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1、2.3 地基计算,一、地基承载力验算,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。,1）定义,1、地基承载力特征值fak的确定,2）主要影响因素,（1）地基土的成因与堆积年代。冲积土、洪积土比坡积土的承载力大，风积土的承载力最小；同类土，堆积年代越久，承载力越高。（2）地基土的物理力学性质。密度越大，地基承载力特征值越大。,（3）地下水。,地下水位上升，土的天然重度减小为浮重度，土的含水率增加，承载力减小；湿陷土，膨胀土，地下水位变化都会导致承载力的改变。（4）建筑物概况。上部结构体系简单，整体刚度大，对地基不均匀沉
2、降适应性好，地基承载力可取高值；基础宽度大，埋置深度深，地基承载力相应提高。,3）地基承载力特征值的确定,当载荷试验p-s曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值；当极限荷载小于对应比例界限的荷载值2倍时，取极限荷载值的一半；,（1）现场载荷试验p-s曲线或其他原位测试方法。,平板载荷试验,修正后的地基承载力特征值fa,当不能按照上述要求确定时，当压板面积为0.250.50mm2，取s/b=0.010.015所对应的荷载，但其值不应大于最大加载量的一半。,基底以下土的天然容重，地下水位以下用浮容重，kN/m3。,基础底面以上土的加权平均容重，地下水位以下用浮容重，kN/m3。,修正后的地
3、基承载力特征值fa,基底以下土的天然容重，地下水位以下用浮容重，kN/m3。,基础底面以上土的加权平均容重，地下水位以下用浮容重，kN/m3。,基础宽度和埋深的地基承载力修正系数。,b、d基础底面宽度（3mb6m）和埋深。,承载力修正系数,（2）规范建议的地基承载力公式,当偏心距e0.033b时，基底压应力近似于均匀分布，地基承载力特征值可按下式计算,基础下，1倍基础宽度范围内土的粘聚力标准值，kPa。,Mb、Md、Mc承载力系数。,（3）工程实践经验,承载力修正系数,2、持力层的承载力验算,轴心荷载作用时,1）基础底面的压力，应符合下式要求,相应于荷载效应标准组合时，基底的平均压力值；,修正
4、后的地基承载力特征值；,偏心荷载作用时,相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最大压力值；,相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最小压力值；,2）基础底面的压力计算,（1）轴心荷载作用,中心受荷单独基础,基础自重和基础上的土重。对一般实体基础，可近似地取。,相应于荷载效应标准组合，上部结构传至基础顶面的竖向力；,为基础及回填土的平均重度，可取20kN/m3,但在地下水位以下部分应扣去浮托力。,（2）偏心荷载作用,偏心受荷单独基础,Myk相应于荷载效应标准组合时，作用于基础底面的力矩值，如图中的受力情况，Myk=Mk+Qk d。,a偏心荷载作用点至最大压应力pkmax作用边缘的距离,a=b
5、/2-e。,当偏心距eb/6时,偏心荷载（eb/6）下基底压力计算示意图,l垂直于力矩作用方向的基础底边边长。,考虑地震组合时，要求3a 0.75b。,3、软弱下卧层承载力验算,持力层以下，若存在承载力明显低于持力层的土层，称为软弱下卧层。,1）定义,2）软弱下卧层的承载力验算,2）软弱下卧层的承载力验算,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的地基承载力特征值。,Pz的计算,当持力层与下卧软弱土层的压缩模量比值Es1/Es23时，对矩形和条形基础Pz可按压力扩散角的概念计算。,条形基础,矩形基础,条形基础,矩形基础,p0基底处的附加压应
6、力；,pc基础底面处土的自重应力。,二、地基变形计算,1、地基变形特征沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。,2、计算地基变形的规定,基础沉降分类,（1）由于建筑地基不均匀、荷载差异很大、体型复杂等因素引起的地基变形，对于砌体承重结构应由局部倾斜值控制；,（1）由于建筑地基不均匀、荷载差异很大、体型复杂等因素引起的地基变形，,对于砌体承重结构应由局部倾斜值控制；对于框架结构和单层排架结构应由相邻柱基的沉降差控制；对于多层或高层建筑和高耸结构应由倾斜值控制；必要时尚应控制平均沉降量。,一般多层建筑物在施工期间完成的沉降量，对于砂土可认为其最终沉降量已完成80%以上；,（2）在必要情况下，需要分别预估建
7、筑物在施工期间和使用期间的地基变形值，以便预留建筑物有关部分之间的净空，选择连接方法和施工顺序。,对于其他低压缩性土可认为已完成20%50%；对于高压缩性土可认为已完成5%20%。,3、地基变形的计算（分层总和法）,1）地基变形,s地基最终变形量，mm；,s地基计算最终变形量，mm；,si在变形深度范围内，第i层土的计算变形量，mm；,沉降计算经验系数。,分层总和法计算地基沉降,si在变形深度范围内，第i层土的计算变形量，mm；,分层总和法计算地基沉降,平均附加应力系数。,分层总和法计算地基沉降,沉降验算系数s,压缩模量的当量值。,2）变形计算深度,s由计算深度向上取厚度为z的土层变形计算值，
8、mm。,分层总和法计算地基沉降量,4、地基的允许值,z值,三、地基稳定性计算,1、地基失稳破坏形式,倾斜荷载下地基的破坏形式,2、地基稳定计算规定,对于一般建筑物不需要进行地基稳定性计算，但遇下列建筑物，则应进行地基稳定性计算：（1）经常受水平荷载作用的高层建筑物和高耸结构；（2）建造在斜坡或坡顶上的建筑物；（3）挡土墙。,3、地基稳定性计算,1）表层滑动破坏,Fs表层滑动安全系数，可根据建筑物等级，查有关设计规范，一般为1.21.4。,F作用于基底的竖向力的总和，包括结构物自重和其他竖向荷载，kN。,H作用于基底的水平力的总和，kN。,f基础与地基土的摩擦系数。,基础与地基土的摩擦系数,地基稳定性计算可用圆弧滑动法。,MR滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩；,Ms滑动面上诸力对滑动中心所产生的滑动力矩。,2）深层滑动破坏,3）土坡的稳定,对于土坡顶上建筑物的地基稳定问题，首先要核定土坡本身的稳定。若边坡土质良好、均匀、且地下水位较低，不可能出现地下水从坡脚溢出的情况，则安全角可查表。,土质边坡坡度允许值,同时避免建筑物太靠近边坡的临空面，以防止基础荷载移位，促使边坡失稳。为此，要求基础底面的外边缘线至坡顶的水平距离满足下式，且2.5m。,基础底面外边缘线至坡顶的水平距离示意图,
