土质土力学2 第四章.ppt

第四章天然地基上的浅基础 地基基础分类荷载和承载力计算 一 地基基础分类 (一)天然地基与浅基础 主要受力层（表3－0－2） 条形基础?3b 独立基础?1.5b 且?5m（二层以下民用建筑除外） 天然地基 浅基础的分类 1 按基础埋深分 2 按基础刚度分 无筋扩展(刚性)基础 扩展基础 3 按基础的结构形式分 2 按基础刚度分 无筋扩展基础 Rigid foundation 砖、石、灰土，素混凝土 材料抗拉强度很低 有基础台阶宽高比(刚性角)要求 3 按基础的结构形式分类 1单独基础: 柱下或墙下,土质较好 2 条型基础 墙下或柱下条形基础, 柱下:一般是土质差,两侧单独基础相连 3 十字交叉基础 柱下:土质更差,或荷载很大,四面基础相连 4 片筏基础 土质更差,单独基础联成整体,游泳馆,筏下有肋,板下处理 5 箱形基础 有筏、墙和顶板形成箱，整体性更好 6 壳体基础 二 荷载计算 2 荷载种类 永久(恒)荷载:(1)不随时间变化,(2)变化与均值比可以忽略,(3)单调变化并趋于极值。 可变(活)荷载：变化与均值比不可以忽略 偶然(特殊)荷载：在结构使用期间不一定出现，一旦出现其值很大，持续时间很短。 荷载计算 3 荷载的代表值 标准值:为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值，如均值 组合值：对于可变荷载，组合超越概率与其出现概率相同 频遇值：对于可变荷载，超越概率为规定的较小比率 准永久值：对于可变荷载，设计基准期内，其超越的总时间为设计基准期一半的荷载值。 荷载计算 4 荷载的设计值＝代表值×分项系数 5 荷载效应 上部结构F：结构自重 屋面楼面荷载 活荷载 基础自重G：设计地面高程（内外地面平均值） 荷载计算 6 荷载组合极限状态设计时，为保证结构可靠性对于同时出现底各种荷载设计值的规定 基本组合：承载能力极限状态设计时，永久作用与可变作用的组合（分项系数） 标准组合：正常使用极限状态设计时，采用标准值（或组合值）为荷载代表的组合 准永久组合：正常使用极限状态设计时，对于可变荷载采用准永久值为荷载代表的组合 1 原位测试方法 (1) 深，浅层平板荷载板试验 (2)其他原位试验 2 公式计算 3 经验类比 三 地基承载力计算 荷载板试验 规范规定的公式 经验方法 承载力的标准（特征）值fak 比例界限pcr 当pu1.5 pcr时，取极限承载力一半 渐变型曲线 s/b = 0.01—0.015低压缩性土 s/b = 0.02高压缩性土 （二） 规范中设计承载力的确定 fa=Mb?b+Md ? md+Mcck fa :承载力特征值（设计值） ——相当与 p1/4=N?B ?/2+Nq ? d+Ncc 但当内摩擦角比较大时， 2Mb ?N? 基础宽度b大于6m按6m计算，砂土小于3m按3m计算 （三） 经验类比法确定承载力 查表得出承载力的标准值，做基础的宽度和深度修正 基础埋深和基础尺寸确定 基础埋深和尺寸 一 基础埋深确定 (一）基础埋深确定的基本原则 在满足承载力的条件下尽量浅埋。省工省时省料，但是有如下基本要求： D大于50cm,表土扰动，植物，冻融，冲蚀 基础顶距离表土大于10cm，保护 桥要求在冲刷深度以下 还有三项控制因素 （二） 结构要求 1 地下室，地下管道（上下水，煤气电缆）应在基底以上，便于维修，要求地下室,作用: 承载力 变形 补偿基础 （二） 结构要求 新旧相邻建筑物有一定距离 否则要求支护 并且要严格限制支护的水平位移 L/ ?H=1~2 （二） 结构要求 基础埋深不同时 (1) 主楼与裙房 高度不同,分期施工设置后浇带 （三）地基及地质水文条件 1 地下水位以上,否则开挖降水,费用大扰动 2 土层分布情况 (1) 浅基础还是深基础(桩基础) (2) 天然还是人工地基 (3) 如果是天然地基,基础埋深的确定 根据土层分布 基础埋深和尺寸 （四） 冻结深度 （四） 冻结深度 1 冻胀危害及机理 （1）冻胀及冻拔 地面隆起(不均匀) 翻浆,融陷,强度降低 如果冻结深度大于融沉，称为永冻土 (2) 机理 复杂,开始认为是水变成冰的体胀. 自由水冻结温度0oc,结合水冻结温度-0.5~-30oc 3 按冻胀的地基土分类 老规范不冻胀，弱冻胀，冻胀，强冻胀 P32-33,表2－5 土的冻胀性分类 土类，含水量，地下水位 Z0标准冻深－多年实测最大冻结深度的平均值, 夏季地面开始往下算。 北京 1.0m，哈尔滨 2.0m，满洲里 2.5m 4 考虑冻胀的基础埋深 dmin ＝ z0 ?t– dfr Z0 标准冻深；dfr残留冻土层厚度 4 考虑冻胀的基础埋深