基礎工程第二地基承載力

土質(zhì)學與土力學第九章地基承載力基礎工程設計原理----第二章（2）2023/7/61第九章地基承載力第一節(jié)

概述第二節(jié)

臨界荷載的確定第三節(jié)

極限承載力計算第四節(jié)

按規(guī)范方法確定地基容許承載力第五節(jié)

關于地基承載力的討論2023/7/62第一節(jié)

概述地基承載力概念

建筑物荷載通過基礎作用于地基，對地基提出兩個方面的要求。1.變形要求

建筑物基礎在荷載作用下產(chǎn)生最大沉降量或沉降差，應該在該建筑物允許的范圍內(nèi)。

2.強度和穩(wěn)定性要求建筑物的基底壓力應在地基允許的承載能力之內(nèi)。地基承載力：地基土單位面積上所能承受荷載的能力。地基極限承載力(pu):

地基不致失穩(wěn)時單位面積能承受的最大荷載。地基容許承載力(pa):考慮一定安全儲備后的地基承載力。

2023/7/63地基變形的三個階段

0sppcrpuabcp＜pcrpcr＜p＜pup≥pua.線性變形階段（壓密階段）塑性變形區(qū)連續(xù)滑動面oa段，荷載小，主要產(chǎn)生壓縮變形，荷載與沉降關系接近于直線，土中τ＜τf,地基處于彈性平衡狀態(tài)。b.彈塑性變形階段（剪切階段）

ab段，荷載增加，荷載與沉降關系呈曲線，地基中局部產(chǎn)生剪切破壞，出現(xiàn)塑性變形區(qū)。c.破壞階段

bc段，塑性區(qū)擴大，發(fā)展成連續(xù)滑動面，荷載增加，沉降急劇變化。2023/7/64一、地基破壞的性狀

地基開始出現(xiàn)剪切破壞（即彈性變形階段轉(zhuǎn)變?yōu)閺椝苄宰冃坞A段）時，地基所承受的基地壓力稱為臨塑荷載pcr

地基瀕臨破壞（即彈塑性變形階段轉(zhuǎn)變?yōu)槠茐碾A段）時，地基所承受的基地壓力稱為極限荷載pu1.整體剪切破壞

(2)隨著荷載增加，壓密區(qū)I向兩側(cè)擠壓，土中產(chǎn)生塑性區(qū)，塑性區(qū)先在基礎邊緣產(chǎn)生，然后逐步擴大形成II、III塑性區(qū)?；A的沉降增長率較前一階段增大，故p－s曲線呈曲線狀。(1)當基礎上荷載較小時，基礎下形成一個三角形壓密區(qū)I，隨同基礎壓入土中，p－s曲線呈直線關系。整體剪切破壞p-s曲線上有兩個明顯的轉(zhuǎn)折點，區(qū)分地基變形三個階段：2023/7/65(3)當荷載達到最大值后，土中形成連續(xù)滑動面，并延伸到地面，土從基礎兩側(cè)擠出并隆起，基礎沉降急劇增加，整個地基失穩(wěn)破壞。p－s曲線上出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)折點，其相應的荷載稱為極限荷載pu。

整體剪切破壞常發(fā)生在淺埋基礎下的密砂或硬粘土等堅實地基中。2023/7/66隨著荷載的增加，基礎下也產(chǎn)生壓密區(qū)I及塑性區(qū)II，但塑性區(qū)僅僅發(fā)展到地基某一范圍內(nèi)，土中滑動面并不延伸到地面，基礎兩側(cè)地面微微隆起，沒有出現(xiàn)明顯的裂縫。其p-s曲線如圖中曲線b所示。2.局部剪切破壞局部剪切破壞p-s曲線轉(zhuǎn)折點不明顯，沒有明顯的直線段，其破壞的特征為：

p-s曲線在轉(zhuǎn)折點后，其沉降量增長率雖較前一階段為大，但不象整體剪切破壞那樣急劇增加，在轉(zhuǎn)折點之后，p-s曲線還是呈線性關系。

局部剪切破壞常發(fā)生于中等密實砂土中。2023/7/673.刺入剪切破壞(沖剪破壞)隨著荷載的增加，基礎下土層發(fā)生壓縮變形，基礎隨之下沉，當荷載繼續(xù)增加，基礎周圍附近土體發(fā)生豎向剪切破壞，使基礎刺入土中?；A兩邊的土體沒有移動，如圖。刺入剪切破壞的p-s曲線如圖中曲線c，沉降隨著荷載的增大而不斷增加，但p-s曲線上沒有明顯的轉(zhuǎn)折點，沒有明顯的比例界限及極限荷載。

刺入剪切破壞常發(fā)生在松砂及軟土中。

p-s曲線沒有明顯的轉(zhuǎn)折點，其破壞的特征是：2023/7/68地基的剪切破壞形式，除了與地基土的性質(zhì)有關外，還同基礎埋置深度、加荷速度等因素有關。如在密砂地基中，一般會出現(xiàn)整體剪切破壞，但當基礎埋置很深時，密砂在很大荷載作用下也會產(chǎn)生壓縮變形，而出現(xiàn)刺入剪切破壞；在軟粘土中，當加荷速度較慢時會產(chǎn)生壓縮變形而出現(xiàn)刺入剪切破壞，但當加荷很快時，由于土體不能產(chǎn)生壓縮變形，就可能發(fā)生整體剪切破壞。二、確定地基容許承載力的方法

確定地基容許承載力的方法，一般有以下三種：1.根據(jù)載荷試驗的p－s曲線來確定地基容許承載力；2.根據(jù)設計規(guī)范確定；3.根據(jù)地基承載力理論公式確定地基容許承載力。2023/7/69在荷載作用下地基變形的發(fā)展經(jīng)歷3個階段，即壓密階段、剪切階段及破壞階段。地基變形的剪切階段也是土中塑性區(qū)范圍隨著作用荷載的增加而不斷發(fā)展的階段，土中塑性區(qū)開展到不同深度時，其相應的荷載稱為臨界荷載。第二節(jié)

臨界荷載的確定

一、塑性區(qū)邊界方程的推導2023/7/610在地基表面作用條形均布荷載p0，計算土中任意點M由p引起的最大與最小主應力及時，可按前面有關均布條形荷載作用下的附加應力公式計算：若條形基礎的埋置深度為D時，計算基底下深度處M點的主應力時，可將作用在基底水平面上的荷載(包括作用在基底的均布荷載p，以及基礎兩側(cè)埋置深度D范圍內(nèi)土的自重壓力D)，分解為圖c所示兩部分，即無限均布荷載D以及基底范圍內(nèi)的均布荷載(p-D)。這時，假定土的側(cè)壓力系數(shù)，即土的重力產(chǎn)生的壓應力如同靜水壓力一樣，在各個方向是相等的均為(D＋z)。當基礎有埋置深度D時，土中任意點的主應力為：2023/7/611若M點位于塑性區(qū)的邊界上，它就處于極限平衡狀態(tài)。根據(jù)土體強度理論中的公式，知道土中某點處于極限平衡狀態(tài)時，其主應力間滿足下述條件：上式就是土中塑性區(qū)邊界線的表達式。若已知條形基礎的尺寸B和D、荷載p，以及土的指標、c、時，假定不同的視角值代入上式，求出相應的深度z值。2023/7/612把一哀系列尺由對怖應的含與z值決果定其干位置假的點拿連起晝來，草就得饒到條粥形均駕布荷丑載p作用鏡下土踏中塑將性區(qū)在的邊繞界線菜，也鍋即繪躲得土膽中塑稼性區(qū)謀的發(fā)萍展范酸圍。例題9-化1一條速形基肥礎，桃如圖啄所示職基礎殲寬度B=3疼m，埋置賊深度D=2過m，作用搞在基懲底的信均布滲荷載侵。每土的霧內(nèi)摩尿擦角走，認粘聚躺力,重度吧。災求此樹時地板基中傳的塑奴性區(qū)晶范圍埋。解：蠅塑性爽區(qū)邊牧界線火表達峽式20賀23糾/6區(qū)/3律013二、場臨塑孩荷載才及臨設界荷縱載計對算在條罵形均火布荷刪載作鳳用下枝，計鐵算地袍基中慘塑性佛區(qū)開擴展的獨最大蓄深度旨值時稿，可嘴以把誓上式謝對攀求守導數(shù)杯，并搶令此職導數(shù)銅等于葡零，守即由此傲解得或?qū)⒂字荡魅牍屖?，夾即得搭地基蛾中塑賢性區(qū)晌開展施最大丑深度手的表得達式殺為20曾23獄/6含/3羊014如令游，代露入上院式，鑒此時柄的基治底壓宮力即螞為臨眨塑荷大載柔，其紐奉計算蒼公式卵為還可芹得到效如下散相應神的基為底均冬布荷騎載的停表達摩式上式殘是計吵算臨豈塑荷贊載及隔臨界滅荷載潛的基滴本公扯式。式中胖：20反23白/6痰/3支015若地禍基中徒允許幅塑性倦?yún)^(qū)開塵展的悲深度超(B為基炭礎寬稱度)果，則病可得廁相應公的臨峰界荷貫載熔的計威算公翠式：式中伙：糧；其僵它符邪號意首義同項前。、丙、存稱麻為承籮載力般系數(shù)妙，它與只與養(yǎng)土的孩內(nèi)摩棍擦角圈有關侮，可溪由表辜查得作。20匠23朽/6淚/3悅016第三窯節(jié)腸極閑限承著載力段計算地基宮極限阻承載癢力除抱可從釘載荷枝試驗悄求得哨外，宣還可扮用半捐理論父半經(jīng)造驗公普式計敲算，洽這些爛公式榆都是濕在剛塑達體極糞限平奪衡理嬌論基礎五上解摘得的桌。一、檔普朗滑特爾螞地基執(zhí)極限睛承載黎力公吐式19銳20黨年，瞇普朗凡特爾冷根據(jù)蜘極限趨平衡頃理論甩，推殿導出周當不船考慮葡土的錯重力賺，萬假定沫基底趟面光員滑無役摩擦勿力時釣，置庫于地拌基表北面的躁條形賴基礎瀉的極楊限荷勤載公尚式如只下：式中息：承食載力發(fā)系數(shù)1.辮普愈朗特可爾基膽本解20輪23縮慧/6他/3插017Ⅲ區(qū)：被動磨朗肯庸區(qū)，1水平計向，且破裂明面與捐水平爽面成45o－/法2普朗蓋特爾期解得柳到的棍地基謎滑動易面形遙狀如痕圖所插示。匆地基埋的極大限平同衡區(qū)親可分廊為3姿個區(qū)跨：(1阿)焰在基友底下熱的I區(qū)，截因為辜假定畏基底危無摩閑擦力互，故垮基底抓平面摟是最為大主烤應力艷面，鑼兩組碰滑動器面與擁基礎役底面擔之間役成恰角任，也律就是賭說I區(qū)是籃朗金銳主動技狀態(tài)辛區(qū)；(2含)卷隨著感基礎幅下沉略，I區(qū)土免楔向孔兩側(cè)損擠壓昆，因驗此II輔I區(qū)為蒜朗金神被動垂狀態(tài)址區(qū)，銜滑動券面也拳是由抬兩組則平面商組成靈，由找于地倆基表撫面為蠻最小貿(mào)主應耳力平盆面，積故滑抓動面炸與地睬基表巨面成刪角嚷；(3斯)I區(qū)與II箏I區(qū)的她中間匪是過主渡區(qū)II街，第II區(qū)的商滑動禽面一筋組是嬌輻射勿線，讓另一散組是染對數(shù)期螺旋屬曲線外，如炭圖中掌的CD及CE，其方甚程式任為畫。20弦23梁/6彎/3結(jié)01820魔23棵/6納/3敬0192.相雷重斯諾淺對普虛朗特久爾公北式的象補充普朗析特爾南公式愿假定摧基礎旗設置剛于地多基表館面，鄭但一繁般基進礎均宇有一異定的累埋置御深度以，若洞埋置返深度比較淺斗時，摘為簡拳化起考見，摔可忽震略基課礎底秋面以統(tǒng)上土商的抗此剪強梅度，凍而將死這部會分土享作為向分布秀在基浩礎兩搖側(cè)的圣均布癥荷載q=D作用奴在GF面上尼，見礎圖。托雷斯蔑諾(Re懲is欄sn兔er貞，1乞92脾4)在普批朗特番爾公她式假靠定的思基礎感上，福導得醒了由困超載研產(chǎn)生默的極嫩限荷躬載公皇式：承載報力系廁數(shù):將其采與上腳式合唐并，只得到喜當不氏考慮桿土重蓬力時這，埋堵置深癥度為D的條鄰形基裳礎的肝極限劇荷載敗公式刪：20飄23季/6盒/3才02020濁23記/6宏/3普021，即陸得考下慮滑賀動土鼠體重厚力時題的極忠限荷脖載計魚算公軋式：的換黎算高痛度，靜假定嫁。薪用秋代替來表蠻示，皺其中護、伙為土小的重磨度及尋內(nèi)摩暈擦角畢，t為滑籠動土煩體泰勒潔19沉48赤年提扎出，員若考卵慮土測體重橫力時款，假悲定其耀滑動挪面與蝦普朗落特爾怨公式帥相同遞，那鏟么圖吐中的債滑動莫土體AB航GE倍CD動F的重問力，籍將使軌滑動否面GE匯CD怨F上土摘的抗獨剪強陪度增饅加。漸泰勒炸假定鼠其增鋤加值足可用番一個桿換算失粘聚知力3.爹泰絞勒對潮普朗否特爾虛公式刻的補遮充普朗晝特爾鋒-雷乞斯諾俯公式梯是假滅定土皮的重撲度盟=0懼時，動按極臘限平牙衡理暫論解餡得的蠟極限求荷載鴨公式君。若舒考慮錫土體減的重婦力時拒，目向前尚蔑無法己得到淋其解乓析解蛛，但桐許多購學者練在普五朗特詳爾公駕式的械基礎葬上作還了一舒些近征似計字算。20柳23綢/6億/3這022承載子力系稀數(shù)：20享23檔/6干/3套023二、拼太沙美基極翅限承似載力否公式太沙乳基(Te踏rz枯ag本hi練，1存94菊3)提出碰了確街定條雪形淺雹基礎鏈的極范限荷良載公如式。受太沙表基認形為從掘?qū)嵱蒙た紤]馳，當挨基礎頓的長性寬比醫(yī)及基糾礎的牧埋置招深度帆時僚，就殲可視已為是示條形晉淺基僑礎。辭基底羞以上序的土約體看咳作是婚作用建在基網(wǎng)礎兩忍側(cè)的偷均布網(wǎng)荷載q=D。太沙可基假牛定基齊礎底擁面是雨粗糙苗的，術地基怠滑動慮面的艇形狀默如圖包所示甚，也蓄可以非分成逢3個另區(qū)：I區(qū)：在基鑰礎底疑面下茶的土妨楔，虧由于端假定存基底張是粗綱糙的樸，具丘有很耽大的廉摩擦握力，豎因此確不會炮發(fā)生勢剪切眼位移嗚，I區(qū)內(nèi)因土體蜓不是摸處于幫朗金跨主動相狀態(tài)寫，而鐵是處犧于彈斑性壓耍密狀堡態(tài)，餃它與把基礎御底面死一起鄉(xiāng)豐移動艦。太熄沙基刷假定眾滑動尸面AC(或BC)與水嘩平面乒成司角。20鑄23第/6胞/3舌024II區(qū)：滑動竊面一桌組是恥通過AB點的鄭輻射歡線，球另一邊組是溉對數(shù)奪螺旋晚曲線CD、CE。如果注考慮微土的倦重度歐，滑套動面研就不鞏會是賭對數(shù)頌螺旋頭曲線胡，目憑前尚鼻不能股求得昏兩組槍滑動核面的杯解析案解。段因此狹，太騾沙基察忽略脊了土嗽的重英度對頂滑動齊面形蛙狀的逼影響浪，是旋一種垃近似純解。II比I區(qū):朗金尸被動學狀態(tài)險區(qū)，親滑動偏面AD及DF與水患平面為成展角甘。20欲23月/6壘/3稍025太沙晌基認顧為從永實際康工程孩要求陸的精蹄度，贏可用允下述取簡化眉方法縣分別教計算犬由三從種因所素引誤起的魚被動咱力的脈總和：(1等)土是絞無質(zhì)剪量、劫有粘跟聚力膜和內(nèi)偏摩擦目角，晃沒有么超載遺，即(2悶)鄉(xiāng)豐土是煤無質(zhì)嚷量、艙無粘該聚力攔，有嚇內(nèi)摩振擦角殼、有撒超載蠢，即(3軌)夠土是落有質(zhì)愁量，病無粘那聚力訊，有壩內(nèi)摩共擦角蠻，無慶超載每，即最后鏟代入禿上式飽可得省太沙娘基的腐極限墊承載嗎力公勸式：取脫板離體AB口C，考慮羨單位剖長基潮礎，夕根據(jù)次平衡賊條件顏：20余23呼/6揚/3晝026上式蹄只適件用于尊條形轉(zhuǎn)基礎摟，對圓于圓悠形或茂方形?；A酒，太訂沙基心提出章了半功經(jīng)驗證的極餓限荷償載公奸式：圓形為基礎方形凳基礎上述藏三式舅只適汪用于舌地基煤土是整體竟剪切臘破壞的情女況，拋即地晝基土鐵較密悔實，頌其p-撇s曲線劍有明常顯的告轉(zhuǎn)折宴點，我破壞市前沉紹降不秒大等演情況殼。對成于松堵軟土區(qū)質(zhì)，城地基巷破壞舅是局破部剪勸切破禽壞，版沉降雞較大廚，其響極限陡荷載夜較小筑。太例沙基兔建議慘在這量種情扎況下偶采用雞較小翼的匯、暴值代佩入上饞列各唇式計助算極籌限荷銀載。賊即令用太窗沙基醒極限磚荷載灣公式您計算擊地基杯承載乘力時潛，其賣安全量系數(shù)脈應取腥為3方。20乘23萄/6觸/3司027三、扶漢森信極限套承載宅力理釋論式中飄：漢森慚公式戶:sr、sq、sc——頃基礎拳的形只狀系感數(shù)ir、iq、ic——頃荷載近傾斜揮系數(shù)dr、dq、dc——淘深度薪修正漢系數(shù)Nr、Nq、Nc——墾承載苗力系拖數(shù)普朗蘭特爾皮、太鋒沙基里等極匠限荷藥載公振式，惜只適帖用于位中心驗豎向菠荷載泊作用竟時的腔條形怎基礎促，同愧時不紙考慮懂基底較以上梯土的焦抗剪解強度友的作照用。畏若基躍礎上度作用稿的荷知載是石傾斜湊的或哪有偏裕心，堪基底弦的形達狀是管矩形錄或圓磨形，晉基礎蹤蝶的埋微置深估度較恩深，策計算除時需都要考歇慮基骨底以胖上土趕的抗岡剪強什度影法響。漢森皂(Ha甚ns鑒on讀,1妄97瘦0)提出話的在煮中心訓傾斜杠荷載存作用昨下，肢不同飽基礎蛋形狀餓及不題同埋神置深爬度時沸的極買限荷僚載計嗚算公域式：作業(yè)政：習河題9－1、9－2，第上四節(jié)劑、第帽五節(jié)狐自學20層23押/6肅/3輩028習題9-州1解答圖9－1520紡23慢/6東/3功029習題9-款1解答20桌23結(jié)/6榨/3場030習題9-肢1解答20民23誦/6拼/3挨031習題9-覆1解答20素23褲/6淘/3月032習題9-剝1解答20兩23順/6都/3屠033習題9-扣2解答20搜23帝/6如/3攔034習題9-慈2解答圖9－1620良23非/6椒/3胃035習題9-夸2解答20攻23常/6橋/3臭036習題9-磨2解答20創(chuàng)23縮慧/6含/3陡037習題9-防2解答20腎23肥/6鉆/3逮038習題9-避2解答20畫23書/6鄙/3弄039一、亡確定盈地基吹承載獻力特販征值當e≤0嚇.0品33b,根據(jù)陪土的呈抗剪維強度謠指標動確定撇地基評承載籠力：fa——財土的譜抗剪覆強度忠指標框確定罷的地范基承侄載力脈特征遭值；Mb、Md、Mc——愧承載掠力系壓數(shù)（瞇可根汪據(jù)k查表押得到裹)；——盡地基柴土的針重度重，地槳下水述位以洗下取抹浮重囑度；d——基礎拖埋置押深度淚(m)，從室冠外地非面標潔高計遼算；m——檔基底決以上緞土的澤加權危重度攝，地滿下水壇位以男下取搜浮重肉度；b——房誠基礎筆底面蘇寬度凳，大婆于6m時，扛按6m取值英；對修于砂煉土小喝于3m時按田3m取值劑；ck——鋪基底他下一籃倍短喉邊寬得深度各內(nèi)土夏的粘愛聚力建標準望值。第四鏈節(jié)喚按掘規(guī)范匹方法取確定壞地基寺承載燙力20旗23予/6調(diào)/3聚040從前跌述臨初界荷劑載及杰極限研荷載蒸計算專公式倡可以飽看到則，當草基礎剪越寬估，埋層置深鑒度越藝大，訂土的液抗剪永強度萄指標志值越造大時哲，地搬基承民載力辯也增坡加。二、從確定趴地基鎮(zhèn)承載部力特懷征值績修正《規(guī)等范》午規(guī)定居：當b＞3爆m或d＞0絡.5治m，地基缸承載體力特紡征值桃應該方進行塌修正使。fa——母修正勇后的盼地基底承載唇力特憐征值fak——敘地基慢承載幟力特惑征值痰，根洽據(jù)強泄度指健標確枕定ηb、驅(qū)ηd——楊基礎很寬度云和埋福深的可地基朗承載獸力修金正系夾數(shù)(胳可查娃表)說明果：《規(guī)發(fā)范》迷規(guī)定筆地基凱承載迫力特絹征值癢還可森以由從載荷中試驗弓或其問它原謀位測副試、用并結(jié)崇合工愈程經(jīng)補驗等宋方法集綜合劃確定丟。20碗23千/6黎/3澡041第五舒節(jié)規(guī)關鎮(zhèn)于地漂基承清載力曬的討蟻論地基略承載輪力的親研究填是土堵力學閣的主止要課潔題之圈一，搜地基致承載分力的長確定座也是之一個爐比較著復雜松的問刺題，押影響院因素陰較多撤。其怖大小蹤蝶的確今定除卸了與牌地基科土的皇性質(zhì)及有關法以外榜，還板取決提于基哨礎的腐形狀通、荷王載作楚用方北式以厚及建舒筑物少對沉臥降控豈制要收求等杯多種責因素鍬。一、俯關于成載荷咳板試水驗確生定地惑基容罩許承嶄載力用載廚荷試昆驗曲探線確晌定的奴地基伴容許包承載復力在吃或為丈設計老容許偷承載雅力時營，均監(jiān)未包撐括基回礎埋踩置深援度對群地基眾承載陳力的宗影響搖，應營進行等深度遣修正垂。載荷滲試驗錫的壓堵板寬廟度總舟是小宿于實長際基暈礎的防寬度離，這掉種尺餡寸效刺應是乖不能弄忽略箭的。畫因此少有必牧要時烘應進嗚行地命基和主基礎國的變筑形驗香算。20濕23穿/6山/3訓042從臨黃塑荷桿載與侄臨界脾荷載謠公式耗推導竿中，怠可以呢看出統(tǒng)：1．范計算儲公式幕適用條于條徐形基痕礎。央這些利計算攪公式趟是從膠平面侍問題獻的條令形均真布荷跑載情凡況下港導得館的，賊若將打它近卷似地決用于診矩形霸基礎鳴，其逆結(jié)果恐是偏破于安父全的喂。2．究計算億土中夾由自單重產(chǎn)哪生的滅主應株力時舊，假洋定土惡的側(cè)柳壓力敘系數(shù)犧，這迎是與套土的利實際恰情況資不符務，但漢這樣嶺可使拼計算驕公式服簡化桶。一榜般來慮說，荒這樣狼假定鎖的結(jié)壁果會小導致求計算訊的塑雖性區(qū)羽范圍澇比實擱際偏蜜小一搖些。3．戀在計寄算臨溪