高层3.天然地基承载力和沉降.ppt

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1、高层建筑地基基础3天然地基承载力和沉降3.1概述3.2承载力3.2.1概述3.2.2浅基的破坏模式地基破坏主要是由于基础下持力层抗剪强度不够，土体产生剪切破坏所致，地基的破坏模式可分为：1.整体剪切破坏（密实砂土，坚硬粘土）2.局部剪切破坏（土质较软）3.冲剪破坏（软粘土，深埋）3.2.3地基承载力验算内容地基抗震验算步骤：1.根据静力设计的要求确定基础尺寸对地基进行强度和沉降量的核算2.地基抗震强度验算：（荷载组合；基础底面的压力取为直线分布）基础底面地震作用效应标准组合的平均压力值基础边缘地震作用效应标准组合的最大压力值3.2.

2、4地基承载力的确定确定地基承载力的方法（1）理论公式法。不做宽度深度修正（2）现场试验法：载荷试验、标准贯入试验、静力触探等。要进行修正（3）规范公式计算法，不做宽度深度修正（4）根据经验确定容许承载力，做宽度深度修正fa=fak+b(b-3)+dm(d-0.5)进行深度和宽度修正：fak：承载力特征值（标准值）fa：深宽修正后的承载力特征值（设计值）b、d：宽度和深度修正系数：基底下土的重度，地下水位以下取浮重度m：基底以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度b：基底宽度(m)，大于6m按6m取值，小于3m按3m

3、取值d：基础埋深(m)根据《规范》推荐的理论公式确定承载力特征值采用《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）推荐的、以浅基础地基的临界荷载为基础的理论公式，计算地基承载力特征值，其计算公式为：式中：fa——地基承载力特征值，kPa；Mb、Md、Mc——承载力系数，查表；b——基底宽度，m，大于6m时按6m取值，小于3m时按3m取值；φk——土的内摩擦角标准值，度；ck——土的粘聚力标准值，kPa；γ——基底以下土的重度，地下水位以下取浮重度，kN/m3；γm——基底以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，kN/m3；

4、d——基础埋深，m。同样，根据《规范》推荐的理论公式确定的承载力特征值，可直接作为地基允许承载力。3.2.5影响地基承载力因素的讨论3.3沉降1.普通分层总和法假定：①无侧向变形。故可用室内压缩试验得到的指标计算沉降；②取基底中心轴线上的附加应力计算沉降。假定①将使沉降偏小，假定②则使沉降偏大。两者相互补充。沉降计算公式如下：式中△si——第i层土的压缩量；εi——第i层土的侧限压缩应变；Hi——第i层土的厚度;n——地基沉降计算深度（压缩层厚度）范围内所划分的土层数根据所采用的土体压缩性指标，上式也可改写成下述几种形式。(1)直接

5、采用压缩试验　曲线:考虑　　，可改写为：式中e1i——根据第i层土的自重应力平均值（即p1i）从土的压缩曲线上得到的相应土体孔隙比。和——第i层土底面处和顶面处自重应力；e2i——根据第i层土的自重应力平均值和附加应力平均值之和（即p2i=p1i＋△pi）从压缩曲线上得到的相应土体孔隙比。和——第i层土底面和顶面处的附加应力。（2）采用压缩系数计算，可改写成：式中ai——第i层土的压缩系数；其他符号意义同前。（3）采用压缩模量计算，可改写成：式中Esi——第i层土的压缩模量；（4）采用体积压缩系数计算，还可以改写为：式中mvi——第

6、i层土的体积压缩系数。分层总和法的计算步骤：（1）计算基底附加压力p0；（2）分层：地下水位面和各土层交界面；层厚取0.4b（b为基底宽度）或1～2m；（3）计算自重应力（基底、各分层处）；（4）计算附加应力（基底中心线与各分层交界点处）；（5）计算和；（6）由和值在e～p曲线上查对应的孔隙比；（7）确定地基沉降计算深度（即地基压缩层厚度）：一直往下算，直至（如其下有高压缩性土，须算至）；（8）计算各分层沉降：；（9）计算总沉降：规范推荐的分层总和法与传统的分层总和法相同之处：也采用单向压缩条件下的压缩性指标;与传统的分层总和法不同

7、之处：1.采用平均附加应力系数；2.规定了地基沉降计算深度的标准，考虑了基础大小这一因素，比应力比法更为合理；3.提出了地基的沉降计算经验系数，使得计算结果接近于实测值。建筑地基基础设计规范法指建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）推荐的沉降计算方法（以下简称规范法）。在规范法中，采用侧限条件下的压缩性指标，并应用平均附加应力系数计算，对分层求和值采用沉降计算经验系数进行修正，使计算结果更接近实测值。图6-6平均附加应力系数意义平均附加应力系数意义如图所示。将地基视为半无限各向同性弹性体，假设土体侧限条件下压缩模量Es不随

8、深度改变，于是从基底至地基任意深度z范围内的压缩量为式中A——深度为z范围内附加应力面积。附加应力面积A也可用附加应力系数K来表示，式中p0——对应于荷载效应永久组合时的基底附加压力，即荷载作用密度。为了方便计算，引进平均附加应力系数