任務10地基承載力的確定學容Content概述地基臨塑荷載及臨界荷載的確定按理論公式計算地基極限承載力123習內按規范方法確定地基承載力4教學目標1.知道地基臨塑荷載及臨界荷載的確定2.知道按理論公式計算地基極限承載力3.學會按規范方法確定地基承載力地基臨塑荷載及臨界荷載的確定按規范方法確定地基承載力按理論公式計算地基極限承載力

重點難點10.1地基臨塑荷載及臨界荷載學容Content概述地基的破壞型式地基臨塑、臨界荷載確定123習內案例4一、概述地基承載力是指地基單位面積上承受荷載的能力。為了保證地基在荷裁作用下，不至于出現整體剪切破壞而喪失其穩定性，在地基計算中必須驗算地基的承載力。加拿大特朗斯康谷倉的地基破壞情況二、地基的破壞型式試驗研究表明，建筑地基在荷載作用下往拄由于承載力不足而產生剪切破壞，其破壞型式可分為整體剪切破壞、局部剪切破壞及沖切破壞三種。二、地基的破壞型式1.整體剪切破壞地基變形具有明顯的三個階段：壓密階段(oa段）當P較小時,基礎形成一個三角形壓密區Ⅰ,P-S曲線基本呈直線關系，P≤Pa（比例極限）；剪切階段(ab段）隨P↑,壓密區向兩側擠壓,基礎邊緣處開始出現塑性區,P-S呈曲線關系,Pa≤P<Pu(極限荷載)；破壞階段(bc段)當P達到Pu時,土中形成連續滑動面,并延伸到地面,土從基礎兩側擠出隆起,基礎沉降急劇增加,整個地基失穩破壞，緊密砂土硬粘性土,淺地基常發生該破壞形式。二、地基的破壞型式2.局部剪切破壞地基變形無明顯三階段,P-S曲線一開始就呈現非線性關系,塑性區滑動面不發展到地面,基礎兩側地面微微隆起,曲線也有一個轉折點,但不明顯.局部剪切破壞常發生于中等密實砂土地基。二、地基的破壞型式3.刺入剪切破壞(沖剪破壞)隨P↑,基礎下土層發生壓縮變形,基礎下沉,P繼續↑,基礎周圍土體發生豎向剪切破壞,使基礎刺入土中,地面不隆起,P-S曲線無明顯轉折點。常發生于軟土地基。三、地基臨塑、臨界荷載確定（一）地基塑性區邊界方程無基礎埋深時有基礎埋深d時三、地基臨塑、臨界荷載確定

當M點處于極限平衡狀態時，該點的大、小主應力應滿足極限平衡條件式：將上式代人，整理可得塑性區的邊界方程為：三、地基臨塑、臨界荷載確定（二）地基臨塑荷載和臨界荷載臨塑荷載是指地基土中將要而尚未出現塑性變形區時的基底壓力。塑性區發展的最大深度zmax。由的條件求得，即：解得時三、地基臨塑、臨界荷載確定（二）地基臨塑荷載和臨界荷載將β0代人式(5．35)得塑性區發展最大深度zmax的表達式為：在上式中令zmax＝0，可得臨塑荷載的表達式為：臨界荷載工程實踐表明，即使地基發生局部剪切破壞，地基中塑性區有所發展，只要塑性區范圍不超出某一限度。就不致影響建筑物的安全和正常使用。地基中塑性區發展到容許深度時對應的荷載，稱為臨界荷載[案例]某條基寬5m，基底埋深1.2m，地基土γ＝18.0kN/m2，φ＝22o，c＝15.0kPa，試計算該地基的臨塑荷載pcr及p1/4。[解]1）求臨塑荷載2）求臨界荷載學習小結01020304（1）概述（2）地基的破壞型式（3）地基臨塑、臨界荷載確定（4）案例10.2地基承載力確定學容Content按理論公式計算地基極限承載力按規范方法確定地基承載力按原位試驗確定地基承載力123習內1、按理論公式計算地基極限承載力太沙基公式適用條件：基底粗糙的條形基礎整體剪切破壞，埋深d<b。假定地基滑動面的形狀如圖分三個區：Ⅰ區——因基底粗糙,處于壓密狀態,與基底成φ角；

Ⅱ區——與普朗特爾公式一樣；

Ⅲ區——朗金被動區。bd1、按理論公式計算地基極限承載力太沙基地基承載力系數[案例1]某條形基礎寬5m，基底埋深1.2m，地基土γ＝18.0kN/m2，φ＝22o，c＝15.0kPa，試采用太沙基公式確定其承載力設計值。[解]按太沙基公式計算承載力設計值根據φ=22o，查承載力系數曲線圖得：

由太沙基公式計算極限承載力：取安全系數K=3，可得承載力設計值：2、按規范方法確定地基承載力按《公路橋涵地基與基礎設計規范》規定確定地基承載力按《建筑地基基礎設計規范》確定地基承載力

fk－地基承載力標準值；KPa；

ηb、ηd－基礎寬度，埋深修正系數；

γ－基底以下土的天然重度，地下水位以下取γˊ；

b－基底寬（m）b<3m取b>6m按6m計算；

γo－基底以上土的加權平均重度，地下水位以下取γˊd－基礎埋深（m）3、按原位試驗確定地基承載力

1載荷試驗確定地基土承載力特征值fak

根據P-S曲線確定(1)(2)(3)S(mm)oabcPcrPuP現場載荷試驗

標準貫入試驗3、按原位試驗確定地基承載力2、其他原位測試確定地基承載力特征值3、按原位試驗確定地基承載力靜力觸探試驗單橋探頭雙橋探頭學習小結1、按理論公式計算地基極限承載力3、按原位試驗確定地基承載力學習小結2、按規范方法確定地基承載力任務10學習小結一、地基臨塑荷載及臨界荷載的確定三、按規范方法確定地基承載力學習小結二、按理論公式計算地基極限承載力地基承載力確定學容Content按理論公式計算地基極限承載力按規范方法確定地基承載力按原位試驗確定地基承載力123習內1、按理論公式計算地基極限承載力太沙基公式適用條件：基底粗糙的條形基礎整體剪切破壞，埋深d<b。假定地基滑動面的形狀如圖分三個區：Ⅰ區——因基底粗糙,處于壓密狀態,與基底成φ角；

Ⅱ區——與普朗特爾公式一樣；

Ⅲ區——朗金被動區。bd1、按理論公式計算地基極限承載力太沙基地基承載力系數[案例1]某條形基礎寬5m，基底埋深1.2m，地基土γ＝18.0kN/m2，φ＝22o，c＝15.0kPa，試采用太沙基公式確定其承載力設計值。[解]按太沙基公式計算承載力設計值根據φ=22o，查承載力系數曲線圖得：

由太沙基公式計算極限承載力：取安全系數K=3，可得承載力設計值：2、按規范方法確定地基承載力按《公路橋涵地基與基礎設計規范》規定確定地基承載力按《建筑地基基礎設計規范》確定地基承載力

fk－地基承載力標準值；KPa；

ηb、ηd－基礎寬度，埋深修正系數；

γ－基底以下土的天然重度，地下水位以下取γˊ；

b－基底寬（m）b<3m取b>6m按6m計算；

γo－基底以上土的加權平均重度，地下水位以下取γˊd－基礎埋深（m）3、按原位試驗確定地基承載力

1載荷試驗確定地基土承載力特征值fak

根據P-S曲線確定(1)(2)(3)S(mm)oabcPcrPuP現場載荷試驗

標準貫入試驗3、按原位試驗確定地基承載力2、其他原位測試確定地基承載力特征值3、按原位試驗確定地基承載力靜力觸探試驗單橋探頭雙橋探頭學習小結1、按理論公式計算地基極限承載力3、按原位試驗確定地基承載力學習小結2、按規范方法確定地基承載力單樁承載力學習內容一、單樁承載力（一）靜載試驗法（二）經驗公式法（規范法）二、單樁承載力確定方法一、概述單樁承載力：是指單樁在荷載作用下，地基土和樁本身的強度和穩定性均能得到保證，變形也在容許范圍內，以保證結構物的正常使用所能承受的最大荷載。二、單樁承載力確定方法（一）靜載試驗法在樁頂逐級施加軸向荷載，直至樁達到破壞狀態為止，并在試驗過程中測量每級荷載下不同時間的樁頂沉降，根據沉降與荷載及時間的關系，分析確定單樁軸向承載力容許值。1、概念確定單樁承載力容許值直觀可靠，但費時、費力，通常只在大型、重要工程或地質較復雜的樁基工程中進行試驗。它還能較直接了解樁的荷載傳遞特征，提供有關資料。2、靜載試驗法的特點二、單樁承載力確定方法（一）靜載試驗法

3、試驗裝置圖1試驗裝置二、單樁承載力確定方法錨樁法靜載試驗二、單樁承載力確定方法（一）靜載試驗法分級加載：試樁加載應分級進行，每級荷載約為預估破壞荷載的1/10-1/15；有時也采用遞變加載方式，開始階段每級荷載取預估破壞荷載的1/2.5-1/5，終了階段取1/10-1/15。

4、試驗方法測讀沉降時間：在每級加荷后的第一小時內，按2、5、15、30、45、60min測讀一次，以后每隔30min測讀一次，直至沉降穩定為止。沉降穩定的標準，通常規定為對砂性土為30min內不超過0.1mm；對黏性土為1h內不超過0.1mm。待沉降穩定后，方可施加下一級荷載。循此加載觀測，直到樁達到破壞狀態，終止試驗。0102二、單樁承載力確定方法（一）靜載試驗法破壞荷載求得以后，可將其前一級荷載作為極限荷載，從而確定單樁軸向承載力容許值。5、極限荷載和軸向承載力容許值的確定試驗曲線法：P-S曲線明顯轉折點法在P-S曲線上，以曲線出現明顯下彎轉折點所對應的荷載作為極限荷載，若P-S曲線轉折點不明顯，可用對數坐標繪制lgP-lgS曲線，可能使轉折點顯得明確些。圖4-4單樁荷載—沉降(P-S)曲線二、單樁承載力確定方法破壞荷載的確定：當出現下列情況之一時，一般認為樁已達破壞狀態，所相應施加的荷載即為破壞荷載：

本級荷載下樁的沉降量為前一級荷載下沉降量的2倍，且24h樁的沉降未趨穩定。

樁的沉降量突然增大，總沉量大于40mm，且本級荷載下的沉降量為前一級荷載下沉降量的5倍。0102二、單樁承載力確定方法（二）經驗公式法（規范法）（1）鉆（挖）孔灌注樁的容許承載力：

1、摩擦樁式中：——單樁軸向受壓承載力容許值（kN）；——樁身周長（m）n——