当前位置:文档之家› 第七章 地基特征荷载

第七章 地基特征荷载

第七章地基特征荷载

主要内容

第一节概述

第二节临塑荷载和塑性荷载

第三节地基极限荷载

一、概念

地基特征荷载(characteristic load):地基不同变形阶段的界限荷载,包括:

1、临塑荷载(critical edge load)

2、塑性荷载(critical load)

3、极限荷载(ultimate load)

二、地基变形阶段

典型的地基变形一般都经历弹性压密阶段、塑性扩展阶段和破坏阶段等3个阶段。

1、弹性压密阶段(compression stage)

弹性压密阶段,又称线性变形阶段,p~s关系近似直线,阶段末对应的荷载称为临塑荷载p

cr

2、塑性扩展阶段(plastic zone extending stage)

塑性扩展阶段,首先在基础边缘附近发生剪切破坏,随着荷载的继续增加,塑性区逐步扩大,直至形成延伸至地面的连续滑动面。p~s关系为曲线,

阶段末对应的荷载称为极限荷载p

u

3、破坏阶段(failure stage)

破坏阶段,地基中的剪切

破坏区已形成延伸至地面的连

续滑动面,基础沉降急剧增加,

土从基础两侧挤出,地面隆起,

地基丧失整体稳定而破坏。

二、地基破坏模式(subgrade failure modes)

地基剪切破坏的模式按滑动面的特征可分为整体剪切破坏、局部剪切破坏和刺入剪切破坏3种。

地基破坏模式是极限荷载理论公式建立的依据。

1、整体剪切破坏(general shear failure)

整体剪切破坏,地基中的剪切破坏区连成片,形成自基础底面延伸至地面的连续滑动面,土从基础两侧挤出,地面明显隆起,基础明显倾斜,地基失去整体稳定而破坏。

整体剪切破坏常发生

在基础埋深不大,压缩性

较小的坚实地基中。

2、刺入剪切破坏(punching shear failure)

刺入剪切破坏,又称为冲切剪切破坏,地基沿基础周边发生竖向剪切破坏,表面不仅没有隆起现象,还有稍微的凹陷,基础倾斜小。

刺入剪切破坏常发生在

基础埋深相对较大的软弱地

基中。

3、局部剪切破坏(local shear failure)

局部剪切破坏,地基中

的剪切破坏区仅局限在某一

范围内,破坏的特征介于整

体剪切破坏和刺入剪切破坏

之间。

一、临塑荷载

1、塑性区的边界方程

图示条形均布荷载,

在点M处引起的最大

主应力和最小主应力

为:

式中

p0:基底附加压力,kPa;

β0:视角。

)

sin

(

3

1

β

β

π

σ±=

p

考虑土的自重应力,并假定k 0=1,则M 点的大、小主应力为:

d z p 00003

1)sin (γγββπσ++±=式中

γ:持力层土的重度,地下水位以下采用有效重度,kN/m 3;

γ0:基础埋置深度范围内土的平均重度,地下水位一下采用有效重度,kN/m 3。

z :点M 到条形荷载作用面的距离,m ;d :基础埋置深度,m 。

M 点处于极限平衡状态时,其大、小主应力应满足极限平衡条件,故有:

整理得塑性区的边界方程

式中

?:持力层土的内摩擦角;

c :持力层土的粘聚力,kPa 。

d c d p z γ

γ?γβ?βγπγ0000tan )sin sin (----=?

σσσσ?cot 2sin 3131?++-=c 2、塑性区开展的最大深度z max

代入塑性区的边界方程,得

d c d

p z max γ

γ?γ?π?γπγ00tan )2(cot --+--=临塑荷载p cr ,对应z max =0 。将z max =0代入z max 计算式得

d

c cr dN cN p 0γ+=?π??π+-=2cot cot c N ?π??π?+-++=2

cot 2cot d N 令得00=βd dz ?

πβ-=203、临塑荷载p cr

二、塑性荷载

一般情况下,将临塑荷载作为地基承载力偏于保守和不经济。实践经验表明,z max 控制在基础宽度的1/4~1/3以内,地基仍有足够的安全储备。塑性区最大深度z max 等于基础底面宽度b 的1/n ,相应的荷载记为塑性荷载p 1/n 。将z max =b /n 代入z max 计算式得

cr

n n p bN p +=/1/1γ?π?π+-=2

cot //1n N n

三、几点说明

⑴临塑荷载和塑性荷载的计算公式都是按地基受条

形均布荷载的情况推导而得的,用于矩形基础或圆形基础有一定的误差,但结果较实际值偏小,是安全的。

⑵推导塑性荷载计算公式,按弹性理论计算地基中

的应力,在理论上是不严格的,但当塑性变形区域不大时,由此引起的误差,在工程上还是允许的。

⑶对于饱和软粘土,在不排水条件下, =0,基础

宽度承载力系数趋于零。可见,饱和软粘土的地基承载力与基础底面宽度无关。

地基极限荷载(ultimate load):地基达到整体剪切破坏时所能承受的基底压力。

目前极限荷载的计算理论仅限于整体剪切破坏模式。

一、普朗德尔(Prandtl)理论解

1、假定

⑴条形基础,⑵基础底面光滑与土间无摩擦,

⑶埋置深度为0,⑷地基土无质量。

2、滑动面

塑性变形区域分成三个区,分别为:

Ⅰ区:朗肯主动区,破裂面与水平面成45?+?/2的夹角;

Ⅱ区:过渡区,破裂面是对数螺旋线;Ⅲ区:朗肯被动区,破裂面与水平面成45?-?/2的夹角。

根据刚塑体的静力平衡条件

得出极限荷载的理论解

c

u cN p =]

1)245(tan [cot 2tan -+??=?

??πe N c

赖斯纳(Reissner ,1924) 考虑基础埋深,且不考虑两侧土的抗剪强度,推得地基极限荷载q

c u qN cN p +=)245(tan 2

tan ??π+??=e N q 二、太沙基极限荷载理论

1、理论假定

①条形基础,基础底面压力均匀分布。②基础底面粗糙,基础和地基间不会发生相对滑动。

③基础两侧土的抗剪强度为0,将基础底面以上土的自重应力以均布超载q =γ0d 代替。

2、滑动面

3、极限荷载公式的建立

p u 根据弹性压密区a 'ab 极限平衡条件建立。q c u dN cN bN p 021γγγ++=)245(cos 212tan )23(??

+?=-e N q

四、汉森极限荷载理论

汉森极限荷载公式考虑的影响因素有基础底面的形状、荷载偏心和作用方向倾斜、基础埋置深度范围内土的抗剪强度、基础底面和地层倾斜等,被认为是考虑因素比较全面的地基极限荷载公式。???π

γcos 2)1(tan )2

(--=e N N q )

1(cot -=q c N N ?N γ太沙基是用试凑法给出的,其它文献给出的解析式为

五、影响地基承载力的因素

1、地基方面

地基方面的影响因素包括土的强度指标(c、?),物理性指标(γ、e、ω),级配,结构性,应力历史和地层倾斜程度等。土的强度指标c、?越大,物理性指标γ越大、e和ω越小,级配越好,颗粒越粗,固结程度越高和地层倾斜程度越小,地基承载力越高。

2、荷载方面

荷载方面的影响因素包括荷载的性质,作用方向和位置等。荷载偏心和倾斜越大,地基承载力越低。

3、基础方面

基础方面的影响因素包括基础刚度,底面形状、宽度、埋深和倾斜程度等。基础刚度、底面宽度和埋深越大、底面倾斜程度越小,地基承载力越高。

4、其他

除以上三方面的影响因素外,还有地表超载,施工因素,如施工顺序、速率和防扰动措施等。地表超载越大,地基承载力越高;施工速率慢,地基土来得及固结,承载力提高;施工时地基土受到的扰动小,强度高,承载力大。

六、安全系数的选择

1、选择依据

建筑场地的岩土条件和地质勘探的详细程度,计算参数的可信度,地基基础设计等级,建筑物的性能和预期的寿命,设计荷载的组合,所选用的极限荷载理论,假设条件和实际条件的符合程度等。

2、安全系数选择

一般可取2.0~3.0,不得小于2.0 ;

斯肯普顿公式可取1.1~1.5。

作业题

思考题

7.1 地基变形分为哪几个阶段? 各有什么特点? 各特征点

对应的荷载是什么?

7.2 地基有哪几种破坏形式,它与土的性质有何关系?

7.5 极限荷载的求解有哪几种方法? 基本思路是什么?本

书介绍的几种极限荷载理论公式各自的适用条件是什么?

7.6 影响地基承载力的因素有哪些? 有何影响? 其中什么

因素影响最大?

7.8 地基承载力安全系数如何选择?

习题

7.1 ;7.3;7.4

地基容许承载力与承载力特征值

地基容许承载力的确定方法 地基的容许承载力是单位面积上容许的最大压力。容许承载的基本要素是:地基土性质;地基土生成条件;建筑物的结构特征。极限承载力是能承受的最大荷载。将极限承载力除以一定的安全系数,才能作为地基的容许承载力。 浆砌片石挡墙地基承载力达不到设计要求时,将基础改为砼基础是为了增加挡墙的整体性.这也只能是相差不大时才行.一般来说要深挖直至达到要求.如果深挖不行只有扩大基础,降低压强.或者改为其它方案 从现场施工的角度来讲地基,地基可分为天然地基、人工地基。地基就是基础下 地基;而在地质状况不佳的条件下,如坡地、沙地或淤泥地质,或虽然土层质地较好,但上部荷载过大时,为使地基具有足够的承载能力,则要采用人工加固地基,即人工地基 地基容许承载力与承载力特征值 所有建筑物和土工建筑物地基基础设计时,均应满足地基承载力和变形的要求,对经常受水平荷载作用的高层建筑高耸结构、高路堤和挡土墙以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物,尚应验算地基稳定性。通常地基计算时,首先应限制基底压力小于等于地基容许承载力或地基承载力特征值( 设计值) ,以便确定基础的埋置深度和底面尺寸,然后验算地基变形,必要时验算地基稳定性。 地基容许承载力是指地基稳定有足够安全度的承载能力,也即地基极限承载力除以一安全系数,此即定值法确定的地基承载力;同时必须验算地基变形不超过允许变形值。地基承载力特征值是指地基稳定有保证可靠度的承载能力,它作为随机变量是以概率理论为基础的,分项系数表达的极限状态设计法确定的地基承载力;同时也要验算地基变形不超过允许变形值。因此,地基容许承载力或地基承载力特征值的定义是在保证地基稳定的条件下,使建筑物基础沉降的计算值不超过允许值的地基承载力。 地基容许承载力:定值设计方法 承载力特征值:极限状态设计法 按定值设计方法计算时,基底压力P不得超过修正后的地基容许承载力.

如何计算单桩承载力特征值

(一)单桩承载力特征值是什么? 1、单位桩体所能承受的极限荷载力也就是最大静载试验压力除以安 全系数2.0得出的标准值 2、指单桩在外荷载作用下,不丧失稳定,不产生过大变形所能承受的最大荷载特征值。符号为Ra 3、由荷载试验测定的单桩压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值,其最大值为比例界限值 (二)最近在搞水泥土搅拌桩(桩径500mm),设计给的复合地基承 载力特征值是250kp,现在要计算单桩承载力特征值,应该怎么计算?《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002上有公式计算,但是有好多公式中的符号不知道是什么意思,求高手解答。另外,能不能根据复合地基承载力的特征值推算出单桩的承载力特征值? 楼主的原意是不是这样:设计给的水泥搅拌桩复合地基承载力特征值是250kp,这是设计要求,桩径500mm,其它还不太清楚,在此条件下,可以按下述步骤依据3楼公式反算: 首先参数确定: fspk─复合地基承载力特征值250kPa,设计要求值; Ap─搅拌桩截面积(m2),500mm桩径为0.19625m^2; fsk─桩间土承载力特征值(kPa),可查勘察报告确定,一般水泥搅拌桩加固作复合地基的地层承载力都不高,假设查勘察报告应取100kPa; m─面积置换率,由计划的加固桩桩间距确定,我们暂时假设按

3d桩间距布桩,则置换率为0.19625/(1.5*1.5)=0.0872; β─桩间土承载力折减系数,一般取0.7。 按3楼搅拌桩复合地基承载力特征值一般可按下式估算: fspk=m(Ra/Ap)+β(1-m)fsk 则要求的单桩竖向承载力特征值: Ra=Ap(fspk-β(1-m)fsk)/m =0.19625(250-0.7(1-0.0872)100)/0.0872=418.8(kN)就是说按3d桩间距均布500mm搅拌桩,要达到设计要求的 250kPa复合地基承载力需要,当地桩间土承载力特征值为100kPa时,要求的搅拌桩单桩竖向承载力特征值为420kN,按此方案,就可依据 勘察报告提供的搅拌桩桩基参数,进一步确定单颗搅拌桩应该多长,能够达到420kN。 上述步骤才是正确的确定满足设计需要的单桩竖向承载力特征值的正确方法。

地基承载力特征值计算方法梳理

地基承载力特征值计算方 法梳理 Prepared on 22 November 2020

地基承载力特征值计算方法梳理 地基承载力计算是地基计算中重要且最基本的工作,一直以来,不少设计人员只习惯于深宽修正的计算方法,对于地基承载力的概念以及各种计算方法认识不清。故对于地基承载力的基本概念、地基设计的理念以及在地基设计过程中多种地基承载力计算方法及其综合应用,需要进行必要的梳理和说明。 1 地基承载力特征值的概念 关于地基承载力的概念,应当从地基土和结构两个方面来认识。 “地基承受荷载的能力称为地基的承载力。通常区分为两种承载力,一种称为极限承载力,它是指地基即将丧失稳定性时的承载力。另一种称为容许承载力,它是指地基稳定有足够的安全度并且变形控制在建筑物容许范围内时的承载力”。地基极限承载力不仅与地基土的性质有关,还与基础的形式、形状、埋置深度、宽度等有关。“而容许承载力则还与建筑物的结构特性等因素有关”。 基础构建必须既要保证基底压力处于安全的应力水平,又要将沉降控制在容许的范围内。 2 地基承载力特征值与地基设计的关系 基本建设程序是“先勘察、后设计、再施工”。勘察单位的工作成果是岩土工程勘察报告(以前是工程地质勘察报告)。设计单位依照勘察报告进行地基基础设计。勘察报告的地基评价内容包括地基承载力,这是设计人员最为关心的。 以天然地基上的浅基础为例,得到勘察报告当中的地基承载力建议值,经过计算就能得出深宽修正后的地基承载力fa值,据此就可以设计基础尺寸并展开基础设计的后续工作。 在这一设计流程当中,存在着某些不正确的倾向,有的设计人员认为勘察报告建议值可以放心大胆采用,反正出了问题是勘察单位负责。 对于勘察报告给出的包括地基承载力建议值在内的岩土设计参数,应当加以正确理解与使用,需要有一个再分析的过程,这个过程其实也是地基设计的一个过程。可以看出,前述的设计流程看似顺理成章,其实不然,主要的问题就在于容易忽视重要环节——地基设计。 地基评价和地基计算都属于地基设计的范畴。正如工程勘察大师顾宝和先生所指出的“地基承载力的建议值目前虽然一般由勘察报告提出,但不同于岩土特性指标,本质是地基基础的设计。” 3 fa计算方法的梳理

地基承载力特征值标准值允许值之间的关系

地基承载力特征值标准值允许值之间的关系

3、地基承载力 ⑴《公路桥涵地基与基础设计规范》 第2.1.6条:地基承载力容许值为地基压力变形曲线上,在线性变形段内某一变形所对应的压力值。 第3.3.1条文说明:地基承载力基本容许值为载荷试验地基土压力变形关系线性变形段内不超过比例界限点的地基压力值。 第4.4.2条:刚性基础下地基接触压力的三种分布形式:马鞍形(一般荷载)、抛物线形(荷载较大)、钟形(荷载接近破坏荷载)《土力学地基基础》P75。 ⑵《铁路桥涵地基与基础设计规范》 第4.4.1条:地基容许承载力:系在保证地基稳定条件下,桥涵和涵洞基础下地基单位面积上容许承载力。地基的基本承载力:系指基础宽度b≤2m、埋置深度h≤3m时的地基容许承载力。 ⑶《公路工程地质勘查规范》 第2.1.14条:地基地基容许承载力:在确保地基不产生剪切破坏而失稳,同时又保证建筑物的沉降量不超过容许值的条件下,地基单位面积上所能承受的的最大压力。 第2.1.15条:地基承载力基本容许值:指基础短边宽度不大于2m、埋置深度不大于3m时的地基容许承载力。 ⑷《铁路工程地质勘查规范》 第2.1.14条:地基容许承载力:在保证地基稳定和建筑物沉降量不超过容许值的条件下,地基单位面积上所能承受的的最大压力。 第2.1.11条:地基基本承载力:指基础短边宽度不大于2m、埋置深度不大于3m时的地基容许承载力。 第2.1.12条:地基极限承载力:地基岩土体即将破坏时单位面积所承受的压力。 第2.1.12条:地基承载力标准值:岩土物理力学参数和地基承载力,在某一置信概率下的数值。 ⑸《建筑地基基础设计规范》

基本值、标准值、设计值、特征值

地基承载力(subgrade bearing capacity)是指地基承担荷载的能力。 在荷载作用下,地基要产生变形。随着荷载的增大,地基变形逐渐增大,初始阶段地基土中应力处在弹性平衡状态,具有安全承载能力。当荷载增大到地基中开始出现某点或小区域内各点在其某一方向平面上的剪应力达到土的抗剪强度时,该点或小区域内各点就发生剪切破坏而处在极限平衡状态,土中应力将发生重分布。这种小范围的剪切破坏区,称为塑性区(plastic zone)。地基小范围的极限平衡状态大都可以恢复到弹性平衡状态,地基尚能趋于稳定,仍具有安全的承载能力。但此时地基变形稍大,必须验算变形的计算值不允许超过允许值。当荷载继续增大,地基出现较大范围的塑性区时,将显示地基承载力不足而失去稳定。此时地基达到极限承载力。 确定地基承载力的方法 (1)原位试验法(in-situ testing method):是一种通过现场直接试验确定承载力的方法。包括(静)载荷试验、静力触探试验、标准贯入试验、旁压试验等,其中以载荷试验法为最可靠的基本的原位测试法。 (2)理论公式法(theoretical equation method):是根据土的抗剪强度指标计算的理论公式确定承载力的方法。 (3)规范表格法(code table method):是根据室内试验指标、现场测试指标或野外鉴别指标,通过查规范所列表格得到承载力的方法。规范不同(包括不同部门、不同行业、不同地区的规范),其承载力不会完全相同,应用时需注意各自的使用条件。 (4)当地经验法(local empirical method):是一种基于地区的使用经验,进行类比判断确定承载力的方法,它是一种宏观辅助方法。 标准值、设计值、特征值的定义 (1)地基承载力:地基所能承受荷载的能力。 (2)地基容许承载力:保证满足地基稳定性的要求与地基变形不超过允许值,地基单位面积上所能承受的荷载。 (3)地基承载力基本值:按标准方法试验,未经数理统计处理的数据。可由土的物理性质指标查规范得出的承载力。

地基承载力特征值计算方法梳理

地基承载力特征值计算方法梳理 地基承载力计算是地基计算中重要且最基本的工作,一直以来,不少设计人员只习惯于深宽修正的计算方法,对于地基承载力的概念以及各种计算方法认识不清。故对于地基承载力的基本概念、地基设计的理念以及在地基设计过程中多种地基承载力计算方法及其综合应用,需要进行必要的梳理和说明。 1 地基承载力特征值的概念 关于地基承载力的概念,应当从地基土和结构两个方面来认识。 “地基承受荷载的能力称为地基的承载力。通常区分为两种承载力,一种称为极限承载力,它是指地基即将丧失稳定性时的承载力。另一种称为容许承载力,它是指地基稳定有足够的安全度并且变形控制在建筑物容许范围内时的承载力”。地基极限承载力不仅与地基土的性质有关,还与基础的形式、形状、埋置深度、宽度等有关。“而容许承载力则还与建筑物的结构特性等因素有关”。 基础构建必须既要保证基底压力处于安全的应力水平,又要将沉降控制在容许的范围内。 2 地基承载力特征值与地基设计的关系 基本建设程序是“先勘察、后设计、再施工”。勘察单位的工作成果是岩土工程勘察报告(以前是工程地质勘察报告)。设计单位依照勘察报告进行地基基础设计。勘察报告的地基评价内容包括地基承载力,这是设计人员最为关心的。 以天然地基上的浅基础为例,得到勘察报告当中的地基承载力建议值,经过计算就能得出深宽修正后的地基承载力fa值,据此就可以设计基础尺寸并展开基础设计的后续工作。 在这一设计流程当中,存在着某些不正确的倾向,有的设计人员认为勘察报告建议值可以放心大胆采用,反正出了问题是勘察单位负责。 对于勘察报告给出的包括地基承载力建议值在内的岩土设计参数,应当加以正确理解与使用,需要有一个再分析的过程,这个过程其实也是地基设计的一个过程。可以看出,前述的设计流程看似顺理成章,其实不然,主要的问题就在于容易忽视重要环节——地基设计。 地基评价和地基计算都属于地基设计的范畴。正如工程勘察大师顾宝和先生所指出的“地基承载力的建议值目前虽然一般由勘察报告提出,但不同于岩土特性指标,本质是地基基础的设计。”

地基承载力特征值,标准值,容许承载力概念分析

地基承载力特征值,标准值,容许承载力概念分析: 回复:土的承载力的标准值与特征值 回答这个问题,得从地基承载力在74-2002规范不同提法来说起。在74规范修编时,就把地基承载力取值定在浅层平板载荷试验中的比例界限内的直线段,即容许承载力(或叫承载力容许值)。并以此为依据,在全国范围内收集了大量不同土类的浅层平板载荷试验的资料,用多元回归方程进行回归分析,得出了粘性土中的F与e、IL的关系、F与N(标准贯入试验)的关系、F与Ps(静探比贯入阻力)等的关系式,并以此建立了不同土类的地基承载力表,而且在使用地基承载力表作了许多严格的规定。这就是地基承载力容许值。而到了89规范修定时,因为荷载规范发生了重大变化————通俗地说就是将荷载人为地放大了约1.25倍,对应载荷试验应为比例界限的1.25倍左右。而74规范中的地基承载力表中的数据仍然为比例界限点,故在89规范修定时将地基承载力表中的数据均进行了人为的少许放大(不超过1.25倍),但用载荷试验法确定地基承载力时仍取比例界限点。这就是地基承载力标准值。目的是为了对应荷载规范。而新的2002规范,因为荷载规范将荷载组合改回了原来的组合,在修定时又将地基承载力取值方法改回了比例界限点。同时,考虑到我国国土面积较大,各地方地基土差异较大,若仍延用地基承载力表格查表法确定承载力时,会产生浪费或安全问题。故在修定2002规范时将地基承载力表格取消了,而强调原位测试法(包括载荷试验)及地区经验法。而地区经验法的使用决不是工程师“拍脑门”,而是要求本地区要自已收集整理以往资料,或做大量实验,自己建立地方性的地基承载力表格。而为避免发生混淆,不论是未进行深宽修正,还是经过深宽修正的承载力,统一叫地基承载力特征值。这就是地基承载力特征值由来。经比较,我们不难得出这样的关系:地基承载力容许值[R]=1.25地基承载力标准值fk=地基承载力特征值fak。:)

承载力标准、特征值、设计值

一、原因 与钢、混凝土、砌体等材料相比,土属于大变形材料,当荷载增加时,随着地基变形的相应增长,地基承载力也在逐渐加在,很难界定出下一个真正的“极限值”,而根据现有的理论及经验的承载力计算公式,可以得出不同的值。因此,地基极限承载力的确定,实际上没有一个通用的界定标准,也没有一个适用于一切土类的计算公式,主要依赖根据工程经验所定下的界限和相应的安全系数加以调整,考虑一个满足工程的要求的地基承载力值。它不仅与土质、土层埋藏顺序有关,而且与基础底面的形状、大小、埋深、上部结构对变形的适应程度、地下水位的升降、地区经验的差别等等有关,不能作为土的工程特性指标。 另一方面,建筑物的正常使用应满足其功能要求,常常是承载力还有潜力可挖,而变形已达到可超过正常使用的限值,也就是变表控制了承载力。 因此,根据传统习惯,地基设计所用的承载力通常是在保证地基稳定的前提下,使建筑物的变形不超过其允许值的地基承载力,即允诺承载力,其安全系数已包括在内。无论对于天然地基或桩基础的设计,原则均是如此。 随着《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)施行,要求抗力计算按承载能力极限状态,采用相应于极限值的“标准值”,并将过去的总安全系数一分为二,由荷载分项系数和抗力分项系数分担,这给传统上根据经验积累、采用允许值的地基设计带来了困扰。 《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)以承力的允许值作为标准值,以深宽修正后的承载力值作为设计值,引起的问题是,抗力的设计值大于标准值,与《建筑可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)规定不符,因此本次规范进行了修订。 二、对策 《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)鉴于地基设计的特殊性,将上一版“应遵守本标准的规定”修改为“宜遵守本标准规定的原则”,并加强了正常使用极限状态的研究。而《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)也完善了

第七章 地基承载力

课程辅导 >>> 第六章、天然地基承载力 第六章天然地基承载力 一、内容简介 地基承受荷载的能力称为地基承载力。本章中首先将介绍地基临塑压力、地基极限承载力的理论计算方法,然后介绍《铁路桥涵地基和基础设计规范》及《建筑地基基础设计规范》中计算地基承载力的经验公式。 二、基本内容和要求 1 .基本内容 ( 1 )地基承载力; ( 2 )浅基础地基的破坏形态; ( 3 )浅基础地基的临塑压力及塑性区的确定; ( 4 )浅基础地基极限承载力荷载的近似解( Prandtl — Vesic 计算方法); (5)按规范确定地基承载力; (6)原位试验确定地基承载力。 2 .基本要求 ★ 概念及基本原理 【掌握】地基承载力;临塑荷载(压力);极限荷载;极限承载力;容许承载力;基本容许承载力;地基承载力特征值、修正后的地基承载力特征值 【理解】整体剪切破坏;局部剪切破坏;冲切破坏; Prandtl — Vesic 公式的计算模型; ★ 计算理论及计算方法 【掌握】用 Prandtl — Vesic 公式计算地基极限承载力;按《铁路桥梁涵洞设计规范》及《地基基础设计规范》计算地基极限承载力 【理解】临塑压力及塑性区最大深度的推导及计算 ★ 试验 【理解】荷载试验确定地基承载力;旁压试验确定承载力

三、重点内容介绍 1 .地基承载力的基本概念 地基承载力:地基承受荷载的能力。 极限承载力:地基破坏时所对应的基底压力。 容许承载力:保证地基不发生破坏(不产生过大沉降)留有一定安全储备时所允许的最大基底压力。确定地基容许承载力的方法大致可归纳如下: ( 1 )按控制地基中塑性区开展深度的方法。 ( 2 )按理论公式推求地基的极限荷载p k 再除以安全系数的方法。 ( 3 )按规范提供的经验公式确定地基的容许承载力。 ( 4 )按原位测试的方法确定地基的容许承载力。 2 .地基的破坏形态 如图 6-1 所示,地基破坏有以下三种形式: 图 6-1 地基破坏形式 ( 1 )整体剪切破坏

地基承载力特征值

地基承载力 概述 地基承载力(subgrade bearing capacity)是指地基承担荷载的能力。 在荷载作用下,地基要产生变形。随着荷载的增大,地基变形逐渐增大,初始阶段地基土中应力处在弹性平衡状态,具有安全承载能力。当荷载增大到地基中开始出现某点或小区域内各点在其某一方向平面上的剪应力达到土的抗剪强度时,该点或小区域内各点就发生剪切破坏而处在极限平衡状态,土中应力将发生重分布。这种小范围的剪切破坏区,称为塑性区(plastic zone)。地基小范围的极限平衡状态大都可以恢复到弹性平衡状态,地基尚能趋于稳定,仍具有安全的承载能力。但此时地基变形稍大,必须验算变形的计算值不允许超过允许值。当荷载继续增大,地基出现较大范围的塑性区时,将显示地基承载力不足而失去稳定。此时地基达到极限承载力。 确定地基承载力的方法 (1)原位试验法(in-situ testing method):是一种通过现场直接试验确定承载力的方法。包括(静)载荷试验、静力触探试验、标准贯入试验、旁压试验等,其中以载荷试验法为最可靠的基本的原位测试法。 (2)理论公式法(theoretical equation method):是根据土的抗剪强度指标计算的理论公式确定承载力的方法。 (3)规范表格法(code table method):是根据室内试验指标、现场测试指标或野外鉴别指标,通过查规范所列表格得到承载力的方法。规范不同(包括不同部门、不同行业、不同地区的规范),其承载力不会完全相同,应用时需注意各自的使用条件。 (4)当地经验法(local empirical method):是一种基于地区的使用经验,进行类比判断确定承载力的方法,它是一种宏观辅助方法。 设计时应注意的问题 标准值、设计值、特征值的定义 (1)地基承载力:地基所能承受荷载的能力。 (2)地基容许承载力:保证满足地基稳定性的要求与地基变形不超过允许值,地基单位面积上所能承受的荷载。

第七章 地基特征荷载

第七章地基特征荷载 主要内容 第一节概述 第二节临塑荷载和塑性荷载 第三节地基极限荷载

一、概念 地基特征荷载(characteristic load):地基不同变形阶段的界限荷载,包括: 1、临塑荷载(critical edge load) 2、塑性荷载(critical load) 3、极限荷载(ultimate load) 二、地基变形阶段 典型的地基变形一般都经历弹性压密阶段、塑性扩展阶段和破坏阶段等3个阶段。 1、弹性压密阶段(compression stage) 弹性压密阶段,又称线性变形阶段,p~s关系近似直线,阶段末对应的荷载称为临塑荷载p 。 cr

2、塑性扩展阶段(plastic zone extending stage) 塑性扩展阶段,首先在基础边缘附近发生剪切破坏,随着荷载的继续增加,塑性区逐步扩大,直至形成延伸至地面的连续滑动面。p~s关系为曲线, 。 阶段末对应的荷载称为极限荷载p u 3、破坏阶段(failure stage) 破坏阶段,地基中的剪切 破坏区已形成延伸至地面的连 续滑动面,基础沉降急剧增加, 土从基础两侧挤出,地面隆起, 地基丧失整体稳定而破坏。

二、地基破坏模式(subgrade failure modes) 地基剪切破坏的模式按滑动面的特征可分为整体剪切破坏、局部剪切破坏和刺入剪切破坏3种。 地基破坏模式是极限荷载理论公式建立的依据。 1、整体剪切破坏(general shear failure) 整体剪切破坏,地基中的剪切破坏区连成片,形成自基础底面延伸至地面的连续滑动面,土从基础两侧挤出,地面明显隆起,基础明显倾斜,地基失去整体稳定而破坏。 整体剪切破坏常发生 在基础埋深不大,压缩性 较小的坚实地基中。

地基承载力特征值与地基承载力标准值是什么关系

转:地基承载力特征值与地基承载力标准值是什么关系 这个问题具有普遍的意义,但不是一两句话可以说清楚的,这里涉及土力学 的概念、统计的概念和设计方法的概念,而且相互交叉。首先需要了解新、老规 范术语的变化过程。老规范:(1)由载荷试验求得的称为地基承载力标准值;(2) 经过深宽修正以后称为地基承载力设计值;(3)将地基承载力公式计算的结果称 为地基承载力设计值;新规范:(1)由载荷试验求得的称为地基承载力特征值; (2)经过深宽修正以后称为修正后的地基承载力特征值;(3)将地基承载力公 式计算的结果称为地基承载力特征值。有位网友做过一个概括,比较简明扼要, 而且将地基承载力和设计时所用的载荷联系起来了,概念很清楚,特转引如下: “关于地基承载力的特征值与老规范标准值的关系,要弄清楚这个问题必须比较 三本规范,即74规范、89规范和2002规范。74规范是荷载标准值与容许承载 力的比较;89规范是荷载设计值与承载力设计值的比较;2002规范是荷载标准 值与承载力特征值的比较。从74规范到89规范,荷载放大1.25~1.30倍,承载 力只放大1.1~1.2倍,设计安全水平提高了约1.15倍。从89规范到2002规范。 承载力表达式基本不变,去掉1.1的约束,荷载相当于74规范。设计安全水平 又回到74规范的水平。实际上89规范是不正确的,2002规范的特征值物理意 义就是74规范的容许值,表达式与89规范一样,但物理意义不一样。”我国存 在一个不是太好的倾向,就是技术术语的稳定性太差,不尊重约定俗成的习惯, 随便下定义、改术语,给使用带来了许多的不方便,这样的例子太多了,标准值 和特征值的关系之惑,也是必然的。工程设计中所用的承载力、强度等性能值, 都是属于抗力,其术语存在两种有密切关系但概念不同的体系。从抗力的机理方 面来划分,可分为极限值和容许值,如地基极限承载力和地基容许承载力之分, 对材料则有极限强度和容许强度之分。其概念非常清楚,一种是极限状态,一种 是工作状态,极限状态验算需要用安全系数或者分项系数,而工作状态验算是不 需要用安全系数的。从设计方法方面来划分,则有标准值(代表性值)和设计值 的划分,标准值是某一保证率的分位值,如在《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)中给出了岩土参数标准值的近似公式,就是标准值的一种计 算方法,式中:而设计值则是该变量的验算点的坐标,都是一种具有概率统计含 义的取值方法。抗力的设计值是其标准值与分项系数之比值。在地基设计的抗力 中,地基极限承载力有平均值和标准值之分,地基容许承载力也有平均值和标准 值之分。标准值的取用是考虑了数据的离散性,在平均值的基础上打个折扣。例 如载荷试验的P~S曲线上有两个拐点,第一拐点是比例极限,用作容许承载力, 第二拐点是极限承载力。如果做了n个试验,则可以分别求得容许承载力的平均

地基承载力特征值、地基承载力设计值、地基承载力标准值关系

地基承载力特征值、地基承载力设计值、地基承载力标准值关系 在(建筑地基基础设计规范)中,在桩的承载力计算公式中(8.5.4-1),提到的是桩承载力承载力特征值;在(建筑桩基技术规范)中提到的是桩的极限承载力标准值,请问二者的关系是什么,如何换算? 《建筑地基基础设计规范》桩承载力特征值可由试验确定。特征值由试验值除以2得到。1/2=0.5。对应的组合是正常使用极限状态下的标准组合。即荷载标准值。《建筑桩基技术规范》桩的极限承载力标准值,以人工挖孔桩为例,以标准值除以1.65得到设计值,对应的组合是承载力极限状态下的基本组合,即荷载设计值。1/1.65=0.61。1.25N+1.2G,N为上部结构传来的荷载,G为承台自重及土重,近似地可取0.61/1.2=0.51。考虑单桩承载力的提高系数1.1~1.2,0.51/1.1~1.2=0.46~0.43。 一、原因 与钢、混凝土、砌体等材料相比,土属于大变形材料,当荷载增加时,随着地基变形的相应增长,地基承载力也在逐渐加在,很难界定出下一个真正的“极限值”,而根据现有的理论及经验的承载力计算公式,可以得出不同的值。因此,地基极限承载力的确定,实际上没有一个通用的界定标准,也没有一个适用于一切土类的计算公式,主要依赖根据工程经验所定下的界限和相应的安全系数加以调整,考虑一个满足工程的要求的地基承载力值。它不仅与土质、土层埋藏顺序有关,而且与基础底面的形状、大小、埋深、上部结构对变形的适应程度、地下水位的升降、地区经验的差别等等有关,不能作为土的工程特性指标。 另一方面,建筑物的正常使用应满足其功能要求,常常是承载力还有潜力可挖,而变形已达到可超过正常使用的限值,也就是变表控制了承载力。 因此,根据传统习惯,地基设计所用的承载力通常是在保证地基稳定的前提下,使建筑物的变形不超过其允许值的地基承载力,即允诺承载力,其安全系数已包括在内。无论对于天然地基或桩基础的设计,原则均是如此。 随着《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)施行,要求抗力计算按承载能力极限状态,采用相应于极限值的“标准值”,并将过去的总安全系数一分为二,由荷载分项系数和抗力分项系数分担,这给传统上根据经验积累、采用允许值的地基设计带来了困扰。 《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)以承力的允许值作为标准值,以深宽修正后的承载力值作为设计值,引起的问题是,抗力的设计值大于标准值,与《建筑可*度设计统一标准》(GB50068-2001)规定不符,因此本次规范进行了修订。 二、对策 《建筑结构可*度设计统一标准》(GB50068-2001)鉴于地基设计的特殊性,将上一版“应遵守本标准的规定”修改为“宜遵守本标准规定的原则”,并加强了正常使用极限状态的研究。而《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)也完善了正常使用极限状态的表达式,认可了地基设计中承载力计算可采用正常使用极限状态荷载效应标准组合。 “特征值”一词,用以表示按正常使用极限状态计算时采用的地基承载力和单桩承载力的值。 三、应用 用作抗力指标的代表值有标准值和特征值。当确定岩土抗剪强度和岩石单轴抗压强度指标时用标准值;由荷载试验确定承载力时取特征值,载荷试验包括深层、浅层、岩基、

地基承载力特征值

地基承载力特征值 目录 概述 地基承载力特征值 《建筑地基基础设计规范》(GB-50007-2002)中规定:地基承载力特征值是指由载荷试验确定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值,其最大值为比例界限值。影响地基承载力的主要因素有:地基土的成因与堆积年代,地基土的物理力学性质、基础的形式与尺寸、基础埋深及施工速度等。也可以这么说:建筑地基所允许的基础最大压力,基础给地基施加的压力如果大于该值,可能会发生过大变形。 地基土承载力特征值的大小有什么影响 1.压缩模量 土的压缩模量指在侧限条件下土的垂直向应力与应变之比,是通过室内试验得到的,是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标之一。土的压缩模量与钢材或混凝土的弹性模量E有着本质的区别,因为土的侧限压缩试验中,竖E s

向变形包括残留变形和弹性变形两部分,其中的残留变形时在卸荷至零时土样仍保留的变形。 压缩模量是另一种表示土的压缩模量的指标,E s 越小,土的压缩性越高。 E s <4MPa 高压缩土 4MPa

地基承载力概念区别

地基承载力基本容许值的确定分析 (1)地基承载力:地基所能承受荷载的能力。 (2)地基容许承载力:保证满足地基稳定性的要求与地基变形不超过允许值,基单位面积上所能承受的荷载。 (3)地基承载力基本值:按标准方法试验,未经数理统计处理的数据。可由土的物理性质指标查规范得出的承载力。 (4)地基承载力标准值:在正常情况下,可能出现承载力最小值,系按标准方法试验,并经数理统计处理得出的数据。可由野外鉴别结果和动力触探试验的锤击数直接查规范承载力表确定,也可根据承载力基本值乘以回归修正系数即得。(5)地基承载力设计值:地基在保证稳定性的条件下,满足建筑物基础沉降要求的所能承受荷载的能力。可由塑性荷载直接,也可由极限荷载除以安全系数得到,或由地基承载力标准值经过基础宽度和埋深修正后确定。 (6)地基承载力的特征值:正常使用极限状态计算时的地基承载力。即在发挥正常使用功能时地基所允许采用抗力的设计值。它是以概率理论为基础,也是在保证地基稳定的条件下,使建筑物基础沉降计算值不超过允许值的地基承载力。 在设计建筑物基础时,各行业使用《规范》不同,地基容许承载力、地基承载力设计值与特征值在概念上有所不同,但在使用含义上相当地基为支承基础的土体或岩体,(岩土工程勘察设计手册)地基承载力是指地基对基础及上部结构荷载的承受能力,其大小取决于地基、基础及上部结构两个方面。有关承载力的几个基本概念: a.地基承载力特征值:由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内所对应的压力值,其最大值为比例界限值。实际即为地基承载力的允许值。在工程实践上地基承载力特征值可由载荷试验或其它原位测试法、公式计算法、并结合工程实践经验等方法综合确定,原位测试法是指在现场用载荷试验等原位测试方法来实际直接或间接测定地基承载力的方法。 b.极限承载力:使地基发生剪切破坏,失去整体稳定时的基础底面最小压力,亦即地基能承受的最大荷载强度。 c.地基承载力标准值:地基设计时采用的考虑了土性指标变异影响后的相应于标准基础宽度和埋深时的地基容许承载力代表值。 d.地基承载力基本值:根据土的室内试验或原位测试物理力学指标的平均值,按经验公式计算或查经验表格得到的相应于标准基础宽度和埋深时的地基容许承载力值,承载力基本值乘以据以计算或查表的物理力学指标回归修正系数,可

地基承载力特征值计算方法梳理

地基承载力特征值计算 方法梳理 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#

地基承载力特征值计算方法梳理 地基承载力计算是地基计算中重要且最基本的工作,一直以来,不少设计人员只习惯于深宽修正的计算方法,对于地基承载力的概念以及各种计算方法认识不清。故对于地基承载力的基本概念、地基设计的理念以及在地基设计过程中多种地基承载力计算方法及其综合应用,需要进行必要的梳理和说明。 1 地基承载力特征值的概念 关于地基承载力的概念,应当从地基土和结构两个方面来认识。 “地基承受荷载的能力称为地基的承载力。通常区分为两种承载力,一种称为极限承载力,它是指地基即将丧失稳定性时的承载力。另一种称为容许承载力,它是指地基稳定有足够的安全度并且变形控制在建筑物容许范围内时的承载力”。地基极限承载力不仅与地基土的性质有关,还与基础的形式、形状、埋置深度、宽度等有关。“而容许承载力则还与建筑物的结构特性等因素有关”。 基础构建必须既要保证基底压力处于安全的应力水平,又要将沉降控制在容许的范围内。 2 地基承载力特征值与地基设计的关系 基本建设程序是“先勘察、后设计、再施工”。勘察单位的工作成果是岩土工程勘察报告(以前是工程地质勘察报告)。设计单位依照勘察报告进行地基基础设计。勘察报告的地基评价内容包括地基承载力,这是设计人员最为关心的。 以天然地基上的浅基础为例,得到勘察报告当中的地基承载力建议值,经过计算就能得出深宽修正后的地基承载力fa值,据此就可以设计基础尺寸并展开基础设计的后续工作。 在这一设计流程当中,存在着某些不正确的倾向,有的设计人员认为勘察报告建议值可以放心大胆采用,反正出了问题是勘察单位负责。 对于勘察报告给出的包括地基承载力建议值在内的岩土设计参数,应当加以正确理解与使用,需要有一个再分析的过程,这个过程其实也是地基设计的一个过程。可以看出,前述的设计流程看似顺理成章,其实不然,主要的问题就在于容易忽视重要环节——地基设计。 地基评价和地基计算都属于地基设计的范畴。正如工程勘察大师顾宝和先生所指出的“地基承载力的建议值目前虽然一般由勘察报告提出,但不同于岩土特性指标,本质是地基基础的设计。” 3 fa计算方法的梳理

关于地基承载力特征值

关于地基承载力特征值 一、原因 与钢、混凝土、砌体等材料相比,土属于大变形材料,当荷载增加时,随着地基变形的相应增长,地基承载力也在逐渐加在,很难界定出下一个真正的“极限值”,而 系数和抗力分项系数分担,这给传统上根据经验积累、采用允许值的地基设计带来了困扰。 《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)以承力的允许值作为标准值,以深宽修正后的承载力值作为设计值,引起的问题是,抗力的设计值大于标准值,与《建筑可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)规定不符,因此本次规范进行了修订。

二、对策 《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)鉴于地基设计的特殊性,将上一版“应遵守本标准的规定”修改为“宜遵守本标准规定的原则”,并加强了正常使用极限状态的研究。而《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)也完善了正常使用极限状态的表达式,认可了地基设计中承载力计算可采用正常使用极限状态荷载效 浅层、 值。 单桩承载力特征值Ra是由载荷试验直接测定或由其与原位试验的相关关系间接推定和由此而累积的经验值。它相应于正常使用极限状态下允许采用单桩承载力设计值。当按地基承载力计算以确定基础底面积和埋深或按单桩承载力确定桩的数量时,传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态采用标准组合,相应的抗力限值采用修正后的地基承载力特征值或单桩承载力特征值。即S≤C,C为抗力或变

形的限值;pk≤fa(地基);Qk≤Ra(桩基)。此时特征值fa、Ra即为正常使用极限状态下的抗力设计值。 当根据材料性质确定基础或桩台的高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时,上部结构传来的荷载效应和相应的基底板应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,即γ0S≤R计算,此时地基反力p、桩顶下反力Ni

第七章习题

第七章 1.某工业厂房柱基础,基底尺寸4?6m 2,作用在基础顶部的竖向荷载F=3000kN ,弯矩M=2100kN 2m ,地质条件及基础埋深如图所示,地下水位于基础底面处,试验算该地基土承载力是否满足 (3G 3w 20kN/m γ,10kN/m γ==) (9分)(0210) 2.如图所示的某建筑物柱下单独基础,其基底尺寸l =6m,b=2m,作用在±0.00标高(室内地面)处的竖向荷载设计值为2295.6kN ,天然地面标高为-0.45m ,其它指标见图。试按持力层承载力的要求,验算基底尺寸是否合适。(8分) (0310)

3.试验算下图中条形基础下地基的软弱下卧层的强度是否满足要求?(条形基础的宽度b为2m)(0501) 4.某承重墙下条形基础及地基情况如图所示,上部结构传来荷载F=250kN/m,试确定该基础的宽度b。(0501) 5.某住宅承重砖墙作用于基础顶面的荷载N=180kN/m,墙厚b0=370mm,采用砖砌条形基础,拟定基础底 面宽度b=1.1m,基础高度H=0.6m,基础埋深d=1.5m,其台阶宽高比允许值为1∶1.50。地表以下为深厚的粉土层,重度 =18kN/m3,地基承载力特征值f ak=160kPa,地基承载力的宽度和深度修正系数分别为ηb=0.5,ηd=2.0。(0510) (1)试按地基承载力要求验算基础底面宽度是否满足;(6分) (2)按无筋扩展基础的构造要求验算基础高度是否满足。(6分)

6.某场地由二层土组成,第一层为粉质粘土,厚度为3m,天然重度γ1=18.5kN/m3,压力扩散角θ=22°;第二层为淤泥质土,厚度为2m,天然重度γ2=18kN/m3,地基承载力特征值f ak=80kPa,承载力的宽度、深度修正系数ηb=0,ηd=1.0。条形基础的宽度取1.5m,基础埋深为1.8m,墙传给基础的荷载(作用在±0.00标高处)F K=200kN/m,试验算淤泥质土的地基承载力是否满足要求。(10分)(0601) 7.某一矩形底面的浅基础,置于如图示的持力层上,作用在±0.00标高处的竖向荷载F k=975kN,持力层的地基承载力特征值f ak=160kPa,下卧层地基承载力特征值f ak=85kPa,其它条件如图。(0610) (1)如果取基础底面宽度为2.0m,按持力层承载力要求计算所需的基础底面长度l;(4分) (2)依以上计算结果验算淤泥质土的地基承载力是否满足要求。(6分)

地基承载力特征值

地基承载力特征值 地基承载力特征值 指由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形内规定的变形所对应的压力值,其最大值为比例界限值。 也可以这么说:建筑地基所允许的基础最大压力,基础给地基施加的压力如果大于该值,可能会发生过大变形。 地基土承载力特征值的大小有什么影响 1.压缩模量 土的压缩模量指在侧限条件下土的垂直向应力与应变之比,是通过室内试验得到的,是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标之一。 压缩模量是另一种表示土的压缩模量的指标,Es越小,土的压缩性越高。 Es<4MPa 高压缩土 4MPa

地基承载力特征值辨析

地基承载力特征值辨析 杨俊彪 (中铁17局第三工程有限公司 河北石家庄 050081) 摘要 针对2002年《建筑地基基础设计规范》中地基承载力特征值与89规范地基承载力标准值的不同提法,对承载 力不同术语的理解进行了分析,明确了89规范中的地基承载力标准值就是2002年规范中地基承载力特征值。 关键词 地基承载力 容许承载力 特征值 规范 1 前言 任何建筑物的地基基础设计必须满足地基承载力,变形和稳定性要求。2002年版《建筑地基基础设计规范》 [1]提出了地基承载力特征值一词,用以表示正常使用极限状态计算时采用的地基承载力和单桩承载力的值。它与以往规范及其它文献中地基承载力标准值是怎样的关系?该如何理解呢? 2确定地基承载力 2.1 地基承载力的几个术语 地基承受荷载的能力称为地基的承载力。通常 分为极限承载力和容许承载力,前者指地基即将丧失稳定性时的承载力,后者指地基稳定有足够的安全度并且控制在建筑物容许范围内时的承载力[2]。 铁道部规范[3]中还有地基基本承载力οσ,它是指地质简单的桥涵地基的承载力。当满足基础宽度≤b 2m 、埋置深度>h 3m 时,查表所得地基基本承载力的值即为地基容许承载力的值,当基础宽度大于2m 或基础底面的埋置深度大于3m ,且深度与宽度比小于或等于4m 时,地基容许承载力按公式计算。这种提法仔细阅读易于理解。如果再提出类似基本容许承载力[4] 之类的术语,又会给人以画蛇添足之感,令人费解。而交通部的规范[5]则简单得多,仅有地基的容许承载力,相对来说,较容易理解。 2.2 地基承载力确定方法 合理地确定地基的容许承载力是进行地基 基础设计的关键。人们在长期的工程实践中总结出了许多确定地基容许承载力的方法,归纳如下[4] :①按控制地基中塑性区开展深度的方法;②按理论公式推求地基的极限荷载k p 再除以安全系数的方法;③按规范提供的经验公式确定地基的容许承载力;④按原位测试的方法确定地基的容许承载力。 2002年规范确定地基承载力的方法如下[6]: 1.根据载荷试验s p -曲线确定。如果s p -曲线是典型的,在曲线上能够明显地区分三个阶段,则可以较方便地定出该地基的比例界限荷载 cr p 和极限承载力u p 。如果s p -曲线上没有明 显的三个阶段,这时根据实践经验,可以取对应于沉降s =0.01~0.02b (b 为荷载板宽度或直径)时的荷载作为地基承载力。 2.根据设计规范确定。《建筑地基基础设计规范》[1]中给出了各类土的地基承载力经验值。这些表是根据在各类土上所做的大量载荷试验资料,以及工程经验经过统计分析而得到的。 3.根据地基承载力理论公式确定。根据土力学理论,地基承载力有许多理论公式,如地基中的应力分布和土的极限平衡状态理论可以得到基础下塑性区开展的最大深度max z (z 是从基底算起)。max z =0时(也即地基中即将发生塑性区时)相应的荷载就是比例界限,也称为临塑荷载(用cr p 表示) 。当允许地基中塑性区开展到一定范围时相应的荷载称为临界荷载,如果4max B z =,临界荷载用4 1p 表示。《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002)中计算地基承载力的理论公式是经过经验修正的4 1p 公式。对于极限承载力, 由于问题的复杂性,目前尚无严格的一般解析解。但在采用不同的假定条件下,可导得许多极限承载力公式,如普朗特尔地基极限承载力公式、斯肯普顿地基极限承载力公式、太沙基地基极限承载力公式等。 3 地基承载力特征值的确定 3.1 地基承载力特征值a f 的确定 对于钢筋混凝土结构和砌体结构,相应于某一强度等级就有一个确定的标准值和设计值。而地基承载力的性质与之完全不同,它不仅与土质、土层埋藏顺序有关,而且与基础底面的形状、大

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