软弱下卧层承载力验算时应注意的几个问题.docVIP

软弱下卧层承载力验算时应注意的几个问题 李文洲 山东省建筑科学研究院 摘 要：在进行软弱下卧层承载力验算时，必须弄清楚公式中每个符号所代表的意义和取值范围以及每个公式的应用环境，根据工程的具体情况，准确的计算软弱下卧层顶面处的自重应力和附加应力值以及修正后的地基承载力特征值，并进行验算. 关键词：软弱下卧层 换填法 群桩 承载力验算 地基土层一般是成层的，其承载力随深度而增加，而外荷载引起的附加应力则随深度而衰减，因此，只要基底持力层承载力满足设计要求一般就可以啦。但也有不少情况，持力层不厚，在持力层以下受力层范围内存在软弱土层（即软弱下卧层），软弱下卧层的承载力比持力层小的多。如我国沿海地区表层“壳层”下有很厚一层(厚度在20米左右)软弱的淤泥质土层,这时,只满足持力层承载力的要求是不够的,还需验算软弱下卧层的承载力;当群桩基础设置在有限厚硬持力层、其下存在软弱下卧层时，为避免桩基因持力层较薄发生冲剪破坏而导致整体失稳，应验算软弱下卧层的承载力；另外，在采用换填法处理地基时，如果地基表层土层较厚而全部挖除不合理时，可将其部分挖除，铺设密实的垫层材料，但必须进行换填层以下软弱土层的承载力验算,以上几种情况都要求传递到软弱下卧层顶面的附加应力和土的自重应力之和不超过软弱下卧层的承载力设计值，即 pz+pcz≤faz （1） 式中: pz---相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶面处的附加应力设计值（?kPa）; pcz---软弱下卧层顶面处的自重应力值（kPa）; faz---软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值（kPa）。 在按照上式进行软弱下卧层承载力验算时应注意以下几个问题： 一．软弱下卧层faz的修正计算问题 建筑地基基础设计规范〉〉（GB5007-2002）规定，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： faz=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5) （2） 式中： faz为修正后的地基承载力特征值； fak为按现场载荷试验或其他原位测试、经验值等方法确定的地级承载力特征值； ηb、ηd为基础宽度和深度的修正系数； b为基础底面宽度（短边），当基础宽度小于3时按3米计算，大于6米按6米计算。 但在进行软弱下卧层验算时，上式中的ηb应取为0；γm为软弱下卧层以上各层土的加权平均重度，地下水位以下取有效重度；d为软弱下卧层埋置深度而不是基础埋值深度（m）,一般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。 对于群桩基础下的软弱下卧层 faz=quk/γq (3) quk为软弱下卧层经深度修正后的地基极限承载力标准值； γq为地基承载力分项系数，取γq=1.65. 二．软弱下卧层顶面处的自重应力值pcz计算时的取值问题 pcz=γmd （4） 式中： d为天然地面至软弱下卧层顶面的深度而不是基础埋置深度； γm为d深度范围内各层土的加权平均重度，地下水位以下必须取有效重度。 三．软弱下卧层顶面处的附加应力设计值pz计算时的取值问题 在计算附加应力设计值pz时，荷载效应组合应取正常使用极限状态下荷载效应的标准组合而不能取其它组合，对于条形基础:(见图1) （5） 对于矩形基础: （6） pk=(Fk+Gk )/A （7） 式中， Gk为基础及其上回填土的自重，在计算pk时应计入这部分自重； b,l分别为基础的宽度（m）和长度（m），若为条形基础，l取1米，长度方向应力不扩散； pc为基础底面处的自重压力值（kPa）; z为基础底面至软弱下卧层顶面的距离（m）?; θ为地基应力扩散角(o)，按下表1采用。 天然地基应力扩散角θ ( o) 表1 Es1/Es2 z≥0.25b Z≥ 0.5b Es1/Es2 z≥0.25b z≥0.5b 3 6o 23o 10 20o 30o 5 10o 25o 在上表中:1. Es1、Es2分别为土层在侧限条件下取得的压缩模量而不能取为无侧限条件下的变形模量； 2.E