地基承载力.ppt

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地地基基承承载载力力浅基础浅基础基础竖向尺寸与其平面尺寸相当，侧面摩擦力对基础承载基础竖向尺寸与其平面尺寸相当，侧面摩擦力对基础承载力的影响可忽略不计。

包括独立基础、条形基础、筏形基力的影响可忽略不计。

包括独立基础、条形基础、筏形基础、箱形基础、壳体基础等。

础、箱形基础、壳体基础等。

1墙下条形基础。

（1）刚性条形基础：

是墙基础中常见的形式，通常用砖或毛石砌筑。

为保证基础的耐久性，砖的强度等级不能太低，在严寒地区宜用毛石；毛石需用未风化的硬质岩石。

砌筑的砂浆，当土质潮湿或有地下水时要用水泥砂浆。

刚性基础台阶宽高比及基础砌体材料最低强度等级的要求，有规范规定。

（2）墙下钢筋混凝土条形基础：

当基础宽度较大，若再用刚性基础，则其用料多、自重大，有时还需要增加基础埋深，此时可采用柔性钢筋混凝土条形基础，使宽基浅埋。

如果地基不均匀，为增强基础的整体性和抗弯能力，可采用有肋梁的钢筋混凝土条形基础，肋梁内配纵向钢筋和箍筋，以承受由不均匀沉降引起的弯曲应力。

2独立基础。

是柱基础中最常用和最经济的形式。

也可分为刚性基础和钢筋混凝土基础两大类。

刚性基础可用砖、毛石或素混凝土，基础台阶高宽比（刚性角）要满足规范规定。

一般钢筋混凝土柱下宜用钢筋混凝土基础，以符合柱与基础刚接的假定。

3柱下梁式基础。

同一排上若干柱子的基础联合在一起，就成为柱下条形基础。

此种基础有相当大的抗弯刚度，不易产生太大的挠曲，故基础上各柱下沉较均匀。

当土的压缩性或柱荷载分布在两个方向上都很不均匀，为了扩大底面积和加大基础空间刚度以调整不均匀沉降，可在柱网下纵横两个方向设梁，成为柱下交叉梁基础。

4筏形基础。

用于多层与高层建筑，分平板式和梁板式。

由于其整体刚度相当大，能将各个柱子的沉降调整得比较均匀。

5箱形基础。

由钢筋混凝土底板、顶板和纵横墙体组成的整体结构，其抗弯刚度非常大，只能发生大致均匀的下沉，但要严格避免倾斜。

箱形基础是高层建筑广泛采用的基础形式。

但其材料用量较大，且为保证箱基刚度要求设置较多的内墙，墙的开洞率也有限制，故箱基作为地下室时，对使用带来一些不便。

因此要根据使用要求比较确定。

深基础深基础是埋深较大，以下部坚实土层或岩层作为持力层的基础，其作用是把所承受的荷载相对集中地传递到地基的深层，而不像浅基础那样，是通过基础底面把所承受的荷载扩散分布于地基的浅层。

因此，当建筑场地的浅层土质不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求，而又不适宜采用地基处理措施时，就要考虑采用深基础方案了。

深基础有桩基础、墩基础、地下连续墙、沉井和沉箱等几种类型。

1概述2临塑荷载和临界荷载3极限承载力计算4地基承载力的确定方法11概述概述建筑物地基设计的基本要求：

建筑物地基设计的基本要求：

稳定要求：

荷载小于承载力（抗力）稳定要求：

荷载小于承载力（抗力）变形要求：

变形小于设计允许值变形要求：

变形小于设计允许值SS与土的强度有关与土的强度有关与土的压缩性有关与土的压缩性有关地基承载力地基承载力地基承载力地基承载力沉降计算（分层总和法）沉降计算（分层总和法）沉降计算（分层总和法）沉降计算（分层总和法）地基破坏的形式确定地基承载力的方法塑性区加拿大特朗斯康谷仓加拿大特朗斯康谷仓事故：

事故：

19131913年年99月装谷物，月装谷物，1010月月1717日装了日装了3182231822谷物时，谷物时，11小时竖向沉降达小时竖向沉降达30.5cm30.5cm2424小时倾斜小时倾斜26265353西端下沉西端下沉7.32m7.32m东端上抬东端上抬1.52m1.52m上部钢混筒仓完好无损上部钢混筒仓完好无损概况：

长概况：

长59.4m59.4m，宽，宽23.5m23.5m，高，高31.0m31.0m，共，共6565个圆筒仓。

个圆筒仓。

钢混筏板基础，厚钢混筏板基础，厚61cm61cm，埋深，埋深3.66m3.66m。

19111911年动工，年动工，19131913年完工，自重年完工，自重20000T20000T。

在粘土地基上的某谷仓地基破坏情况在粘土地基上的某谷仓地基破坏情况19401940年在软粘土地基上的某水泥仓的倾覆年在软粘土地基上的某水泥仓的倾覆水泥仓地基的整体破坏水泥仓地基的整体破坏3冲剪破坏冲剪破坏1整体破坏整体破坏土质坚实，基土质坚实，基础埋深浅；曲础埋深浅；曲线开始近直线，线开始近直线，随后沉降陡增，随后沉降陡增，两侧土体隆起。

两侧土体隆起。

2局部剪切破坏局部剪切破坏松软地基，埋深较大；松软地基，埋深较大；曲线开始就是非线性，曲线开始就是非线性，没有明显的骤降段。

没有明显的骤降段。

松软地基，埋深较大；松软地基，埋深较大；荷载板几乎是垂直下切，荷载板几乎是垂直下切，两侧无土体隆起。

两侧无土体隆起。

PS123地基破坏的形式地基破坏的形式13211整体剪切破坏整体剪切破坏22局部剪切破坏局部剪切破坏33冲剪破坏冲剪破坏软粘土上的密砂软粘土上的密砂地基的冲剪破坏地基的冲剪破坏破坏模式的影响因素和判别地基土的条件基础条件确定地基承载力的方法确定地基承载力的方法原位试验法、理论公式法、规范表格法、当地经验法四种。

现场试验确定地基承载力现场试验确定地基承载力载荷试验载荷试验旁压试验旁压试验载荷板载荷板千斤顶千斤顶百分表百分表123SP0比比例例界界限限极极限限荷荷载载PcrPu阶段阶段1：

弹性段弹性段阶段阶段2：

局部塑性区局部塑性区阶段阶段3：

完全破坏段完全破坏段PS曲线曲线临临塑塑荷荷载载1分级加载，分级不少于分级加载，分级不少于8级，每级沉降稳级，每级沉降稳定后再进行下一级加载；定后再进行下一级加载；说明：

说明：

当出现下列情况之一时，可终止加载：

当出现下列情况之一时，可终止加载：

当出现下列情况之一时，可终止加载：

当出现下列情况之一时，可终止加载：

终止加载标准：

终止加载标准：

建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）：

1承压板周围的土明显侧向挤出承压板周围的土明显侧向挤出2沉降沉降s急骤增大，荷载急骤增大，荷载沉降（沉降（ps）曲线出现陡降段）曲线出现陡降段2Pu取值：

取值：

满足终止加载标准（破坏标准）满足终止加载标准（破坏标准）的某级荷载的的某级荷载的上一级荷载上一级荷载作为极限荷载作为极限荷载3在某一荷载下，在某一荷载下，24小时内沉降速率不能达到稳定小时内沉降速率不能达到稳定4沉降量与承压板宽度或直径之比沉降量与承压板宽度或直径之比0.06塑性区的概念塑性区的概念地基土变形的三个阶段对应土中应力状态的三个阶段压密变形阶段压缩阶段局部剪切阶段剪切阶段整体破坏阶段隆起阶段压密变形阶段压密变形阶段OaOp（kPa）aS（mm）基础地面ps局部剪切阶段abOp（kPa）abS（mm）基础地面pp整体破坏阶段bcOp（kPa）abcS（mm）基础地面p地基承载力、极限承载力、容许承载力地基承载力：

地基对基础及上部结构载荷的承受能力，其大小取决于地基、基础及上部结构两个方面。

OpCRp（kPa）abcS（mm）pu比例界限：

当塑性区刚刚出现时的荷载称，也称为临塑荷载（pCR）。

极限承载力：

地基由塑性变形达到整体破坏阶段的界限压力，pu（ultimatebearingcapacity），即地基能承受的最大荷载强度容许承载力容许承载力：

指满足

（1）地基不会产生剪切破坏而失稳；

（2）地基变形引起的建筑物沉降及沉降差等应限制在允许范围内时地基土所能承担的最大荷载。

（allowablebearingcapacity）地基承载力的特征值是指载荷试验测定的地基土压力变形曲线线形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。

涵义：

在发挥正常使用功能时所允许采用的抗力设计值。

承载力的概念：

承载力的概念：

地基承受荷载的能力。

数值上用地基单位面积地基承受荷载的能力。

数值上用地基单位面积上所能承受的荷载来表示。

上所能承受的荷载来表示。

极限承载力极限承载力地基承受荷载的极限能力。

数值上等于地基所地基承受荷载的极限能力。

数值上等于地基所能承受的最大荷载。

能承受的最大荷载。

容许承载力容许承载力保留足够安全储备，且满足一定变形要求的承保留足够安全储备，且满足一定变形要求的承载力。

也即能够保证建筑物正常使用所要求的载力。

也即能够保证建筑物正常使用所要求的地基承载力。

地基承载力。

承载力设计值承载力设计值（特征值特征值）22临塑荷载与临界荷载临塑荷载与临界荷载临塑荷载临塑荷载Pcr：

2.局部塑性区局部塑性区1.弹性阶段弹性阶段地基处于弹性阶段与局部塑性阶段界限状地基处于弹性阶段与局部塑性阶段界限状态时对应的荷载。

此时地基中任一点都未态时对应的荷载。

此时地基中任一点都未达到塑性状态，但即将达到。

达到塑性状态，但即将达到。

临塑荷载计算临塑荷载计算（条形基础条形基础）q=0dp2zM自重应力自重应力s1=0d+zs3=k0（0d+z）设设k0=1.0合力合力=附加应力附加应力B极限平衡条件极限平衡条件：

将将1，3的解代入极限平衡条件，得到：

的解代入极限平衡条件，得到：

q=0dp2zMB由由zz与与的单值关系的单值关系可求出可求出z的极值的极值令令Zmax=0得得pcr=0dNq+cNc临塑荷载临塑荷载其中其中Zmax=B/4或或B/3：

p1/4=BN1/4+0dNq+cNc临界临界荷载荷载p1/3=BN1/3+0dNq+cNc其中其中临界荷载：

实际工程中将Zmax控制在（1/3-1/4）B，相应的荷载称为临界荷载各种临界荷载的承载力系数各种临界荷载的承载力系数NNqNcpcr01+/ctg-/2+）（Nq-1）ctgp1/4（Nq-1）/2p1/32（Nq-1）/3特例：

将将1，3的解代入极的解代入极限平衡条件，得到：

限平衡条件，得到：

q=0dp2zMB0时时极限平衡条件极限平衡条件：

即时地基不会出现塑性区q=0dp2zMB2=/2时右端为最小时右端为最小pcr=0d+cp1/4=p1/3=pcr=0d+c临塑荷载临塑荷载此时其轨迹为以基底为直径此时其轨迹为以基底为直径的一个圆弧的一个圆弧临界荷载临界荷载0时特例时特例讨论讨论3公式来源于条形基础，但用于矩形公式来源于条形基础，但用于矩形基础时是偏于安全的基础时是偏于安全的1公式推导中假定公式推导中假定k0=1.0与实际不符，与实际不符，但使问题得以简化但使问题得以简化2计算临界荷载计算临界荷载p1/4,p1/3时土中已出时土中已出现塑性区，此时仍按弹性理论计算现塑性区，此时仍按弹性理论计算土中应力，在理论上是矛盾的土中应力，在理论上是矛盾的讨论讨论B、d增大增大p1/4、p1/3增大增大、c、增大增大外因外因内因内因临界荷载临界荷载：

pcr=0dNq+cNc临塑荷载临塑荷载：

B的变化对的变化对pcr没有影响没有影响特例：

特例：

0时时B的变化的变化对对p1/4、p1/3没有影响没有影响33极限承载力计算极限承载力计算3.1普朗德尔普朗德尔-瑞斯纳公式瑞斯纳公式3.2太沙基公式太沙基公式3.3斯凯普顿公式斯凯普顿公式3.4汉森公式汉森公式3.5极限承载力的影响因素极限承载力的影响因素主要内容：

极限承载力也可称作极限承载力也可称作极限荷载极限荷载假定：

假定：

3.1普朗德尔普朗德尔-瑞斯纳公式瑞斯纳公式概述：

概述：

普朗德尔普朗德尔（Prandtl,1920）利用塑性力学针对利用塑性力学针对无埋深条形基础得到极限承载力的理论解，雷斯诺无埋深条形基础得到极限承载力的理论解，雷斯诺（Reissner,1924）将其推广到有埋深的情况。

将其推广到有埋深的情况。

1基底以下土基底以下土0Bd2基底完全光滑基底完全光滑3埋深埋深dB（底宽）（底宽）普朗德尔普朗德尔-瑞斯纳（瑞斯纳（Prandtl-Reissner）极限承载力：

极限承载力：

特例：

特例：

0时时pu=0d+（+2）c基本条件：

基本条件：

3.2太沙基太沙基（Terzagh