地基承载力特征值与基础底面尺寸确定修改.ppt
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1、基础设计的典型步骤:基础设计的典型步骤:确定基础确定基础埋埋 深深求求 得得持力层承载力持力层承载力选选 择择基础底面尺寸基础底面尺寸验算验算持力层承载力持力层承载力是否满足是否满足p pf f验算验算软弱下卧层软弱下卧层验算验算地基变形地基变形调整基础尺寸调整基础尺寸结束结束否是否否是Terzaghi(1943)极限承载力公式极限承载力公式在整体剪切破坏情况下(密实砂土和坚硬粘土地基)在整体剪切破坏情况下(密实砂土和坚硬粘土地基)对条形基础:对条形基础:对直径为对直径为b的圆形基础:的圆形基础:对边长为对边长为b方形基础:方形基础:对于宽为对于宽为b,长为,长为l的矩形基础,按的矩形基础,按
2、b/l值在条形基础(值在条形基础(b/l0)及方形基础()及方形基础(b/l=1)的)的承载力之间插值而得。承载力之间插值而得。Terzaghi(1943)极限承载力公式极限承载力公式 在局部剪切破坏的情况下(软粘土或松散砂地基上),建议用调整抗剪强度指标,在局部剪切破坏的情况下(软粘土或松散砂地基上),建议用调整抗剪强度指标,即用:即用:相应于局部剪切破坏的承载力因素相应于局部剪切破坏的承载力因素,由由查下图中的虚线或由查下图中的虚线或由查图中的实线。查图中的实线。代替,极限承载力采用下式:代替,极限承载力采用下式:魏锡克魏锡克(Vesic)极限承载力公式极限承载力公式 中中心心荷荷载载作作
3、用用下下条条形形基基础础的的地地基基极极限限承承载载力力基基本本公公式式与与Terzaghi公式相同,但其承载力系数不同。公式相同,但其承载力系数不同。式中:式中:承载力因素,分别由下式确定或查表承载力因素,分别由下式确定或查表承载力因素承载力因素 Nc Nq Nr Nq/Nc tan Nc Nq Nr Nq/Nc tan 012345678910111213141516171819202122232425 5.145.385.635.906.196.496.817.167.537.928.358.809.289.8110.3710.9811.6312.3413.1013.9314.8315.
4、8216.8818.0519.3220.72 1.001.091.201.311.431.571.721.882.062.252.472.712.973.263.593.944.344.775.265.806.407.077.828.669.6010.66 0.000.070.150.240.340.450.570.710.861.031.221.441.601.972.292.653.063.535.074.685.396.207.138.209.4410.88 0.200.200.210.220.230.240.250.260.270.280.300.310.320.330.350.360
5、.370.390.400.420.430.450.460.480.500.51 0.000.020.030.050.070.090.110.120.140.160.180.190.210.230.250.270.290.310.320.340.360.380.400.420.450.47 26272829303132333435363738394041424344454647484950 22.2523.9425.8027.8630.1432.6735.4938.6442.1646.1250.5955.6361.3567.8775.3183.8693.71105.11118.37133.881
6、52.10173.64199.26229.93266.89 11.8513.2014.7216.4418.4020.6323.1826.0929.4433.3037.7542.9248.9355.9664.2073.9085.3899.02115.31134.88158.51187.21222.31265.51319.07 12.5414.7416.7219.3422.4025.9930.2235.1941.0648.0356.3166.1978.0392.25109.41130.22155.55186.54224.64271.76330.35403.67496.01613.16762.89
7、0.530.550.570.590.610.630.650.680.700.720.750.770.800.820.850.880.910.940.971.011.041.081.121.151.20 0.490.510.530.550.580.600.620.650.670.700.730.750.780.810.840.870.900.930.971.001.041.071.111.151.19 魏锡克魏锡克(Vesic)极限承载力公式极限承载力公式须指出的是:许多地基承载力公式都可写成须指出的是:许多地基承载力公式都可写成Terzaghi公公式的形式,且这些公式中的式的形式,且这些公式中
8、的Nc、Nq相同,但相同,但Nr差别较大。差别较大。由由Vesic公式算得结果与实际分析结果误差不大,且偏于公式算得结果与实际分析结果误差不大,且偏于安全。安全。Vesic根据影响承载力的各种因素对公式进行修正。例如:根据影响承载力的各种因素对公式进行修正。例如:基础底面的形状、偏心和倾斜荷载、基础两侧覆盖层的基础底面的形状、偏心和倾斜荷载、基础两侧覆盖层的抗剪强度、基底和地面倾斜抗剪强度、基底和地面倾斜h和土的压缩性等其它因素和土的压缩性等其它因素的影响等,到目前是为止,考虑得最多,最全面。的影响等,到目前是为止,考虑得最多,最全面。基础形状的影响基础形状的影响:对方形或圆形基础对方形或圆形
9、基础,采用半经验的基础形状因素加以采用半经验的基础形状因素加以修正修正,修正后的极限承载力公式为修正后的极限承载力公式为:Sc、Sq、Sr-基础形状因素,按以下公式确定:基础形状因素,按以下公式确定:矩形基础:矩形基础:式中:式中:b为基础宽度,为基础宽度,l为基础长度为基础长度偏心和倾斜荷载的影响:偏心和倾斜荷载的影响:分分析析表表明明,偏偏心心和和倾倾斜斜荷荷载载作作用用下下,极极限限承承载载力力将将有有所所降降低低。对对于于偏偏心心荷荷载载,如如为为条条形形基基础础,用用有有效效宽宽度度bb-2e(e为为偏偏心心距距)来来代代替替原原来来的的宽宽度度b;如如为为矩矩形形基基础础,则则用用
10、有有效效面面积积Abl代代替替原原来来面面积积A,其其中中bb-2eb,l=l-2el,eb、el分别为荷载在短边和长边方向的偏心距。分别为荷载在短边和长边方向的偏心距。当荷载偏心和倾斜同时存在时:当荷载偏心和倾斜同时存在时:式中:式中:ic、iq、ir荷载倾斜因素荷载倾斜因素其他影响因素其他影响因素 当为有利于传递较大水平荷载将基底做成倾斜式当为有利于传递较大水平荷载将基底做成倾斜式或当地面倾斜时,承载力公式中须引入倾斜系数。在或当地面倾斜时,承载力公式中须引入倾斜系数。在某些条件下尚须考虑下列影响:某些条件下尚须考虑下列影响:(1)土压缩性的影响;土压缩性的影响;(2)基底尺寸大小的影响;
11、基底尺寸大小的影响;(3)基础底面粗糙度的影响;基础底面粗糙度的影响;(4)基础竖向剖面形状的影响;基础竖向剖面形状的影响;(5)相邻基础相互作用相邻基础相互作用的影响;的影响;(6)地下水位的影响;地下水位的影响;(7)地基土分层的影响;地基土分层的影响;(8)加荷速率的影响等。加荷速率的影响等。国家标准国家标准建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)当当荷荷载载偏偏心心矩矩eb/30(b为为偏偏心心方方向向基基底底边边长长)时时,根根据据土土的的抗抗剪剪强强度度指指标标确确定定地地基基承承载载力力特特征征值值可可按按下下式式计计算算,并并应应满满足变形要求:足变
12、形要求:fa=Mbrb+Mdrmd+Mcck式中:式中:Mb、Md、Mc 承载力系数承载力系数(表表)b基基础础底底面面宽宽度度,大大于于6m时时按按6m取取值值,对对于于砂砂土土小小于于3m时按时按3m取值;取值;k、ck基基底底下下一一倍倍短短边边宽宽深深度度内内土土的的内内摩摩擦擦角角、粘粘聚聚力力(UU)和重度的标准值,地下水位以下土的重度取有效重度;和重度的标准值,地下水位以下土的重度取有效重度;r基底面以下土的重度,地下水位以下取有效重度;基底面以下土的重度,地下水位以下取有效重度;rm基底以上土的加权平均重度,地下水位以下取有效重度。基底以上土的加权平均重度,地下水位以下取有效重
13、度。承载力因素承载力因素Mr、Mq、Mck(度)(度)MrMqMck(度)(度)MrMqMc024681012141618200.000.030.060.100.140.180.230.290.360.430.511.001.121.251.391.551.731.942.172.432.723.063.143.323.513.713.934.174.424.695.005.315.66222426283032343638400.610.80(0.7)1.10(0.8)1.40(1.0)1.90(1.2)2.60(1.4)3.40(1.6)4.20(1.8)5.00(2.1)5.80(2.5)
14、3.443.874.374.935.596.357.218.259.4410.846.046.456.907.407.958.559.229.9710.8011.73注:注:k基底下一倍短边宽深度内土的内摩擦角标准值。基底下一倍短边宽深度内土的内摩擦角标准值。承载力系数承载力系数NB、Nh、NcNBNhNc04812162024283236400.000.060.140.230.360.510.801.402.504.207.201.001.251.551.942.433.063.874.936.358.2510.844.104.555.115.756.507.258.759.9011.101
15、3.0015.20粉土承载力基本值粉土承载力基本值(kPa)第一指标:孔隙第一指标:孔隙比比e第二指标:含水量第二指标:含水量w(%)101520253035400.50.60.70.80.91.0410310250200160130390300240190150125(365)280225180145120(270)215170140115(205)(165)130110(125)105(100)注:注:1.括号内数字仅供内插值用;括号内数字仅供内插值用;2.第二指标的折算系数第二指标的折算系数为为0;3.在湖、塘、沟、谷与河漫滩地段新近沉积的粉土,其工程性质在湖、塘、沟、谷与河漫滩地段新近
16、沉积的粉土,其工程性质一般较差,应根据当地实践经验取值。一般较差,应根据当地实践经验取值。粘性土承载力基本值粘性土承载力基本值(kPa)第一指标:孔隙比第一指标:孔隙比e第二指标:液性指数第二指标:液性指数IL00.250.500.751.001.200.50.60.70.80.91.01.1475400325275230200430360295240210180160390325265220190160135(360)295240200170135115(265)210170135115105170135105注:注:1.括号内数字仅供内插值用;括号内数字仅供内插值用;2.第二指标的折算系数
17、第二指标的折算系数为为0.1;3.在湖、塘、沟、谷与河漫滩地段新近沉积的粘性土,其工程性在湖、塘、沟、谷与河漫滩地段新近沉积的粘性土,其工程性能一般较差;第四纪晚更新世能一般较差;第四纪晚更新世(Q3)及其以前沉积的老粘性土,其及其以前沉积的老粘性土,其工程性能通常较好。这些土均应根据当地实践经验取值。工程性能通常较好。这些土均应根据当地实践经验取值。沿海地区淤泥和淤泥质土承载力基本值沿海地区淤泥和淤泥质土承载力基本值(kPa)天然含水量天然含水量w(%)36404550556575f0(kPa)100908070605040注:注:1.本表仅适用于定义范围内的红粘土;本表仅适用于定义范围内的
18、红粘土;2.第二指标的折算系数第二指标的折算系数为为0.4。注:对于内陆淤泥和淤泥质土,可参考使用。注:对于内陆淤泥和淤泥质土,可参考使用。红粘土承载力基本值红粘土承载力基本值(kPa)土的名称土的名称第二指标:液塑比第二指标:液塑比Ir=第二指标:含水比第二指标:含水比aw=0.50.60.70.80.91.0红粘土红粘土1.73802702101801501402.3280200160130110100次生红粘土次生红粘土250190150130110100素填土承载力基本素填土承载力基本值值(kPa)压缩模量压缩模量Es1-2(MPa)75432f0(kPa)1601351158565注
19、:注:1.本表仅适用于堆填时间超过十年的粘性土,以及超过五年的粉土;本表仅适用于堆填时间超过十年的粘性土,以及超过五年的粉土;2.压实填土的地基承载力,可按规范第条采用;压实填土的地基承载力,可按规范第条采用;3.Es1-2为与压缩系数为与压缩系数a1-2相应的压缩模量。相应的压缩模量。砂类土承载力标准值砂类土承载力标准值(kPa)土类土类N10153050中砂、粗砂中砂、粗砂粉砂、细砂粉砂、细砂180140250180340250500340注:本表仅适用于粘性土和粉土组成的素填土。注:本表仅适用于粘性土和粉土组成的素填土。粘性粘性土承载力标准值土承载力标准值(kPa)N3579111315
20、17192123fk(kPa)105145190235280325370430515600680粘性土承载力标准值粘性土承载力标准值(kPa)N1015202530fk(kPa)105145190230砂类土承载力标准值砂类土承载力标准值(kPa)N1010203040fk(kPa)85115135160地基承载力标准值地基承载力标准值fk(kPa)(相当于特征值相当于特征值fak):承载力标准值:承载力标准值:式中:回归修正系数式中:回归修正系数:变异系数变异系数:平均值平均值:标准差标准差:地基承载力设计值地基承载力设计值fd(kPa)(相当于修正后的相当于修正后的fa):规范表格都是针对
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