【文章內容簡介】 于所有等級的建筑物都必須進行地基承載力驗算。當基礎只承受軸心荷載時，要求滿足式 pk≤ fa 式中 pk —— 基礎底面的壓力?；讐毫喕癁榘粗本€分布，用材料力學方法求得 式中 Fk —— 相應荷載效應標準組合時 ，上部結構傳至基礎頂面豎向力， kN； Gk —— 基礎自重和基礎上的土重， kN； A —— 基礎底面積， m2。 地 基 計 算 采用極限狀態(tài)設計方法 ， 結合地基土的特點和長期積累的工程經驗 ， 地基計算包括地基承強力驗算 、 地基變形驗算 、 地基穩(wěn)定驗算三個方面內容 。 kkkFGpA?? 當基礎受 偏心荷載 作用時，除要求滿足上式外，還應滿足 式中 pmax —— 基礎底面邊緣最大壓力值， kPa； pmin —— 基礎底面邊緣最小壓力值， kPa； M —— 作用于基礎底面的力矩值， kN?M； W —— 基礎底面的抵抗矩， m3； e —— 偏心矩， m。 m axm axm i n1 . 2kk k k kkpfp F G Mp AW???? 當偏心矩 e＞ b／ 6時， pmin＜ 0，基礎底面與地基土脫開。這種情況下，基底壓力 pmax可表示為： 式中 l —— 垂直于力矩方向的基礎底面邊長 ，m； a —— 合力作用點至基礎底面最大壓力邊緣的距離 ， m。 pmin /pmax 值過小，表示基底壓力分布很不均勻，容易引起過大的不均勻沉降．應盡量避免。對高層建筑的箱形和筏形基礎。要求 pmin 0。若考慮地震組合，則允許基礎底面可以局部與地基土脫開，但零應力區(qū)的面積不應超過基礎底面積的 25％，即 3a ≥ 。 m ax2 ( )3kFGpla?? 地基承載力設計值是滿足土的強度條件和變形要求時的地基單位面積上的承載能力。因此承載力驗算可以認為是控制地基中塑性區(qū)域的發(fā)展以免導致地基失穩(wěn)。 地基承載力特征值確定方法： 1．按 《 建筑地基基礎設計規(guī)范 》 提供的承載力表，由室內土工試驗和原位測試指標確定地基承載力特征值 fak。 2．按土的抗剪強度指標，以理論公式fa=Mb?b+Md?0d+Mcck 計算地基承載力設計值 fa。 地基承載力設計值確定 fa＝ fak ＋ ?b? (b－ 3)＋ ?d? (d－ ) 式中 fa —— 修正后的 地基承載力特征值， kPa； fak —— 地基承載力特征值， kPa； ? —— 基底以下土的天然容重，地下水位以下用浮容重， kN／ m3； b —— 基礎寬度，當寬度小于 3m時按 3m計，大于 6m時按 6m計； d —— 基礎埋置深度 m；一般基礎自室外地面標高起算。在填方整平地區(qū)，可自填土面標高算起， 但填土在上部結構施工完成后進行，應從天然地面標高算起。 對于地下室，如采用箱形基礎或筏基時， 基礎埋置深度自室外地面標高算起，當采用獨立基礎或條形基礎時應從室內地面標高算起。 地下室的外墻基礎埋深，可按下式計算 d=(d1+d2)/2。在其他情況下，從室內地面標高起算； ?b、 ?d ——— 基礎寬度和埋置深度的承載力修正系數(shù) 。 二、中心荷載作用下基礎的計算 在基礎的設計中，通常假定基礎底面壓力是直線分布，受中心荷載作用時，則為均勻分布，基礎采用對稱形式，使荷載作用線通過基底形心。 計算步驟如下 ： (一 ) 計算基礎底面積 A (矩形 )或基礎底面寬度 b (條形、正方形 ) 中心荷載作用下的基礎，按承載力設計值計算，應滿足條件： 初步估算時，可假定基礎與土的平均容重 為(工程計算中，常簡化取為 20 kN/m3) 即 G＝ ?G dA。 在實際計算時 G則為基礎自重的設計值和基礎上土重的標準值，地下水位以下部分均用浮容重計算。 kGkaF A dpfA???? kaGkaGkaGFbfdFbfdFAfd?????????條 形 基 礎方 形 基 礎矩 形 基 礎 三、偏心荷載作用下基礎的計算 偏心荷載作用下，基礎底面的尺寸一般用逐次漸近法進行計算。計算步驟如下： ，用條形基礎公式或矩形基礎公式計算出基礎的底面積 A1 (對于單獨基礎 )或基礎寬度 b1(對于條形基礎 )。 ，把底面積 A1(或 b1)適當提高 10％～ 40％，作為偏心荷載作用下基礎底面積 (或寬度 )的第一次近似值，即： A＝ (～ )A1 A，用下式計算基底的最大和最小的邊緣壓力。 如不滿足要求，或應力過小，地基承載力未能充分發(fā)揮，應調整基礎尺寸，直到既滿足要求又能發(fā)揮地基承載力為止。 基礎高度的確定方法與受中心荷載作用的方法相同。 若地基中有軟弱下臥層時，應進行軟弱下臥層的承載力驗算。若建筑物屬于必需進行變形驗算的范圍，應按要求進行變形驗算。必要時還要對尺寸進行調整，并重新進行各項驗算。 m a xm a x m i n m a xm i n1 ( ) 1 . 22k k k ka k akp F G M p p f p fp AW?? ? ? ? ?驗 算 地 基 承 載 力 3. 軟弱下臥層承載力驗算 持力層以下存在承載力明顯低于持力層的土層，稱為軟弱下臥層。如果軟弱下臥層埋藏不夠深，擴散到下臥層的應力大于下臥層的承載力時，地基仍然有失效的可能，因此需要進行軟弱下臥層的承載力驗算。 當?shù)鼗芰臃秶鷥扔熊浫跸屡P層時，應按下式驗算： pz＋ pcz＜ faz 式中 pz— 軟弱下臥層頂面處的附加壓力設計值； pcz— 軟弱下臥層頂面處土的自重壓力標準值； faz — 軟弱下臥層頂面處經深度修正后地基承載力設計。 當持力層與下臥軟弱土層的壓縮模量比值大于或等于 3時，對條形基礎和矩形基礎， pz值可按簡化公式計算。 ()2 ta n()( 2 ta n ) ( 2 ta n )cozcozbppbzlb ppl z b z????????????條 形 基 礎矩 形 基 礎自重應力標準值 附加壓力設計值 Es1/Es2 ~θ pz＋ pcz＜ faz ()2 ta n()( 2 ta n ) ( 2 ta n )cozcozbppbzlb ppl z b z????????????條 形 基 礎矩 形 基 礎自重應力標準值 附加壓力設計值 Es1/Es2 ~θ 三、地基穩(wěn)定性驗算 對經常受水平荷載作用的高層建筑和高聳結構以及建在斜坡上的建筑物，尚應驗算地基地穩(wěn)定性。 地基穩(wěn)定性可用圓弧滑動面法進行驗算。穩(wěn)定安全系數(shù)為最危險的滑動面上諸力對滑動中心所產生的抗滑力矩與滑動力矩的比值，其值應符合下式要求： 若考慮深層滑動時，滑動面可為軟弱土層界面，即為一平面時，穩(wěn)定安全系數(shù)應提高。 位于穩(wěn)定土坡坡頂上的建筑，當垂直于坡頂邊緣線的基礎底面邊長小于或等于 3m時，其基礎底面外邊緣線至坡頂?shù)乃骄嚯x應符合下式要求，但不得小于 。 當邊坡坡角大于 45o 、坡高大于 8m時， 尚應進行坡體穩(wěn)定性驗算。 ?? 滑動力矩抗滑力矩K t a n