地基承載力確定與驗(yàn)算

基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)原理

2-3第二章（3）3/2/20241第四節(jié)、地基承載力確定與驗(yàn)算確定基礎(chǔ)類型和埋深后，已知基礎(chǔ)底面尺寸，即可進(jìn)行地基土持力層承載力驗(yàn)算。若地基受力層范圍內(nèi)存在有承載力低于持力層的土層，稱為軟弱下臥層，還須驗(yàn)算軟弱下臥層的承載力。若基礎(chǔ)底面尺寸不知道，可以根據(jù)外荷載和地基承載力進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本原則：（1）能承受在正常施工和正常使用時(shí)可能出現(xiàn)的各種作用；（2）在正常使用時(shí)具有良好的工作性能；（3）在正常維護(hù)情況下具有足夠的耐久性；（4）在偶然事件發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，仍能保持必需的整體穩(wěn)定性。3/2/20242分級(jí)依據(jù)：地基復(fù)雜程度；建筑物規(guī)模和功能特征；由于地基問題可能造成建筑物破壞或影響正常使用的程度（危及人的生命、造成經(jīng)濟(jì)損失、造成社會(huì)影響及修復(fù)的可能性）。可將地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)分為三個(gè)設(shè)計(jì)等級(jí)，甲級(jí)、乙級(jí)、丙級(jí)，表2-4所列為地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況確定。

一.地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)建筑物的安全和正常使用，不僅取決于上部結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備，更重要的是要求地基基礎(chǔ)有一定的安全度。3/2/20243設(shè)計(jì)基本要求：根據(jù)建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)及長期荷載作用下地基變形對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響程度，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：1.所有建筑物的地基計(jì)算均應(yīng)滿足承載力計(jì)算的有關(guān)規(guī)定；2.設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)、乙級(jí)的建筑物，均應(yīng)按地基變形設(shè)計(jì)；3.表2-5中所列設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)的建筑物，可不作變形驗(yàn)算，但在有些情況，仍應(yīng)作變形驗(yàn)算；4.對(duì)經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)和擋土墻等，以及建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物和構(gòu)筑物，尚應(yīng)驗(yàn)算其穩(wěn)定性；5.基坑工程應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算；6.當(dāng)?shù)叵滤癫剌^淺，建筑地下室或地下構(gòu)筑物存在上浮問題時(shí)，尚應(yīng)進(jìn)行抗浮驗(yàn)算。3/2/20244

1.巖土工程勘察報(bào)告應(yīng)提供詳細(xì)的巖土工程勘察資料；2.地基評(píng)價(jià)宜采用鉆探取樣、室內(nèi)土工試驗(yàn)和觸探，并結(jié)合其它原位測(cè)試方法進(jìn)行。3.建筑物地基均應(yīng)進(jìn)行施工驗(yàn)槽。

二、巖土工程勘察的要求在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)前，應(yīng)對(duì)建筑場(chǎng)地進(jìn)行巖土工程勘察，并應(yīng)符合下列規(guī)定：3/2/20245三、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)荷載的規(guī)定1.作用在基礎(chǔ)上的荷載作用在建筑物基礎(chǔ)上的荷載有4種情況，如圖所示。N，T和M，都可能由靜荷載和活荷載二部分組成。靜荷載:長期作用在地基基礎(chǔ)上的，是引起基礎(chǔ)沉降的主要因素。包括建筑物和基礎(chǔ)的自重、固定設(shè)備的重量、土壓力和正常穩(wěn)定水位的水壓力。3/2/20246

活荷載分為普通活荷載和特殊荷載(或稱偶然荷載)。特殊荷載(例如地震作用、風(fēng)力等)發(fā)生的機(jī)會(huì)不多，作用的時(shí)間很短，故沉降計(jì)算只考慮普通活荷載。但在進(jìn)行地基的穩(wěn)定驗(yàn)算時(shí)，則要考慮特殊荷載。受水平力較大的建筑物(如擋土墻)，除驗(yàn)算沉降外，還需進(jìn)行沿地基與基礎(chǔ)接觸面的滑動(dòng)、沿地基內(nèi)部滑動(dòng)和沿基礎(chǔ)邊緣傾覆等方面的驗(yàn)算。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)使用過程中可能出現(xiàn)的荷載，按設(shè)計(jì)要求和使用要求，取各自最不利狀態(tài)分別進(jìn)行荷載效應(yīng)組合進(jìn)行設(shè)計(jì)，最不利組合和對(duì)應(yīng)的抗力限值如下：(1)按地基承載力確定基礎(chǔ)底面積及埋深或按單樁承載力確定樁數(shù)時(shí)，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)采用正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合，抗震設(shè)防時(shí)，應(yīng)計(jì)入地震效應(yīng)組合。相應(yīng)的抗力應(yīng)采用地基承載力特征值或單樁承載力特征值。

3/2/20247(3)計(jì)算擋土墻土壓力、地基或斜坡穩(wěn)定及滑坡推力時(shí)，荷載效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合。但其分項(xiàng)系數(shù)均為1.0。(4)在確定基礎(chǔ)或樁臺(tái)高度、支擋結(jié)構(gòu)截面、計(jì)算基礎(chǔ)或支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確定配筋和驗(yàn)算材料強(qiáng)度時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載效應(yīng)組合和相應(yīng)的基底反力，應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)。當(dāng)需要驗(yàn)算基礎(chǔ)裂縫寬度時(shí)，應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。(2)計(jì)算地基變形時(shí)，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合，并不應(yīng)計(jì)入風(fēng)荷載和地震作用荷載。相應(yīng)的限值為地基變形允許值。

3/2/20248－可變荷載Qi的組合值系數(shù)，按現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009－2001規(guī)定取值。正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合Sk為：式中SGk－按永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值Gk計(jì)算的荷載效應(yīng)值；SQik－按可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值Qik計(jì)算的荷載效應(yīng)值；2.荷載效應(yīng)組合的定義荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合值Sk應(yīng)用下式表示:－準(zhǔn)永久值系數(shù)按現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)的規(guī)定取值。3/2/20249－永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)按GB50009的規(guī)定取值；－第i個(gè)可變荷載分項(xiàng)系數(shù)按GB50009的規(guī)定取值。對(duì)由永久荷載效應(yīng)控制的基本組合，也可采用簡(jiǎn)化規(guī)則，荷載效應(yīng)基本組合的設(shè)計(jì)值按下式確定：

承載能力極限狀態(tài)下由可變荷載效應(yīng)控制的基本組合設(shè)計(jì)值應(yīng)用下式表達(dá)式中R－結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的設(shè)計(jì)值按有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定確定；Sk－荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合值。

3/2/202410為地基廣義變形值，可分為沉降量、沉降差、傾斜和局部?jī)A斜等。四.地基設(shè)計(jì)的技術(shù)要求

滿足基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度要求與地基土的變形和強(qiáng)度兩方面的要求，具體包括：(1)地基土抵抗剪切破壞和防止喪失穩(wěn)定，應(yīng)具有足夠的安全度，其設(shè)計(jì)通式為：式中p──作用于地基土上的平均總壓力；

f──地基承載力。式中(2)地基變形計(jì)算值不超過地基變形允許值，即(3)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度及耐久性。3/2/202411設(shè)計(jì)方法：地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)用公式(2-8)驗(yàn)算地基承載力或確定基礎(chǔ)尺寸時(shí)，根據(jù)對(duì)荷載效應(yīng)和地基承載力的取值方法不同，可以有三種設(shè)計(jì)表達(dá)式：

容許承載力方法、安全系數(shù)方法、分項(xiàng)系數(shù)方法。荷載取值方法：容許承載力方法和安全系數(shù)方法所用荷載都是標(biāo)準(zhǔn)組合值；分項(xiàng)系數(shù)方法是用荷載基本值(設(shè)計(jì)值)。地基承載力確定：安全系數(shù)方法和分項(xiàng)系數(shù)方法所用的地基承載力都是極限承載力；容許承載力方法所用的地基承載力都是容許承載力。安全度控制：容許承載力方法用承載力取值來控制；安全系數(shù)方法和分項(xiàng)系數(shù)方法則用安全系數(shù)或分項(xiàng)系數(shù)取值來控制。五、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的三種表達(dá)式按不同方法設(shè)計(jì)時(shí)，荷載的取值不同，地基承載力的確定方法不同，安全控制的方法也不相同。3/2/202412我國現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范多數(shù)采用容許承載力方法，其設(shè)計(jì)表達(dá)式為：

式中──作用于地基土上的平均總壓力，kPa；──地基容許承載力，kPa。地基容許承載力可以由荷載試驗(yàn)、理論公式或規(guī)范推薦的地基承載力表求得。1容許承載力方法用理論公式確定地基容許承載力時(shí)，可用臨塑荷載公式或塑性區(qū)開展深度為基礎(chǔ)寬度的1/4的界限荷載公式。用載荷試驗(yàn)資料確定地基容許承載力，可取p～s曲線上的第1拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓力；3/2/202413安全系數(shù)方法的設(shè)計(jì)表達(dá)式為：式中p──作用于地基上的平均總壓力，kPa；──地基極限承載力，kPa；K──安全系數(shù)。地基極限承載力可以由載荷試驗(yàn)或理論公式求得。當(dāng)用載荷試驗(yàn)資料確定地基極限承載力時(shí)，可取p～s曲線上第2拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓力。2安全系數(shù)方法用理論公式確定地基極限承載力時(shí)，可用極限荷載公式計(jì)算。3/2/202414《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50068-2001）規(guī)定建筑物的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)均應(yīng)采用概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則，滿足兩類極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則的要求，即承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)，分別以荷載的基本組合值和標(biāo)準(zhǔn)組合值對(duì)應(yīng)這兩種極限狀態(tài)，設(shè)計(jì)表達(dá)式用分項(xiàng)系數(shù)描述，下式中S為荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值，當(dāng)將下式應(yīng)用于地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，S即為基礎(chǔ)底面作用于地基土的壓力，抗力的設(shè)計(jì)值R即為地基承載力的設(shè)計(jì)值fd。fd由地基極限承載力的標(biāo)準(zhǔn)值除以抗力分項(xiàng)系數(shù)求得，或者由抗剪強(qiáng)度指標(biāo)、的設(shè)計(jì)值、直接代入極限荷載公式求得。3分項(xiàng)系數(shù)方法、3/2/202415六、地基承載力的確定方法

地基承載力是指地基土單位面積上所能承受的荷載，通常把地基土單位面積上所能承受的最大荷載稱為極限荷載或極限承載力(kPa)。

地基承載力特征值是指地基土壓力－變形曲線(p-s曲線)在線性變形范圍內(nèi)規(guī)定的變形所對(duì)應(yīng)的壓力值，其最大值為比例界限值。地基承載力的確定方法主要有現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)方法、理論公式計(jì)算方法、其他原位測(cè)試方法以及采用經(jīng)驗(yàn)值的確定方法等。各種承載力確定方法的選用應(yīng)以建筑物的安全等級(jí)并結(jié)合具體的工程條件進(jìn)行。(2)確定地基承載力的方法(1)地基承載力的定義3/2/202416地基的載荷試驗(yàn)是在現(xiàn)場(chǎng)試坑中設(shè)計(jì)基底標(biāo)高處的天然土層上設(shè)置載荷板，淺層平板載荷試驗(yàn)的承壓板面積不應(yīng)小于0.25m2，對(duì)于軟土不應(yīng)小于0.5m2；試驗(yàn)基坑寬度不應(yīng)小于承壓板寬度或直徑的三倍，并應(yīng)保持試驗(yàn)土層的原狀結(jié)構(gòu)和天然濕度。根據(jù)平板載荷試驗(yàn)所得到的p-s曲線，可分三種情況確定地基承載力：(1)當(dāng)p-s曲線上有比例界限時(shí)，取該比例界限所對(duì)應(yīng)的荷載值；(2)當(dāng)極限荷載小于對(duì)應(yīng)比例界限的荷載值的2倍時(shí)，取極限荷載值的一半；(3)不能按上述二款要求時(shí)，當(dāng)壓板面積為0.25~0.50m2，可取s/b=0.01~0.015所對(duì)應(yīng)的荷載，但其值不應(yīng)大于最大加載量的一半。載荷試驗(yàn)所得的地基承載力基本值fak需要進(jìn)行深寬修正。(a)按現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)確定地基承載力的方法3/2/2024171)臨塑荷載公式和臨界荷載公式在條形均布荷載作用下，根據(jù)地基中的應(yīng)力分布和土的極限平衡條件，可以得到基底壓力p與基礎(chǔ)下塑性區(qū)開展的最大深度zmax的關(guān)系：(b)根據(jù)地基承載力理論公式確定地基承載力理論公式是在一定假定條件下通過彈性理論或彈塑性理論導(dǎo)出的解析解，包括地基臨塑荷載pcr公式、臨界荷載p1/4公式、太沙基公式、斯肯普頓和漢森公式等。分別令zmax=0和zmax=b/4（b為基礎(chǔ)寬度），對(duì)應(yīng)的基底壓力即為臨塑荷載pcr和臨界荷載p1/4，即；3/2/202418,,稱為承載力系數(shù)，它只與土的內(nèi)摩擦角中有關(guān)，其計(jì)算公式分別如下：、、；上述臨塑荷載及臨界荷載計(jì)算公式的適用條件：計(jì)算公式適用于條形基礎(chǔ)。這些計(jì)算公式是從平面問題的條形均布荷載情況下導(dǎo)得的，若將它近似地用于矩形基礎(chǔ)，其結(jié)果是偏于安全的。計(jì)算土中由自重產(chǎn)生的主應(yīng)力時(shí)，假定土的側(cè)壓力系數(shù)K0＝1，這與土的實(shí)際情況不符，但這樣可使計(jì)算公式簡(jiǎn)化。在計(jì)算臨界荷載得時(shí)，土中已出現(xiàn)塑性區(qū)，但這時(shí)仍按彈性理論計(jì)算土中應(yīng)力，這在理論上是相互矛盾的，其所引起的誤差是隨著塑性區(qū)范圍的擴(kuò)大而擴(kuò)大。3/2/202419建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007－2002)─臨界荷載公式對(duì)軸心荷載作用或荷載作用偏心距（基礎(chǔ)寬度）的基礎(chǔ)，根據(jù)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定地基承載力的公式如下：──基底以上土層的加權(quán)平均重度；b──基礎(chǔ)底面寬度（m），當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于6m時(shí)按6m考慮，

對(duì)于砂土，小于3m時(shí)按3m計(jì)算；d──基礎(chǔ)埋置的深度（m），一般自室外地面標(biāo)高算起。ck──基底下一倍基寬深度范圍內(nèi)土的粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值。──持力層土的重度；式中f

a──由土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定的地基承載力特征值（容許承載力值）；Mb、Md、Mc

──承載力系數(shù)，根據(jù)持力層土的內(nèi)摩擦角值按表2-6確定；本公式的實(shí)際應(yīng)用：3/2/202420，應(yīng)取有效重度(浮重度)。ⅲ.）。使用本公式計(jì)算地基承載力的要點(diǎn)：ⅰ.本公式計(jì)算出的地基承載力已考慮了基礎(chǔ)的深度與寬度效應(yīng)，在用于地基承載力驗(yàn)算時(shí)無需再作深、寬修正。ⅱ.采用本理論公式確定地基承載力值時(shí)，在驗(yàn)算地基承載力的同時(shí)必須進(jìn)行地基的變形驗(yàn)算。在位于地下水位以下的土層，2）極限承載力計(jì)算

普朗特爾地基極限承載力公式太沙基地基極限承載力公式

漢森公式

3/2/202421──基礎(chǔ)寬度與深度的承載力修正系數(shù)，根據(jù)基底下土的類別查表2-7；b──基礎(chǔ)底面寬度(短邊)，當(dāng)基礎(chǔ)寬度小于3m時(shí)按3m計(jì)算,大于6m按6m取值；d──基礎(chǔ)埋置的深度，一般自室外地面標(biāo)高算起。式中f

a──修正后的地基承載力特征值；fak──按現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)或其它原位測(cè)試、經(jīng)驗(yàn)值等方法確定的地基承載力特征值；由載荷試驗(yàn)或其它原位測(cè)試、經(jīng)驗(yàn)值等方法確定的地基承載力特征值，當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時(shí)，應(yīng)按下式進(jìn)行深度和寬度的修正：(3)地基承載力的深寬修正3/2/202422使用本公式時(shí)的若干問題：(1）從本規(guī)范表2.7可以看出，持力層土的工程性質(zhì)愈好，修正系數(shù)愈大。對(duì)于軟弱土層則不考慮寬度的修正，寬度修正系數(shù)為0，而深度修正系數(shù)為1或接近于1，表明加大基礎(chǔ)寬度和埋置深度對(duì)提高軟土地基承載力都沒有太大的作用。(2）深寬修正公式使用時(shí)對(duì)基礎(chǔ)寬度作了限制，基礎(chǔ)寬度小于3m按3m考慮就是對(duì)于基礎(chǔ)寬度小于3m時(shí)承載力不折減，直接采用載荷試驗(yàn)或查表的結(jié)果；基礎(chǔ)寬度大于6m按6m考慮是為了防止承載力提高過大，特別是對(duì)于寬度修正系數(shù)很大的土類。(3）對(duì)于基礎(chǔ)的埋置深度d在一般情況下從室外地面標(biāo)高算起，但有幾種特殊條件應(yīng)當(dāng)加以注意，防止出現(xiàn)承載力值偏高的情況。3/2/202423七、地基承載力的驗(yàn)算(1)持力層承載力驗(yàn)算地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)首先必須保證在載荷作用下具有足夠的安全度。為此，各類建筑物淺基礎(chǔ)的地基承載力驗(yàn)算均應(yīng)滿足下列要求：軸心荷載作用時(shí)：偏心荷載作用時(shí)：3/2/202424在軟土地區(qū)，持力層一般不太厚，在持力層以下受力層范圍內(nèi)存在軟土層（即稱軟弱下臥層），此時(shí)只滿足持力層的要求是不夠的，還須驗(yàn)算軟弱下臥層的強(qiáng)度。驗(yàn)算要求：傳遞到軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力和土的自重應(yīng)力之和不超過軟弱下臥層的承載能力，即──軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力，kPa；──軟弱下臥層頂面處土的自重應(yīng)力，kPa；──軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后的地基承載力.(2)軟弱下臥層承載力驗(yàn)算3/2/202425以擴(kuò)散角向下傳遞，均勻地分布在下臥層上。根據(jù)擴(kuò)散后作用在下臥層頂面處的合力與擴(kuò)散前在基底處的合力相等的條件，即：在實(shí)用上，一般按照簡(jiǎn)單的應(yīng)力擴(kuò)散原理計(jì)算軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力。如圖2-18所示，作用在基底面處的附加壓力3/2/202426矩形面積基礎(chǔ)：條形面積基礎(chǔ)：3/2/202427

3/2/202428

3/2/202429

3/2/202430

3/2/202431對(duì)于條形基礎(chǔ)，可沿基礎(chǔ)長方向取單位長度1m進(jìn)行計(jì)算.2.在偏心荷載作用下，基礎(chǔ)底面尺寸的確定1）按軸心荷載作用條件，初步估算所需的基礎(chǔ)底面積;第五節(jié)基礎(chǔ)底面尺寸的確定在一般情況下，基礎(chǔ)底面尺寸事先并不知道，需根據(jù)工程實(shí)踐，在確定基礎(chǔ)類型和埋置深度后，用持力層的承載力來設(shè)計(jì)基礎(chǔ)底面尺寸。1.在軸心荷載作用下，基礎(chǔ)底面尺寸的確定根據(jù)地基承載力校核公式（2-24），經(jīng)過變換得：

2）根據(jù)偏心距的大小，將基礎(chǔ)的底面積增大（10~30）%，并以適當(dāng)?shù)拇_定基礎(chǔ)底面的長度3）由調(diào)整后的基礎(chǔ)底面尺寸計(jì)算基底最大壓力和最小壓力，并使其滿足承載力驗(yàn)算的要求。這一計(jì)算過程可能要經(jīng)過幾次試算方能最后確定合適的基礎(chǔ)底面尺寸。3/2/202432

3/2/202433

3/2/202434

3/2/202435

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作業(yè)：習(xí)題2-1、2-2、2-3、2-4、2-5

3/2/202438第六節(jié)地基的變形驗(yàn)算

在軟土地基上建造房屋，在強(qiáng)度和變形兩個(gè)條件中，變形條件常常顯得更重要。地基在荷載或其他因素的作用下，要發(fā)生變形（均勻沉降或不均勻沉降），變形過大可能危害到建筑物結(jié)構(gòu)的安全，或影響建筑物的正常使用。為防止建筑物不致因地基變形或不均勻沉降造成建筑物的開裂與損壞，以保證正常使用，必須對(duì)地基的變形特別是不均勻沉降加以控制。對(duì)于較為次要的建筑物按地基承載力特征值計(jì)算設(shè)計(jì)時(shí)，已滿足地基變形要求，可不進(jìn)行沉降計(jì)算。對(duì)于設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)和乙級(jí)的建筑物以及除表2-5所列的丙級(jí)建筑物以外，不但要滿足地基承載力要求，還必須進(jìn)行地基變形驗(yàn)算，要求地基的變形在允許的范圍以內(nèi)，即：——地基的允許變形值。它是根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用條件和地基土的類別而確定的。3/2/202439地基的允許變形值按其變形特征可以分為以下幾種：沉降量——獨(dú)立基礎(chǔ)或剛性特別大的基礎(chǔ)中心的沉降量；沉降差——相鄰兩個(gè)柱基的沉降量之差；傾斜——獨(dú)立基礎(chǔ)在傾斜方向基礎(chǔ)兩端點(diǎn)的沉降差與其距離的比值；局部?jī)A斜——磚石承重結(jié)構(gòu)沿縱墻6~10m內(nèi)基礎(chǔ)兩點(diǎn)的沉降差與其距離的比值；表2-11列出了建筑物的地基變形允許值。從表可見，地基的變形允許值對(duì)于不同類型的建筑物、對(duì)于不同的建筑物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用要求、對(duì)于不均勻沉降敏感程度的不同及結(jié)構(gòu)安全儲(chǔ)備要求的不同，而有不同的要求。3/2/202440混合結(jié)構(gòu)房屋對(duì)地基的不均勻沉降很敏感，墻體極易產(chǎn)生呈45°左右的斜裂縫。如圖2-24。如果中部沉降大，墻體發(fā)生正向彎曲，裂縫與主拉應(yīng)力垂直，裂縫呈正八字形開展；反之，兩端沉降大，墻體反向彎曲。則裂縫呈倒八字形。裂縫首先在墻體剛度削弱的窗角發(fā)生，而窗洞就是裂縫的組成部分。對(duì)于框架結(jié)構(gòu)和單層排架結(jié)構(gòu)主要由于相鄰柱基的沉降差使構(gòu)件受剪扭曲破壞，所以應(yīng)由沉降差來控制，并要求沉降量不宜過大。對(duì)磚石承重結(jié)構(gòu)，房屋的損壞主要是由于墻體撓曲引起的局部彎曲，故由局部?jī)A斜控制。對(duì)于高聳結(jié)構(gòu)物，高層建筑，應(yīng)控制基礎(chǔ)的傾斜，其允許傾斜值主要取決于人類感覺的敏感程度。

3/2/2024413/2/202442由于沉降計(jì)算方法誤差較大，理論計(jì)算結(jié)果常和實(shí)際產(chǎn)生的沉降有出入。對(duì)于重要的、新型的、體型復(fù)雜的房屋和結(jié)構(gòu)物?；?qū)Σ痪鶆虺两涤袊?yán)格控制的房屋和結(jié)構(gòu)物，還應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)的沉降觀測(cè)，一方面它能觀測(cè)沉降發(fā)展的趨勢(shì)并預(yù)估最終沉降量，以便及時(shí)研究加固及處理措施，同時(shí)也可以驗(yàn)證地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算的正確性，以完善設(shè)計(jì)規(guī)范。沉降觀測(cè)點(diǎn)的布置，應(yīng)根據(jù)建筑物體型、結(jié)構(gòu)、工程地質(zhì)條件等綜合考慮，一般設(shè)在建筑物四周的角點(diǎn)、轉(zhuǎn)角處、中點(diǎn)；沉降縫和新老建筑物連結(jié)處的兩側(cè)，或地基條件有明顯變化區(qū)段內(nèi)，測(cè)點(diǎn)的間隔距離為8~12m。沉降觀測(cè)應(yīng)從施工時(shí)就開始，民用建筑每增高一層觀測(cè)一次。工業(yè)建筑在不同荷載階段分別觀測(cè)，完工后逐漸拉開觀測(cè)間隔時(shí)間直至沉降穩(wěn)定為止，穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為半年不超過2mm。當(dāng)有特殊要求時(shí)，應(yīng)根據(jù)要求觀測(cè)。3/2/202443在必要的情況下，需要分別預(yù)估建筑物在施工期間和使用期間的地基變形值，以便預(yù)留建筑物有關(guān)部分之間的凈空、考慮連接方法和施工順序。

一般淺基礎(chǔ)的建筑物在施工期間完成的沉降量:1)對(duì)于砂土最終沉降量已完成80%以上；2)對(duì)于低壓縮粘性土完成最終沉降量的50%~80%；3)對(duì)于中壓縮粘性土已完成20%~50%；4)對(duì)于高壓縮粘性土已完成5%~20%。5)在軟土地基上，埋深5m左右的高層建筑箱型基礎(chǔ)在結(jié)構(gòu)竣工時(shí)已完成其最終沉降量的60%~70%。3/2/202444滑動(dòng)穩(wěn)定安全系數(shù)K是指滑動(dòng)面上諸力對(duì)滑動(dòng)圓弧的圓心所產(chǎn)生的抗滑力矩和滑動(dòng)力矩之比值，要求K不小于1.2，即第七節(jié)地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性驗(yàn)算

某些建筑物的獨(dú)立基礎(chǔ)，當(dāng)承受較大的水平荷載和偏心荷載時(shí)，有可能發(fā)生沿基礎(chǔ)底面的滑動(dòng)、傾斜或與深層土層一起滑動(dòng)。對(duì)經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑物和高聳結(jié)構(gòu)物以及建在斜坡上的建筑物，尚應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性的驗(yàn)算。對(duì)于地基進(jìn)行穩(wěn)定性分析，最常用的方法就是圓弧滑動(dòng)面法。3/2/202445*建造在斜坡上建筑物的地基穩(wěn)定問題對(duì)于建筑物基礎(chǔ)較小的情況，通過對(duì)地基中附加應(yīng)力的分析，給出了保證其穩(wěn)定的限定范圍。位于穩(wěn)定土坡坡頂上的建筑物，當(dāng)垂直于坡頂邊緣線的基礎(chǔ)底面邊長小于或等于3m時(shí)，其基礎(chǔ)底面外邊緣線到坡頂?shù)乃骄嚯xa可按下式計(jì)算（見圖2-23），但不得小于2.5m：下式應(yīng)用條件是土坡自身是穩(wěn)定的。條形基礎(chǔ)矩形基礎(chǔ)

當(dāng)坡角大于45°，坡高大于8m時(shí)，應(yīng)進(jìn)行土坡穩(wěn)定驗(yàn)算。3/2/202446較寬大的基礎(chǔ)建造在斜坡上的地基穩(wěn)定問題，理論計(jì)算比較復(fù)雜，難以求解，尚在研究中。若b大于3m，a值不滿足式（2-33）和式（2-34）時(shí)，可根據(jù)基底平均壓力，按圓弧法進(jìn)行土坡穩(wěn)定計(jì)算，用以確定基礎(chǔ)的埋深和基礎(chǔ)距坡頂邊緣的距離。3/2/202447第八節(jié)減輕不均勻沉降危害的措施①為了減少總沉降量，采用樁基礎(chǔ)或其他深基礎(chǔ)；②對(duì)地基進(jìn)行處理，以提高原地基的承載力和壓縮模量；③在建筑、結(jié)構(gòu)和施工中采取措施?？傊?，采取措施的目的一方面減少建筑物的總沉降量相應(yīng)也就減少其不均勻沉降；另一方面則可增強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)對(duì)沉降和不均勻沉降的適應(yīng)能力。建筑物的不均勻沉降過大會(huì)使建筑物開裂損壞并影響其使用，總沉降量大，不均勻沉降相應(yīng)也大。如何防止或減輕不均勻沉降的危害，是設(shè)計(jì)中必須認(rèn)真思考的問題。通常的方法可以有：3/2/202448一、建筑措施(1)建筑物的體型力求簡(jiǎn)單(2)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體剛度(3)設(shè)置沉降縫在軟弱地基上，復(fù)雜體型常常會(huì)削弱建筑物的整體剛度并導(dǎo)致地基產(chǎn)生不均勻變形。建筑物的高低變化特大，地基各部分所受的荷載輕重不同，必然會(huì)加大不均勻沉降?？刂崎L高比，長高比越大，整體剛度就越差，抵抗彎曲變形和調(diào)整不均勻沉降的能力也就越差。合理布置縱橫墻。(a)復(fù)雜建筑平面的轉(zhuǎn)折部位、高度或荷載差異處；(b)地基土的壓縮性或土層構(gòu)造有顯著差異處；(c)分期建造房屋的交接處等。(應(yīng)設(shè)置沉降縫的部位)3/2/202449(4)增強(qiáng)相鄰建筑物基礎(chǔ)間應(yīng)有合適的凈距間隔的距離與影響建筑物的規(guī)模和重量及被影響建筑物的剛度有關(guān)，可按表2-13確定。相鄰高聳結(jié)構(gòu)（或?qū)A斜要求嚴(yán)格的構(gòu)筑物）的間隔距離，可根據(jù)允許值計(jì)算確定。由于地基附加應(yīng)力的擴(kuò)散作用，使相鄰建筑物近端的沉降均增加。距離太近，會(huì)產(chǎn)生附加的不均勻沉降。過大的建筑物沉降，使原有標(biāo)高發(fā)生變化，嚴(yán)重時(shí)將影響建筑物的使用功能。根據(jù)可能產(chǎn)生的沉降量，采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施：(5)

調(diào)整某些設(shè)計(jì)標(biāo)高室內(nèi)地坪和地下設(shè)施的標(biāo)高，根據(jù)預(yù)估沉降量提高。建筑物與設(shè)備和管道之間，應(yīng)留有足夠的凈空。3/2/202450二、結(jié)構(gòu)措施(2)選用合適的結(jié)構(gòu)形式(4)減小或調(diào)正基底附加壓力(5)加強(qiáng)基礎(chǔ)剛度(1)設(shè)置圈梁(3)減輕建筑物和基礎(chǔ)的自重增加墻體剛度，能防止出現(xiàn)裂縫及阻止裂縫的開展。圈梁常設(shè)在窗頂或樓板下面。選用當(dāng)支座發(fā)生相對(duì)變位時(shí)不會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)引起很大附加應(yīng)力的結(jié)構(gòu)形式。減輕自重能有效減少沉降，也減少了不均勻沉降。設(shè)置地下室（或半地下室）或改變基礎(chǔ)底面尺寸。采用箱基、厚度較大的筏基、樁箱及樁筏基礎(chǔ)等。3/2/202451(1)遵照先建重（高）建筑，后減輕（低）建筑的程序(2)建筑物施工前使地基預(yù)先沉降(3)注意沉樁、降水對(duì)鄰近建筑物的影響(4)基坑開挖坑底土的保護(hù)三、施工措施坑底土為淤泥和淤泥質(zhì)土：減少坑底土擾動(dòng)；坑底土為粉土或粉砂：避免產(chǎn)生流砂現(xiàn)象。減輕沉樁對(duì)鄰近建筑物的影響。

減輕深基坑開挖對(duì)鄰近建筑物的不良影響。

減少建筑物施工后的沉降及不均勻沉降。減少建筑物間的差異沉降。3/2/202452*第九節(jié)地基基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)共同作用的概念

建筑結(jié)構(gòu)常規(guī)設(shè)計(jì)是將上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基三者分離出來作為獨(dú)立的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行力學(xué)分析。分析上部結(jié)構(gòu)時(shí)用固定支座來代替基礎(chǔ)，并假定支座沒有任何變形，以求得結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形以及支座反力；然后將支座反力作用于基礎(chǔ)上，用材料力學(xué)的方法求得線性分布的地基反力，進(jìn)而求得基礎(chǔ)的內(nèi)力和變形；再把地基反力作用于地基或樁基上來驗(yàn)算承載力和沉降。這種方法忽視了地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)在接觸部位的變形協(xié)調(diào)條件，其結(jié)果是底層和邊跨梁柱的實(shí)際內(nèi)力大于計(jì)算值，而基礎(chǔ)的實(shí)際內(nèi)力則比計(jì)算值小很多。因此，合理的設(shè)