哈士奇的小心愿
范文一：地基承载力
地基承载力 (轻型触探法 ) 检测记录 (JJ15a-02) 合同段号:S212QH-3记录编号:
地基承载力 (重型触探法 ) 检测记录 (JJ15a-03)合同段号:记录编号:
重型贯入
铁道部动力触探击数规定 (TBJ18-87) N63.5卵砾、 圆砾土 Y=1.6X + 9.5 铁道部动力触探击数规定(TBJ18-87) N63.5中砂、砂砾 Y=37.7X + -1.5 铁道部动力触探击数规定(TBJ18-87) N63.5碎石土 Y=26.0X + 133.7 铁道部动力触探击数规定(TBJ18-87) N63.5粉细砂 Y=23.7X + 41.7 铁道部动力触探击数规定(TBJ18-87) N120Y=55.5X + 227.4
(重型的 X 就表示锤击次数, Y 表示换算强度)
轻型触探 ①公式 R=0.8N-2*9.8
② n*8-20大于设计值为合格,这 30cm 时用的次数
(轻型的 N 表示锤击次数, R 表示承载力)
范文二：地基承载力
Chapter 8 Bearing Capacity Part 1 [地基承载力]
8.1 Introduction
A foundation is that part of a structure which transmits loads directly to the underlying soil. The ultimate bearing capacity (qu ) is defined as the pressure which would cause shear failure of the supporting soil immediately below and adjacent to a foundation. [当基底压力增大到极限承载力时, 地基出现剪切破坏]
A foundation must satisfy two fundamental requirements: (1) the factor of safety against shear failure of the supporting soil must be adequate, a value between 2 and 3 normally being specified; (2) the settlement of the foundation should be tolerable and, in particular, differential settlement should not cause any unacceptable damage of the structure. The allowable bearing capacity (qa ) is defined as the maximum pressure which may be applied to the soil such that the above two requirements are satisfied. [设计基础要满足两个要求: (1)地基达到剪切破坏的安全糸数要适当, 一般在2至3之间,(2)基础的沉降和沉降差必须在该建筑物所允许的范围之内, 地基的容许承载力定义为当上述两个要求满足时的基底最大压力]
8.2 Types of shear failure [剪切破坏的形式]
Three distinct modes of failure have been identified and these are illustrated in Fig. 8.1. In general shear failure, continuous failure surfaces develop between the edges of the footing and the ground surface. The state of plastic equilibrium is fully developed throughout the soil above the failure surfaces. Heaving of the ground surface occurs (see Fig.8.1a). This mode of failure is typical for soils of low compressibility (i.e. dense or stiff soils). The ultimate bearing capacity is well defined. [整体剪切破坏:当基底压力达到极限荷载时, 基础两侧地面向上隆起, 地基形成连续滑动面而破坏]
In local shear failure, there is significant compression of the soil under the footing and only partial development of the state of plastic equilibrium. The failure surfaces, therefore, do not reach the ground surface and only slight heaving occurs (see Fig.8.1b). This type of failure is associated with soils of high compressibility and is characterized by the occurrence of relatively large settlements. The ultimate bearing capacity is not well defined. [局部剪切破坏:当基底压力达到极限荷载时, 基础两侧地面只是微微隆起, 剪切破坏区限制在地基内部某一区域, 这种破坏型式的特征是出现相对大的沉降]
In punching shear failure, there is relatively high compression of the soil under the footing accompanied by shearing in the vertical direction around the edges of the footing. There is no heaving of the ground surface (see Fig.8.1c). Relatively large settlements are also a characteristic of this mode and the ultimate bearing capacity is not well defined. [冲剪破坏:当基底压力达到极限荷载时, 基础边缘下地基产生垂直剪切破坏, 基础两侧地面不出现隆起, 地基不出现连续滑动面, 这种破坏型式的特征是出现相对大的沉降]
8.3 Ultimate Bearing Capacity of Shallow Foundations [浅基础地基极限承载力]
The ultimate bearing capacity (qu ) is defined as the pressure which would cause shear failure of the supporting soil immediately below and adjacent to a foundation. The allowable bearing capacity (qa ) is defined as
q
a
=
q
u
F s
(8.1)
where F s is the factor of safety and its value is between 2 and 3. Foundations can be classified as shallow and deep foundations. In general, if the depth of a foundation (d) is smaller than or equal to its breadth (b), the foundation is classified as shallow foundation. [地基的容许承载力定义为极限承载力除以一个安全糸数. 一般认为, 当基础的埋深d 小于或等于基础宽度b 时称为浅基础]
8.3.1 Bearing capacity of foundations on weightless soils (Prandtl’s Method) [普朗特公式]
The failure mechanism for a strip footing is shown in Fig. 8.2. The footing of width b and infinite length carries a uniform pressure q on the surface of a mass of homogeneous, isotropic soil. The shear strength parameters for the soil are c and φ but the unit weight is assumed to be zero. The foundation is assumed to be smooth. In addition, a surcharge pressure q o acting on the soil surface is considered, otherwise if c = 0 the bearing capacity of a weightless soil would be zero. [图8.2代表一条形基础的假设滑动面. 基础宽度为b, 无限长度, 均布荷载q, 地基为均质土, 各性同向, 基底光滑, 基础两侧均布荷载匀q o ]
As the pressure becomes equal to the ultimate bearing capacity q c , the footing will have been pushed downwards into the soil mass, producing a state of plastic equilibrium, in the form of (i) an active Rankine zone ABC, (ii) zones of radial shear ACD and BCG. and (iii) passive Rankine zones ADE and BGF. A state of plastic equilibrium exists above the surface EDCGF.[当地基达到塑性极限平衡状态时,ABC 为朗肯主动区,ACD 与BCG 为径向剪切区,ADE 与BGF 为朗肯被动区]
The angles ∠ABC and ∠BAC are 45?+φ/2. The angles ∠DAE, ∠DEA, ∠GBF and ∠GFB are 45?-φ/2. The surfaces CD and CG are logarithmic spirals to which BC and ED, or AC and FG are tangential.
Based on the mechanism described above, the following exact solution is obtained using plastic theory for the ultimate bearing capacity of a strip footing on the surface of a weightless soil.[根据塑性理论, 条形基础在无重量地基上的极限承载力为以下公式]
q
?π?tan
=c ??e
?
φ
u
?tan
2
?φ??
45?+?-1??cot φ+q
2???
o
?π?tan
??e ?
φ
?tan
2
φ???
45?+??
2???
(8.2)
Equation (8.2) can be expressed in the following form:
q
u
=c ?N
c
+q
o
?N
q
(8.3)
where
N
q
=e
π?tan φ
?tan
2
φ??
45?+?
2??
2
(8.4) (8.5)
N
c
?π?tan
=?e ?
φ
?tan
?φ??
45?+?-1??cot φ=N
2???
(
q
-1?cot φ
)
N q and Nc are bearing capacity factors. Foundations are not normally located on the surface of a soil mass, as assumed in the above solutions, but at a depth d below the surface. In applying these solution in practice, it is assumed that the shear strength of the soil between the surface and depth d is neglected, this soil being considered only as a surcharge imposing a uniform pressure qo = γo ?d on the horizontal plane at foundation level, where d is depth of the foundation and γo ?is unit weight of soil above the base of the foundation. Equation (8.3) becomes [Nq 与N c 为承载力因素. 公式(8.3)中的均布荷载q o 可看
成基底以上两侧土体的重量, 因此q o = γ?d, d为基础的埋深]
q
u
=c ?N
c
+γo ?d ?N
q
(8.6)
8.3.2 Bearing capacity of foundations on soil having weight 1.
The ultimate bearing capacity derived from equation (8.6) does not take into account the weight of soil. No closed-form solutions have been obtained for the bearing capacity of foundations on soils which have weight. To simplify the calculations, we assume that the principle of superposition can be used in deriving the bearing capacity. As a result, the ultimate bearing capacity can be expressed in the following form:
q
u
Smooth Foundations [基底光滑]
=
12
γ?b ?N
γ
+c ?N
c
+γ
o
?d ?N
q
(8.7)
where N q and N c are values obtained for weightless soil (see equations (8.4) and (8.5)), and N γ is a coefficient defining the bearing capacity of a soil having weight but no cohesion or surcharge (c = qo = 0). We must remember that superposition cannot be validly applied when considering the behaviour of a plastic material. However the value of qu is under-estimated by this procedure. The values of Nγ are still not certainly known. One of the most widely used values for Nγ was obtained by Brinch Hansen (1986) and shown as follows: [当考虑地基重量时, 可应用叠加原埋, 公式8.7中的首项代表地基自重的贡献,N q 与N c 分别从公式8.4 and 8.5找出; 但公式8.7中的N γ 还是未知数, 一般可从经验公式8.8找出]
N
γ
=1. 8?N
c
?tan
2
φ
(8.8)
2.
If the foundation is rough, so that no slip takes place on AB (see Fig. 8.2), the zone ABC moves downwards as a rigid wedge with the foundation. Terzaghi (1943) assumed that the angles ∠ABC and ∠BAC in Fig. 8.2 were equal to φ, i.e. ABC is not considered to be an active Rankine zone. Terzaghi proposed the ultimate bearing capacity expressed in a form like equation (8.7) but the expressions for the Nq and Nc are obtained by modifying the Prandtl-Reisner’s solution. Nq , Nc and Nγ are functions of φ and the their relationships φ are shown in Fig.8.3. [当基底不光滑时,AB 不会滑动, 太沙基假设图8.2中∠ABC 与∠BAC 为φ, ABC再不是朗肯主动区, 太沙基公式与公式8.7一样, 但承载力因素N q , N c 与N γ可由图8.3查取] 3.
Equation (8.7) is derived based on a strip foundation and a general shear failure mechanism. If the foundations are circular or square in shape, or are subjected to local shear failure, equation (8.7) has to be modified accordingly. [公式8.7应用于条形基础与整体剪切破坏, 当考虑圆形或矩形基础与局部剪切破坏时, 公式8.7必需作以下修改]
Correction factors for ultimate bearing capacity [修正因素] Rough Foundations(Terzaghi’s method) [基底粗糙]
A. Local shear failure [局部剪切破坏] Equation (8.7) is modified to
12
q
u
=γ?b ?N
*γ
+c
*
?N
*c
+γ
o
?d ?N
*q
(8.9)
where Nq *, Nc * and Nγ*are evaluated from φ* instead of φ
c
*
=
23
c
-1
(8.10) (8.11)
φ
*
=tan
?2? tan φ??3?
B. Shape of Foundation [基础形状]
Equation (8.7) becomes, for a square footing
q
u
=0. 4?γ?b ?N
γ
+1. 2?c ?N
c
+γo ?d ?N
q
(8.12)
for a circular footing
q
u
=0. 6?γ?R ?N
γ
+1. 2?c ?N
c
+γo ?d ?N
q
(8.13)
where R is radius of the circular footing.
8.3.3 Vesic’s Method [魏锡克公式]
Based on the work of Prandtl, Vesic assumed the foundation is subjected to general shear failure and the foundation is smooth. Vesic arrived the same expression (equation (8.7)) for the ultimate bearing capacity as proposed by Terzaghi. The expressions for Nq and Nc are the same as equations (8.4) and (8.5), but a new expression for Nγ is proposed [魏锡克公式中的N q 与N c 和公式8.4与8.5相同, 但建议用公式8.14找出N γ]
N
γ
=2?(N
q
+1) ?tan φ
(8.14)
Vesic also proposed a series of correction factors for the ultimate bearing capacity, equation (8.7) is modified as follows: [魏锡克亦建议下列修改因素]
q
u
=
12
γ?b ?N
γ
?S γ?d
q
γ
?i γ?g
γ
?ξγ?b
γ
+c ?N
c
?S c ?d c ?i c ?g c ?ξc ?b c
(8.15)
+γo ?d ?N ?S q ?d q ?i q ?g q ?ξq ?b q
where
S γ, S c , S q
are shape factors for foundation, [基础形状糸数] are depth factors, [深度糸数]
d γ, d c , d q
i γ, i c , i q
are inclination factors for surcharge, [荷载倾斜糸数] are inclination factors for foundation, [基础倾斜糸数] are soil compressibility factors, [土的压缩性影响糸数] are inclination factors for ground surface. [地面倾斜糸数]
g γ, g c , g q
ξγ, ξc , ξq
b γ, b c , b q
8.3.4 Ultimate bearing capacity for saturated soft clays (Skempton’s Method) [斯开普顿公式]
For saturated soft clays under undrained conditions (φu = 0), the failure surface is a circular arc instead of the one shown in Fig. 8.2. Skempton (1951) proposed the following expression for the ultimate bearing capacity of a footing:
q u =c u ?N c +γo ?d
(8.16)
where cu is undrained shear strength of the soil (the average value at depth 2/3 b below the bottom of the foundation is used), d is depth of the foundation, γo is unit weight of soil above base of the foundation and the factor Nc is a function of the shape of the footing and the depth/breadth ratio (d/b). Skempton ’s values of Nc are given in Fig.8.4. [因饱和软粘土在不排水状况下的滑动面为圆弧, 斯开普顿建议用公式8.16计算极限承载力. 公式8.16中cu 取基底下2/3 b深度的平均值, d为基础深度, γo 为基底以上土的重度, Nc 从图8.4查取]
(b)
(c)
Settlement
Fig.8.1 Types of failure: (a) general shear, (b) local shear, (c) punching shear
b
q o
q
u
q o
Fig.8.2 Failure mechanism under a strip loading
范文三：地基承载力)
第八章 地基承载力
第一节 概述
一.地基稳定性的概念
地基稳定性:在外荷载作用下,地基抵抗剪切破坏的能力。
外荷载
影响因素 基础
地基土的特性
二.地基破坏的形式和特点
1. 整体剪切破坏:(general shear failure)
特征:曲线有明显直线段,曲线段与陡降段。
破坏从基本边缘开始,滑动面贯通地表,两侧土体有明显隆起。
2. 局部剪切破坏:(local shear failure)
特征:曲线非线性,无明显转折。
地基破坏从基础边缘开始, 但滑动面末延伸到地基, 而是终止在地基土内部某一位置, 两侧地面微微隆起,呈现破坏特征。
3. 冲剪破坏:(punching shear failure)
特征:基础发生垂直剪切破坏,地基内部不形成连续的滑动面,土体没有隆起现象。 三.整体破坏的三个阶段
弹性变形阶段:荷载较小,剪应力 ζ〈 ζf ,基底压力 ( )呈直线。
弹塑性变形阶段:荷载↑,基础边缘土开始出现剪切破坏。
破坏阶段:剪切破坏区扩展成片 , 形成完整的滑动面。
概念:
1、临塑荷载 Pcr (critical edge pressure)
地基土开始出现剪切破坏时地基所承受的基底压力。
2、极限荷载(地基极限承载力) Pu (ultimate pressure)
地基濒临破坏(即弹塑性变形阶段转变为破坏阶段)时所承受的基底压力。
四.地基承载力概念
1. 地基承载力:(bearing capacity) 地基所承受的荷载的能力。
2. 极限承载力:(ultimate bearing capacity)地基即将丧失稳定性的承载力。 Pu
3. 容许承载力:(allowable bearing capacity)地基稳定有足够的安全度,并且变形控制在 建筑物容许范围内时承载力。 [P]=( Pu/Fs)
4. 地基承载力特征值。
a
f
第二节 按塑性区开展的范围确定地基承载力
一.临塑荷载 Pcr 计算
1. 塑性区变形的边界方程 d
c
d
p
z -
-
+
-
-
=
?
γ
?
π
?
γπ
γ
tan
)
2
(cos
max
2. 临塑荷载公式
当 Zmax=o(即塑性区开展深度为 0时,此时地基所能承受的基底附加压力即为临 塑荷载。
d
N
c
N
p
q
c
cr
γ
+
=
式中:?π??π+-=2
cot cot c N ?
π
??π?+-++
=
2cot 2cot q N 二、塑性荷载
根据经验,塑性区开展深度可取(1/4~1/3 ) b 其中 b 为条形基础宽, c q N c N q bN P ?+?+=γγ4/1
c q N c N q bN P ?+?+=/3/1γγ/ 式中:)
2(cot4?π
?π
γ+-=N )
2(cot3/?π
?π
+-=r N 式中包括三项:基础底面以下土体
地基的性质(粘滞力)
基础底面以上土体
地基承载力特征值 a f
思考:
1、 Pcr 、 P1/4、 P1/3、 fa 各是什么概念?与哪些因素有关?
范文四：地基承载力
地基承载力与软弱下卧层验算(CZL-1)
项目名称 构件编号 日 期 设 计 校 对 审 核 执行规范:
《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011), 本文简称《地基规范》 《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001), 本文简称《荷载规范》 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010), 本文简称《抗震规范》 -----------------------------------------------------------------------
1 设计资料 1.1 已知条件 (1) 计算简图
(2) 设计参数
基础长 L (m) 4.200 基础宽 B (m) 3.000 轴力标准值(kN) 1200.000 弯矩标准值Mx(kN.m) 80.000 弯矩标准值My(kN.m) 100.000 基础与覆土平均容重(kN/m3) 20.000 地面标高 (m) 0.000 基底标高 (m) -1.800 考虑地震 √ 基底零应力区容许率(%) 0 软弱下卧层验算方法 应力扩散角法
(3) 土层数据
土层数: 2
1.2 计算内容
(1) 基底反力计算 (2) 地基承载力验算 (3) 软弱下卧层验算
2 计算过程及计算结果 2.1 基底反力计算
(1) 基底全反力计算
2
基底面积 A=B×L=3.000×4.200=12.600m
竖向荷载 Nk=1200.000kN, Gk=A×γ0×h=12.600×20.000×1.800=453.600kN 偏心距 ex=Myk/(Fkk+Gkk)=0.060m, ey=-Mxk/(Fkk+Gkk)=-0.048m
计算公式
_
截面抵抗矩Wx=B×L×L/6=3.00×4.20×4.20/6=8.8200 截面抵抗矩Wy=L×B×B/6=4.20×3.00×3.00/6=6.3000
基底角点全反力(左下、右下、右上、左上，结合左边计算结果图看)
基底全反力(kPa):
最大 pkmax=156.181, 最小 pkmin=106.295, 平均 pk=131.238 角点 pk1=124.435, pk2=156.181, pk3=138.041, pk4=106.295
(2) 基底附加应力计算
p=p- d k a
pa1
=124.44-32.40=92.04kPa p
a2
=156.18-32.40=123.78kPa
pa3=138.04-32.40=105.64kPa
p
a4
=106.29-32.40=73.89kPa
最大 pamax=123.781, 最小 pamin=73.895, 平均 pa=98.838
角点 pa1=92.035, pa2=123.781, pa3=105.641, pa4=73.895
2.2 地基承载力验算
根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011) 式5.2.4 计算
fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)
修正后的抗震地基承载力特征值 = 183.400(kPa) 验算 pk=131.238 < fa="">
验算 pkmax=156.181 < 1.2fa="220.080">
2.3 软弱下卧层验算
根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011) 式 5.2.7-1 及式 5.2.7-3 计算
pz
+pcz≤faz
基底附加压力计算不考虑偏心作用，按均布考虑(取平均附加压力)
pa=98.838(kPa)
修正承载力按深宽修正公式计算(不考虑宽度修正)
fa=fak+ηdγm(d-0.5)
层号 点号(x,y) 距地面深 附加应力 自重应力 修正承载力 是否软弱算
(m) (m) (kPa) (kPa) (kPa) 2 --- 5.000 31.496 72.000 224.800 非软弱 足
无软弱下卧层
验满
2.4 反力简图
-----------------------------------------------------------------------
【理正结构设计工具箱软件 6.5PB2】 计算日期: 2015-11-24 18:18:58 -----------------------------------------------------------------------
范文五：地基承载力
地基承载力
地基 在变形容许和维系稳定的前提下, 单位面积所能承受荷载的能力。 通俗点说, 就是地基所能承受的安全荷载。
(1)地基承载力:地基所能承受荷载的能力。
(2) 地基容许承载力 :保证满足地基稳定性的要求与 地基变形 不超过允许值, 地基单位面积上所能承受的荷载。
(3)地基承载力基本值:按标准方法试验,未经数理统计处理的数据。可由土 的物理性质指标查规范得出的承载力。
(4)地基承载力标准值:在正常情况下,可能出现承载力最小值,系按标准方 法试验,并经数理统计处理得出的数据。可由野外鉴别结果和 动力触探试验 的锤击数 直接查规范承载力表确定,也可根据承载力基本值乘以回归修正系数即得。
(5)地基承载力设计值:地基在保证稳定性的条件下,满足建筑物基础沉降要 求的所能承受荷载的能力。可由塑性荷载直接,也可由 极限荷载 除以安全系数得到, 或由地基承载力标准值经过基础宽度和埋深修正后确定。
(6)地基承载力的特征值:正常使用极限状态 计算时的地基承载力。即在发挥 正常使用功能时地基所允许采用抗力的设计值。它是以概率理论为基础,也是在保证 地基稳定的条件下,使建筑物基础沉降计算值不超过允许值的地基承载力。
在设计建筑物基础时,各行业使用《规范》不同,地基容许承载力、地基承载力 设计值与特征值在概念上有所不同,但在使用含义上相当
地基容许承载力
简介 各种 土木工程 在整个使用年限内都要求地基稳定,要求地基不致因承载力 不足、渗流破坏而失去稳定性,也不致因变形过大而影响正常使用。地基承载力是指 地基承担荷载的能力。在荷载作用下, 地基 要产生变形。随着荷载的增大,地基变形 逐渐增大,初始阶段地基尚处在弹性平衡状态,具有安全承载能力。当荷载增大到地 基中开始出现某点,或小区域内各点某一截面上的剪应力达到土的抗剪强度时,该点 或小区域内各点就剪切破坏而处在极限平衡状态,土中应力将发生重分布。这种小范 围的剪切破坏区,称为塑性区。地基小范围的极限平衡状态大都可以恢复到弹性平衡 状态,地基尚能趋于稳定,仍具有安全的承载能力。但此时地基变形稍大,尚须验算 变形的计算值不超过允许值。当荷载继续增大,地基出现较大范围的塑性区时,将显
示地基承载力不足而失去稳定。此时地基达到极限承载能力。地基承载力是地基土抗 剪强度的一种宏观表现,影响地基土抗剪强度的因素对地基承载力也产生类似影响。 存在目的 地基承载力问题是 土力学 中的一个重要的研究课题, 其目的是为了掌 握地基的承载规律,发挥地基的承载能力,合理确定地基承载力,确保地基不致因荷 载作用而发生剪切破坏, 产生变形过大而影响建筑物或土工建筑物的正常使用。 为此, 地基基础设计一般都限制基底压力最大不超过地基容 ( 允 ) 许承载力或地基承载 力特征值 ( 设计值 ) 。
确定方法 确定地基承载力的方法一般有原位试验法、 理论公式法、 规范表格法、 当地经验法四种。
原位试验法是一种通过现场直接试验确定承载力的方法,现场直接试验包括:E 静、载荷试验、静力触探试验、标准贯人试验、旁压试验等,其中以载荷试验法为最 直接、最可靠的方法。
理论公式法是根据土的抗剪强度指标以理论公式计算确定承载力的方法。
规范表格法是根据室内 试验 指标、现场测试指标或 野外 鉴别指标,通过查规范所 列表格得到承载力的方法。 规范不同 ( 包括不同部门、 不同行业、 不同地区的规范 ) , 其承载力值不会完全相同,应用时需注意各自的使用条件。
当地经验法是一种基于地区的使用经验,进行类比判断确定承载力的方法。
承载力特征值
在地基设计里,大多采用特征值,而不是设计值或标准值。实际上,这里的特征值,同 时具备了设计值和标准值的含义。 在意义上来说, 它可以直接拿来设计, 所以和设计值含义 差不多。但是在取值上, 它不带分项系数,所以它在取值上与标准值是一样的。为什么不叫 标准值呢?主要就是使它与一般意义上的设计值、标准值区分开来。
为什么地基设计要采用标准值呢?为什么不采用带分项系数的设计值呢?主要是因为 地基变形一般是大变形, 而且其极限承载力差异性很大, 往往难以统一界定。 所以地基设计 的时候, 不按承载力极限状态原则来设计, 而按正常使用极限状态原则来设计, 类似于裂缝 挠度验算。所以地基承载力的取值就采用了与标准值相对应的特征值。
在取值原则上, 特征值和标准值的本质是一样的。但是在使用意义上, 它是设计值。过 去地基规范有的叫标准值, 有的叫设计值, 现在新规范为了避免混淆, 才将地基承载力称为 “ 特征值 ” 。 有些地勘报告里的标准值, 实际上就是我们所说的特征值。 如果给出的是极限值, 就应该除以 2.0,就是特征值了。在老规范体系的 94桩基规范里,桩承载力设计值(即新 规范的特征值)的分项系数(实际上应该是安全系数)取 1.60~1.70。现在新国标对于桩承 载力特征值取值,统一采用 2.0。
2.0是安全系数,不是抗力分项系数。将极限承载力除以 2.0,与直接取比例极限,这 两个含义是一样的。例如一级钢筋的比例极限(即屈服强度)是 235mpa ,这是标准值,除 以 1.1的抗力分项系数等于 210mpa ,这就是设计值了。而对于特征值来说,其含义就相当 于直接取 210mpa ,没有 1.1的抗力分项系数。
提醒一点:规范里的所有公式中,凡是有 “ 特征值 fa” 的地方,对应的上部结构传下来的 荷载或内力,都是采用标准值。
地基特征值
?简介:地基极限承载力的确定, 实际上没有一个可以通用的界定标准, 也没有一个可以适用 于一切土类的计算公式, 主要依赖于根据工程经验所定下的界限和相应的安全系数加以调整, 考虑一个满足工程要求的地基承载力值。
?关键字:地基,特征值
一、起因
与钢、混凝土、砌体等材料相比,土属于大变形材料,当荷载增加时,随着地基变形的 相应增长, 地基承载力也在逐渐加大, 很难界定出一个真正的 “ 极限值 ” , 而根据现有理论的、 半理论半经验的或经验的承载力计算公式, 可以得出不同的值。 因此, 地基极限承载力的确 定, 实际上没有一个可以通用的界定标准, 也没有一个可以适用于一切土类的计算公式, 主 要依赖于根据工程经验所定下的界限和相应的安全系数加以调整, 考虑一个满足工程要求的 地基承载力值。它不仅与土质、土层埋藏顺序有关,而且与基础底面的形状、大小、埋深、 上部 结构 对变形的适应程度、 地下水位的升降、 地区经验的差别等等有关, 不能作为土的工 程特性指标。
另一方面, 建筑 物的正常使用应满足其功能要求, 常常是承载力还有潜力可挖, 而变形 已达到或超过正常使用的限值, 也就是由变形控制了承载力。 以往的工程实践证明, 绝大多 数地基事故皆由地基变形过大且不均匀造成。
因此, 根据传统习惯, 地基 设计 所选用的承载力通常是在保证地基稳定的前提下, 使建 筑物的变形不超过其允许值的地基承载力, 即允许承载力, 其安全系数已包括在内。 无论对 于天然地基或桩基础的设计,原则上均是如此。
随着《建筑结构设计统一标准》 (GBJ 68— 84) 的施行,要求抗力计算按承载能力极限 状态, 采用相应于极限值的 “ 标准值 ” ,并将过去的总安全系数一分为二,由荷载分项系数和 抗力分项系数分担,这给传统上根据经验积累、采用允许值的地基设计带来了困扰。
《建筑地基基础设计规范》 (GBJ 7— 89) 以承载力的允许值作为标准值,以深宽修正 后的承载力值作为设计值,引起的问题是,抗力的设计值大于标准值, 与《建筑结构可靠度 设计统一标准》 (GB 50068— 2001) 的规定不符,因此《北京地区建筑地基基础勘察设计规 范》 (DBJ 01— 501— 92) 对于地基抗力只用 “ 标准值 ” ,没有 “ 设计值 ” 一词。但实际上 “ 设计 值 ” 的含义用法并没有错,问题在于标准值要求对应的是极限值。因此《港工地基规范》 (J TJ 219) 将地基承载力表改称为 “ 设计值 ” ,而非 “ 标准值 ” 。
《建筑桩基技术规范》 (JGJ 94— 94) 采用以标准值表示单桩极限承载力,承载力表为 桩的极限端阻或侧阻的标准值。 但勘察人员常常忽略了 “ 极限 ” 二字, 于是提供的勘察报告上, 地基承载力是标准值, 桩的侧阻、 端阻也是标准值, 这样认真的设计人员就要问 :这 “ 标准值 ” 指的是 “ 允许值 ” 还是 “ 极限值 ”? 是已除以 2还是需再除以 16? 而仔细的勘察人员也会问 :设计 院要求的承载力,是否已考虑了荷载放大 ?
为了避免差错、理顺关系,这次规范修订决定在这方面有所改进。
二、对策
《建筑结构可靠度设计统一标准》 (GB 50068— 2001) 鉴于地基设计的特殊性,已将上 一版 “ 应遵守本标准的规定 ” 修改为 “ 宜遵守本标准规定的原则 ” , 并加强了对正常使用极限状 态的研究。而《建筑结构荷载规范》 (GB 50009— 2001) 也完善了正常使用极限状态的表达 式,认可了地基设计中承载力计算可采用正常使用极限状态荷载效应标准组合。
根据国外有关文献, 相应于我国规范中 “ 标准值 ” 的含义可以有特征值、 公称值、 名义值、 标定值等四种,在国际标准《结构可靠性总原则》ISO 2394中相应的术语直译应为 “ 特征 值 ”(characteristicvalue ) ,该值的确定可以是统计得出,也可以是 传统经验值或某一物理量限定的值。
本次修订采用 “ 特征值 ” 一词, 用以表示按正常使用极限状态计算时采用的地基承载力和 单桩承载力的值,以避免过去一律提 “ 标准值 ” 时所带来的混淆。
三、应用
用作抗力指标的代表值有标准值和特征值。 当确定岩土抗剪强度和岩石单轴抗压强度指 标时用标准值 ; 由载荷试验确定承载力时取特征值, 载荷试验包括深层、 浅层、 岩基、 单桩、 锚杆等,见该规范的有关附录。
地基承载力特征值fak是由载荷试验直接测定或由其与原位试验的相关关系间接推 定和由此而累积的经验值。 它相应于载荷试验时地基土压力变形曲线上线性变形段内某一规 定变形所对应的压力值,其最大值不应超过该压力变形曲线上的比例界限值。
修正后的地基承载力特征值fa是考虑了影响承载力的各项因素 (例如基础的埋深和宽度、 上部 结构 对变形的适应能力等等 ) 后,最终采用的相应于正常使用极限状态下的 设计 值的地 基允许承载力。
单桩承载力特征值Ra是由载荷试验直接测定或由其与原位试验的相关关系间接推定 和由此而累积的经验值。它相应于正常使用极限状态下允许采用的单桩承载力设计值。 当按地基承载力计算以确定基础底面积和埋深或按单桩承载力确定桩的数量时, 传至基 础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态采用标准组合, 相应的抗力限值应采用修 正后的地基承载力特征值或单桩承载力特征值。即 :S ≤ C,C为抗力或变形的限值 ; pk ≤ f a (地基 ); Qk ≤ Ra (桩基 ) 。 此时特征值fa, Ra即为正常使用极限状态下的抗力设计值。 当根据材料性质确定基础或桩台的高度、 支挡结构截面、 计算基础或支挡结构内力、 确 定配筋和验算材料强度时, 上部结构传来的荷载效应和相应的基底反力应按承载能力极限状 态下荷载效应的基本组合,即 γ0S ≤ R计算,此时,地基反力p、桩顶下反力Ni和主动土 压力Ea等相应为荷载设计值, 要采用相应的分项系数。 四、 结论按上述作法,分清了荷载 与抗力这两条线,明确了两类极限状态的适用范围和表达式。 概念清楚了, 关系理顺了,对 于勘察人员所提供的报告, 若为 “ 特征值 ” 则为允许值, 安全系数已包括在内 ; 若为 “ 标准值 ” , 则为极限值,应考虑相应的抗力分项系数。这样, 在设计中就可避免差错, 不致造成危险或 保守。
