土力学与地基基础PPT文档格式.ppt
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5对建筑场地及地基进行综合的工程地质评价,对场地的稳定性和适宜性作出结论,指出存在的问题和提出有关地基基础方案的建议。
所附的图表可以是下列几种:
勘探点平面布置图,工程地质剖面图,地质柱状图或综合地质柱状图,土工试验成果表,其它测试成果图表(如现场载荷试验、标准贯入试验、静力触探试验、旁压试验等)。
二、勘察报告的阅读与使用为了充分发挥勘察报告在设计和施工工作中的作用,必须重视对勘察报告的阅读和使用阅读勘察报旨应该熟悉勘察报告的主要内容,了解勘察结沦和岩土参数的可靠程度,进而判断报告中的建议对该项工程的适用性,从而正确地使用勘察报告。
这里,须把场地的工程地质条件与拟建建筑物具体情况和要求联系起来进行综合分析,既要从场地工程地质条件出发进行设计施工,也要在设计施工中发挥主观能动性,充分利用有利的工程地质条件。
1、场地稳定性平价涉及到区域稳定性和场地地基稳定性两方面问题。
前者是指一个地区的整体稳定,如有无新的、活动的构造断裂带通过;
后者是指一个具体的工程建筑场地有无不良地质及其对场地稳定性的直接与潜在的危害。
2、持力层的选择3、考虑环境效应地基土(岩)的物理性质和工程分类地基土(岩)的物理性质和工程分类一、土的物理性质一、土的物理性质1、土的三相比例指标:
土的物质成分包括有作为土骨架的固态矿物颗粒、孔隙中的水及其溶解物质以及气体。
因此,土是由颗粒(固相)、水(液相)和气(气相)所组成的三相体系。
(1)、土的天然密度、天然重度测定方法:
粘性土,用环刀法砂土、砾石,用灌水法、灌砂法。
(2)、土颗粒相对密度(比重)ds土颗粒质量与相同体积40c时蒸馏水汽质量之比。
测定方法:
比重瓶法(3)、土的含水量w测定方法:
烘干法目录目录(4)、孔隙比)、孔隙比e(5)、孔隙率)、孔隙率n(6)、饱和度)、饱和度Sr(7)、干密度)、干密度d(8)、饱和密度)、饱和密度sat孔隙中充满水时的单位体积土质量。
孔隙中充满水时的单位体积土质量。
(9)有效密度)有效密度(浮密度浮密度)/、有效、有效重度重度/目录目录2、无粘性土的相对密实度根据根据值可把砂土的密实度状态划分为下列三种:
值可把砂土的密实度状态划分为下列三种:
密实的密实的中密的中密的松散的松散的3、粘性土的塑性指数Ip和液性指数Il塑性指数Ip液性指数Il液限塑限二、地基土的分类二、地基土的分类岩石碎石土砂土粉土粘性土特殊土(软土、人工填土、湿陷性土、红粘土、膨胀土、多年冻土)地基与基础的设计原则和基本规定地基与基础的设计原则和基本规定二、设计的基本规定二、设计的基本规定1、所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定2、设计等级为甲级、乙级的建筑物,均应按地基变形设计3、符合规范要求的丙级建筑物可不作变形验算4、经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙、建在斜坡上建筑物和构筑物,尚应验算其稳定性;
5、基坑工程应进行稳定性验算;
6、地下水位较浅,有上浮问题,应验算抗浮。
一、地基基础设计等级一、地基基础设计等级建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)规定:
(考虑地基、建筑物规模与功能)甲级甲级:
重要的,30层以上高层,体型复杂、高低层差超10,对沉降有特殊要求、场地与地质条件复杂等。
乙级乙级:
甲、丙以外的工业与民用建筑。
丙级丙级:
场地与地基条件简单7层及以下建筑、次要轻型建筑。
三、基础设计荷载取值三、基础设计荷载取值计算挡土墙土压力、地基稳定时,按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,分项系数均为1.0。
确定基础高度、配筋和验算材料强度时,按承载能力级限状态下荷载效应的基本组合,采用相应的分项系数;
当组合值由永久荷载效应控制时,其基本组合值可取标准组合值的1.35倍。
当需要验算基础裂缝宽度时,应按正常使用极限状态荷载效应标准组合。
基础设计安全等级、结构设计使用年限、结构重要性系数应按有关规范的规定采用,但结构重要性系数0不应小于1.0。
一、地基基础设计等级一、地基基础设计等级建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)规定:
重要的、30层以上高层、体型复杂、高低层差超10、对沉降有特殊要求、场地与地质条件复杂等。
浅基础及桩基础浅基础及桩基础二、基础埋深二、基础埋深基础埋深确定的基本原则:
在满足承载力的条件下尽量浅埋。
省工省时省料,但是有下基本要求:
(1)D大于50cm,表土扰动,植物,冻融,冲蚀
(2)基础顶距离表土大于10cm,保护基础还应考虑下列影响因素:
工程地质和水文地质条件建筑物的用途及基础构造作用在地基上的荷载大小和性质相邻建筑物的基础埋深地基土冻胀和融陷的影响三、浅基础地基承载力要求三、浅基础地基承载力要求基础底面的承载力,应符合下列要求:
轴心荷载作用时:
式中pk相应于荷载效应标准组合时,基础底面的平均压应力值,kPa;
fa修正后的地基承载力特征值。
偏心荷载作用时:
式中相应于荷载效应标准组合时,基础底面边缘处的最大的压应力值,kPa四、深基础四、深基础1、方案初选桩基设计时先要根据建筑物的结构类型、荷载、地层条件、施工能力和环境限制等因素,先选择桩型(预制桩或灌注桩),桩的截面尺寸、桩长和桩端持力层。
桩型:
根据上部结构荷载大小及性质、工程地质条件、施工条件等因素,充分利用各桩型的特点来适应建筑物的安全、经济及工期等方面要求,综合考虑选择安全适用、经济合理、技术先进的桩型和成桩工艺。
桩的截面尺寸:
桩的截面大小一般与桩的成型工艺有关,混凝土灌注桩均为圆形,沉管灌注桩直径为300500mm;
钻孔灌注桩直径为5001200mm;
钻孔扩底灌注桩,扩底直径一般为桩身直径的确良1.52倍。
混凝土预制桩常为方形,边长一般不超过550mm。
对于高大的建筑物,由于荷载大,宜采用大直径桩,如大直径的人工挖孔桩,经济实用。
桩长桩长:
主要取决于桩端持力层的选择。
一般最好选择较坚硬的土层作为持力层,桩端进入持力层的深度,对于粘性土、粉土不宜小于2d,砂类土不宜小于1.5d,碎石类土不宜小于1d;
当存在软弱下卧层时,桩端以下硬持力层厚度不宜小于4d。
嵌岩灌注桩周边嵌入完整和较完整的未风化,微风化,中风化硬质岩体的最小深度,不宜小于0.5m,在桩底下3d范围内应无软弱夹层、断裂带、洞穴或空隙,在桩端应力扩散范围内应无岩体临空现象,保证基底岩体的稳定。
摩擦桩桩长的确定应综合考虑桩基的承载力和沉降量的影响,桩端下坚硬土层的厚度一般也不宜小于5d,确保桩端的承载力。
桩的实际长度应包括桩尖及嵌入承台的长度。
2、单桩承载力计算桩基破坏类型桩材料强度:
端承桩控制因素地基承载力:
主要控制因素建筑地基基础设计规范规定单桩竖向承载力特征值应通过单桩竖向静载荷试验确定,试桩数1%总数,且3根;
地基基础设计为丙级的建筑物,单桩承载力特征值可由静力触探和标准贯入试验参数确定;
初步设计时,可按下式估算。
3.桩身结构强度混凝土桩竖向抗压承载力设计值QcfcApfc桩身混凝土轴心抗压强度设计值;
fy主受力钢筋抗压强度设计值;
Ap、As桩身及桩纵向钢筋断面积;
桩纵向弯曲系数,一般=1.0,高承台桩=0.251.0。
c工作条件系数,预制取0.75,灌注取0.60.7。
4、群桩的竖向承载力上部结构作用于承台的荷载一般均大于单桩承载力,承台下均布置多根桩,组成群桩共同承受上部结构荷载。
群桩的竖向承载力是通过建立与单桩的竖向承载力之间的关系来确定。
根据建筑地基基础设计规范,对于端承桩,桩数少于9根的摩擦桩基,条基下不超过2排的摩擦桩基,桩基承载力为各单桩之和,不需再做验算;
对于桩距小于6d摩擦桩,桩数大于9的桩基础按实体深基础验算,即把桩群连同围土一体作为一个实体深基础来分析。
5.群桩的竖向承载力群桩的竖向承载力群桩中单桩顶竖向承载力计算:
群桩中单桩顶竖向承载力计算:
轴心竖向力作用下:
偏心竖向力作用下:
地基基础设计规范规定单桩的竖向承载力应符合下列要求:
偏心竖向力作用下,除满足外,尚应满足下列要求:
6、承台结构设计
(1).承台板受弯承载力验算
(2).承台板的冲切验算(3).承台板的斜截面受剪承载力验算(4).局部承压验算(5).承台间的连接6、桩基础的构造桩基础构造扩底灌注桩的扩底直径,不应大于桩身直径的3倍。
桩底进入持力层的深度,根据地质条件,荷载及施工工艺确定,宜为桩身直径的13倍。
并考虑特殊土的影响。
布置桩位时宜使桩基承载力合力点与竖向永久荷载合力作用点重合。
预制桩的混凝土强度等级不应低于C30;
灌注桩不应低于C20;
预应力柱不应低于C40。
桩身桩的主筋应经计算确定。
打入式预制桩的最小配筋率不宜小于0.8%,静压预制桩的最小配筋率不宜小于0.6%;
灌注桩最小配筋率不宜小于0.2%-0.65%(小直径桩取大值)。
配筋长度要求:
受水平荷载和弯矩较大的桩,配筋长度应通过计算确定。
桩基承台下存在淤泥、淤泥质土或液化土层时,配筋长度应穿过淤泥、淤泥质土层或液化土层。
坡地岸边的桩、8度及8度以上地震区的桩、抗拔桩、嵌岩端承柱应通长配筋。
桩径大于600mm的钻孔灌注桩,构造钢筋的长度不宜小于桩长的2/3。
桩顶嵌入承台内的长度不宜小于50mm。
主筋伸入承台内的锚固长度不宜小于钢筋直径(级钢)的30倍和钢筋直径(级钢和级钢)的35倍。
对于大直径灌注桩,当采用一柱一桩时,可设置承台或将桩和柱直接连接。
桩和柱的连接可按高杯口基础的要求选择截面尺寸和配筋,柱纵筋插入桩身的长度应满足锚固长度的要求。
在承台及地下室周围的回填中,应满足填土密实性的要求。
承台的构造要求桩基承台要满足抗冲切、抗剪切、抗弯承载力和上部结构的要求。
承台的宽度不应小于500mm。
承台的最小厚度距离不小于300mm。
承台混凝土强度等级不应低于C20,纵向钢筋的混凝土保护层厚度不应小于70mm,当有混凝土垫层时,不应小于40mm。
承台之间的连接要求:
单桩承台,宜在两个互相垂直的方向上设置联系梁;
两桩承台,宜在其短向设置联系梁;
有抗震要求的柱下独立承台,宜在两个主轴方向设置联系梁;
联系梁顶面宜与承台位于同一标高。
联系梁的主筋应按计算要求确定。
换填法预压法类夯实法(减小孔隙体积)振冲法土/灰土挤密桩砂石桩法类深层搅拌法(胶结)高压喷射注浆法软弱地基处理方法软弱地基处理方法l1、换填法:
、换填法:
换填法是将基础下面一定厚度的软弱土层挖除,分层换以中砂、粗砂、角(圆)砾、碎(卵)石、灰土、粘性土及其他性能稳定、无侵蚀性的材料,并分层夯实或振实至要求的密实度。
换填法常用于荷载不大的地基处理,适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理。
处理深度一般控制在3m以内,也不宜小于0.5m。
夯实施工方法有:
机械碾压:
采用压路机、推土机、羊足碾或
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- 土力学 地基基础