地基土承载力计算

• 一般原则
• 1.对一级建筑物或缺乏成熟经验的特殊性土、 有特殊要求的工程应采用理论计算法结合有关 原位测试方法确定，并宜用载荷试验验证；
• 2.对需要变形计算的二级建筑物可采用理论计 算法结合有关原位测试方法确定；
• 3.对不需要进行变形计算的二级建筑物可采用 工程经验并结合有关原位测试方法确定
( 1
3
)
sin
1
3
tan 2 (450
)
2
2c tan(450
)
2
3
1
tan 2 (450
) 2c tan(450
2
)
2
注意：只有当土中某点处于极限平衡条件 时，才满足上式，即只有A点才满足。
假设条形基础宽度为b，埋置深度为d，基底作用条形均布压 力p0，在地基中任一点M引起的大、小主应力的公式为
设深度为 z 的一点达到塑性区
z f (o )
在一定荷载下，塑性区只能达到一个 最大深度
求出zmax
回顾：极限平衡条件
• 在极限平衡状态下主应力之间的关系，叫做极 限平衡条件
f c tg
A
sin AO
OO
c
O
ccot 3
2
O’
1 3
1
2
3
c cot
2
1
1 2
(
1
3
)
c
cot
1 2
• 例如：浅层平板载荷试验 • 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）当极限荷载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）当不能按上述二款要求确定时，当压板面
积为0.25-0.5m2，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。
p0 z
0
M
1 3
D
p0
D
(0
sin 0 ) z D
3
p0
D
(
0
sin 0 ) z D
1 2
( 1
3
)
c
cot
1 2
(
1
3
)
sin
z
p0 D (sin 0 sin
0)
c
tan
D
此式为塑性区的边界方程
塑性区的最大深度zmax，可由
0
2
dz
d 0
0求得
代入上式，求得zmax
zmax
变异系数
试验平均数
n
i
i1
n
标准差
n
i2 n 2
i1
n 1
抗剪强度指标的标准值求法 2.计算内摩擦角和粘聚力的统计修正系数
1 (1.704 n
4.678 n2
)
c
1 (1.704 n
4.678 n2
) c
3.计算内摩擦角和粘聚力的标准值
k m ck ccm
m —内摩擦角的试验平均值
极限承载力：地基由塑性变形达到整体破坏阶段
的界限压力，pu（ultimate bearing capacity） ，即地基能承受的最大荷载强度
O
pCR pu p
（kPa）
a
S（mm）
b
c比例界限：当塑性区刚刚出现时的 荷载称，也称为临塑荷载
容许承载力
• 容许承载力：指满足（1）地基不会产生 剪切破坏而失稳；（2）地基变形引起的 建筑物沉降及沉降差等应限制在允许范 围内时地基土所能承担的最大荷载。 （allowable bearing capacity）
GB50007-2002规定：当偏心距e小于或等于0.033倍 基础底面宽度时，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，并应满足变形要求
f a M bb M d md M cck
f a 由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值
Mb、M d、MC — 承载力系数，按 k 计算或查表
地基土变形的三个阶段
• 压密变形阶段 • 局部剪切阶段 • 整体破坏阶段
压密变形阶段Oa
O
p（kPa）
a
基础 地面
p
s
S（mm）
局部剪切阶段ab
O
p（kPa）
a
基础 p
地面 p
b
S（mm）
整体破坏阶段bc
O
p（kPa）
a
基础 p
地面
b
c S（mm）
一、地基承载力、极限承载力、 容许承载力
地基Baidu Nhomakorabea载力：地基对基础及上部结构载荷的 承受能力，其大小取决于地基、基础及上 部结构两个方面。
地基承载力的特征值 characteristic value of subgrade bearing
capacity
• 是指载荷试验测定的地基土压力变形曲线 线形变形段内规定的变形所对应的压力值， 其最大值为比例界限值。
• 涵义：在发挥正常使用功能时所允许采用 的抗力设计值。
• 关于：“规定的变形”
p0 D (cot D
(
2
))
c
tan
D
这样，根据地基土的性质，让塑性区
发展到一定的深度是容许的，将容许 发展的这个深度带入上式，求得 p 即 为容许承载力
临塑荷载：当塑性区刚刚出现时的荷载称为临 塑荷载，也称为比例荷载
临界荷载：实际工程中将Zmax控制在1/3-1/4B， 相应的荷载称为临界荷载
cm —粘聚力的试验平均值
二、地基极限承载力（破坏载荷）计算
• 按不同的理论公式计算出极限承载力
第一节 基本概念
• 一、承载力、极限承载力、容许承载力 • 二、地基承载力的确定方法 • 三、地基承载力的确定原则
Transcona谷仓地基
建筑物地基与基础相互作用可能出现 的工程地质问题
• 1.过度沉陷、不均匀沉陷 • 2.剪切破坏
决定因素
1.地基土本身的力学性质 2.建筑物、地基对土体的作用力
—基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度
m
—基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下 取浮重度
d—基础埋置深度（m），一般自室外地面标高算起
ck—基础底面下一倍短边宽深度内土的粘聚力标准值
b—基础底面宽度，大于6m时按6m取值，对于砂土 小于3m时按3m取值
抗剪强度指标的标准值求法
1.根据室内n组三轴压缩试验的结果计算某一土性指标的 变异系数、试验平均数和标准差
二、地基承载力特征值 的确定方法
• 建筑地基基础设计规范（CODE FOR DESIGN OF BUILDING FOUNDATION，GB50007-2002）规定： 地基承载力特征值可由载荷试验或其它原位测 试、公式计算、并结合工程实践经验等方法综 合确定。
• 原位测试（如载荷试验等） • 理论公式计算 • 工程实践经验
• 4.对三级建筑物可采用查表法或邻近建筑物的 经验确定
第二节 根据理论公式 确定地基承载力的特征值
• 一、按塑性变形区发展范围确定 • 二、地基极限承载力（破坏载荷）的计
算
一、按塑性变形区发展范围确定 地基承载力的特征值
• 基本思路： • 条形基础下某点的主应力1、3的大小（8-4）
极限平衡条件