建筑地基基础设计规范——地基承载力计算

5.2承载力计算 5. 2.1基础底面的压力,应符合下列规定:
1当轴心荷载作用时
           p_k≤f_a(5.2.1-1)
式中:p_k——相应于作用的标准组合时,基础底面处的平均压 力值(kPa);
           f_a——修正后的地基承载力特征值(kPa)。
2当偏心荷载作用时,除符合式(5.2.1-1)要求外,尚应符合下式规定:
           p_kmax≤1.2f_a (5.2. 1-2)
式中:p_kmax——相应于作用的标准组合时,基础底面边缘的*大 压力值(kPa)。
5. 2.2基础底面的压力,可按下列公式确定:
1当轴心荷载作用时
            (5.2.2-1)
式中:F_k——相应于作用的标准组合时,上部结构传至基础顶面的竖向力值(kN);
          G_k——基础自重和基础上的土重(kN);
            A——基础底面面积(m²)。
 
2当偏心荷载作用时
                           (5.2. 2-2)
                           (5.2. 2-3)
 
式中:M_k——相应于作用的标准组合时,作用于基础底面的力矩值(kN・m);
            W——基础底面的抵抗矩(m³);
       p_kmin——相应于作用的标准组合时,基础底面边缘的*小 压力值(kPa)。
3当基础底面形状为矩形且偏心距e>b/6时(图5.2.2),p_kmax应按下式计算;                        (5.2. 2-4)
 式中:l——垂直于力矩作用方向的基础底面边长(m);
           a——合力作用点至基础底面*大压力边缘的距离(m)_o
5.2.4地基承载力特征值可由载荷试验或其他原位测试、公式并结合工程实践经验等方法综合确定。
5.2.5当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时,从载荷试验或其他原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值,尚应按下式修正:
            f_a=f_ak+η_bγ(b-3)+η_dγ_m(d-0.5)    (5.2.4)
 式中:f_a——修正后的地基承载力特征值(kPa);
          f_ak——地基承载力特征值(kPa),按本规范第5.2.3条的原则确定;
   η_b、η_d——基础宽度和埋置深度的地基承载力修正系数,按基底下土的类别查表5.2.4取值;
            γ——基础底面以下土的重度(kN/m³)地下水位以下取浮重度;
           b——基础底面宽度(m),当基础底面宽度小于3m时按 3m取值,大于6m时按6m取值;
         γ_m——基础底面以上土的加权平均重度(kN/m³),位于地下水位以下的土层取有效重度;
           d——基础埋置深度(m),宜自室外地面标高算起。在填方整平地区,可自填土地面标高算起,但填土在上部结构施工后完成时,应从天然地面标高算起。对于地下室,当釆用箱形基础或筏基时,基础埋置深度自室外地面标高算起;当釆用独立基础或条形基础时,应从室内地面标高算起。 表5.2.4  承载力修正系数

土的类别		ηb	ηd
淤泥和淤泥质土		0	1.0
人工填土 e或IL大于等于0.85的黏性土		0	1.0
红黏土	含水比aw>0.8 含水比aw≤ 0.8	0 0. 15	1.2 1.4
大面积 压实填土	压实系数大于0. 95、黏粒含量ρe≥10%的粉土 *大干密度大于2100kg/m3的级配砂石	0 0	1.5 2.0
粉土	黏粒含量ρe≥10%的粉土 黏粒含量ρe<10%的粉土	0.3 0.5	1.5 2.0
e及IL均小于0.85的黏性土 粉砂,细砂(不包括很湿与饱和时的稍密状态) 中砂、粗砂、砾砂和碎石土		0.3 2.0 3.0	1.6 3.0 4.4

  注:1强风化和全风化的岩石,可参照所风化成的相应上类取值,其他状态下的岩石不修正;
       2地基承载力特征值按本规范附录D深层平板载荷试验确定时η_d取0;
       3含水比是指土的天然含水量与液限的比值;
       4大面积压实填土是指填土范围大于两倍基础宽度的填土。
5.2.5当偏心距e小于或等于0.033倍基础底面宽度时,根据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值可按下式计算,并应满足变形要求:
                    f_a =M_bγ_b  +M_dγ_md + M_cc_k (5.2.5)
式中:         f_a ——由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值(kPa);
M_b、M_d、M_c——承载力系数,按表5.2.5确定;
                   b——基础底面宽度(m),大于6m时按6m取值,对于砂小于3m时按3m取值;
                 c_k——基底下一倍短边宽度的深度范围内土的黏聚力标准值(kPa) . 表5.2.5    承载力系数M_b、M_d、M_c

土的内摩擦角标准值φk(°)	Mb	Md	Mc
0	0	1. 00	3.14
2	0. 03	1.12	3.32
4	0.06	1.25	3.51
6	0. 10	1.39	3.71
8	0.14	1.55	3.93
10	0.18	1.73	4.17
12	0.23	1.94	4.42
14	0.29	2.17	4.69
16	0.36	2.43	5.00
18	0.43	2.72	5.31
20	0.51	3.06	5.66
22	0.61	3.44	6.04
24	0. 80	3.87	6.45
26	1.10	4.37	6.90
28	1.40	4.93	7.40
30	1.90	5.59	7.95
32	2.60	6.35	8.55
34	3.40	7.21	9.22
36	4.20	8.25	9.97
38	5.00	9.44	10. 80
40	5. 80	10. 84	11. 73

  注:φ_k——基底下一倍短边宽度的深度范围内土的内摩擦角标准值(°)。
5. 2.6对于完整、较完整、较破碎的岩石地基承载力特征值可按本规范附录H岩石地基载荷试验方法确定;对破碎、极破碎 的岩石地基承载力特征值,可根据平板载荷试验确定。对完整、较完整和较破碎的岩石地基承载力特征值,也可根据室内饱和单轴抗压强度按下式进行计算:
           f_a=ψ_r·f_rk (5.2.6)
式中:f_a——岩石地基承载力特征值(kPa);
          f_rk——岩石饱和单轴抗压强度标准值(kPa),可按本规范附录J确定;
         ψ_r——折减系数。根据岩体完整程度以及结构面的间距、宽度、产状和组合,由地方经验确定。无经验时, 对完整岩体可取0.5;对较完整岩体可取0.2〜0.5;对较破碎岩体可取0.1〜0.2。
注:1上述折减系数值未考虑施工因素及建筑物使用后风化作用的继续;
       2对于黏土质岩,在确保施工期及使用期不致遭水浸泡时,也可采用天然湿度的试样,不进行饱和处理。
5.2.7当地基受力层范围内有软弱下卧层时,应符合下列规定:
1应按下式验算软弱下卧层的地基承载力:
           p_z+p_cz≤f_az                             (5.2.7-1)
式中:p_z——相应于作用的标准组合时,软弱下卧层顶面处的附加压力值(kPa);
         p_cz——软弱下卧层顶面处土的自重压力值(kPa);
         f_az ——软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值(kPa)。
2对条形基础和矩形基础,式(5.2.7-1)中的p_z值可按下列公式简化计算:
条形基础
                    (5.2.7-2)
矩形基础
                   (5.2.7-3)

式中:b——矩形基础或条形基础底边的宽度(m);
            l——矩形基础底边的长度(m);
         p_c——基础底面处土的自重压力值(kPa);
          z——基础底面至软弱下卧层顶面的距离(m);
          θ——地基压力扩散线与垂直线的夹角(°),可按表5.2.7 采用。 表5.2.7地基压力扩散角θ

Es1 /Es2	z/b
	0.25	0 50
3 5 10	6。 10° 20°	23° 25。 30°

  注:1 E_s1为上层土压缩模量;E_s2为下层土压缩模量;
       2 z/b<0.25时取θ=0°,必要时,宜由试验确定;z/b>0.50时θ值不变;
       3 z/b在0.25与0.50之间可插值使用。
5.2.8对于沉降已经稳定的建筑或经过预压的地基,可适当提高地基承载力。