PPT《第六章》

(六)地基的施工条件问题修建工业及民用建筑物基础时,一般都需要进行基坑开挖工作.地基的施工条件不仅会影响施工期限和建筑物的造价,而且对基础类型的选择起着决定性作用.开挖基坑时,会遇到采取多大坡角的坑壁才能稳定,以及是否需要支撑等问题.若基坑开挖到地下水位以下时,会遇到基坑排水问题,需预测基坑涌水量大小,为选择排水方法和排水设备提供依据.

第二节 地基中的应力分布 地基土体受到外力作用之后,要产生两种效应:一是产生垂向沉降与水平位移,这属于变形问题;

二是土体是否发生破坏或失去稳定性,这属于强度问题.这两方面都是由土中应力引起的,因此,要研究土体的变形与强度,首先应了解土中应力的分布特点.所谓应力是指土中单位面积上所承受的力,单位为KPa或MPa.在实际工作中,土中的应力有自重应力、附加应力、渗透压力和构造应力等.其中主要的是自重应力和附加应力,本章只介绍这两种应力.

一、自重应力 由于土层本身重量产生的应力,称之为土的自重应力.

二、基底压力 建筑物荷重是通过建筑物基础底面传给地基的,基础底面与地基之间的法向压力,称为基底压力.它主要用于计算地基中的附加应力.影响基底压力分布和大小的因素很多,除与基础所受荷载大小及基础形状、尺寸和埋深有关外,还与基础本身与地基土的相对刚度及地基土的性质等有关.因此,基底压力计算是一个很复杂的问题.在实际应用中,可以根据实际情况,对基底压力进行一些简化计算. 1. 中心荷载下的基底压力 中心荷载下的基础,其所受荷载的合力通过基底形心.基底压力假定为均匀分布(图2―5),此时基底平均压力设计值按下式计算: 2.偏心荷载下的基底压力 对于单向偏心荷载下的矩形基础如图2・6所示.设计时,通常基底长边方向取与偏心方向一致,此时两短边边缘最大压力设计值与最小压力设计值按材料力学短柱偏心受压公式计算: = 矩形基础在双向偏心荷载作用下,如基底最小压力 ,则矩形基底边缘四个角点处的压力

(三)基底附加压力 建筑物建造前,土中早巳存在着自重应力.如果基础砌置在天然地面上,那末全部基底压力就是新增加于地基表面的基底附加压力.一般天然土层在自重作用下的变形早巳结束,因此只有基底附加压力才能引起地基的附加应力和变形. 实际上,一般浅基础总是埋置在天然地面下一定深度处,该处原有的自重应力由于开挖基坑而卸除.因此,由建筑物建造后的基底压力中扣除基底标高处原有的土中自重应力后,才是基底平面处新增加于地基的基底附加压力,基底平均附加压力值按下式计算(图2―8): 有了基底附加压力,即可把它作为作用在弹性半空间表面上的局部荷载,由此根据弹 性力学求算地基中的附加应力.

三、地基中的附加应力 地基附加应力是指建筑物荷重在土体中引起的附加于原有应力之上的应力.其计算方法一般假定地基土是各向同性的、均质的线性变形体,而且在深度和水平方向上都是无限延伸的,即把地基看成是均质的线性变形半空间,这样就可以直接采用弹性力学中关于弹性半空间的理论解答. 计算地基附加应力时,都把基底压力看成是柔性荷载,而不考虑基础刚度的影响. 建筑物作用于地基上的荷载,总是分布在一定面积上的局部荷载,因此理论上的集中力实际是没有的.但是,根据弹性力学的叠加原理利用布辛奈斯克解答,可以通过积分或等代荷载法求得各种局部荷载下地基中的附加应力.