地基承载力.docx

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地基承载力

地基承载力

编辑本段概述

　　地基承载力（subgradebearingcapacity）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（plasticzone）。

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。

编辑本段确定地基承载力的方法

（1）原位试验法（in-situtestingmethod）：

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（theoreticalequationmethod）：

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（codetablemethod）：

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（localempiricalmethod）：

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。

编辑本段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。

　　（3）地基承载力基本值：

按标准方法试验，未经数

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、单桩、锚杆等，见规范有关附录。

　　地基承载力特征值fak是由荷载试验直接测定或由其与原位试验相关关系间接确定和由此而累积的经验值。

它相于载荷试验时地基土压力－变形曲线上线性变形段内某一规定变形所对应的压力值，其最大值不应超过该压力－变形曲线上的比例界限值。

　　修正后的地基承载力特征值fa是考虑了影响承载力的各项因素后，最终采用的相应于正常使用极限状态下的设计值的地基允许承载力。

　　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和主动土压力Ea等相应为荷载设计值，要采用相应的分项系数。

　　因此，阅读地质报告时，若为“特征值”则为允许值，安全系数已包括在内；若为“标准值”，则为极限值，应考虑相应的抗力分项系数。

　　简单的说地基承载力标准值、地基承载力设计值是老规范的表述方式，特征值是新规范的表述方式，其取值方法大概相同，考虑的修正有所区别

标准贯入试验概念

　　标准贯入试验（standardpenetrationtest，SPT）是动力触探的一种，是在现场测定砂或粘性土的地基承载力的一种方法。

这一方法已被列入中国国家《工业与民用建筑地基基础设计规范》中。

　　标准贯入试验SPT是一种广泛应用于岩土勘察的原位测试工具，它使用SPT锤将钻杆底部的对开管式贯入器打入钻孔孔底的土中，取得土样。

贯入300mm（1英尺）所需要的锤击数称为N值，其与土体强度有关。

编辑本段设备

　　标准贯入试验的设备主要由标准贯入器、触探杆和穿心锤三部分组成。

触探杆一般用直径为42毫米的钻杆，穿心锤重63.5千克。

　　例如美国PDI公司的SPT标准贯入分析仪。

配备有一个0.6m长SPT杆（AW、NW或其它类型）组件，该组件带有两个应变桥路传感器，传感器由PDI公司精确标定。

现场试验时，将两个加速度传感器固定到这个组件上，然后将其安装至锤和取样杆之间钻杆的顶部。

　　通过电缆或无线发射器将这个组件与SPT分析仪连接起来。

在SPT试验过程中，应变传感器和加速度传感器获得必要的力和速度信号，用于计算转换能量。

能量实时地显示在SPT分析仪的屏幕上。

美国PDISPT标准贯入分析仪

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编辑本段操作

标准贯入试验

标准贯入试验多与钻探相配合使用，操作要点是：

　　①钻具钻至试验土层标高以上约15厘米处，以避下层土受扰动。

　　②贯入前，应检查触探杆的接头，不得松脱。

贯入时，穿心锤落距为76厘米，使其自由下落，将贯入器直打入土层中15厘米。

以后每打入土层30厘米的锤击数，即为实测锤击数N。

　　③提出贯入器，取出贯入器中的土样进行鉴别描述。

　　④若需继续进行下一深度的贯入试验时，即重复上述操作步骤进行试验。

　　⑤当钻杆长度大于3米时，锤击数应按下式进行钻杆长度修正：

N63.5=αN，式中N63.5为标准贯入试验锤击数，α为触探杆长度校正系数，如触探杆长分别为≤3、≤6、≤9、≤12、≤15、≤18、≤21米时，则α相应分别为1、0.92、0.86、0.81、0.77、0.73、0.70。

编辑本段测定

　　根据标准贯入试验锤击数测定各类砂的地基承载力（公斤/平方厘米），一般为：

　　①当击数大于30时，密实的砾砂、粗砂、中砂（孔隙比均小于0.60）为4公斤/平方厘米；　　②当击数小于或等于30而大于15时，中密的砾砂、粗砂、中砂（孔隙比均大于0.60而小于0.75）为3公斤/平方厘米，细砂、粉砂（孔隙比均大于0.70而小于0.85）为1.5—2公斤/平方厘米；　　③当击数小于或等于15而大于或等于10时，稍密的砾砂、粗砂、中砂（孔隙比均大于0.75而小于0.85）为2公斤/平方厘米，细砂、粉砂（孔隙比均大于0.85而小于0.95）为1—1.5公斤/平方厘米。

对于老粘土和一般粘性土的容许承载力，当锤击数分别为3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23时，则其相应的容许承载力分别为1.2、1.6、2.0、2.4、2.8、3.2、3.6、4.2、5.0、5.8、6.6公斤/平方厘米。

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