地基承载力为什么可以修正?

一、一个不完全正确的解释

      有一桶沙子,拿一个玻璃瓶从沙面向下压,瓶子进沙子内后,沙子颗粒会先被挤压密实。到了一定密实度,沙子无法再继续挤密,瓶子侧边的沙子就会被挤上来。如果在瓶子周边的沙面上铺一圈铁板,瓶侧的沙子有往上挤出的趋势时,会被盖板压住,无法被挤出。

      基础埋在土里时,基础上部的覆土就可以部分起到盖板的作用。


二、规范公式分析

fa=fakbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)

1、fak是由载荷试验或其他试验得出的地基承载力

      下部的钢板是载荷板,上部混凝土块是压重,通过试验可以测出一定尺寸的土能承受的上部荷载。荷载kN/尺寸㎡=地基承载力kpa。试验中,埋置深度为零,载荷板的尺寸比基础小很多。实际基础均有一定的埋深。

2、ηbγ(b-3),地基承载力的宽度效应。

      基础越宽,滑动面的弧长越长,在滑动面上形成的摩阻力越大。跟基础底部的土体性质有关。

3、ηdγm(d-0.5),地基承载力的深度效应。

      埋深越大,埋深范围内的土体重力在基础滑动面上形成的摩阻力(抵抗滑动的力)。跟基础侧、基础底面以上的土自重有关。即通常所说的超载。

      上图中,基础破坏时的滑动面为GECDF连线。


三、规范条文

5.2.4  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:

ƒa=ƒak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)            (5.2.4)

式中:ƒa——修正后的地基承载力特征值(kPa);
         ƒak——地基承载力特征值(kPa),按本规范第5.2.3条的原则确定;
         ηbηd——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;
         γm—— 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,当采用箱形基础或筏基时,基础埋置深度自室外地面标高算起;当采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ηbηd
淤泥和淤泥质土01.0
人工填土
e或IL大于等于0.85的黏性土
01.0
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pc≥10%的粉土
最大干密度大于2100kg/m3的级配砂石
0
0
1. 5
2. 0
粉土黏粒含量pc≥10%的粉土
黏粒含量pc<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土类取值,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ηd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上。

5.2.4条文说明:大面积压实填土地基,是指填土宽度大于基础宽度两倍的质量控制严格的填土地基,质量控制不满足要求的填土地基深度修正系数应取1.0。
    目前建筑工程大量存在着主裙楼一体的结构,对于主体结构地基承载力的深度修正,宜将基础底面以上范围内的荷载,按基础两侧的超载考虑,当超载宽度大于基础宽度两倍时,可将超载折算成土层厚度作为基础埋深,基础两侧超载不等时,取小值。

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