ƒ 关系 上部结构传至基础顶面的竖向力值(kN) p 方形基础与条形基础的扩散角相差不到2° 1—原有煤球灰地基 5.2.6 (5. 作用于基础底面的力矩值(kN·m) 2 故z＝0.5b时的扩散角仍按z＝b时考虑 曲线(计算值) 较完整和较破碎的岩体可以取样试验时 目前建筑工程大量存在着主裙楼一体的结构 b l——垂直于力矩作用方向的基础底面边长(m) 同时 ＝[( 角比破坏时略高 当土层为密实的碎石土 [lb( p 对条形基础和矩形基础 θ 可自填土地面标高算起 式中 s2 从图5曲线中可明显看到 p ƒ ＝ p- 值 对完整岩体可取0.5 当基础底面宽度小于3m时按3m取值 d 其对应的扩散角为30.34°及36.85° 承载力计算 F 这两组试验α＝5 k 要求采用附录E求出的标准值 c 并应满足变形要求 而大于0.5b时扩散角亦不再增加 相应式中的抗剪强度指标 传到软土顶界面上的压力急骤增加 α＝7～8 k 表5.2.4 或宽或窄 z 1.2ƒ 硬层为标准砂 kmax 在1972年开始编制地基规范时主要根据理论解及仅有的一个由四川省科研所提供的现场载荷试验 2.7-3) a 角 可以根据饱和单轴抗压强度标准值 ——基础埋置深度(m) 宜由试验确定 可按0°计算 ƒ ＝11.6MPa～14.8MPa 上层硬土为振密煤球灰及振密石屑 表6 试验中进行了软层顶面处的压力测量 α＝4时为70kPa(曲线3) 值可按下列公式简化计算 粗砂 E ＝24.67° 现场压板宽度为1410mm 当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时 ) 值分别为 地基承载力特征值可由载荷试验或其他原位测试 而直观的破裂角却为30°(图7) 4时 当地基受力层范围内有软弱下卧层时 无经验时 kmax 越破碎 无经验时 极限荷载60kPa cz ——硬土层土的变形模量 c γ 表4 k 但填土在上部结构施工后完成时 ——基底下一倍短边宽度的深度范围内土的内摩擦角标准值(°) M 为讨论这个问题 含水比是指土的天然含水量与液限的比值 模型基宽为360mm及200mm两种 与界面压力 关键问题是如何确定折减系数 a 2 现场实测压力 ——修正后的地基承载力特征值(kPa) 根据平面模型实测压力计算的 基础埋置深度自室外地面标高算起 曲线2所反映的承载力为曲线1的3.5倍 第一 3 变形模量为2.2MPa s p 折减系数的取值原则上由地方经验确定 式中 见图9 必要时 (5.2.1-2) 可按下列公式确定 随着压力增加 α＝5时为28.6° v＝10.0大约相当 ——基础自重和基础上的土重(kN) 大约相当 M 承载力修正系数 岩块强度与岩体强度是不同的 a 一般取22° 但可反映垫层的扩散作用 的应力系数是 取0 a 曲线3所反映的承载力为曲线1的4.25倍 ＋ 见表4 θ θ 式中 p α＝6时为96kPa(曲线4) 出现上述现象的原因可能是理论值只考虑土直线变形段的应力扩散 θ d ——折减系数 试验共16组 ƒ － 2.2-2) ——相应于作用的标准组合时 k 较完整和较破碎的岩石地基承载力特征值 γ 由天津市建研所进行了大批室内模型试验及三组野外试验 按表3实测压力做图8 p ——相应于作用的标准组合时 p 可以看出 p-θ k b ——基础宽度和埋置深度的地基承载力修正系数 ——相应于作用的标准组合时 应从天然地面标高算起 )/A]＋( 当压力小时 (5. k k 3 较完整 2.3条的原则确定 F ——承载力系数 乘以折减系数确定地基承载力特征值 W 强风化和全风化的岩石 E ƒ 2 变形模量在4MPa左右 表5.2.5 / 对于沉降已经稳定的建筑或经过预压的地基 基础底面的压力 5.2.2 表5 k 从计算结果分析 大面积压实填土地基 岩样试验中 注 kmax s2 d 基础底面以上土的加权平均重度(kN/m 软弱下卧层顶面处的附加压力值(kPa) 0 kmax 试验值趋近于25° 双层土的压力扩散作用有理论解 M 值不变 γ 一种是取承载力比值倒算 曲线1) 当α＝2 角随荷载增加迅速降低 大于30°的均以30°为限 1 小于30°的则以理论计算值为基础 比理论值小50％左右 当轴心荷载作用时 p 取小值 取30° —基础底面宽度(m) 5.2 当基础底面至软弱下卧层顶面以上的土层厚度小于或等于1/4基础宽度时 土的应力应变关系已呈非线性性质 图8 表7 当轴心荷载作用时 现场载荷试验 ) E )/A]－( 1 W 将计算公式增加一个限制条件为 p 到硬土层出现开裂后降到最低值 在缺乏试验论证的条件下 淤泥质黏土 p d 2 G 5.2.7 ——下卧软土层的变形模量 条形均布荷载下双层地基中点应力 大面积压实填土是指填土范围大于两倍基础宽度的填土 当基础底面形状为矩形且偏心距e＞b/6时(图5.2.2) 5.2.7 k 该值与图6所示试验值不同 a 原因在于岩体中存在或多或少 可根据平板载荷试验确定 k 是指填土宽度大于基础宽度两倍的质量控制严格的填土地基 室内模型试验14组 基础底面处的平均压力值(kPa) 扩散角对照 5.2.5 的条件 将应力系数换算为压力扩散角可建表如下 5.2.6 φ cz 式中 ＝ψ ) 控制 试验所选用的材料 c 2.6) 图7 室内为粉质黏土 但对完整 当偏心距e小于或等于0.033倍基础底面宽度时 宜自室外地面标高算起 k 按s＝0.015b≈21.1mm时所对应的压力仅仅为40kPa ——岩石饱和单轴抗压强度标准值(kPa) [b( 5.2.1 ) 按表5.2.5确定 )]/3la p k 而地基承载力则处于有围压的三轴应力状态 )/A 注 当偏心荷载作用时 ——基础底面以下土的重度(kN/m 试验值逐渐减小 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 双层土的刚度指标用α＝E 应按下式计算 注 ＝( 中砂以及坚硬和硬塑状态的黏土时 下层土模量为2.9MPa p p p 对较完整岩体可取0.2～0.5 岩石地基的承载力一般较土高得多 0° 2.2-3) 5.2.4 kmin A——基础底面面积(m ≤ ＝ƒ α＝5 α＝6时 p 表3 地基反力分布将很不均匀 F 综上所述 然后按扩散角公式求 p- θ b 图5 b——基础底面宽度(m) c 当荷载增加到a点后 曲线上按实测压力求出的 α＝2 6的硬层有明显的压力扩散作用 按基底下土的类别查表5.2.4取值 条形基础中点地基应力系数 s曲线 ) k 承载力系数 2.7-2) z＝0.25b时 条件原为均布压力 直到出现开裂 第二 rk M d 不进行饱和处理 该值与建表误差相比已无实际意义 (5. θ 在p-s曲线中比例界限范围内的θ 曲线 ƒ 当采用独立基础或条形基础时 α-θ 对于完整 尚应按下式修正 压力扩散的效果愈显著 b——矩形基础或条形基础底边的宽度(m) c a 取软层顶三个压力实测平均值作为扩散到软层上的压力值 注 至于“破碎”和“极破碎”的岩石地基 应按下式验算软弱下卧层的地基承载力 基础底面的压力 c 产状和组合 a az G rk 地基承载力特征值按本规范附录D深层平板载荷试验确定时 ——基底下一倍短边宽度的深度范围内土的黏聚力标准值(kPa) 式中 α＝6时为28° p 当偏心荷载作用时 γ 条形基础 虽然按同一下沉量来确定强度是欠妥的 在填方整平地区 或显或隐的裂隙 2—振密煤球灰地基 式中 关于硬层压力扩散角的确定一般有两种方法 图5.2.2 p G 得到一批数据 z a——合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离(m) 并结合工程实践经验等方法综合确定 1 为上层土压缩模量 基础底面边缘的最小压力值(kPa) 从载荷试验或其他原位测试 本规范1974版中规定了矩形基础和条形基础下的地基压力扩散角(压力扩散线与垂直线的夹角) 扩散角计算值均大于z＝6时图7所给出的试验值 ≤ 从图6中可以看出 ——相应于作用的标准组合时 s1 ——软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值(kPa) 当压板下出现塑性区即载荷试验出现拐点后 (5. 口曲线 l——矩形基础底边的长度(m) k 地下水位以下取浮重度 可适当提高地基承载力 b γ(b－3)＋η az p α＝12 现场试验下卧层为煤球灰 对于地下室 显然 α-θ 2 2.2-4) θ 可按本规范附录J确定 天津建研所完成了硬层土厚度z等于基宽b时硬层的压力扩散角试验 淤泥质土变形模量为2.5MPa左右 )]/(b＋2ztanθ) m 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 / 抗压强度试验时 在采用理论值计算时 z——基础底面至软弱下卧层顶面的距离(m) 另一种是采用实测压力比值 对完整 式中 可用该式计算 ——修正后的地基承载力特征值(kPa) 为慎重起见 ＝ θ z 野外用煤球灰及石屑 ＋η 从表7可以看出 按本规范第5. ——相应于作用的标准组合时 室内模型试验 ak k 岩石试件处于无侧限的单轴受力状态 m 但缺乏试验证明 压力扩散系数差别很大 k α＝4 按岩体的完整程度 ＝[2（ 质量控制不满足要求的填土地基深度修正系数应取1.0 M 4 ＝27.31° 5.2.4 从载荷试验曲线上很难找到这两类土的比例界线值 α＝6时 s1 k γb＋M 试验值大于理论值 其中野外载荷试验2组 2.1-1)要求外 ＋ 图9 “用岩石地基载荷试验确定” 本条规定 θ＝ p e＝0.66 在确保施工期及使用期不致遭水浸泡时 v＝15.0大约相当 对于大家希望解决的较薄硬土层的扩散作用只有借助理论公式探求其合理应用范围 M η 偏心荷载(e＞b/6)下基底压力计算示意 kmin m z/b＞0.50时 尚应符合下式规定 到接近破坏时 大于6m时按6m取值 可参照所风化成的相应土类取值 但在z/b在1.0以内时 公式计算 ) p s曲线 5 b ak 除符合式(5. 式中 M ——相应于作用的标准组合时 —— 见表7 1 p 根据规范要求 式(5.2.7-1)中的 分别取α＝2 W 下卧软层分别选用流塑状粉质黏土 其他状态下的岩石不修正 根据岩体完整程度以及结构面的间距 室内模型试验 △—室内试验 2 ψ 如果地基是完整的 ƒ p-θ ƒ ƒ z/b＜0.25时取 )]/[(b＋2ztanθ)(l＋2ztanθ)] ＝[( a z 天津建研所采用后一种方法 3 ＝26.98° a b-力矩作用方向基础底面边长 从地基承载力的角度出发 ——岩石地基承载力特征值(kPa) b 这些裂隙不同程度地降低了地基的承载力 对于主体结构地基承载力的深度修正 由于试验局限在基宽与硬层厚度相同的条件 6等 1 ——地基承载力特征值(kPa) 4 c 5.2 k (d－0.5) 给出了一个范围值 对于黏土质岩 求出z＝0.25b时的扩散角 z 根据土的抗剪强度指标确定地基承载力的计算公式 换算为α时 1.2ƒ 应从室内地面标高算起 表5.2.7 应符合下列规定 η α＝5时 到b点时 ƒ ≤ 见图6 折减越少 注 从表5可以看到z＝0.5b时 a 也可采用天然湿度的试样 位于地下水位以下的土层取有效重度 E (5.2.7-1) η 说明θ值愈大 (5.2.1-1) E r 越完整 当受到较大的水平荷载而使合力的偏心距过大时 在89版修订规范时 故建议采用相同值 /E 基础底面边缘的最大压力值(kPa) d θ G 载荷板压力 极破碎的岩石地基承载力特征值 作为双层地基 关于方形基础的扩散角与条形基础扩散角 由于情况复杂 k 图6 因此 双层地基试验 承载力计算 并与实测土的破裂角度相当 宽度 条形基础压力扩散角 ＝M z · 换言之 由地方经验确定 3 5.2.5 z＝0.5b时的扩散角不宜大于z＝b时所得试验值 2 (5.2.2-1) 240kPa M (5. 式中 根据叶戈罗夫的平面问题解答 k 因无法取样试验 采用破坏时的扩散角验算下卧层的承载力比较安全可靠 p 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 c ＋ k 只能借助已有理论解进行分析 曲线1流塑状粉质黏土s＝50mm时的强度仅20kPa ——软弱下卧层顶面处土的自重压力值(kPa) 这时压力扩散角取决于上层土的刚性角逐渐达到某一定值 F p 对较破碎岩体可取0.1～0.2 基础两侧超载不等时 当超载宽度大于基础宽度两倍时 G ——由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值(kPa) θ——地基压力扩散线与垂直线的夹角(°) 5.2.8 经试算和与已有的经验对比 ——基础底面处土的自重压力值(kPa) 注 p 3 从试验所示的破裂面的出现以及任一材料都有一个强度限值考虑 p d＋M ＋ 当下卧层土较差时 (图5 ○—现场试验 为下层土压缩模量 p z 条文给出的折减系数是安全的 提出了上述的应用条件 d 建议条形基础下硬土层地基的扩散角如表6所示 尺寸效应是一个不可忽视的因素 可按均质土中的压力扩散系数换算 可按表5.2.7采用 应符合下列规定 现场载荷试验实测压力值见表3 压力扩散角 均小于30° 当偏心距e≤0.033b时 s＝50mm时的强度为56kPa(曲线2) 2.4) 6 即压力扩散角迅速降低 当z＝b时 3—振密土石屑地基 对破碎 折减越多 式中 如果按a点所对应的压力分别为180kPa － 硬层挠曲变形不断增加 v＝5.0 (5.2.5) 可将超载折算成土层厚度作为基础埋深 用人工制备 kmax 5.2.3 k 本规范规定试件尺寸为ф50mm×100mm α＝4时 大于6m时按6m取值 ≤ 则后者远远高于前者 ——基础底面的抵抗矩(m F ƒ 在相等的均布压力作用下 θ kmax z 按基础两侧的超载考虑 以下就修改补充部分进行说明 s2 对于砂土小于3m时按3m取值 宜将基础底面以上范围内的荷载 1 故不能用该法确定地基承载力特征值 (5. ƒ ＋ M 当采用箱形基础或筏基时 r 将扩散角限制在一定范围内还是合理的 岩石饱和单轴抗压强度与地基承载力之间的不同在于 下层土模量为4.0MPa s1 经验值等方法确定的地基承载力特征值 密实的砾砂 θ 地基压力扩散角θ 也可根据室内饱和单轴抗压强度按下式进行计算 矩形基础 3 (5. c ƒ z/b在0.25与0.50之间可插值使用 其变形模量为10.4MPa及12.7MPa φ