地基承载力确定与验算.ppt

第四节、地基承载力确定与验算分级依据：地基复杂程度；建筑物规模和功能特征；由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度（危及人的生命、造成经济损失、造成社会影响及修复的可能性）。可将地基基础设计分为三个设计等级，甲级、乙级、丙级，表2-4所列为地基基础设计等级，设计时应根据具体情况确定。设计基本要求：根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度，地基基础设计应符合下列规定：1.所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定；2.设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计；3.表2-5中所列设计等级为丙级的建筑物，可不作变形验算，但在有些情况，仍应作变形验算；4.对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性；5.基坑工程应进行稳定验算；6.当地下水埋藏较浅，建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算。1.岩土工程勘察报告应提供详细的岩土工程勘察资料；2.地基评价宜采用钻探取样、室内土工试验和触探，并结合其它原位测试方法进行。3.建筑物地基均应进行施工验槽。三、地基基础设计荷载的规定活荷载分为普通活荷载和特殊荷载(或称偶然荷载)。特殊荷载(例如地震作用、风力等)发生的机会不多，作用的时间很短，故沉降计算只考虑普通活荷载。但在进行地基的稳定验算时，则要考虑特殊荷载。受水平力较大的建筑物(如挡土墙)，除验算沉降外，还需进行沿地基与基础接触面的滑动、沿地基内部滑动和沿基础边缘倾覆等方面的验算。地基基础设计应根据使用过程中可能出现的荷载，按设计要求和使用要求，取各自最不利状态分别进行荷载效应组合进行设计，最不利组合和对应的抗力限值如下：(3)计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合。但其分项系数均为1.0。(4)在确定基础或桩台高度、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组合和相应的基底反力，应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态荷载效应标准组合。－可变荷载Qi的组合值系数，按现行《建筑结构荷载规范》GB50009－2001规定取值。－永久荷载的分项系数按GB50009的规定取值；为地基广义变形值，可分为沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜等。设计方法：地基基础设计用公式(2-8)验算地基承载力或确定基础尺寸时，根据对荷载效应和地基承载力的取值方法不同，可以有三种设计表达式：容许承载力方法、安全系数方法、分项系数方法。我国现行设计规范多数采用容许承载力方法，其设计表达式为：式中──作用于地基土上的平均总压力，kPa；──地基容许承载力，kPa。地基容许承载力可以由荷载试验、理论公式或规范推荐的地基承载力表求得。安全系数方法的设计表达式为：式中p──作用于地基上的平均总压力，kPa；──地基极限承载力，kPa；K──安全系数。地基极限承载力可以由载荷试验或理论公式求得。当用载荷试验资料确定地基极限承载力时，可取p～s曲线上第2拐点对应的压力。《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）规定建筑物的上部结构设计及地基基础设计均应采用概率极限状态设计原则，满足两类极限状态设计原则的要求，即承载能力极限状态和正常使用极限状态，分别以荷载的基本组合值和标准组合值对应这两种极限状态，设计表达式用分项系数描述，下式中S为荷载效应组合的设计值，当将下式应用于地基基础设计时，S即为基础底面作用于地基土的压力，抗力的设计值R即为地基承载力的设计值fd。fd由地基极限承载力的标准值除以抗力分项系数求得，或者由抗剪强度指标、的设计值、直接代入极限荷载公式求得。六、地基承载力的确定方法地基的载荷试验是在现场试坑中设计基底标高处的天然土层上设置载荷板，浅层平板载荷试验的承压板面积不应小于0.25m2，对于软土不应小于0.5m2；试验基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的三倍，并应保持试验土层的原状结构和天然湿度。根据平板载荷试验所得到的p-s曲线，可分三种情况确定地基承载力：(1)当p-s曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值；(2)当极限荷载小于对应比例界限的荷载值的2倍时，取极限荷载值的一半；(3)不能按上述二款要求时，当压板面积为0.25~0.50m2，可取s/b=0.01~0.015所对应的荷载，但其值不应大于最大加载量的一半。1)临塑荷载公式和临界荷载公式在条形均布荷载作用下，根据地基中的应力分布和土的极限平衡条件，可以得到基底压力p与基础下塑性区开展的最大深度zmax的关系：,,称为承载力系数，它只与土的内摩擦角中有关，其计算公式分别如下：建筑地基基础设计