軟弱下臥層計(jì)算之精髓

軟弱下臥層計(jì)算之精髓！1《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(簡稱地基規(guī)范)第5.2.7內(nèi)容節(jié)選5.2.7當(dāng)?shù)鼗芰臃秶鷥?nèi)有軟弱下臥層時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：1應(yīng)按下式驗(yàn)算軟弱下臥層的地基承載力：pz＋pcz≤?az

(1)式中：pz——相應(yīng)于作用的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，軟弱下臥層頂面處的附加壓力值(kPa)；pcz——軟弱下臥層頂面處土的自重壓力值(kPa)；?az——軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值(kPa)。2對條形基礎(chǔ)和矩形基礎(chǔ)，式(5.2.7-1)中的pz值可按下列公式簡化計(jì)算：條形基礎(chǔ)pz＝[b(pk－pc

)]/(b＋2ztanθ)[5.2.7-2]矩形基礎(chǔ)pz＝[lb(pk－pc

)]/[(b＋2ztanθ)(l＋2ztanθ)][5.2.7-3]式中：b——矩形基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)底邊的寬度(m)；l——矩形基礎(chǔ)底邊的長度(m)；pc——基礎(chǔ)底面處土的自重壓力值(kPa)；z——基礎(chǔ)底面至軟弱下臥層頂面的距離(m)；θ——地基壓力擴(kuò)散線與垂直線的夾角(°)，可按表5.2.7采用。2公式(1)的推導(dǎo)為了弄清地基規(guī)范第5.2.7條軟弱下臥層地基承載力驗(yàn)算公式的真正含義，下面對該公式進(jìn)行推導(dǎo)，見圖2。作用在軟弱下臥層頂面處的平均壓力值:p=(ABCHA范圍內(nèi)總荷載標(biāo)準(zhǔn)值)/L'b'

(2)上式中的ABCHA范圍總荷載標(biāo)準(zhǔn)值=涂點(diǎn)部分土體荷載標(biāo)準(zhǔn)值斜線部分荷載標(biāo)準(zhǔn)值=(ABCHA范圍內(nèi)土體總荷載標(biāo)準(zhǔn)值—斜線部分土體荷載標(biāo)準(zhǔn)值)斜線部分荷載標(biāo)準(zhǔn)值=ABCHA范圍內(nèi)土體總荷載標(biāo)準(zhǔn)值(斜線部分荷載標(biāo)準(zhǔn)值—斜線部分土體荷載標(biāo)準(zhǔn)值)=(1)軟弱下臥層頂面處土的自重壓力值pcz和基礎(chǔ)底面處土的自重壓力值pc，均從基礎(chǔ)以外擴(kuò)散角范圍內(nèi)的土體的地面算起，即從HG、DC地面標(biāo)高算起，與GD地面標(biāo)高無關(guān)。(2)式中從pk中扣除pc，是因?yàn)閜cz包括圖中矩形ABCHA的土體自重，即圖中斜線部分(即基礎(chǔ)底面積范圍內(nèi)，基礎(chǔ)底至基礎(chǔ)以外的擴(kuò)散角范圍內(nèi)的土體的地面)的土體自重也包括在內(nèi)，而實(shí)際上斜線部分所有荷載已包含在基底反力pk=(FkGk)/A中(其中Gk為基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上土重)，也就是說pcz中重復(fù)計(jì)算了該部分土體荷載，因此，應(yīng)從pk中扣除pc。3不同情況下Gk、pc、pcz及faz標(biāo)高的具體取法通過上述推導(dǎo)可知，對于公式中pc、pcz、Gk及faz的標(biāo)高取值可按圖3(a)～(g)執(zhí)行，并說明如下:(1)圖3(a)～(f)同樣適合于箱形基礎(chǔ)和筏板基礎(chǔ)。(2)由于pc和faz取得越小，pcz和Gk取得越大，計(jì)算結(jié)果越偏于安全，因此，圖3(c)～(f)按“偏于安全的原則”取值。(3)圖3(c)從上述公式推導(dǎo)來看，用于計(jì)算pcz應(yīng)該用基礎(chǔ)上方地面標(biāo)高，但實(shí)際上當(dāng)c較小時(shí)，外側(cè)較高標(biāo)高的土體會加大pcz，因此，此時(shí)宜偏于保守地用外側(cè)較高地面的標(biāo)高計(jì)算pcz(此時(shí)計(jì)算pc也應(yīng)采用較高地面的標(biāo)高，否則，過于保守)。當(dāng)c≥2L'時(shí)，參照地基規(guī)范第5.2.4條條文說明，用于faz修正的深度從較低地面標(biāo)高算起;當(dāng)c＜2L'時(shí)，用于faz修正的深度可偏于安全地從較低地面標(biāo)高算起，也可依據(jù)c的大小，用插入法確定(c=0時(shí)從較高地面標(biāo)高算起，c=2L'時(shí)從較低地面標(biāo)高算起)。(4)圖3(d)中，當(dāng)c＞=2L'時(shí)，參照地基規(guī)范第5.2.4條條文說明，用于faz修正的深度從較高地面標(biāo)高算起;當(dāng)c＜2L'時(shí)，用于faz修正的深度可偏于安全地從較低地面標(biāo)高算起，也可依據(jù)c的大小，用插入法確定(c=0時(shí)從較低地面標(biāo)高算起，c=2L'時(shí)從較高地面標(biāo)高算起)。(5)圖3(e)、(f)中，作用在軟弱下臥層頂面處的壓力值不是相同的，是變化的，較高地面一側(cè)最外邊最大，較低地面一側(cè)最外邊最小。為方便起見，偏于保守地取值:pcz、Gk按最大值取，pc、fak按最小值取。(6)圖3(g)與(b)實(shí)質(zhì)是一樣的。4結(jié)論與建議使用地基規(guī)范第5.2.7條軟弱下臥層驗(yàn)算公式時(shí)，涉及到下列三個(gè)標(biāo)高:(1)用于計(jì)算pc、pcz的起算地面標(biāo)高相同，一般情況下同下面兩條封閉線圍成的回字形的地面標(biāo)高:一條封閉線為基礎(chǔ)外邊緣線，另一條為持力層擴(kuò)散線與軟弱層頂面的交線。特殊情況下，采用“偏于安全的原則”取值。(2)用于計(jì)算Gk