大工11秋《土木工程概论》辅导资料十二

土木工程概论辅导资料十二

主题：第四章第三、四、五、六节“地基的应力和变形” “土的抗剪强度和地基承载力”，“浅基础设计”和“边坡和挡土墙”辅导资料学习时间：2011年12月19 日- 12月25日

本周我们将学习有关地基与基础工程的相关内容

一、学习要求

1、理解地基的应力和变形；

2、了解地基变形计算；

3、理解土的抗剪强度和地基承载力;

4、掌握浅基础设计；

5、熟悉边坡稳定；

6、掌握挡土墙类型；

7、掌握三种土压力。

二、主要内容

土基除满足变形要求外，还应满足强度要求。地基的强度实质上是地基的抗剪强

度。

（一）土的抗剪强度及测定方法

土的抗剪强度就是某一受剪面上抵抗剪切破坏时的最大剪应力。

抗剪强度测定的室内方法：

直接剪切试验、三轴剪切试验、无侧限抗压试验。

现场原位测试有：

十字板剪切试验、大型直剪试验等。

根据室内试验时的排水条件不同分为：

（1）快剪（不固结不排水剪）；

（2 ）固结快剪（固结不排水剪）；

（3）慢剪（固结排水剪）。

（二）地基的塑性荷载与极限荷载

1、地基的变形阶段

地基在垂直荷载作用下产生的变形，一般分为三个阶段：

（1）压密阶段：压力与沉降（p—s曲线）之间基本成线性关系；

（2）塑性变形阶段：出现塑性区

（3）失稳阶段：塑性区贯通。

p —s曲线曲线中的a点所对应的荷载称为临塑荷载；b点所对应的荷载称为极限荷载。

2、地基的塑性荷载

《建筑地基基础设计规范》规定以塑性荷载为基础计算地基承载力设计值。

3、地基的极限承载力

地基的极限荷载又称地基的极限承载力

（三）地基承载力的确定方法

1、由《建筑地基基础设计规范》规定确定地基承载力方法的原则

（1 ）对一级建筑物：采用载荷试验、理论计算及其他原位试验。

（2 ）对不作地基变形计算的二级建筑物：可按室内试验、标准贯入、轻便触探、野外鉴别或其他原位试验。

（3）对三级建筑物：根据临近建筑物的经验确定。

2、由现场载荷试验确定地基承载力标准值

（1）试验设备和目的：

（2）试验方法：

（3 ）承载力基本值的确定：

（4）地基承载力标准值f k的确定：基本值的极差不能超过平均值的30%, 取此平均值作为地基承载力标准值。

3、由《建筑地基基础设计规范》规定确定地基承载力设计值 f

（1 ）当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时，除岩石地基外，地基承载力设计值为（考虑了埋深的影响，比标准值要大）：

f f b b-3 d o d -0.5

（2）不满足（1 ）中条件时，可按f =1.1f k直接确定地基承载力设计值；

（3 ）岩石地基承载力设计值可用岩基载荷试验方法直接确定；对微风化及中等风化的岩石地基承载力设计值，可用室内饱和单轴抗压强度试验确定：

f」f rk

4、工程地质勘察报告

包括拟建场地概况、勘探点平面布置图、工程地质剖面图、土的物理力学性 质指标及工程地质评价等。

四、基础类型的划分

一般埋深在5m 以内能用一般方法施工的基础，属于浅基础。埋深在 5m 以 上，采用特殊方法施工的基础，属于深基础。

（五）基础设计的原则与步骤

1、 一般原则（需要重点理解）

（1） 基础本身具有足够的强度、刚度核稳定性；

（2） 地基也具有足够的强度核稳定性，不发生过大的沉降核不均匀沉降。

2、 地基设计的规定

（1 ）一级建筑物和部分二级建筑物，应作地基变形计算，要同时满足强度 条件和变形条件。

地基的强度条件：

轴心受压：

P 乞f

偏心受压:

地基的变形条件：s 〕s 】

p max p

max P min

（2 ）部分二级建筑物，仍需作地基变形计算

（3）其余的二级建筑物和三级建筑物，可不作变形计算。

3、基础设计的步骤

（1 ）提出基础类型和地基处理的初步方案，并确定。

（2）确定基础的埋深和地基承载力。

（3）确定基础的底面尺寸，必要时进行下卧层强度验算。

（4）对于建筑物等级为一级和特殊情况的二级建筑物，需进行地基变形验算。

（5）对于建于斜坡上的建筑物，经常承受较大水平荷载的构筑物，需进行地基稳定性验算。

（6）确定基础的剖面尺寸，进行基础结构计算。

（7 ）绘制基础施工图，编制施工说明。

（六）浅基础设计（需要重点掌握）

1、刚性基础

包括砖基础、毛石基础、灰土基础、三合土基础、毛石混凝土基础、混凝土基础等。

弱点：抗拉、抗弯强度低。

限制：台阶宽高比的允许值，限制基础悬臂长度。宽高比用tg＞来表示，: 称为允许刚性角。

适用：层数较少的民用建筑。

2、扩展基础

指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础。

优点：整体性好，抗弯强度大。

适用：基础面积大，必须浅埋。

分类：现浇基础和预制杯性基础。

3、柱下条形基础

柱下条形基础：在整排柱下做一条钢筋混凝土地梁，将各柱联合起来。

位置：设在房屋的纵向。

十字交叉基础：在纵横方向均设置柱下条形基础。

4、筏板基础

将基础底板连成一片，成为筏板基础。

适用：地基特别软弱、荷载较大、或有地下室。根据是否在柱间设梁，分为梁板式筏板基础和无梁式筏板基础。

5、箱形基础

基础由钢筋混凝土整体底板、顶板和钢筋混凝土纵横墙组成的箱形基础。

适用：地基特别软弱、荷载很大，高层建筑。

6、壳体基础

包括：正圆锥体、M形组合壳、内球外锥组合壳等。

优点：主要承受轴向力。

缺点：胎模制作、放置钢筋、浇筑混凝土等工艺复杂。

（七）基础埋置深度

在满足强度和变形要求的前提下，基础应尽量浅埋。基础浅埋的深度（除岩石地基外）不宜小于0.5m，基础顶面应低于室外地面最小0.1m。

1、工程地质条件

（1）上层地基的承载力大于下层土时，利用上层作为持力层;