地基承载力计算.docx
混凝土基础承载力计算精编WORD版
混凝土基础承载力计算精编W O R D版IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】浅析混凝土路面的承载力水泥混凝土（素混凝土）路面是山东地区加油站选用的主要硬化地面形式之一，由于公司部分加油站临近煤矿区或物流区，且车辆超载运输现象也较为普遍和严重，因此很多路面在使用初期就发生了严重的结构损坏，路面的使用寿命大大缩短，严重影响了加油站的经营销售、通行能力、行车安全和投资效益。
因此，为解决大载重车辆地区的混凝土地面易破损问题，需要在施工开展前分析此地段的极限车辆荷载与混凝土地面的设计方法。
本文主要从混凝土地面承载力的主要影响因素入手，重点分析各因素对地面造成破坏的原因并根据破坏原因进行简单的数据测算，最后针对各破坏因素的极限值进行承载力比对，确定固定厚度的混凝土路面的极限承载力。
目的是简单清晰的确定混凝土的竖向承载力与混凝土厚度的比例关系。
混凝土地面承载力主要有四个影响因素，分别为：基础承载力，混凝土标号，混凝土厚度，及设计形式。
基础承载力（计算目标值）：由于重点分析混凝土路面的承载力情况，且设计院设计的三元结构（15CM黄土垫层、15CM砂石垫层）一般情况下符合基础要求，因此计算中的基础一律按无限宽（刚性）基础进行考虑（根据厚度进行求解）。
混凝土标号：混凝土中的标号与刚度是成正比的即标号越大，混凝土的刚度越大，因此路面选择过低标号的混凝土会导致整体路面的网裂，而选择过高标号的混凝土会导致整体路面的刚度过大，呈现脆性即易整体开裂，因此标号的正确选择也是混凝土路面能否长期保持良好情况的重要因素，所以本文中的混凝土标号一律选用设计院设计的C30标号。
混凝土厚度（一般为18CM-30CM）：根据公式分别代入25CM、28CM、30 CM。
以25CM厚的C30混凝土为例，C30轴心抗压是20.1Mpa=20.1N/mm2=20.1×1000000N/m2，相当于20.1×100000千克（五个零，除以10，重力加速度），也就是20.1×100吨，2010吨，即2010吨/m2，因为是25CM厚混凝土，所以需要乘以0.25，因此推算每立方米的，25CM厚的C30混凝土的设计抗压能力约为502.5吨/m3。
地基承载力（轻、重型计算公式）.doc
地基承载力（轻、重型计算公式）.doc小桥涵地基承载力检测《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000（P28）“小桥涵的地基检验可采用直观法或触探方法，必要时可进行土质试验”。
就我国在建高速公路桥涵地基承载力而言，设计单位在施工图中多给出了地基承载力要求，如圆管涵基底承载力要求100kpa、箱涵250 kpa等等。
因此承建单位一般采用（动力）触探法对基底进行检验。
触探法可分为静力触探试验、动力触探试验及标准贯入试验，那么它们分别是怎样定义的？适用范围又是什么呢？我想我们检测人员是应该搞清楚的。
1、静力触探试验：指通过一定的机械装置，将某种规格的金属触探头用静力压入土层中，同时用传感器或直接量测仪表测试土层对触探头的贯入阻力，以此来判断、分析确定地基土的物理力学性质。
静力触探试验适用于粘性土，粉土和砂土，主要用于划分土层，估算地基土的物理力学指标参数，评定地基土的承载力，估算单桩承载力及判定砂土地基的液化等级等。
（多为设计单位采用）。
2、动力触探试验：指利用锤击功能，将一定规格的圆锥探头打入土中，根据打入土中的阻抗大小判别土层的变化，对土层进行力学分层，并确定土层的物理力学性质，对地基土作出工程地质评价。
动力触探试验适用于强风化、全风化的硬质岩石，各种软质岩及各类土；动力触探分为轻型、重型及超重型三类。
目前承建单位一般选用轻型和重型。
①轻型触探仪适用于砂土、粉土及粘性土地基检测，（一般要求土中不含碎、卵石），轻型触探仪设备轻便，操作简单，省人省力，记录每打入30cm的锤击次数，代用公式为R=（0.8×N-2）×9.8（R-地基容许承载力Kpa ， N-轻型触探锤击数）。
②重型触探仪：适用于各类土，是目前承建单位应用最广泛的一种地基承载力测试方法，该法是采用质量为63.5kg的穿心锤，以76cm的落距，将触探头打入土中，记录打入10cm的锤击数，代用公式为y=35.96x+23.8或者y=40.588x-5.1961( y-地基容许承载力Kpa ， x-重型触探锤击数)。
地基承载力怎么计算
地基承载力怎么计算
一、地基承载力计算方法是什么计算公式为：8X锤击数-20。
此外，地基承载力还需看土地的性质：要是土地层是粘土的，则需取样算出压缩模量，再查找对应的值；而土地层是砂类的，需用动力触探试验，得出数据，查找对应的值。
二、施工现场应怎么做保护
1、在进入施工场地之前，需要做好必要的安全措施，如戴上安全帽，不穿宽松的衣裤。
并且在进入施工现场的整个过程中，要遵守现施工方的安全要求，不得擅自闯入施工区域，以免出现危险，影响施工，带来不必要的麻烦。
2、施工现场中，非工作人员是不得随意乱走的，如在进行吊装施工的区域中，很有可能出现重物坠落的情况，随意走动就容易出现不可挽回的后果。
而且有车辆路过的话，也要特别小心，以免造成过往车辆的损坏，带来不必要的麻烦。
第七章地基承载力计算
dz = p − γ 2d (cos β0 −1) = 0 dβ0 πγ1 sin φ
得： cos β0 = sin φ
根据三角函数关系：
β0
=
π 2
−φ
将式（7.11）代入式（7.10），求出 zmax ：
z max
=
p −γ 2d πγ 1
( cosφ sin φ
−π 2
+ φ) − c cosφ γ 1 sinφ
− sin β 0）
（7.3） （7.4）
由于自重应力 γ 1z 和旁载引起的应力 γ 2d 在各个方向的大小是不相等的，因此点 M 的主应力不能直接用 γ 1z 和 γ 2d 引起的应 力与附加应力引起σ 1 和σ 3 应力进行叠
加。
为了简化计算，假设土的自重应力
γ 1z 和旁载引起的应力 γ 2d 在各个方向的
定边界线形状，如图 7.4 所示。
3. 临塑荷载 Pcr 的推导
由第三章可知，基底附加应力
为：
p0 = p − γ 2d
（7.9）
式中 p ——基础底面接触压力，
图 7.4 塑性区边界线形状
kPa ；
把式（7.9）代人式（7.8）得到用基础底面接触压力表示的塑性区边界方程：
z
=
p −γ 2d πγ 1
地面隆起 原地面
滑动面
pu
Ⅰ
Ⅲ
Ⅱ
(a)
地面隆起
原地面
pu
Ⅰ
滑动面
(c)
原地面 地面隆起
pu
滑动面 (b)
o
Pa Pu
p/kPa
a
b
A
B
C
c
s/mm
地基承载力计算.docx
图5.2.2 偏心荷载（e> b/6）下基底压力计算示意b —力矩作用方向基础底面边长5. 2. 3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。
5. 2. 4当基础宽度大于3m 或埋置深度大于0.5m 时，从载荷试验或其它原位测试、经验值等 方法确定的地基承载力特征值，尚应按下式修正:fa= fak+ n b Y( b ・3 ) + q d Y m(d-0.5)ik 地基承载力特征值（kPa ）,按本规范第5.2.3条的原则确定; n ——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别查表Y ——基础底面以下土的重度（kN/mb ，地下水位以下取浮重度;b ——基础底面宽度（m ）,当基础底面宽度小于 3m 时按3m 取值，大于6m 时按6m 取值; 丫一一基础底面以上土的加权平均重度（ kN/mb ,位于地下水位以下的土层取有效重度； m d ——基础埋置深度（m ）,宜自室外地面标高算起。
在填方整平地区，可自填土地面标高算起，但填上在上部结构施工后完成时，应从天然地面标高算起。
对于地下室，如采 用箱形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起；当采用独立基础或条形基 础时，应从室内地面标高算起。
式屮: fa --- 修正后的地基承载力特征值（ kPa ）； (5.2.4)n、5.2.4取值;表承载力修正系数注：1强风化和全风化的岩石，可参照所风化成的相应土类取值，其他状态下的岩石不修正;2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 n d 取0； 3含水比是指土的天然含水量与液限的比值;4大面积压实填土是指填土范围大于两借基础宽度的填土。
5. 2. 5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:b 基础底面宽度（m ）,大于6m 时按6m 取值，对于砂土小于 3m 时按3m 取值; Ck ——基底下一倍短边宽度的深度范围内土的粘聚力标准值（仇=Mb Y b+Md Y md+McCk(525)式屮：fa 由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值（kPa)；Mb ・ Md 、 Me承载力系数，按表5.2.5确定;kPa) o注：e-基底下一倍短边宽度的深度范围内土的内縻擦角标准值（°）k5.2.6 对于完整、较完整、较破碎的岩石地基承载力特征值可按本规范附录 方法确定；对破碎、极破碎的岩石地基承载力特征值，可根据平板载荷试验确定。
地基承载力计算公式
地基承载力计算公式的说明:f=fk+ηbγ(b-3)+ηdγο(d-0.5)fk——垫层底面处软弱土层的承载力标准值（kN/m2）ηb、ηd——分别为基础宽度和埋深的承载力修正系数b－－基础宽度（m）d——基础埋置深度（m）γ－－基底下底重度（kN/m3）γ0——基底上底平均重度（kN/m3）地基的处理方法利用软弱土层作为持力层时，可按下列规定执行：1）淤泥和淤泥质土，宜利用其上覆较好土层作为持力层，当上覆土层较薄，应采取避免施工时对淤泥和淤泥质土扰动的措施；2）冲填土、建筑垃圾和性能稳定的工业废料，当均匀性和密实度较好时，均可利用作为持力层；3）对于有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废料等杂填土，未经处理不宜作为持力层。
局部软弱土层以及暗塘、暗沟等，可采用基础梁、换土、桩基或其他方法处理。
在选择地基处理方法时，应综合考虑场地工程地质和水文地质条件、建筑物对地基要求、建筑结构类型和基础型式、周围环境条件、材料供应情况、施工条件等因素，经过技术经济指标比较分析后择优采用。
地基处理设计时，应考虑上部结构，基础和地基的共同作用，必要时应采取有效措施，加强上部结构的刚度和强度，以增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力。
对已选定的地基处理方法，宜按建筑物地基基础设计等级，选择代表性场地进行相应的现场试验，并进行必要的测试，以检验设计参数和加固效果，同时为施工质量检验提供相关依据。
经处理后的地基，当按地基承载力确定基础底面积及埋深而需要对地基承载力特征值进行修正时，基础宽度的地基承载力修正系数取零，基础埋深的地基承载力修正系数取1.0；在受力范围内仍存在软弱下卧层时，应验算软弱下卧层的地基承载力。
对受较大水平荷载或建造在斜坡上的建筑物或构筑物，以及钢油罐、堆料场等，地基处理后应进行地基稳定性计算。
结构工程师需根据有关规范分别提供用于地基承载力验算和地基变形验算的荷载值；根据建筑物荷载差异大小、建筑物之间的联系方法、施工顺序等，按有关规范和地区经验对地基变形允许值合理提出设计要求。
7地基极限承载力计算
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
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
极限承载力除以安全系数得到 地基容许承载 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
地基土变形的三个阶段
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
(
1
3
)
sin
1
3
tan2 (450
)
2
2c tan(450
)
2
3
1
tan2 (450
)
2
2c tan(450
)
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
地基承载力计算书
地基承载力计算计算书项目名称_____________构件编号_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________一、设计资料1.基础信息基础长：l=4000mm基础宽：b=4000mm修正用基础埋深：d=1.50m基础底标高：dbg=-2.00m2.荷载信息竖向荷载：F k=1000.00kN绕X轴弯矩：M x=0.00kN·m绕Y轴弯矩：M y=0.00kN·mb=40 l=4000xY3.计算参数天然地面标高：bg=0.00m地下水位标高：wbg=-4.00m宽度修正系数：wxz=1是否进行地震修正：是单位面积基础覆土重：rh=2.00kPa计算方法：GB50007-2002--综合法地下水标高-4.00基底标高-2.00地面标高0.00555554.土层信息:土层参数表格二、计算结果1.基础底板反力计算基础自重和基础上的土重为：G k = A×p =16.0×2.0= 32.0kN基础底面平均压力为：1.1当轴心荷载作用时,根据5.2.2-1 ：P k = F k+G kA=1000.00+32.0016.00= 64.50 kPa1.2当竖向力N和Mx同时作用时：x方向的偏心距为：e =M kF k+G k=0.001000.00 +32.00= 0.00mx方向的基础底面抵抗矩为：W = lb26=4.00×4.00 26= 10.67m3x方向的基底压力，根据5.2.2-2、5.2.2-3为：P kmax = F k+G kA+M kW= 64.50 +0.0010.67= 64.50 kPaP kmin = F k+G kA-M kW= 64.50 -0.0010.67= 64.50 kPa1.3当竖向力N和My同时作用时：y方向的偏心距为：e =M kF k+G k=0.001000.00 +32.00= 0.00my方向的基础底面抵抗矩为：W = bl26=4.00×4.00 26= 10.67m3y方向的基底压力，根据5.2.2-2、5.2.2-3为：P kmax = F k+G kA+M kW= 64.50 +0.0010.67= 64.50 kPaP kmin = F k+G kA-M kW= 64.50 -0.0010.67= 64.50 kPa2.修正后的地基承载力特征值计算基底标高以上天然土层的加权平均重度，地下水位下取浮重度γm = ∑γi h i∑h i=2.0×18.02.0= 18.00基底以下土层的重度为γ = 18.00b = 4.00f a = f ak + ηbγ (b-3) + ηdγm (d-0.5)= 150.00+1.00×18.00×(4.00-3)+1.00×18.00×(1.50-0.5)= 186.00 kPa调整后的地基抗震承载力计算查“抗震建筑设计规范GB50011-2001”表4.2.3, ζa = 1.30f aE = ζa f a = 1.30×186.00 = 241.80 kPa3.计算结果分析P k=64.50kPa, f aE=186.00kPaP k≤f aE当竖向力N和Mx同时作用时:P kmax=64.50kPa, 1.2f aE=.2×186.00=223.20kPaP kmax≤1.2f aE当竖向力N和My同时作用时:P kmax=64.50kPa, 1.2f aE=1.2×186.00=223.20kPaP kmax≤1.2f aE地基承载力验算满足。
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地基承载力计算
5． 2．1 基础底面的压力，应符合下列规定：
1 当轴心荷载作用时
p k ≤ f a
（ 5.2.1-1）
式中： p k ——相应于作用的标准组合时，基础底面处的平均压力值（
f a ——修正后的地基承载力特征值（
kPa ）。
kPa ）；
2
当偏心荷载作用时，除符合式（5.2.1-1 ）要求外，尚应符合下式规定：
p kmax ≤ 1.2f a
（ 5.2.1-2）
式中： p kmax ——相应于作用的标准组合时，基础底面边缘的最大压力值（ kPa ）。
5． 2．2 基础底面的压力，可按下列公式确定：
1当轴心荷载作用时
F k
G k （ 5.2.2-1）
p k
A
式中： F k ——相应于作用的标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖向力值（
kN ）；
G k ——基础自重和基础上的土重（ kN ）；
A ——基础底面面积（ m 2）。
2
当偏心荷载作用时
F k
G k M k (5.2.2-2)
p
k max
A
W
F k
G k
M k (5.2.2-3)
p
k min
W
A
式中： M k ——相应于作用的标准组合时，作用于基础底面的力矩值（
kN · m ）；
W ——基础底面的抵抗矩（ m 3）；
p kmin ——相应于作用的标准组合时，基础底面边缘的最小压力值（
kPa ）。
3 当基础底面形状为矩形且偏心距e ＞b/6 时（图 5.2.2 ）时， p kmax 应按下式计算：
2(F k G k )
(5.2.2-4)
p
k max
3la
式中： l ——垂直于力矩作用方向的基础底面边长（
m ）；
a ——合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离（
m ）。
e a
F k+G
p kma
3a
b
图 5.2.2偏心荷载(e> b/6)下基底压力计算示意
b—力矩作用方向基础底面边长
5． 2． 3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。
5． 2．4 当基础宽度大于 3m 或埋置深度大于 0.5m时，从载荷试验或其它原位测试、经验值等
方法确定的地基承载力特征值，尚应按下式修正：
f a= f ak+ηbγ（ b-3）+ηdγm(d-0.5)(5.2.4)
式中： f a——修正后的地基承载力特征值（kPa）；
f ak——地基承载力特征值（ kPa），按本规范第 5.2.3 条的原则确定；
η、η——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别查表 5.2.4 取值；
bd
γ——基础底面以下土的重度（ kN/ m3），地下水位以下取浮重度；
b——基础底面宽度（m），当基础底面宽度小于3m 时按 3m 取值，大于 6m 时按 6m 取值；
γ——基础底面以上土的加权平均重度（kN / m3），位于地下水位以下的土层取有效重度；
m
d——基础埋置深度（m），宜自室外地面标高算起。
在填方整平地区，可自填土地面标高算起，但填土在上部结构施工后完成时，应从天然地面标高算起。
对于地下室，如采
用箱形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起；当采用独立基础或条形基
础时，应从室内地面标高算起。
表 5.2.4承载力修正系数
土的类别ηbηd 淤泥和淤泥质土0 1.0
人工填土
0 1.0
e 或 I L大于等于 0.85 的粘性土
红粘含水比w >0.80
1.2含水比w≤0.80.1
土 1.4
5
大面积压实系数大于 0.95、粘粒含量ρc≥ 10%的
0 1.5
压实填粉土
土最大干密度大于 2100kg/m3的级配砂石0 2.0粉土
粘粒含量ρc≥10%的粉土0.3 1.5
粘粒含量ρc＜10%的粉土0.5 2.0
e 及 I L均小于 0.85 的粘性土0.3 1.6
粉砂、细砂 (不包括很湿与饱和时的稍密状态 ) 2.0 3.0
中砂、粗砂、砾砂和碎石土 3.0 4.4
注： 1强风化和全风化的岩石，可参照所风化成的相应土类取值，其他状态下的岩石不修正；
2 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ηd取0；
3含水比是指土的天然含水量与液限的比值；
4大面积压实填土是指填土范围大于两倍基础宽度的填土。
5． 2．5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 bγb+M dγm d+M c c k(5.2.5)
式中： f a——由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值（kPa）；
M b、M d、 M c——承载力系数，按表 5.2.5 确定；
b——基础底面宽度（m），大于 6m 时按 6m 取值，对于砂土小于3m 时按 3m 取值；
c k——基底下一倍短边宽度的深度范围内土的粘聚力标准值（kPa）。
表 5.2.5承载力系数 M b、 M d、 M c
土的内摩擦角标准值φ（°）M
b M d M c
k
00 1.00 3.14
20.03 1.12 3.32
40.06 1.25 3.51
60.10 1.39 3.71
80.14 1.55 3.93
100.18 1.73 4.17
120.23 1.94 4.42
140.29 2.17 4.69
160.36 2.43 5.00
180.43 2.72 5.31
200.51 3.06 5.66
220.61 3.44 6.04
240.80 3.87 6.45
26 1.10 4.37 6.90
28 1.40 4.937.40
30 1.90 5.597.95
32 2.60 6.358.55
34 3.407.219.22
36 4.208.259.97
38 5.009.4410.80
40 5.8010.8411.73
注：φ—基底下一倍短边宽度的深度范围内土的内摩擦角标准值（°）。
k
5. 2. 6对于完整、较完整、较破碎的岩石地基承载力特征值可按本规范附录H 岩基载荷试验方法确定；对破碎、极破碎的岩石地基承载力特征值，可根据平板载荷试验确定。
对完整、较完
整和较破碎的岩石地基承载力特征值，也可根据室内饱和单轴抗压强度按下式进行计算：
f a=ψr·f rk(5.2.6)
式中：f a——岩石地基承载力特征值( kPa) ；
f rk——岩石饱和单轴抗压强度标准值（kPa），可按本规范附录J 确定；
ψr——折减系数。
根据岩体完整程度以及结构面的间距、宽度、产状和组合，由地方经验确定。
无经验时，对完整岩体可取0.5 ；对较完整岩体可取0.2 ～0.5 ；对较破碎岩体
可取 0.1 ～ 0.2 。
注: 1 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；
2 对于粘土质岩，在确保施工期及使用期不致遭水浸泡时，也可采用天然湿度的试样，不进行
饱和处理。
5.2.7当地基受力层范围内有软弱下卧层时，应符合下列规定：
1应按下式验算软弱下卧层的地基承载力：
p z+p cz≤ f az(5.2.7-1)
式中： p z——相应于作用的标准组合时，软弱下卧层顶面处的附加压力值（kPa）；
p cz——软弱下卧层顶面处土的自重压力值（kPa）；
f az——软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值（kPa）。
2对条形基础和矩形基础，式（ 5.2.7-1）中的 p z值可按下列公式简化计算：条形基础
b( p k p c )
( 5.2.7-2 )
p z
b
2z tan
矩形基础
p z lb ( p k p c )( 5.2.7-3)
(b 2 z tan )
2 z tan )( l
式中： b——矩形基础或条形基础底边的宽度（m）；
l ——矩形基础底边的长度（m）；
p c——基础底面处土的自重压力值（kPa）；
z——基础底面至软弱下卧层顶面的距离（m）；
θ——地基压力扩散线与垂直线的夹角（°），可按表 5.2.7 采用。
表 5.2.7地基压力扩散角θ
z/b
E s1/E s2
0.250.50
36°23°
510°25°
1020°30°注： 1 Ｅs1为上层土压缩模量；E s2为下层土压缩模量；
2 z/b <0.25 时取θ＝ 0°，必要时，宜由试验确定；z/b >0.50 时θ值不变；
3z/b 在 0.25 与 0.50 之间可插值使用。
5.2. 8对于沉降已经稳定的建筑或经过预压的地基，可适当提高地基承载力。