地基承載力

　　一、地基剪切破壞模式

　　(一)地基剪切破壞的三種模式

　　地基的剪切破壞模式主要有三種：整體剪切破壞、刺入剪切破壞和局部剪切破壞。

　　(1)整體剪切破壞。有輪廓分明的從地基到地面的連續(xù)剪切滑動面，鄰近基礎(chǔ)的土體有明顯的隆起，可使上部結(jié)構(gòu)隨基礎(chǔ)發(fā)生突然傾斜，造成災(zāi)難性破壞。

　　(2)刺入剪切破壞。地基不出現(xiàn)明顯連續(xù)的剪切滑動面，以豎向下沉變形為主。隨荷載的增加，地基土不斷被壓縮，基礎(chǔ)豎向下沉，垂直刺入地基中，基礎(chǔ)之外的土體無變形�；�礎(chǔ)除在豎向有突然的小移動之外，既沒有明顯的失穩(wěn)，也沒有大的傾斜。

　　(3)局部剪切破壞。隨荷載的增加，緊靠基礎(chǔ)的土層會出現(xiàn)輪廓分明的剪切滑動面，滑動面不露出地表，在地基內(nèi)某一深度處終止�；�礎(chǔ)豎向下沉顯著，基礎(chǔ)周邊地表有隆起現(xiàn)象。只有產(chǎn)生大于基礎(chǔ)寬度之半的下沉量時，滑動面才會露于地表。任何情況下，建筑物均不會發(fā)生災(zāi)難性傾倒，基礎(chǔ)總是下沉，深埋于地基之中。

　　(二)破壞模式p-s曲線的特點(diǎn)

　　三種破壞模式的p-s曲線雖然各有特點(diǎn)，但整體剪切破壞明顯存在三個變形階段，見圖18-29。

　　1.線性變形階段

　　荷載p較小時，出現(xiàn)oa直線段，土粒發(fā)生豎向位移，孔隙減小，產(chǎn)生地基的壓密變形，土中各點(diǎn)均處于彈性應(yīng)力平衡狀態(tài)，地基中應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系可用彈性力學(xué)理論求解。

　　2.塑性變形階段

　　如圖中ac段，a點(diǎn)的荷載為地基邊緣將出現(xiàn)塑性區(qū)的臨界值，故稱a點(diǎn)的荷載為臨塑荷載pcr。曲線ac段表明p-s不再是線性關(guān)系，變形速率不斷加大，主要是塑性變形。隨荷載的加大，塑性變形區(qū)從基礎(chǔ)邊緣逐漸開展并加大加深，荷載加大到c點(diǎn)時，塑性變形區(qū)擴(kuò)展為連續(xù)滑動面，則地基瀕臨失穩(wěn)破壞，故稱c點(diǎn)對應(yīng)的荷載為極限荷載pu。p-s曲線上的峰值荷載(圖中曲線1、2)或p-s曲線變化率變?yōu)楹阒灯鹗键c(diǎn)的荷載(曲線3)均定為戶。值。ac段上任意一點(diǎn)對應(yīng)的荷載均稱為塑性荷載。pcr與pu可視為塑性荷載中的特殊點(diǎn)。

　　3.完全破壞階段

　　p-s曲線c點(diǎn)以下]的階段，基礎(chǔ)急劇下沉，荷載不能增加(圖中曲線1、2)或荷載增加不多(曲線3)。

　　二、臨塑荷載、界限荷載、極限荷載、破壞荷載

　　臨塑荷載pc是指地基中剛要出現(xiàn)塑性剪切區(qū)的臨界荷載。

　　三、地基承載力概念

　　地基承載力是指單位面積上地基所能承受的荷載。地基承受這一荷載時，在強(qiáng)度方面，相對于破壞狀態(tài)的極限荷載有足夠大的安全儲備;而所產(chǎn)生的變形均在容許的范圍內(nèi)。

　　四、地基承載力的確定方法

　　按應(yīng)《地基規(guī)范》規(guī)定確定地基承載力。

　　地基承載力特征值也可由載荷試驗(yàn)或其他原位測試公式計(jì)算，并結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等方

　　法綜合確定。

　　(一)按《地基規(guī)范》規(guī)定確定地基承載力

　　【例18-12】在相同的砂土地基上，甲、乙兩基礎(chǔ)的底面均為正方形，且埋深相同。基礎(chǔ)甲的面積為基礎(chǔ)乙的2倍，根據(jù)載荷試驗(yàn)得到的承載力進(jìn)行深度和寬度修正后，有：

　　A.基礎(chǔ)甲的承載力大于基礎(chǔ)乙

　　B.基礎(chǔ)乙的承載力大于基礎(chǔ)甲

　　C.兩個基礎(chǔ)的承載力相等

　　D.根據(jù)基礎(chǔ)寬度不同，基礎(chǔ)甲的承載力可能大于或等于基礎(chǔ)乙的承載力，但不會小于基礎(chǔ)乙的承載力

　　解 增大基礎(chǔ)寬度和埋深可以提高地基承載力。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB

　　50007-2011)，可對基礎(chǔ)寬度在3-- 6m范圍內(nèi)的基礎(chǔ)地基承載力進(jìn)行提高修正。據(jù)題意，影

　　響兩基礎(chǔ)地基承載力的因素只有基礎(chǔ)寬度。

　　答案：D

　　(二)按荷載試驗(yàn)確定地基承載力

　　載荷試驗(yàn)是地基承載力的原位測試方法。

　　1.淺層平板載荷試驗(yàn)

　　(1)地基土淺層平板載荷試驗(yàn)可適用于確定淺部地基土層的承壓板下應(yīng)力主要影響范圍

　　內(nèi)的承載力。承壓板面積不應(yīng)小于0.25m2，對于軟土不應(yīng)小于0.5m2。

　　(2)試驗(yàn)基坑寬度不應(yīng)小于承壓板寬度或直徑的3倍。應(yīng)保持試驗(yàn)土層的原狀結(jié)構(gòu)和天

　　然濕度。宜在擬試壓表面用粗砂或中砂層找平，其厚度不超過20mm。

　　(3)加荷分級不應(yīng)少于8級，最大加載量不應(yīng)小于設(shè)計(jì)要求的兩倍。

　　(4)每級加載后，按間隔10min、10min、10min、15min、15min，以后為每隔半小時測讀一次沉降量，當(dāng)在連續(xù)兩小時內(nèi)，每小時的沉降量小于O.1mm時，則認(rèn)為已趨穩(wěn)定，可加下一級荷載。

　　(5)當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，即可終止加載：

　�、俪袎喊逯車�的土明顯地側(cè)向擠出;

　�、诔两盗縮急驟增大，荷載一沉降(p-s).曲線出現(xiàn)陡降段;

　�、墼谀骋患壓奢d下，24h內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定;

　�、艹两盗颗c承壓板寬度或直徑之比大于或等于0.06。

　　當(dāng)滿足前三種情況之一時，將其對應(yīng)的前一級荷載定為極限荷載。

　　(6)承載力特征值的確定應(yīng)符合下列規(guī)定：

　�、佼�(dāng)p-s曲線上有比例界限時，取該比例界限所對應(yīng)的荷載值;

　�、� 極限荷載小于對應(yīng)比倒界限的荷載值的2倍時，取極限荷載值的一半;

　　② 不能按上述兩款要求確定時，當(dāng)壓板面積為0.25～0. 50m2，可取s/b=0.01～0.015

　　所對應(yīng)的荷載，但其值不應(yīng)大于最大加載量的一半。

　　(7)同一土層參加統(tǒng)計(jì)的試驗(yàn)點(diǎn)不應(yīng)少于3個，當(dāng)試驗(yàn)實(shí)測值的極差不超過其平均值的