【文章內(nèi)容簡介】 脹： 凍脹力，地面隆起 融陷 ： 強度降低，建筑物下陷 建筑物開裂損壞 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：無凍脹 堅硬粘性土：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、強凍脹和特強凍脹 五類。 注： 凍脹區(qū)的基礎(chǔ)，應(yīng)保證有足夠的埋深，使基底達到或基本達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 為了滿足地基強度和穩(wěn)定性的要求，設(shè)計時必須控制基礎(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：指由載荷試驗測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： (1)地基承載力特征值實質(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) 分項系數(shù) kSS ??分項系數(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－分項系數(shù)法 RkRR ?/?3)地基承載力設(shè)計理論 (1) 容許承載力理論 ? 承載力：塑性區(qū)開展范圍： Pcr， P1/4，s/b=（載荷試驗）、計算公式 ? 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)，同時又保證建筑物的沉降不超過允許值的最大荷載。 (1)容許承載力理論 ? 在載荷試驗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，其沉降一般也會滿足要求，常常不需進行沉降驗算。 ? 在這種設(shè)計中，工程的安全性和可靠性是無定量的概念。因而是一種經(jīng)驗的設(shè)計方法。 ? 其設(shè)計荷載可取為標(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 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 /??對于地基承載力問題，單一安全系數(shù)法的一般表達式為： (3) 極限承載力理論－分項系數(shù) ? 承載力： 采用標(biāo)準(zhǔn)值除以承載力分項系數(shù) ? 荷載： 荷載效應(yīng)組合的代表值 分項系數(shù) －－設(shè)計值 S（基本組合） kSS ?? RkRR ?/?RS ?0?? 基于可靠度理論的分項系數(shù)設(shè)計方法也是一種極限狀態(tài)設(shè)計方法。 ? 由于工程中的荷載和抗力都是隨機變量，有多少可能使荷載大于抗力而失事是一個隨機事件。 ? 破壞的概率（可能性）決定于兩個隨機變量的均值（眾值，中值及某個分位值）及其分布。 (3)極限承載力理論－分項系數(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)場與實驗室?guī)r土指標(biāo)的不確定性 ? 現(xiàn)場應(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 ? 計算理論和方法的不確定性 ? 應(yīng)力變形的機理不清楚。 可靠度設(shè)計：有待于科技發(fā)展和資料的積累 ? 按土的抗剪強度指標(biāo)以理論公式計算 ? 載荷試驗 ? 按規(guī)范提供的承載力表確定（地方規(guī)范） ? 經(jīng)驗方法 (1)理論公式 fa=Mb?b+Md ? md+Mcck 該公式確定承載力時相應(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)按土的抗剪強度指標(biāo)確定 (2）規(guī)范推薦的公式 k? ≥24176。 時， Mb實際比理論大 (3)公式運用的注意問題 取值 對 b的限制。 應(yīng)進行地基變形驗算。 dm??2)載荷試驗法 載荷板的測試范圍： 在現(xiàn)場通過 ～ 動較少的地基土體直接施荷 ， 所測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 :對地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為 甲級 的建筑物采用 載荷試驗 、 理論公式計算及其他原位試驗等方法綜合確定 。 千斤頂 荷載板 ? 載荷板試驗的主要優(yōu)缺點： ? 載荷試驗可靠性高； ? 費時 、 耗資；試驗只能反映淺層地基的承載力 。 圖 載荷板與實際基礎(chǔ)對地基的影響深度比較 (a)載荷試驗 (b)實際基礎(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對于少數(shù)呈 “ 脆性 ” 破壞的土， Pb與極限載荷很接近， 當(dāng) Pu2Pb時，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)選擇三個以上試驗點 ， 得到 則 取 ??? akakakakakakffffff i nm ax321akf??akak ff（一）根據(jù)現(xiàn)場載荷試驗確定 巖石地基承載力特征值 af (二 ) 根據(jù)室內(nèi)飽和單軸抗壓強度試驗計算確定 rkra ff ?? ?其他原位測試地基承載力特征值 akf 靜力觸探； 動力觸探； 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗等 當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)計等級為甲級和乙級時，應(yīng)結(jié)合室內(nèi)試驗成果綜合分析，不宜單獨應(yīng)用。 地基承載力的修正計算 考慮增加基礎(chǔ)寬度和埋置深度時 ， 地基承載力也將隨之提高 ， 所以 ， 應(yīng)將地基承載力對不同的基礎(chǔ)寬度和埋置深度進行修正 ， 才能供設(shè)計使用 。 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)場和室內(nèi)試驗法直接取得。 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)場載荷試驗和靜力觸探、動力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗 等原位測試法取得，經(jīng)深寬修正后方得到 af 。 ? 地基變形驗算目的 ——保證建筑物安全、正常使用和外觀。 變形驗算的要求 ：建筑物的地基特征變形計算值，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)計入風(fēng)荷載和地震作用）。 Δ≤[Δ] 沉降量 沉降差 傾斜 局部傾斜 地基變形特征： 對各種建筑物產(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)某點的沉降值。 控制對象： 對于單層排架結(jié)構(gòu)，體型簡單的高層建筑基礎(chǔ)，高聳結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的沉降量應(yīng)注意驗算。 (2)沉降差 —— 一般指相鄰柱基中點的沉降量之差。 控制對象： 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)傾斜方向兩端點的沉降差與其距離的比值。 控制對象： 高聳結(jié)構(gòu)、長高比很小的高層