2.3 地基计算地基计算一、地基承载力验算一、地基承载力验算 地地基基承承载载力力特特征征值值fak是是指指由由载载荷荷试试验验测测定定的的地地基基土土压压力力变变形形曲曲线线线线性性变变形形阶阶段段内内规规定定的的变变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。 1 1）定义）定义1 1、地基承载力特征值、地基承载力特征值fak的确定的确定地基计算2 2）主要影响因素）主要影响因素g（1 1）地基土的成因与堆积年代。）地基土的成因与堆积年代。g冲积土、洪积土比坡积土的承载力大，风冲积土、洪积土比坡积土的承载力大，风积土的承载力最小；积土的承载力最小；g同类土，堆积年代越久，承载力越高。同类土，堆积年代越久，承载力越高。g（2 2）地基土的物理力学性质。）地基土的物理力学性质。g密度越大，地基承载力特征值越大。密度越大，地基承载力特征值越大。 地基计算g（3 3）地下水。）地下水。g地地下下水水位位上上升升，土土的的天天然然重重度度减减小小为为浮浮重重度度，土的含水率增加，承载力减小；，土的含水率增加，承载力减小；g湿湿陷陷土土，膨膨胀胀土土，地地下下水水位位变变化化都都会会导导致致承承载力的改变。载力的改变。g（4 4）建筑物概况。）建筑物概况。g上上部部结结构构体体系系简简单单，整整体体刚刚度度大大，对对地地基基不不均匀沉降适应性好，地基承载力可取高值；均匀沉降适应性好，地基承载力可取高值；g基基础础宽宽度度大大，埋埋置置深深度度深深，地地基基承承载载力力相相应应提高。提高。地基计算3 3）地基承载力特征值的确定）地基承载力特征值的确定当载荷试验当载荷试验p-s曲线上有比例界限时，取曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值；该比例界限所对应的荷载值；当极限荷载小于对应比例界限的荷载值当极限荷载小于对应比例界限的荷载值2倍时，取极限荷载值的一半；倍时，取极限荷载值的一半；（1 1）现场载荷试验）现场载荷试验p-s曲线或其他原位测试曲线或其他原位测试方法。方法。地基计算平板载荷试验平板载荷试验地基计算A修正后的地基承载力特征值修正后的地基承载力特征值fa当当不不能能按按照照上上述述要要求求确确定定时时，当当压压板板面面积积为为0.250.50mm2，取取s/b=0.010.015所所对对应应的的荷荷载载，但其值不应大于最大加载量的一半。但其值不应大于最大加载量的一半。基底以下土的天然容重，地下水位以基底以下土的天然容重，地下水位以下用浮容重，下用浮容重，kN/m3。基础底面以上土的加权平均容重，地基础底面以上土的加权平均容重，地下水位以下用浮容重，下水位以下用浮容重， kN/m3 。地基计算A修正后的地基承载力特征值修正后的地基承载力特征值fa基底以下土的天然容重，地下水位以下基底以下土的天然容重，地下水位以下用浮容重，用浮容重，kN/m3。基础底面以上土的加权平均容重，地基础底面以上土的加权平均容重，地下水位以下用浮容重，下水位以下用浮容重， kN/m3 。基础宽度和埋深的地基承载力修基础宽度和埋深的地基承载力修正系数。正系数。b、d基础底面宽度（基础底面宽度（3mbb/6时时 偏心荷载（偏心荷载（ eb/6 ）下）下基底压力计算示意图基底压力计算示意图l垂直于力矩作用方向的基础底边边长。垂直于力矩作用方向的基础底边边长。考虑地震组合时，要求考虑地震组合时，要求3a 0.75b。地基计算3 3、软弱下卧层承载力验算、软弱下卧层承载力验算 持力层以下，若存在承载力明显低于持力层持力层以下，若存在承载力明显低于持力层的土层，称为软弱下卧层。的土层，称为软弱下卧层。 1 1）定义）定义2 2）软弱下卧层的承载力验算）软弱下卧层的承载力验算软弱下卧层顶面附加应力软弱下卧层顶面附加应力计算示意图计算示意图Es1Es2地基计算2 2）软弱下卧层的承载力验算）软弱下卧层的承载力验算 软弱下卧层顶面处的软弱下卧层顶面处的附加附加压力值；压力值；软弱下卧层顶面处土软弱下卧层顶面处土的自重压力值；的自重压力值；软弱下卧层顶面处经深度修正后的地软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值。基承载力特征值。软弱下卧层顶面附加应力软弱下卧层顶面附加应力计算示意图计算示意图Es1Es2地基计算A Pz的计算的计算 Y 当持力层与下卧软弱土层当持力层与下卧软弱土层的压缩模量比值的压缩模量比值Es1/Es23时，时，对矩形和条形基础对矩形和条形基础Pz可按压力可按压力扩散角的概念计算。扩散角的概念计算。条形基础条形基础矩形基础矩形基础软弱下卧层顶面附加应力软弱下卧层顶面附加应力计算示意图计算示意图Es1Es2地基计算条形基础条形基础矩形基础矩形基础软弱下卧层顶面附加应力软弱下卧层顶面附加应力计算示意图计算示意图Es1Es2p0基底处的附加压应力；基底处的附加压应力；pc基础底面处土的自重应力。基础底面处土的自重应力。 地基计算二、地基变形计算二、地基变形计算1 1、地基变形特征、地基变形特征沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。2 2、计算地基变形的规定、计算地基变形的规定 基础沉降分类基础沉降分类（1 1）由于建筑地基不均匀、荷载差异很大、体）由于建筑地基不均匀、荷载差异很大、体型复杂等因素引起的地基变形，型复杂等因素引起的地基变形，对于砌体承重结构应由对于砌体承重结构应由局部倾斜值局部倾斜值控制；控制；地基计算（1 1）由由于于建建筑筑地地基基不不均均匀匀、荷荷载载差差异异很很大大、体体型复杂等因素引起的地基变形，型复杂等因素引起的地基变形，对于砌体承重结构应由对于砌体承重结构应由局部倾斜值局部倾斜值控制；控制；对对于于框框架架结结构构和和单单层层排排架架结结构构应应由由相相邻邻柱柱基基的沉降差的沉降差控制；控制；对对于于多多层层或或高高层层建建筑筑和和高高耸耸结结构构应应由由倾倾斜斜值值控制；控制；必要时尚应控制必要时尚应控制平均沉降量平均沉降量。地基计算一一般般多多层层建建筑筑物物在在施施工工期期间间完完成成的的沉沉降降量量，对于砂土可认为其最终沉降量已完成对于砂土可认为其最终沉降量已完成80%以上；以上；（2 2）在在必必要要情情况况下下，需需要要分分别别预预估估建建筑筑物物在在施施工工期期间间和和使使用用期期间间的的地地基基变变形形值值，以以便便预预留留建建筑筑物物有有关关部部分分之之间间的的净净空空，选选择择连连接接方方法法和和施施工工顺顺序。序。对对 于于 其其 他他 低低 压压 缩缩 性性 土土 可可 认认 为为 已已 完完 成成20%50%；对于高压缩性土可认为已完成对于高压缩性土可认为已完成5% 20%。地基计算3 3、地基变形的计算（、地基变形的计算（分层总和法分层总和法）1 1）地基变形）地基变形s地基最终变形量，地基最终变形量，mm；s地基计算最终变形量，地基计算最终变形量，mm；si在变形深度范围内，第在变形深度范围内，第i层土的计算变层土的计算变形量，形量，mm；沉降计算经验系数。沉降计算经验系数。地基计算分层总和法计算地基沉降分层总和法计算地基沉降si在变形深在变形深度范围内，第度范围内，第i层层土的计算变形量，土的计算变形量，mm；地基计算分层总和法计算地基沉降分层总和法计算地基沉降平均附加应力平均附加应力系数。系数。地基计算分层总和法计算地基沉降分层总和法计算地基沉降地基计算沉降验算系数沉降验算系数s压缩模量的当量值。压缩模量的当量值。地基计算2 2）变形计算深度）变形计算深度s由计算深度向上由计算深度向上取厚度为取厚度为z的土层变形的土层变形计算值，计算值，mm。分层总和法计算地基沉降量分层总和法计算地基沉降量4 4、地基的允许值、地基的允许值z值值地基计算地基计算三、地基稳定性计算三、地基稳定性计算1 1、地基失稳破坏形式、地基失稳破坏形式倾斜荷载下地基的破坏形式倾斜荷载下地基的破坏形式地基计算2 2、地基稳定计算规定、地基稳定计算规定 对对于于一一般般建建筑筑物物不不需需要要进进行行地地基基稳稳定定性性计计算算，但遇下列建筑物，则应进行地基稳定性计算：但遇下列建筑物，则应进行地基稳定性计算：c（1 1）经经常常受受水水平平荷荷载载作作用用的的高高层层建建筑筑物物和和高高耸结构；耸结构；c（2 2）建造在斜坡或坡顶上的建筑物；）建造在斜坡或坡顶上的建筑物；c（3 3）挡土墙。）挡土墙。地基计算3 3、地基稳定性计算、地基稳定性计算1 1）表层滑动破坏）表层滑动破坏Fs表层滑动安全系数，可根据建筑物等表层滑动安全系数，可根据建筑物等级，查有关设计规范，一般为级，查有关设计规范，一般为1.21.4。F作用于基底的竖向力的总和，包括结构作用于基底的竖向力的总和，包括结构物自重和其他竖向荷载，物自重和其他竖向荷载，kN。H作用于基底的水平力的总和，作用于基底的水平力的总和，kN。f基础与地基土的摩擦系数。基础与地基土的摩擦系数。地基计算基础与地基土的摩擦系数基础与地基土的摩擦系数地基计算 地基稳定性计算可用圆弧滑动法。地基稳定性计算可用圆弧滑动法。MR滑动面上诸力对滑动中心所产生的滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩；抗滑力矩；Ms滑动面上诸力对滑动中心所产生的滑动面上诸力对滑动中心所产生的滑动力矩。滑动力矩。2 2）深层滑动破坏）深层滑动破坏地基计算3 3）土坡的稳定）土坡的稳定d 对对于于土土坡坡顶顶上上建建筑筑物物的的地地基基稳稳定定问问题题，首首先先要核定土坡本身的稳定。要核定土坡本身的稳定。d 若若边边坡坡土土质质良良好好、均均匀匀、且且地地下下水水位位较较低低，不不可可能能出出现现地地下下水水从从坡坡脚脚溢溢出出的的情情况况，则则安安全全角可查表。角可查表。地基计算土质边坡坡度允许值土质边坡坡度允许值地基计算d同同时时避避免免建建筑筑物物太太靠靠近近边边坡坡的的临临空空面面，以以防防止止基基础础荷荷载载移移位位，促促使使边边坡坡失失稳稳。为为此此，要要求求基基础础底底面面的的外外边边缘缘线线至至坡坡顶顶的的水水平平距距离离满满足足下下式，且式，且2.5m2.5m。基础底面外边缘线至坡基础底面外边缘线至坡顶的水平距离示意图顶的水平距离示意图地基计算