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地基承载力计算

作者:精益岩土网     2016年12月31日 19:58      转载请注明来自精益岩土网


《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第5.2节对地基承载力计算进行了规定。

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第5.2.1条指出:基础底面的压力,应符合下列规定:

(1)当轴心荷载作用时,pkfa

式中:pk——相应于作用的标准组合时,基础底面处的平均压力值(kPa);

fa——修正后的地基承载力特征值(kPa)。

(2)当偏心荷载作用时,pkmax≤1.2fa

式中:pkmax——相应于作用的标准组合时,基础底面边缘的最大压力值(kPa)。

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第5.2.2条指出:基础底面的压力,可按下列公式确定:

(1)当轴心荷载作用时,pk=(Fk+Gk)/A

式中:Fk——相应于作用的标准组合时,上部结构传至基础顶面的竖向力值(kN);

Gk——基础自重和基础上的土重(kN);

A——基础底面面积(m2)。

(2)当偏心荷载作用时

pkmax=(Fk+Gk)/A+Mk/W

pkmin=(Fk+Gk)/A-Mk/W

式中:Mk——相应于作用的标准组合时,作用于基础底面的力矩值(kN·m);

W——基础底面的抵抗矩(m3);

pkmin——相应于作用的标准组合时,基础底面边缘的最小压力值(kPa)。

(3)当基础底面形状为矩形且偏心距e>b/6时,pkmax应按下式计算:

pkmax=2(Fk+Gk)/3la

式中:l——垂直于力矩作用方向的基础底面边长(m);

a——合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离(m)。

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第5.2.3条指出:地基承载力特征值可由载荷试验或其他原位测试、公式计算,并结合工程实践经验等方法综合确定。

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第5.2.4条指出:当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时,从载荷试验或其他原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值,尚应按下式修正:

fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)

式中:fa——修正后的地基承载力特征值(kPa);

fak——地基承载力特征值(kPa),按本规范第5.2.3条的原则确定;

ηbηd——基础宽度和埋置深度的地基承载力修正系数,按基底下土的类别查表5.2.4取值;

γ——基础底面以下土的重度(kN/m3),地下水位以下取浮重度;

b——基础底面宽度(m),当基础底面宽度小于3m时按3m取值,大于6m时按6m取值;

γm——基础底面以上土的加权平均重度(kN/m3),位于地下水位以下的土层取有效重度;

d——基础埋置深度(m),宜自室外地面标高算起。在填方整平地区,可自填土地面标高算起,但填土在上部结构施工后完成时,应从天然地面标高算起。对于地下室,当采用箱形基础或筏基时,基础埋置深度自室外地面标高算起;当采用独立基础或条形基础时,应从室内地面标高算起。

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第5.2.5条指出:当偏心距e小于或等于0.033倍基础底面宽度时,根据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值可按下式计算,并应满足变形要求:

fa=Mbγb+Mdγmd+Mcck

式中:fa——由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值(kPa);

MbMdMc——承载力系数,按表5.2.5确定;

b——基础底面宽度(m),大于6m时按6m取值,对于砂土小于3m时按3m取值;

ck——基底下一倍短边宽度的深度范围内土的黏聚力标准值(kPa)。

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第5.2.6条指出:对于完整、较完整、较破碎的岩石地基承载力特征值可按本规范附录H岩石地基载荷试验方法确定;对破碎、极破碎的岩石地基承载力特征值,可根据平板载荷试验确定。

对完整、较完整和较破碎的岩石地基承载力特征值,也可根据室内饱和单轴抗压强度按下式进行计算:

fa=ψr·frk

式中:fa——岩石地基承载力特征值(kPa);

frk——岩石饱和单轴抗压强度标准值(kPa),可按本规范附录J确定;

ψr——折减系数。根据岩体完整程度以及结构面的间距、宽度、产状和组合,由地方经验确定。无经验时,对完整岩体可取0.5;对较完整岩体可取0.2~0.5;对较破碎岩体可取0.1~0.2。

注:(1)上述折减系数值未考虑施工因素及建筑物使用后风化作用的继续;

注:(2)对于黏土质岩,在确保施工期及使用期不致遭水浸泡时,也可采用天然湿度的试样,不进行饱和处理。

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第5.2.7条指出:当地基受力层范围内有软弱下卧层时,应符合下列规定:

(1)应按下式验算软弱下卧层的地基承载力;

pz+pczfaz

式中:pz——相应于作用的标准组合时,软弱下卧层顶面处的附加压力值(kPa);

pcz——软弱下卧层顶面处土的自重压力值(kPa);

faz——软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值(kPa)。

(2)对条形基础和矩形基础,上式中的pz值可按下列公式简化计算:

条形基础:pz=b(pk-pc)/(b+2ztanθ)

矩形基础:pz=lb(pk-pc)/((b+2ztanθ)/(l+2ztanθ))

式中:b——矩形基础或条形基础底边的宽度(m);

l——矩形基础底边的长度(m);

pc——基础底面处土的自重压力值(kPa);

z——基础底面至软弱下卧层顶面的距离(m);

θ——地基压力扩散线与垂直线的夹角(°),可按表5.2.7采用。

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第5.2.8条指出:对于沉降已经稳定的建筑或经过预压的地基,可适当提高地基承载力。