紐約某水泥倉庫地基失穩(wěn)案例:美國紐約某水泥倉庫地基失穩(wěn)近代世界上最嚴重近代世界上最嚴重的建筑物破壞之一的建筑物破壞之一是美國的一座水泥是美國的一座水泥倉庫。這座水泥倉倉庫。這座水泥倉庫位于紐約市漢森庫位于紐約市漢森河旁。水泥倉庫上河旁。水泥倉庫上部為圓筒形,直徑部為圓筒形,直徑13m,基礎為整塊板基礎為整塊板式基礎,基礎埋深式基礎,基礎埋深2.8m。1914年倉庫年倉庫因嚴重超載引起地因嚴重超載引起地基土剪切破壞。基土剪切破壞。地基滑動使筒倉傾地基滑動使筒倉傾倒倒45,地基土被擠,地基土被擠出地面高達出地面高達5.18m。與此同時,離倉庫與
38、此同時,離倉庫凈距凈距23m以外的辦公以外的辦公樓受地基滑動的影樓受地基滑動的影響,發(fā)生傾斜。響,發(fā)生傾斜。案例:美國紐約某水泥倉庫地基失穩(wěn)案例:美國紐約某水泥倉庫地基失穩(wěn)當這座倉庫第一次當這座倉庫第一次發(fā)生大量沉降災難發(fā)生大量沉降災難的預兆時,如果立的預兆時,如果立即斜除儲藏的極重即斜除儲藏的極重的水泥,很容易挽的水泥,很容易挽救,可以在倉庫下救,可以在倉庫下托換基礎。但負責托換基礎。但負責人僅安排了仔細進人僅安排了仔細進行沉降觀測與記錄,行沉降觀測與記錄,未采取卸荷措施,未采取卸荷措施,結果發(fā)展成災難。結果發(fā)展成災難。案例:美國紐約某水泥倉庫地基失穩(wěn)案例:美國紐約某水泥倉庫地基失穩(wěn)建筑地基
39、基礎規(guī)范建筑地基基礎規(guī)范推薦的理論公式:推薦的理論公式:對于荷載偏心距對于荷載偏心距e0.033b時,以淺基礎地基的臨界荷載時,以淺基礎地基的臨界荷載p1/4為為基礎的理論公式計算地基承載力特征值基礎的理論公式計算地基承載力特征值(式(式7.11):kcmdbacMdMbMf+=Mb、Md、Mc承載力系數(shù),根據(jù)承載力系數(shù),根據(jù) k查表;查表;b基礎底面寬度,大于基礎底面寬度,大于6m時按時按6m取值,小于取值,小于3m時按時按3m取值;取值;ck基底下一倍短邊寬度的深度范圍內(nèi)土的粘聚力標準值;基底下一倍短邊寬度的深度范圍內(nèi)土的粘聚力標準值; k基底下一倍短邊寬度的深度范圍內(nèi)土的內(nèi)摩擦角標準值;
40、基底下一倍短邊寬度的深度范圍內(nèi)土的內(nèi)摩擦角標準值; 基礎底面以下土的重度,水位以下取浮重度;基礎底面以下土的重度,水位以下取浮重度; m基礎埋深范圍內(nèi)各層土的加權平均重度,水位以下取浮重度?;A埋深范圍內(nèi)各層土的加權平均重度,水位以下取浮重度。例題:某基礎基底寬例題:某基礎基底寬1.5m,埋深,埋深1.5m。地下水位在地面下。地下水位在地面下1m。地基為粉土,水位以上土的重度為。地基為粉土,水位以上土的重度為17.5kN/m3,水位,水位以下土的重度為以下土的重度為18.5kN/m3, =22,c=12kPa。試確定地。試確定地基承載力。基承載力。解:由解:由 =22查表查表7.9,得:,得:
41、17.5 1.08.5 0.50.61 (18.5 10) 1.53.441.56.04 121.5155.1kPaabdmckfMbMdM cMb=0.61,Md=3.44,Mc=6.04,代入公式得:,代入公式得: 本題容易出錯的地方:地下水位以下本題容易出錯的地方:地下水位以下 未采用有效重度,未采用有效重度,或或 m采用了基底土的重度。采用了基底土的重度。靜載荷試驗確定地基承載力靜載荷試驗確定地基承載力P.165 確定地基土的承載力及其沉降值的理想方法是做確定地基土的承載力及其沉降值的理想方法是做與基礎同樣尺寸的荷載板試驗。但這種做法的實與基礎同樣尺寸的荷載板試驗。但這種做法的實際可能
42、性不大,因為試驗的時間過長,另外使較際可能性不大,因為試驗的時間過長,另外使較大荷載板下地基土產(chǎn)生破壞,要施加很大的荷載,大荷載板下地基土產(chǎn)生破壞,要施加很大的荷載,這些都給試驗帶來一定的困難。這些都給試驗帶來一定的困難。 所以,一般都用一個小尺寸的荷載板做試驗。一所以,一般都用一個小尺寸的荷載板做試驗。一般的尺寸有般的尺寸有5050cm、7070cm、100100cm 載荷試驗可得到載荷試驗可得到ps曲線,根據(jù)載荷試驗曲線確定曲線,根據(jù)載荷試驗曲線確定承載力的方法,地基規(guī)范作了如下規(guī)定:承載力的方法,地基規(guī)范作了如下規(guī)定:靜載荷試驗確定地基承載力靜載荷試驗確定地基承載力p1pupP0.02p
43、oosspu(0.010.015) b拐點法拐點法沉降控制法沉降控制法靜載荷試驗確定地基承載力靜載荷試驗確定地基承載力 對于陡降型曲線,當曲線上有明確的比例界限時,對于陡降型曲線,當曲線上有明確的比例界限時,取該比例界限所對應的荷載值;取該比例界限所對應的荷載值; 當極限荷載小于對應比例極限的荷載值的當極限荷載小于對應比例極限的荷載值的2倍時,倍時,取極限荷載值的一半;取極限荷載值的一半; 不能按上述兩點確定時,如壓板面積為不能按上述兩點確定時,如壓板面積為0.250.5m2,可取可取s/b=0.010.015所對應的荷載值,但其值不應大所對應的荷載值,但其值不應大于最大加載量的一半。于最大加
44、載量的一半。 同一土層參加統(tǒng)計的試驗點不應少于三點,各試驗同一土層參加統(tǒng)計的試驗點不應少于三點,各試驗實測值的極差不得超過平均值的實測值的極差不得超過平均值的30%,取此平均值,取此平均值作為地基承載力的特征值作為地基承載力的特征值fak。靜載荷試驗的尺寸效應問題靜載荷試驗的尺寸效應問題 荷載板的尺寸一般荷載板的尺寸一般都比較小,因此載都比較小,因此載荷試驗的影響深度荷試驗的影響深度不大,約為荷載板不大,約為荷載板或直徑的兩倍,不或直徑的兩倍,不能充分反映再深土能充分反映再深土層的影響。這個尺層的影響。這個尺寸效應應引起重視。寸效應應引起重視。靜載荷試驗的尺寸效應問題靜載荷試驗的尺寸效應問題
45、如為成層土,需要如為成層土,需要時可在不同深度的時可在不同深度的土層上做載荷試驗,土層上做載荷試驗,以了解各土層的承以了解各土層的承載力,特別是在持載力,特別是在持力層有軟弱下臥層力層有軟弱下臥層時,常需這樣做。時,常需這樣做。其它原位測試確定地基承載力其它原位測試確定地基承載力 除了載荷試驗外,靜力觸探、動力觸探、標準貫入除了載荷試驗外,靜力觸探、動力觸探、標準貫入試驗等原位測試,在我國已經(jīng)積累了豐富經(jīng)驗,規(guī)試驗等原位測試,在我國已經(jīng)積累了豐富經(jīng)驗,規(guī)范允許將其應用于確定地基承載力。但是強調必須范允許將其應用于確定地基承載力。但是強調必須有地區(qū)經(jīng)驗,即當?shù)氐膶Ρ荣Y料,還應對承載力特有地區(qū)經(jīng)驗
46、,即當?shù)氐膶Ρ荣Y料,還應對承載力特征值進行深寬修正。征值進行深寬修正。 同時還應注意,當?shù)鼗A設計為甲級和乙級時,同時還應注意,當?shù)鼗A設計為甲級和乙級時,應結合室內(nèi)試驗成果綜合分析,不宜單獨應用。應結合室內(nèi)試驗成果綜合分析,不宜單獨應用。 例如靜力觸探具有不用取土、快速、連續(xù)、直接測例如靜力觸探具有不用取土、快速、連續(xù)、直接測出貫入阻力指標的優(yōu)點。各地區(qū)通過相關分析對比,出貫入阻力指標的優(yōu)點。各地區(qū)通過相關分析對比,建立了不少地區(qū)性的承載力計算經(jīng)驗公式。建立了不少地區(qū)性的承載力計算經(jīng)驗公式。憑建筑經(jīng)驗確定地基承載力憑建筑經(jīng)驗確定地基承載力 在擬建建筑物的臨近地區(qū),常常有著各種各樣的在在擬
47、建建筑物的臨近地區(qū),常常有著各種各樣的在不同時期建造的建筑物。調查這些已有建筑物的形不同時期建造的建筑物。調查這些已有建筑物的形式、構造特點、基底壓力大小、地基土層情況以及式、構造特點、基底壓力大小、地基土層情況以及這些建筑物是否有裂縫、傾斜和其它損害現(xiàn)象,根這些建筑物是否有裂縫、傾斜和其它損害現(xiàn)象,根據(jù)這些進行詳細的分析和研究,對于新建建筑物地據(jù)這些進行詳細的分析和研究,對于新建建筑物地基土的承載力的確定,具有一定的參考價值。這種基土的承載力的確定,具有一定的參考價值。這種方法一般適用于荷載不大的中、小型工程。方法一般適用于荷載不大的中、小型工程。 上海、北京和天津等地編制了地區(qū)性的工程地質
48、圖,上海、北京和天津等地編制了地區(qū)性的工程地質圖,這種圖集根據(jù)以往的工程勘察和觀測資料,通過綜這種圖集根據(jù)以往的工程勘察和觀測資料,通過綜合對比,給出各小區(qū)的地基承載力,可供參考。合對比,給出各小區(qū)的地基承載力,可供參考。按地基規(guī)范承載力表確定按地基規(guī)范承載力表確定P.167 有些土的物理、力學性質與地基承載力之間存在著有些土的物理、力學性質與地基承載力之間存在著良好的相關性。根據(jù)建國以來大量工程實踐經(jīng)驗、良好的相關性。根據(jù)建國以來大量工程實踐經(jīng)驗、原位試驗和室內(nèi)土工試驗數(shù)據(jù),以確定地基承載力原位試驗和室內(nèi)土工試驗數(shù)據(jù),以確定地基承載力為目的進行了大量的統(tǒng)計分析,我國許多地基規(guī)范為目的進行了大
49、量的統(tǒng)計分析,我國許多地基規(guī)范都制定了便于查用的表格,由此可查得地基承載力。都制定了便于查用的表格,由此可查得地基承載力。 由于我國幅員遼闊,土質條件千差萬別,用查表法由于我國幅員遼闊,土質條件千差萬別,用查表法就顯得太粗糙。所以,就顯得太粗糙。所以,02地基規(guī)范取消了地基承載地基規(guī)范取消了地基承載力表格。但允許各地區(qū)規(guī)范根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗繼續(xù)使用。力表格。但允許各地區(qū)規(guī)范根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗繼續(xù)使用。實際上是將原全國統(tǒng)一的的地基承載力表格地域化。實際上是將原全國統(tǒng)一的的地基承載力表格地域化。地基承載力的深、寬修正地基承載力的深、寬修正p.167 當基礎寬度大于當基礎寬度大于3m或埋置深度大于或埋置深度大于
50、0.5m時從載荷時從載荷試驗或其它原位測試、經(jīng)驗值等方法確定的地基試驗或其它原位測試、經(jīng)驗值等方法確定的地基承載力特征值,尚應進行深、寬修正(式承載力特征值,尚應進行深、寬修正(式7.14):):(3)(0.5)aakbdmffbd 式中各符號的意義見式中各符號的意義見p.167,公式(,公式(7.14)下的解釋。)下的解釋。 由于基礎埋深由于基礎埋深d一般不小于一般不小于0.5m,因此公式中深度,因此公式中深度修正項總是存在的。修正項總是存在的。 寬度寬度b指的是基礎短邊的尺寸,當小于等于指的是基礎短邊的尺寸,當小于等于3m時不時不計此項。計此項。 修正系數(shù)修正系數(shù) b、 d是根據(jù)多個和不同
51、埋深的載荷試驗是根據(jù)多個和不同埋深的載荷試驗資料整理分析結果加上理論公式的承載力系數(shù)相對資料整理分析結果加上理論公式的承載力系數(shù)相對照,考慮了不利因素并結合經(jīng)驗綜合確定的。使用照,考慮了不利因素并結合經(jīng)驗綜合確定的。使用時應相應于基底下持力層的土質類別查取。時應相應于基底下持力層的土質類別查取。 寬度修正項對應的重度寬度修正項對應的重度 值應為基礎底面下土層的重值應為基礎底面下土層的重度;而埋深修正項對應的重度度;而埋深修正項對應的重度 m應為基礎底面以上應為基礎底面以上土層的加權平均重度。土層的加權平均重度。 水位以下時重度均應取浮重度。水位以下時重度均應取浮重度。(3)(0.5)aakbd
52、mffbd 工程實踐證明,對于粘性土,基礎寬度的增加,對工程實踐證明,對于粘性土,基礎寬度的增加,對承載力影響很小,所以對粘性土不做寬度修正。承載力影響很小,所以對粘性土不做寬度修正。 對于砂性土雖然隨著寬度的增長承載力有所提高,對于砂性土雖然隨著寬度的增長承載力有所提高,但沉降量也隨之而增。同樣的土質,在同樣的壓力但沉降量也隨之而增。同樣的土質,在同樣的壓力下,當基礎寬度下,當基礎寬度b超過一定值時,沉降量大為增長。超過一定值時,沉降量大為增長。 建筑物的正常使用應滿足其功能要求,常常是承載建筑物的正常使用應滿足其功能要求,常常是承載力還有潛力可挖,而變形已達到或超過正常使用的力還有潛力可挖
53、,而變形已達到或超過正常使用的限值,也就是由變形控制承載力,因此對承載力的限值,也就是由變形控制承載力,因此對承載力的寬度修正采取了慎重態(tài)度:當寬度修正采取了慎重態(tài)度:當b6m時按時按6m取值。取值。(3)(0.5)aakbdmffbd 關于基礎埋置深度的起算問題:關于基礎埋置深度的起算問題: 問題:問題:在填方整平地區(qū),可自填土地面標高算起,在填方整平地區(qū),可自填土地面標高算起,這填土有否時間要求?換句話說,新填土算不算?這填土有否時間要求?換句話說,新填土算不算?(3)(0.5)aakbdmffbd 在承載力驗算中,基礎周圍填土都是作為邊載考慮,在承載力驗算中,基礎周圍填土都是作為邊載考慮
54、,這些填土有助于地基的穩(wěn)定和承載力的提高,因此這些填土有助于地基的穩(wěn)定和承載力的提高,因此填上就算,只與它的重度有關,沒有規(guī)定應是自重填上就算,只與它的重度有關,沒有規(guī)定應是自重下固結完成的土。下固結完成的土。 但在變形計算中,應考慮新填土的影響,并滿足那但在變形計算中,應考慮新填土的影響,并滿足那些要求。些要求。 關于基礎埋置深度的起算問題:關于基礎埋置深度的起算問題: 問題:問題:目前建筑工程大量存在著主裙樓一體的結構。目前建筑工程大量存在著主裙樓一體的結構。對于主體結構地基承載力的深度修正,又應該怎樣對于主體結構地基承載力的深度修正,又應該怎樣算?算?(3)(0.5)aakbdmffbd
55、 宜將基礎底面以上房屋內(nèi)的荷載,按基礎兩側的超宜將基礎底面以上房屋內(nèi)的荷載,按基礎兩側的超載考慮。載考慮。 當超載寬度大于基礎寬度兩倍時,可將超載折算成當超載寬度大于基礎寬度兩倍時,可將超載折算成土層厚度作為基礎埋深。土層厚度作為基礎埋深。 基礎兩側超載不等時,取小值?;A兩側超載不等時,取小值。 問題討論問題討論:某場地的原地面高程是:某場地的原地面高程是50.00m;設計室外地面高程設計室外地面高程50.30m;設計室內(nèi)地面為;設計室內(nèi)地面為50.60m;基底高程是;基底高程是49.00m。建筑物當年。建筑物當年10月竣工,第二年春季填至室外設計地面。利月竣工,第二年春季填至室外設計地面。
56、利用上面公式計算地基承載力或進行地基承載用上面公式計算地基承載力或進行地基承載力深度修正時,基礎的埋深應當用:力深度修正時,基礎的埋深應當用:(3)(0.5)aakbdmffbd A、1.00m B、1.15mC、1.30m D、1.60m 試比較上面三個公式中基礎埋深試比較上面三個公式中基礎埋深 d 的異同。的異同。(3)(0.5)aakbdmffbd GGFAdFGFpdAAA00ppd地基承載力的選用地基承載力的選用 采用幾種方法確定的地基承載力,得到的數(shù)值必采用幾種方法確定的地基承載力,得到的數(shù)值必然有所出入。然有所出入。 問題:問題:怎么選用?怎么選用? 這需要工程負責人根據(jù)自己的經(jīng)
57、驗判斷,從建筑物這需要工程負責人根據(jù)自己的經(jīng)驗判斷,從建筑物的重要性,使用時有無特殊要求,場地土質是否均的重要性,使用時有無特殊要求,場地土質是否均勻,地下水位有無可能升降,幾種測定方法的試驗勻,地下水位有無可能升降,幾種測定方法的試驗條件與可靠程度,臨近相似建筑物的承載力取值與條件與可靠程度,臨近相似建筑物的承載力取值與其后的工作情況等等綜合分析后加以確定。其后的工作情況等等綜合分析后加以確定。 在軟弱地基上更要考慮不均勻沉降存在的可能性和在軟弱地基上更要考慮不均勻沉降存在的可能性和對建筑物所造成的影響,適當控制承載力取值。對建筑物所造成的影響,適當控制承載力取值。 當天然地基承載力較弱,不
58、足以滿足設計需要時,當天然地基承載力較弱,不足以滿足設計需要時,就可以考慮采用各種地基處理措施。就可以考慮采用各種地基處理措施。 實際上,沒有絕對不可建筑的地基。主要的問題實際上,沒有絕對不可建筑的地基。主要的問題在于既要保持安全又要成本經(jīng)濟。在于既要保持安全又要成本經(jīng)濟。 20世紀世紀70年代,在上海的吹填土層上曾建造過一個年代,在上海的吹填土層上曾建造過一個2萬萬m3的大型油罐,當時按照地質勘察報告,油罐地基的大型油罐,當時按照地質勘察報告,油罐地基的承載力只有的承載力只有50kPa,而設計荷載則要達到,而設計荷載則要達到173kPa,兩者相差懸殊。該工程采用了以充水加載進行分期預兩者相差
59、懸殊。該工程采用了以充水加載進行分期預壓地基的方法,同時控制地基始終保持穩(wěn)定。雖然地壓地基的方法,同時控制地基始終保持穩(wěn)定。雖然地基沉降達到基沉降達到1m以上,但承載力逐步增長,最后達到設以上,但承載力逐步增長,最后達到設計要求。油罐竣工后至今使用情況良好。打破了以往計要求。油罐竣工后至今使用情況良好。打破了以往在這種地基上設計承受大荷載的基礎必須采用樁基礎在這種地基上設計承受大荷載的基礎必須采用樁基礎或挖土換砂的舊觀念?;蛲谕翐Q砂的舊觀念。 這個工程實例說明,地基承載力不是一成不變的,主這個工程實例說明,地基承載力不是一成不變的,主要在于堅持因地制宜的原則,尊重客觀資料而不為客要在于堅持因地
60、制宜的原則,尊重客觀資料而不為客觀資料所束縛,在綜合考慮結構類型、材料情況、施觀資料所束縛,在綜合考慮結構類型、材料情況、施工條件等因素的基礎上,在保證地基穩(wěn)定、安全的前工條件等因素的基礎上,在保證地基穩(wěn)定、安全的前提下,采用經(jīng)濟合理、切實可行的措施達到工程建設提下,采用經(jīng)濟合理、切實可行的措施達到工程建設非目的。非目的。關于地基承載力的討論關于地基承載力的討論 對于鋼筋混凝土結構和砌體結構,相應于某一強對于鋼筋混凝土結構和砌體結構,相應于某一強度等級就有一個確定的標準值和設計值。度等級就有一個確定的標準值和設計值。 而地基承載力的性質與之完全不同,地基土的承而地基承載力的性質與之完全不同,地
61、基土的承載力并非土的工程特性指標,它不僅與土質、土載力并非土的工程特性指標,它不僅與土質、土層埋藏順序有關,而且與基礎的形狀、大小、埋層埋藏順序有關,而且與基礎的形狀、大小、埋深、上部結構對變形的適應程度、地下水位的升深、上部結構對變形的適應程度、地下水位的升降、地區(qū)經(jīng)驗的差別等等有關。降、地區(qū)經(jīng)驗的差別等等有關。 土是一種大變形材料,當荷載增加時,隨著地基土是一種大變形材料,當荷載增加時,隨著地基變形的增長,地基承載力也在逐漸加大,很難界變形的增長,地基承載力也在逐漸加大,很難界定出一個真正的定出一個真正的“極限值極限值”,而對于從公式計算,而對于從公式計算得出的承載力,當采用不同的巖土參數(shù)
62、,不同的得出的承載力,當采用不同的巖土參數(shù),不同的經(jīng)驗或理論公式,可以得出不同的值。經(jīng)驗或理論公式,可以得出不同的值。例題:某建筑物箱形基礎寬例題:某建筑物箱形基礎寬8.5m,埋深,埋深4m,土層情況見,土層情況見下表,由荷載試驗確定的粘土持力層承載力特征值下表,由荷載試驗確定的粘土持力層承載力特征值fak=189kPa,已知地下水位在地表下,已知地下水位在地表下2m處。求該粘土持處。求該粘土持力層深寬修正后的承載力特征值力層深寬修正后的承載力特征值fa?土類土類層底埋深層底埋深m土工參數(shù)土工參數(shù)填土填土1.8m =17.8kN/m3粘土粘土2.0mw0=23%,wL=37.5%,wp=17.
63、3%,ds=2.72水位以上:水位以上: =17.3kN/m3水位以下:水位以下: =19.2kN/m37.8m由于持力層為粘土,根據(jù)表由于持力層為粘土,根據(jù)表7.10,確定修正系數(shù)時的指標,確定修正系數(shù)時的指標為為e和液性指數(shù)和液性指數(shù)IL,它們可根據(jù)土層條件分別求得:,它們可根據(jù)土層條件分別求得:解:先確定計算參數(shù):解:先確定計算參數(shù):因箱基寬度因箱基寬度b=8.5m6m,故按,故按6m考慮;箱基埋深考慮;箱基埋深d=4m(3)(0.5)aakbdmffbd 土類土類層底埋深層底埋深m土工參數(shù)土工參數(shù)填土填土1.8m =17.8kN/m3粘土粘土2.0mw0=23%,wL=37.5%,wp
64、=17.3%,ds=2.72水位以上:水位以上: =17.3kN/m3水位以下:水位以下: =19.2kN/m37.8m(3)(0.5)aakbdmffbd 0(1)2.72(10.32)9.8110.8319.2swdwe 由于持力層為粘土,根據(jù)表由于持力層為粘土,根據(jù)表7.10,確定修正系數(shù)時的指標,確定修正系數(shù)時的指標為為e和液性指數(shù)和液性指數(shù)IL,它們可根據(jù)土層條件分別求得:,它們可根據(jù)土層條件分別求得:解:先確定計算參數(shù):解:先確定計算參數(shù):因箱基寬度因箱基寬度b=8.5m6m,故按,故按6m考慮;箱基埋深考慮;箱基埋深d=4m3217.30.7337.5 17.3pLLpwwIww
65、土類土類層底埋深層底埋深m土工參數(shù)土工參數(shù)填土填土1.8m =17.8kN/m3粘土粘土2.0mw0=23%,wL=37.5%,wp=17.3%,ds=2.72水位以上:水位以上: =17.3kN/m3水位以下:水位以下: =19.2kN/m37.8m0(1)2.72(1 10.32)9.810.8319.2swdwe b=0.3, d=1.6由于由于IL=0.730.85,e=0.83.085,從表,從表7.10查得查得3217.30.7337.5 17.3pLLpwwIww因基礎埋在地下水位以下,故持力層的因基礎埋在地下水位以下,故持力層的 取有效重度取有效重度 =19.2-9.8=9.4
66、kN/m3土類土類層底埋深層底埋深m土工參數(shù)土工參數(shù)填土填土1.8m =17.8kN/m3粘土粘土2.0mw0=23%,wL=37.5%,wp=17.3%,ds=2.72水位以上:水位以上: =17.3kN/m3水位以下:水位以下: =19.2kN/m37.8m b=0.3, d=1.6由于由于IL=0.730.85,e=0.83.085,從表,從表7.10查得查得因基礎埋在地下水位以下,故持力層的因基礎埋在地下水位以下,故持力層的 取有效重度取有效重度 =19.2-9.8=9.4kN/m3而基底以上土層的加權平均重度為:而基底以上土層的加權平均重度為:317.8 1.817.3 0.2(19.29.8)2.013.6kN/m1.80.22m例題:某建筑物箱形基礎寬例題:某建筑物箱形基礎寬8.5m,埋深,埋深4m,土層情況見,土層情況見下表,由荷載試驗確定的粘土持力層承載力特征值下表,由荷載試驗確定的粘土持力層承載力特征值fak=189kPa,已知地下水位在地表下,已知地下水位在地表下2m處。求該粘土持處。求該粘土持力層深寬修正后的承載力特征值力層深寬修正后的承載力特征值fa?土類土類
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