54地基计算

5.4地基计算5.4.1地基承载力计算地基承载力特征值fak–是指由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形阶段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。----并非定值1基本概念2影响地基承载力大小的因素1）地基土的成因类型2）地基土的物理力学性质3）地下水4）建筑物情况1）、根据《规范》承载力表格确定2）、根据现场载荷试验确定3）、根据地基极限承载力理论公式确定4）、根据邻近条件相似建筑物的经验确定3、地基承载力确定的方法：1）、根据《规范》表格定根据野外鉴别土的室内物理力学性质指标动力触探(N、N10、N63.5)静力触探(ps)剪切波速(vs)压缩模量(Es)等。（2）、根据土的室内物理、力学性质指标平均值，确定f。(基本值)粉土按e和w%查表粘性土按e和IL查表淤泥和淤泥质土按w%查表（1）、野外鉴别结果确定fk(标准值)查表：岩石按风化程度；碎石按密实度（3）、按触探试验测定a、动力触探据N、N10、N63.5、N120查表定fk。查表前，先修正。式中：N—经回归修正后的标准贯入锤击数；—标准差。N10—经回归修正后的轻便触探锤击数；—现场试验锤击数的平均值；b、静力触探据贯入阻力或摩阻比由《岩土工程勘察规范》定。2）、根据现场载荷试验确定：香港国际机场载荷试验I级建筑物采用，且n3a、fak确定低压缩性土(a)图，取fak=p1;(b)图，pu能定，且pu2p1,取fak=up21若A承=0.25~0.5m2时粘性土：取s=0.02b(承压板宽度)所对应的荷载作fak，且≤∑P/2；砂土：取s=(0.01~0.015)b(承压板宽度)所对应的荷载作fak，且≤∑P/2；b、fak确定若fakmax－fakmin≤0.3fak(n3)则)...(121aknakakakfffnf（1）临塑荷载公式（2）临界荷载公式中心荷载：偏心荷载：（3）极限荷载除以安全系数fa=Pcr=Ndrd+NcCfa=P1/4=N1/4γb+Ndγd+NcCfa=P1/3=N1/3γb+Ndγd+NcCfa=Pu/K太沙基公式K≥3；斯凯普顿公式K取1.1~1.53）、据理论公式计算（4)、《规范》公式当偏心距e0.033b(b为偏心方向基础边长)时kcodbacMdMbMf式中：b—基础底面宽度，大于6m时按6m考虑；对于砂土，小于3m时按3m考虑；(7-14)Mb、Md、Mc—承载力系数，按k值查表7-10Ck、—基底下一倍基宽深度内土的内摩擦角、粘聚力和重度的标准值，地下水位以下土的重度取有效重度。4）、按建筑经验确定III级建筑物采用4、地基承载力的修正值fafa=fak+br(b－3)+drm(d－0.5)宽度修正深度修正式中：fa—地基承载力设计值(kPa)；fak—地基承载力标准值(kPa)；b，d—基础宽度和埋深的承载力修正系数，按基底下土类查表7－11确定；(7-15)—基底以下土的重度，地下水位以下取有效重度(kN/m3)；b—基础底面宽度(m)，当基底宽小于3m取3m考虑，大于6m按6m考虑；m—基础底面以上土的加权平均重度(i、hi分别为第i层土的重度和厚度)，地下水位以下用有效重度(kN/m3);iiimhhd—基础埋置(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，埋置深度自室外地面标高算起，在其它情况下，应从室内地面标高算起。pkfa式中：pk—基础底面处的平均压力设计值，以传至基础底面的荷载按基本组合的设计值计算；fa—修正后的地基承载力特征值。(7－9)基础底面压力，轴心荷载应符合：5.4.2承载力计算偏心荷载应符合：pkfapkmax1.2fa(7－10)补充：--理解正常使用极限状态下，荷载效应的标准组合应用下式表示：式中--SGK按永久荷载标准值GK计算的荷载效应值；--SQiK按可变荷载标准值QiK计算的荷载效应值；--ψci可变荷载Qi的组合值系数。QnkcnkQckQGkkSSSSS221《建筑结构荷载规范（50009－2001）》建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载(效应)组合，并应取各自的最不利的效应组合进行设计。最不利荷载组合—指组合起来的荷载，应产生相应的最大力学效应。如：滑动稳定性验算时产生最小的抗滑动安全系数等。5.4.3软弱下卧层的验算软弱下卧层概念思路：z+czfz(7－16)式中：z—软弱下卧层顶面处的附加应力设计值(kPa)；cz—软弱下卧层顶面处土的自重应力标准值，cz=(d+z)，为软弱下卧层以上各土层的加权平均重度(kN/m3)，d为基础埋深(m)，z为基础底面至软弱下卧层顶面处的距离(m)；fz—软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力设计值。关于fz的简化计算：条件：321ssEE“压力扩散角”概念：根据扩散前、后各面积上的总压力不变条件，得：矩形：(7－18))2)(2(0ztgbztgllbpz条基：(7－17)ztgbbpoz2式中：l、b—分别为矩形基础底面的长度和宽度；p0—基底的附加压力；z—基底处土的自重应力标准值，c=od，o为基底以上土的加权平均重度，d为基础的埋深；z—基底至软弱下卧层顶面的距离；—基底压力扩散角，可按表7－12采用。5.4.4地基变形验算要求：[]1、地基容许变形值说明：地基变形特征：沉降量—指基础中心点的沉降值；局部倾斜—指砌体承重结构沿纵墙6~10m之内基础两点的沉降差与其距离之比值。沉降差—指相邻单独基础中心或基础两点的沉降量之差；倾斜—指单独基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离之比值；实际应用高层建筑倾斜砌体承重结构局部倾斜框架沉降差排架沉降量2、要求验算地基变形的建筑物范围一般不需进行计算。对于设计等级为甲、乙级建筑物和荷载较大、土层不均匀、地基承载力不高设计等级为丙级建筑物，为了保证工程的安全需进行地基变形计算。5.4.5地基稳定性计算一般不需要，下列情况应进行：经常受水平荷载作用的高层建筑和高耸结构；建造在斜坡或坡顶上的建筑物；挡土墙。应符合下式：Kmin=MR/Ms≥1.2(7－19)End