地基软弱下卧层承载力范文2篇演示教学.docx

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地基软弱下卧层承载力范文2篇演示教学

地基软弱下卧层承载力（范文2篇）

以下是网友分享的关于地基软弱下卧层承载力的资料2篇，希望对您有所帮助，就爱阅读感谢您的支持。

地基软弱下卧层承载力

（一）

建筑工程软弱下卧层地基承载力设计与验算

DesignandCalculationofFoundationBearingCapacityofWeakUnderlyingLayer

王道标WANGDaobiao

摘要：

本文结合笔者多年建筑工程岩土勘察到软弱下卧层顶面的附加应力和上覆土的自重应务之和不超过软弱下卧层的承载力，即满足下面的公式：

（1）

式中：

———相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶面处的附加应力值；

———软弱下卧层顶面处的自重

应力值；

———软弱下卧层顶面处经深度

修正后的地基承载力特征值；

对于软弱下卧层顶面处的附加应力P2

的计算有2种情况：

当Es1/Es2≥3时，用扩散角简化计算方法，假定基底处的附加应力向下传递按某一角度θ向外扩散，并均匀分布在较大面积的软弱下卧土层上，根据基底压力与扩散面积上附加压力相等的条件，得出了附加应力的表达式条形基础：

矩形基础：

（2）（3）

矩形基础：

（5）

设计实践，介绍了不同基础形式软弱下卧层承载力一般计算方法；对不同地质状况、不同基础形式及有多个软弱下卧层等条件下软弱下卧层承载力设计验算问题进行了详细分析阐述，并举例予以论证。

建筑工程；岩土勘察；软弱下卧层；承载关键词：

力；设计验算

—基础底面处的附加压力值；——

中图分类号：

TU471.8文献标识码：

B文章编号：

1008-0422（2009）01-0159-02

3不同条件下软弱下卧

层设计中常见问题分析

根据上述计算公式分析，软弱下卧层强度能否满足设计要求，与基础型式、持力层及下卧层的压缩模量比、持力层的厚度、基础尺寸及埋深有关，及所受荷载类型、大小等因素有关。

在工程实际运用过程中，要弄清楚各公式的适用条件，由于遇到的问题往往较复杂，假若处理不当，就会出现计算结果偏差过大甚至计算错误，给工程留下了事故隐患。

笔者在多年工作实践中遇到了各类工程实例，在软弱下卧层的验算过程经常遇到几种常见问题，有些问题带有普遍性，现分别作如下阐述和分析。

3.1忽视Es1/Es2值条件的情况

我们知道，验算软弱下卧层承载力时，选用何种验算公式前提条件是Es1/Es2值是否大于等于3或者小于3；当Es1/Es2≥3时，用扩散角简化计算方法计算；当Es1/Es2＜3时，根据土力学原理利用应力分布理论计算，因此这个前提条件很重要。

但事实上，在实际工程中，有些设计人员往往忽视这个前

1引言

建筑地基承受建筑物荷载的土层叫作

持力层，根据岩土力学可知，持力层承受的建筑荷载作用随着深度的加深而逐渐减小，我们就把持力层土体往下的土体叫做下卧层。

在岩土中软弱下卧层土层通常具有下述特点：

天然含水量高，天然孔隙比高，压缩性高；承载力低，抗剪强度低，渗透性低。

下卧层承受的荷载作用比持力层小，但是如果是软弱层，除了验算持力层的承载力外，还需验算软弱下卧层的承载力，如果验算不能满足变形要求，那么就要考虑采取地基处理措施，或者考虑采用桩基础。

式中：

———条形和矩形基础底面宽度；

———矩形基础底面长度，为基底

平均压力设计值；

———基础底面处的自重应力值；

———基础底面至软弱下卧层顶面的

距离；

———地基压力扩散线与垂直线的夹角；

当Es1/Es2＜3时，根据力学原理利用应力分布理论计算P2：

条形基础：

（4）

2不同基础形式下卧层

一般计算方法

根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）的规定：

建筑物基础传递

作者简介:

王道标（1971-），男，湖南洞口人，湖南省洞口县建筑勘察设计院工程师，从事岩土工程勘察设计工作。

159

工程实例也很多，受篇幅限制，本文就不一一举例说明了。

下面仅举一个相邻基础情况下的软弱下卧层地基承载力设计验算示例。

如图2所示，基础1的=3×2=6m2，

=2.5×轴心荷载Fk=800kN；基础2的

2=5m2，轴心荷载Fk=600kN；两基础相邻边

土层的参数图2已注明。

根据距离为1.0m；

以上条件验算软弱下卧层的承载力。

由示例所给条件，可以得出基础1：

Es2/Es3=5，=0.67，查表得θ=25°

基础2：

Es2/Es3=5，=0.80，查表得θ=25°

kPa

=157kPa=144kPakPakPa

图1多个软弱下卧层情况图2相邻基础情况下的软弱下卧层分布

提条件，当Es1/Es2＜3时，根据z/b的比值近似按Es1/Es2=3来确定θ角采用公式

（2）、（3）来计算，或者干脆不考虑应力扩散，实际上，这两种做法都不可取，显然这样的计算结果是和工程条件不符的，也是不准确的，给工程留下相当大的事故隐患。

我们可以这样来验算：

当Es1/Es2＜3时，若的比值在0～0.5之间时，取θ角为近似取0°，计算偏安全；若＞0.5时，应采用双层地基附加应力分布的理论根据公式（4）、（5）来计算附加应力。

3.2下卧层有多个软弱夹层的情况

工程中有时候会遇到下卧层有两个甚至多个软弱夹层的情况，这种情况往往较为复杂，有些设计人员往往怕麻烦，采用简算的方法，即将多个软弱夹层合为一层，加权平均得出合并的软弱下卧层的压缩模量，再根据验算公式来进行验算。

乍一看，似乎有些道理，但事实上，这种算法在理论上是站不脚的，有相当大的漏洞。

遇到这种情况，我们可以这样来验算：

以下卧层含两层软土（图1）为例，先验算软弱下卧层1，满足公式

（1）后，再将软弱下卧层1顶面作为新基底，此层顶面的附加应力作为新基底附加压力，软弱下卧层1厚度作为新基底至软弱下卧层顶面的距离，新基底宽，再根据比值Es2/Es3（一般在1～3之间）及Z2/b1的值来确定θ2，而后进行软弱下卧层2的验算，多个软弱下卧层的情况依此类推。

3.3相邻基础影响的情况在实际工程实践中，常遇到几个相邻基础靠得较近，按压力扩散角传到软弱下卧层顶的附加应力产生重叠的情况，规范对此并没有作明确规定。

有的设计人员不考虑相邻基础的应力叠架影响，直接按单独基础验算软弱下卧层承载力，认为满足公式

（1）即可；也有设计人员考虑基础间的应力叠加影响，

采用下式：

（6）

验算下卧层承载力，这两种计算结果相差较大。

由基础传至软弱下卧层顶面的附加应力的分布规律，当基底压力小于地基承载力时，地基土基本上处于弹性变形阶段，而根据双层弹性地基的理论解答，基础传到软弱下卧层顶面的附加应力不像规范假定的那样，仅在扩散角θ的压力扩散面积上均匀分布，在θ角扩散区外为零，而是不均匀分布在一个相当大的范围内，应力在基础中心点下轴线处最大，距离中轴线越远越小，硬壳层能将上部的荷载传递到较大的范围，从而降低软弱下卧层顶面的附加应力值。

据此分析，前一种算法不考虑相邻基础的相互影响，导致基础设计不合理，可能发生工程质量事故；后一种算法考虑应力叠加的影响，而不考虑硬壳层较强的分布荷载能力，过高的估计了应力叠加的影响，使得设计的基础尺寸过大，很在经济。

根据已有的经验，当相邻基础距离较近，按规范计算的软弱下卧层顶面处的附加应力产生重叠时，我们可以这样来计算；将相邻基础压力扩散后的净面积作为计算软弱下卧层顶面处附加应力的面积（见图2）。

在式

（1）的验算中：

式中：

A1———基础1对应的扩散面积，

A2———基础2对应的扩散面积，A12———两基础产生的应力重叠面积。

工程实践表明，采用上述方法验算相邻基础影响情况下的软弱下卧层时，基础设计较为安全经济。

kPa

kPa

修正后软弱下卧层承载力特征值为：

kPa

kPa＜kPa故

满足公式

（1），经验算，软弱下卧层承载力满足设计要求。

5结语

综上所述，在建筑工程勘察设计中，软弱下卧层的验算是常见项目，本文所列举的几个情况在工程实践中经常能遇到。

有些勘察设计人员在验算过程中，常常没有细致分析工程地质条件，而盲目的套用公式；有些则由于经验不足，缺乏严谨的态度，为了省去相对烦琐的计算过程而采用简化计算的方法，这两种情况在工作中都不足取，都应予以避免。

当然实际工程中，可能还会遇到文中未提到的情况，可据此举一反三，解决类似的问题。

参考文献：

[1]建筑地基基础设计规范GB50007-2002.北京：

中国建筑工业出版社，2002.

中[2]岩土工程勘察规范GB50021-2001.[S]北京：

国建筑工业出版社，2001.[3]陆培毅.土力学.北京，中国建材工业出版社，2000.[4]宰金珉，梅国雄.考虑位移和时间效应的土压力计

算方法研究[J].南京建筑工程学院学报，2002

（1）.

4应用实例

上节中列出在软弱下卧层地基承载力

验算过程中经常能遇到的一些问题，类似的

地基软弱下卧层承载力

（二）

#学术研究#

软弱下卧层承载力特征值修正的探讨

叶洪东

（河北建筑科技学院,河北邯郸056038）

本文根据Meyerhof双层地基极限承载力理论,对规范中关于软弱下卧层及处理后地基承载力特征值的修正方法进行了初步探讨,分析了承载力修正方法存在的不足,并提出了改进办法。

关键词:

软弱下卧层;极限承载力;地基处理;承载力特特值;修正系数中图分类号:

TU431文献标识码:

A

摘要:

Abstract:

BasedonMeyerhofctheoryfortheultimatebearingcapacityoftwo-stratumfoundation,methodsforthemodificationofthecharacteristicvalueofthesubgradebearingcapacityaboutweaksubstratuminthecodesarediscussed.Theshortagesofthemodifiedmethodsforthebearingcapacityareanalyzedandtheimprovedmethodforthemodificationisgiven.

Keywords:

weaksubstratum;ultimatebearingcapacity;groundtreatment;characteristicvalueofbearingca-pacity;coefficientofmodification1引言

在建筑物地基基础设计中经常会遇到软弱下卧层。

仅持力层有足够的强度,并不代表整个地基强度有足够的安全保证。

建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）[1]第51217条规定,当地基受力层范围内有软弱下卧层时,应按下式验算:

pz+pcz[faz

（1）式中:

faz为软弱下卧层顶面处经深度修正后地基承载力特征值;pz、pcz分别为软弱下卧层顶面处的附加应力和自重应力,对于条形和矩形基础,pz值可按应力扩散角法计算。

规范

[1]

强度或设计允许的荷载承受能力。

它是地基基础设计中的关

键指标。

地基承载力的理论分析计算方法很多,单就地基发生整体剪切破坏模式、以极限平衡理论为基础的古典承载力理论计算公式就有两类。

311极限承载力计算公式

这类方法通常假定地基整体剪切破坏的滑裂面形状,在滑裂面上同时达到极限平衡状态,取滑动面所包围的土体为脱离体,按静力平衡条件求解极限荷载。

将极限荷载（地基的极限承载力）除以安全系数即为地基承载力特征值。

普朗特尔（Prandtl）、太沙基（Terzaghi）、梅耶霍夫（Meyerhof）、魏西克（Vesic）等人[3]曾先后推导出各自的理论计算公式。

尽管各自公式的假设条件不同,分别应用于不同的情况。

但这些公式都是针对均匀地基提出的,而且都可表示为下列形式:

Pu=cNc+C0DNq+

1CBNC

（2）

中关于faz为何只进行深度修正而不进行宽度修

正,其条文说明中没有提到,原因不明。

实际工程中,有时可能因基底压力过大,软弱下卧