大面积圆形基础下软弱下卧层的强度验算

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1、大面积圆形基础下软弱下卧层的强度验算中石化勘察设计院戚银生K摘要』本文结合工程实践对大型油罐基础下软弱下卧层强度的验算问题进行了分析，利用薄层挤压理论在下卧层强度验算方面作了一些尝试，所得结论可供类似工程参考。关键词：挤压理论软弱下卧层强度验算THESOFTSUBSTRATUMSTRENGTHCALCULATIONOFBIGAREACIRCULARFOUNDATIONQiYinshengTheSINOPECInvestigationandDesignInstituteHAbstract3Withtheengineeringpra

2、ctice,thispaperanalysesthesubstratumstrengthcalculationofthebigoiltankfoundation.Anewmethodtocalculatethesubstratumstrengthaccordingtothethinstratumcompactiontheoryisproposed・Thepaper'sconclusionmaybeareferencetothesimilarproject.Keywordscompactiontheorysoftsubstratu

3、mstrengthcalculation一、刖吕我国《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)对于条形基础、矩形基础软弱下卧层的验算规定了计算方法，其理论基础是压力扩散理论。但对于大面积基础当软弱层埋深较浅即Z/B较小吋，其扩散角很小，甚至为零，此时按上述方法进行下卧层强度验算所得结论往往是软弱下卧层强度不足。石化建设中大型油罐基础及高层建筑筏基与箱基经常遇到此类问题，本文将结合已建成投产的大型油罐，利用薄层挤压理论对其下卧层的强度进行了验算，该方法对今后类似工程的设计计算有所裨益。二、薄层挤压理论简介压力扩散理论是伊戈洛夫以土

4、层分界面上的摩擦力为零的假设为基础(为简化而作此假设)，根据弹性理论得到了条形均布荷载下的双层地基中点应力的平面问题解答，我国现行的(GBJ7-89)规范根据这一解答在总结实验结果的基础上提出了条形基础、矩形基础的压力扩散角。而薄层挤压理论是考虑软弱薄层层面两侧的摩擦作用,最早研究的是普朗特尔1923年针对条形基础根据极限平衡的平面问题和“=0的假设提出来的，以后进行了修正，其圆形基础的软弱薄层的平均极限承载力的解万答为P=+(2.1)111~P为薄层的平均极限承载力产z为上覆土的有效重量Nmc为4=0时圆形荷载薄层挤压的承载力

5、系数“c(b—2b(y心=2+龙+—产b：为圆形基础的直径't：为薄层厚度%：为假定不受摩擦影响的边缘恒压段宽度c:为土的凝聚力当e工o时(2.2)111式中N/NEN诗2tairb二2b°(h-2h^e1-D-2C丿a2b21+0/・占_2瓜.—])_(a=tg(p1+sin°1-sin。其中M他为承载力系数，可按太沙基承载力公式中的系数，有经验表格可查取。平均极限承载力取一定的安全系数(一般取3)并扣除上部土体的自重大于软弱层顶面的附加应力即为安全。三、应用薄层挤压理论进行下卧层强度验算的实例1、工程概况上海某油库区5000

6、0m3油罐两座，其直径为60・0m,环墙基础，油罐基础底部附加压力为240KPa,地基上部15m用碎石桩处理，0—25m采用塑料排水板处理，两者为软土提供了竖向排水通道并使碎石桩复合地基承载力提高至120KPa,再通过充水预压使地基强度进—步提咼。2、工程地质条件场地各土层的竖向分布情况如图1所示，地基土的物理力学性质地基土的物理力学指标表1层号地层一含水M密度空隙比IpIICu(Kpa)叽c>Ccu(Kpa)(・)Es(Mpa)fk(Kpa)①吹填土34.31.841.00414.50.852.550②粉质粘土32.01.91

7、0.85912.60.885.0110③2砂质粉土33.01.880.90723.50.552.032.34.085③3粘质粉土34.81.840.98412.01.2421.01.029.527.74.090④淤泥质粘土45.41.761.27120.21」226.40.624.012.12.675⑤1粘土3&91.821.09517.51.0036.01.628.012.63.080@2砂质粉土31.41.850.915140⑤3粉质粘土33.01.820.98812.21.01130指标如表1。深度（01）0.0号层①②1

8、0.015925.028.029.633.1③2④⑤⑤,图1地基土层竖向分布指标的平均值打七折参与计算,3、下卧层强度验算④层以上土层经碎石桩和塑料排水板及充水预压加固后，强度有所提高，而⑤2层以下土层承载力较高，唯有⑤】层土强度较低且未设置竖向排水通道，那么该