【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 脹： 凍脹力，地面隆起 融陷 ： 強(qiáng)度降低，建筑物下陷 建筑物開(kāi)裂損壞 不均勻沉降 凍深 毛細(xì)區(qū) 地下水 凍結(jié)區(qū) 2)凍脹機(jī)理 毛細(xì)水 土顆粒 結(jié)合水 冰 水變成冰的體脹 自由水凍結(jié)溫度 0oc，結(jié)合水凍結(jié)溫度 ~30oc 吸引毛細(xì)水 自由水 +外層 (弱 )結(jié)合水凍結(jié) ,形成冰針 ,冰透鏡 結(jié)合水膜變薄 ,離子濃度加大 ,吸力增加 吸引地下水 粗粒土：無(wú)凍脹 堅(jiān)硬粘性土：凍脹微弱 粉土：凍脹最嚴(yán)重 3)影響凍脹的因素： 土性 (土的粒徑大小 )，含水量的多少，地下水位高低 4)凍脹性劃分 ： 《 建筑地基規(guī)范 》 根據(jù)凍土層的平均凍脹率的大小，將地基土劃分為 不凍脹、弱凍脹、凍脹、強(qiáng)凍脹和特強(qiáng)凍脹 五類。 注： 凍脹區(qū)的基礎(chǔ)，應(yīng)保證有足夠的埋深，使基底達(dá)到或基本達(dá)到凍脹影響深度以下，從而避免凍害。 5)凍脹土中基礎(chǔ)埋深的要求 dmin ＝ zd– hmax Zd 設(shè)計(jì)凍深； Z0 標(biāo)準(zhǔn)凍深； hmax允許殘留凍土最大厚度 Zd Z0 dmin 室內(nèi)地面 hmax 地基承載力 地基承受荷載的能力 為了滿足地基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要求，設(shè)計(jì)時(shí)必須控制基礎(chǔ)底面最大壓力不得大于某一界限值，這一界限值稱為 地基承載力 。 1)地基承載力的概念 地基承載力特征值fa：指由載荷試驗(yàn)測(cè)定的地基土壓力變形曲線線性變形段內(nèi) 規(guī)定的 變形 所對(duì)應(yīng)的 壓力值 。 s p ~ s pcr pu fa sa p 2)地基承載力特征值特點(diǎn)： (1)地基承載力特征值實(shí)質(zhì)就是 容許承載力 (2)按 正常使用 極限狀態(tài) 原則確定 (3)以 地基的變形 作為控制標(biāo)準(zhǔn) afp ?Kpp u /?RS ?0?重要性系數(shù) 分項(xiàng)系數(shù) kSS ??分項(xiàng)系數(shù) (1）容許承載力理論 (2）極限承載力理論－安全系數(shù)法 (3）極限承載力理論－分項(xiàng)系數(shù)法 RkRR ?/?3)地基承載力設(shè)計(jì)理論 (1) 容許承載力理論 ? 承載力：塑性區(qū)開(kāi)展范圍： Pcr， P1/4，s/b=（載荷試驗(yàn)）、計(jì)算公式 ? 荷載：標(biāo)準(zhǔn)值（組合） F 塑性區(qū) 容許承載力 :確保地基不發(fā)生剪切破壞而失穩(wěn)，同時(shí)又保證建筑物的沉降不超過(guò)允許值的最大荷載。 (1)容許承載力理論 ? 在載荷試驗(yàn)中可以由其比例界限確定； ? 按一定沉降比人為規(guī)定，例如 s/b? ? 在理論計(jì)算中可以由塑性區(qū)發(fā)展理論中的臨塑荷載 pcr＝p1/ p1/3確定。 ? 按容許承載力理論確定的承載力，其沉降一般也會(huì)滿足要求，常常不需進(jìn)行沉降驗(yàn)算。 ? 在這種設(shè)計(jì)中，工程的安全性和可靠性是無(wú)定量的概念。因而是一種經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法。 ? 其設(shè)計(jì)荷載可取為標(biāo)準(zhǔn)值或標(biāo)準(zhǔn)組合。 (2)極限承載力理論 —安全系數(shù)法 ? 承載力： 極限承載力理論公式、平板載荷試驗(yàn) 極限值 /安全系數(shù) （ 2~3） ? 荷載： 采用標(biāo)準(zhǔn)值（組合） 在這一理論方法中，其安全程度用單一的安全系數(shù) K表示，但這一安全系數(shù)反映多大的失事概率是不得而知的。 Kpp u /??對(duì)于地基承載力問(wèn)題，單一安全系數(shù)法的一般表達(dá)式為： (3) 極限承載力理論－分項(xiàng)系數(shù) ? 承載力： 采用標(biāo)準(zhǔn)值除以承載力分項(xiàng)系數(shù) ? 荷載： 荷載效應(yīng)組合的代表值 分項(xiàng)系數(shù) －－設(shè)計(jì)值 S（基本組合） kSS ?? RkRR ?/?RS ?0?? 基于可靠度理論的分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)方法也是一種極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。 ? 由于工程中的荷載和抗力都是隨機(jī)變量，有多少可能使荷載大于抗力而失事是一個(gè)隨機(jī)事件。 ? 破壞的概率（可能性）決定于兩個(gè)隨機(jī)變量的均值（眾值，中值及某個(gè)分位值）及其分布。 (3)極限承載力理論－分項(xiàng)系數(shù) R ，S R，S f(S) f(R) R S R S 巖土工程的不確定性 ? 土層剖面與邊界的不確定性 ? 現(xiàn)場(chǎng)與實(shí)驗(yàn)室?guī)r土指標(biāo)的不確定性 ? 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)力與孔隙水壓力的不確定性 ? 外加荷載及其分布的不確定性 ? 計(jì)算理論和方法的不確定性 ? 應(yīng)力變形的機(jī)理不清楚。 可靠度設(shè)計(jì)：有待于科技發(fā)展和資料的積累 ? 按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以理論公式計(jì)算 ? 載荷試驗(yàn) ? 按規(guī)范提供的承載力表確定（地方規(guī)范） ? 經(jīng)驗(yàn)方法 (1)理論公式 fa=Mb?b+Md ? md+Mcck 該公式確定承載力時(shí)相應(yīng)的理論模式是 基底壓力呈條形均勻分布 。所以僅適用于 30/le ? 的情況。 Kpf ua ?注： 以 p1/4=N?B ?/2+Nq ? d+Ncc為理論依據(jù) 1)按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定 (2）規(guī)范推薦的公式 k? ≥24176。 時(shí)， Mb實(shí)際比理論大 (3)公式運(yùn)用的注意問(wèn)題 取值 對(duì) b的限制。 應(yīng)進(jìn)行地基變形驗(yàn)算。 dm??2)載荷試驗(yàn)法 載荷板的測(cè)試范圍： 在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò) ～ 動(dòng)較少的地基土體直接施荷 ， 所測(cè)得的成果一般能反映相當(dāng)于 1～ 2倍荷載板寬度的深度以內(nèi)土體的平均性質(zhì) 。 規(guī)范要求 :對(duì)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為 甲級(jí) 的建筑物采用 載荷試驗(yàn) 、 理論公式計(jì)算及其他原位試驗(yàn)等方法綜合確定 。 千斤頂 荷載板 ? 載荷板試驗(yàn)的主要優(yōu)缺點(diǎn)： ? 載荷試驗(yàn)可靠性高； ? 費(fèi)時(shí) 、 耗資；試驗(yàn)只能反映淺層地基的承載力 。 圖 載荷板與實(shí)際基礎(chǔ)對(duì)地基的影響深度比較 (a)載荷試驗(yàn) (b)實(shí)際基礎(chǔ) 確定地基承載力特征值 (一 ) ps曲線 “ 陡降型 ” ——取值主要由地基強(qiáng)度控制 （二） ps曲線 “ 緩變型 ” —— 取值主要由地基允許變形控制 常出現(xiàn)于低壓縮性土 常出現(xiàn)于中、高壓縮性土 akif(一 )ps曲線 “ 陡降型 ” 取圖中的比例界限荷載作為承載力特征值 akf對(duì)于少數(shù)呈 “ 脆性 ” 破壞的土， Pb與極限載荷很接近， 當(dāng) Pu2Pb時(shí)，取 Pu/2作為承載力特征值。 （二） ps曲線 “ 緩變型 ” 當(dāng)壓板面積為 ～ ， 規(guī)定取 s/b=～ 所對(duì)應(yīng)的荷載作為承載力特征值 ， 但其值不應(yīng)大于最大加載量的一半 。 akf確定地基承載力特征值 同一層土 ， 應(yīng)選擇三個(gè)以上試驗(yàn)點(diǎn) ， 得到 則 取 ??? akakakakakakffffff i nm ax321akf??akak ff（一）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)確定 巖石地基承載力特征值 af (二 ) 根據(jù)室內(nèi)飽和單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)計(jì)算確定 rkra ff ?? ?其他原位測(cè)試地基承載力特征值 akf 靜力觸探； 動(dòng)力觸探； 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等 當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)和乙級(jí)時(shí)，應(yīng)結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)成果綜合分析，不宜單獨(dú)應(yīng)用。 地基承載力的修正計(jì)算 考慮增加基礎(chǔ)寬度和埋置深度時(shí) ， 地基承載力也將隨之提高 ， 所以 ， 應(yīng)將地基承載力對(duì)不同的基礎(chǔ)寬度和埋置深度進(jìn)行修正 ， 才能供設(shè)計(jì)使用 。 修正原因 : 修正公式 )()3( ????? dbff mdbaka ???? （ 7. 9 ） af —— 修正后的地基承載力特征值（ kP a ）； akf —— 地基承載力特征值（ kP a ）； b—— 基礎(chǔ)底面寬度（ m）； b取值范圍 3~6 m d—— 基礎(chǔ)埋置深度（ m）； akf 和 af 的 區(qū) 別 af —— 地基承載力特征值： 由理論公式法、巖石地基的現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)試驗(yàn)法直接取得。 akf —— 未經(jīng)深寬修正的地基承載力特征值： 由土質(zhì)地基的現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)和靜力觸探、動(dòng)力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn) 等原位測(cè)試法取得，經(jīng)深寬修正后方得到 af 。 ? 地基變形驗(yàn)算目的 ——保證建筑物安全、正常使用和外觀。 變形驗(yàn)算的要求 ：建筑物的地基特征變形計(jì)算值，不應(yīng)大于地基特征變形允許值，即 ? Δ——地基特征變形計(jì)算值 ? [Δ]——變形特征允許值。 ? 注： 傳至基礎(chǔ)上的荷載應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合 （不應(yīng)計(jì)入風(fēng)荷載和地震作用）。 Δ≤[Δ] 沉降量 沉降差 傾斜 局部?jī)A斜 地基變形特征： 對(duì)各種建筑物產(chǎn)生危害的不利沉降形式。 地基變形特征的四種類型 (1)沉降量 —— 指基礎(chǔ)某點(diǎn)的沉降值。 控制對(duì)象： 對(duì)于單層排架結(jié)構(gòu)，體型簡(jiǎn)單的高層建筑基礎(chǔ)，高聳結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的沉降量應(yīng)注意驗(yàn)算。 (2)沉降差 —— 一般指相鄰柱基中點(diǎn)的沉降量之差。 控制對(duì)象： 是不均勻沉降的一種，框架結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)這種情況的破壞。 （ 3）傾斜 —— 指基礎(chǔ)傾斜方向兩端點(diǎn)的沉降差與其距離的比值。 控制對(duì)象： 高聳結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)高比很小的高層