地基承载力

　　一、地基剪切破坏模式

　　(一)地基剪切破坏的三种模式

　　地基的剪切破坏模式主要有三种：整体剪切破坏、刺入剪切破坏和局部剪切破坏。

　　(1)整体剪切破坏。有轮廓分明的从地基到地面的连续剪切滑动面，邻近基础的土体有明显的隆起，可使上部结构随基础发生突然倾斜，造成灾难性破坏。

　　(2)刺入剪切破坏。地基不出现明显连续的剪切滑动面，以竖向下沉变形为主。随荷载的增加，地基土不断被压缩，基础竖向下沉，垂直刺入地基中，基础之外的土体无变形。基础除在竖向有突然的小移动之外，既没有明显的失稳，也没有大的倾斜。

　　(3)局部剪切破坏。随荷载的增加，紧靠基础的土层会出现轮廓分明的剪切滑动面，滑动面不露出地表，在地基内某一深度处终止。基础竖向下沉显著，基础周边地表有隆起现象。只有产生大于基础宽度之半的下沉量时，滑动面才会露于地表。任何情况下，建筑物均不会发生灾难性倾倒，基础总是下沉，深埋于地基之中。

　　(二)破坏模式p-s曲线的特点

　　三种破坏模式的p-s曲线虽然各有特点，但整体剪切破坏明显存在三个变形阶段，见图18-29。

　　1.线性变形阶段

　　荷载p较小时，出现oa直线段，土粒发生竖向位移，孔隙减小，产生地基的压密变形，土中各点均处于弹性应力平衡状态，地基中应力一应变关系可用弹性力学理论求解。

　　2.塑性变形阶段

　　如图中ac段，a点的荷载为地基边缘将出现塑性区的临界值，故称a点的荷载为临塑荷载pcr。曲线ac段表明p-s不再是线性关系，变形速率不断加大，主要是塑性变形。随荷载的加大，塑性变形区从基础边缘逐渐开展并加大加深，荷载加大到c点时，塑性变形区扩展为连续滑动面，则地基濒临失稳破坏，故称c点对应的荷载为极限荷载pu。p-s曲线上的峰值荷载(图中曲线1、2)或p-s曲线变化率变为恒值起始点的荷载(曲线3)均定为户。值。ac段上任意一点对应的荷载均称为塑性荷载。pcr与pu可视为塑性荷载中的特殊点。

　　3.完全破坏阶段

　　p-s曲线c点以下]的阶段，基础急剧下沉，荷载不能增加(图中曲线1、2)或荷载增加不多(曲线3)。

　　二、临塑荷载、界限荷载、极限荷载、破坏荷载

　　临塑荷载pc是指地基中刚要出现塑性剪切区的临界荷载。

　　三、地基承载力概念

　　地基承载力是指单位面积上地基所能承受的荷载。地基承受这一荷载时，在强度方面，相对于破坏状态的极限荷载有足够大的安全储备;而所产生的变形均在容许的范围内。

　　四、地基承载力的确定方法

　　按应《地基规范》规定确定地基承载力。

　　地基承载力特征值也可由载荷试验或其他原位测试公式计算，并结合工程实践经验等方

　　法综合确定。

　　(一)按《地基规范》规定确定地基承载力

　　【例18-12】在相同的砂土地基上，甲、乙两基础的底面均为正方形，且埋深相同。基础甲的面积为基础乙的2倍，根据载荷试验得到的承载力进行深度和宽度修正后，有：

　　A.基础甲的承载力大于基础乙

　　B.基础乙的承载力大于基础甲

　　C.两个基础的承载力相等

　　D.根据基础宽度不同，基础甲的承载力可能大于或等于基础乙的承载力，但不会小于基础乙的承载力

　　解 增大基础宽度和埋深可以提高地基承载力。根据《建筑地基基础设计规范》(GB

　　50007-2011)，可对基础宽度在3-- 6m范围内的基础地基承载力进行提高修正。据题意，影

　　响两基础地基承载力的因素只有基础宽度。

　　答案：D

　　(二)按荷载试验确定地基承载力

　　载荷试验是地基承载力的原位测试方法。

　　1.浅层平板载荷试验

　　(1)地基土浅层平板载荷试验可适用于确定浅部地基土层的承压板下应力主要影响范围

　　内的承载力。承压板面积不应小于0.25m2，对于软土不应小于0.5m2。

　　(2)试验基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的3倍。应保持试验土层的原状结构和天

　　然湿度。宜在拟试压表面用粗砂或中砂层找平，其厚度不超过20mm。

　　(3)加荷分级不应少于8级，最大加载量不应小于设计要求的两倍。

　　(4)每级加载后，按间隔10min、10min、10min、15min、15min，以后为每隔半小时测读一次沉降量，当在连续两小时内，每小时的沉降量小于O.1mm时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。

　　(5)当出现下列情况之一时，即可终止加载：

　　①承压板周围的土明显地侧向挤出;

　　②沉降量s急骤增大，荷载一沉降(p-s).曲线出现陡降段;

　　③在某一级荷载下，24h内沉降速率不能达到稳定;

　　④沉降量与承压板宽度或直径之比大于或等于0.06。

　　当满足前三种情况之一时，将其对应的前一级荷载定为极限荷载。

　　(6)承载力特征值的确定应符合下列规定：

　　①当p-s曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值;

　　① 极限荷载小于对应比倒界限的荷载值的2倍时，取极限荷载值的一半;

　　② 不能按上述两款要求确定时，当压板面积为0.25～0. 50m2，可取s/b=0.01～0.015

　　所对应的荷载，但其值不应大于最大加载量的一半。

　　(7)同一土层参加统计的试验点不应少于3个，当试验实测值的极差不超过其平均值的

　　30%时，取此平均值作为该土层的地基承载力特征值fak。

　　2.深层平板载荷试验要点

　　(1)深层平板载荷试验可适用于确定深部地基土层及大直径桩桩端土层在承压板下主要

　　影响范围内的承载力。

　　(2)深层平板载荷试验的承压板采用直径为0.8m的刚性板，紧靠承压板周围外侧的土层

　　高度应不少于80cm。

　　(3)加荷等级可按预估极限承载力的1/10～1/15分级施加。

　　(4)每级加荷后，第一个小时内按间隔10min、10min、10min、15min、15min，以后为每隔半小时测读一次沉降量。当在连续两小时内，每小时的沉降量小于0.1mm时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。

　　(5)当出现下列情况之一时，可终止加载：

　　①沉降量s急骤增大，荷载-沉降( p-s)曲线上有可判定极限承载力的陡降段，且沉降量超过0.04d(d为承压板直径);

　　②在某级荷载下，24h内沉降速率不能达到稳定;

　　③本级沉降量大于前一级沉降量的5倍;

　　④当持力层土层坚硬，沉降量很小时，最大加载量不小于设计要求的2倍。

　　(6)承载力特征值的确定应符合下列规定：

　　①当p-s曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值;

　　②满足前三条终止加载条件之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载，当该值小于对应比例界限的荷载值的2倍时，取极限荷载值的一半;

　　③不能按上述两款要求确定时，可取s/d=0.01～0.015所对应的荷载值，但其值不应大

　　于最大加载量的一半。

　　(7)同一土层参加统计的试验点不应少于三点，当试验实测值的极差不超过平均值的

　　30%时，取此平均值作为该土层的地基承载力特征值fak。

　　(三)按土的抗剪强度指标计算地基承载力(不常用)

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