8.5基础底面尺寸的确定…… 184 8.6无筋扩展基础的设计 8.7墙下钢筋混凝土条形基础 8.8柱下钢筋混凝土独立基础 195 8.9柱下钢筋混凝土条形基础 206 8.10十字交叉钢筋混凝土条形基础…… 212 8.11筏板基础与箱形基础 215 8.12减少建筑物不均匀沉降的措施 220 思考题……… …223 习题…… 224 第九章桩基础 226 9.1概述 …226 92桩的类型与特点 …22 9.3单桩竖向承载力 …232 9.4单桩竖向承载力计算 9.5群桩承载力与变形 96桩基础设计 97桩基工程施质我样把 ……250 9.8桩基工程验收 264 9.9深基础简介 266 思考题…… 269 习题 270 第十章区域性地基 10.1软土地基…… ……271 10.2湿陷性黄土地基… ………276 10.3季节性冻土地基…… 10.4膨胀土地基…… …285 10.5山区地基 291 思考题 294 第十一章软弱地基处理 295 11.1概述 …295 11.2换土垫层法… …299 11.3石灰桩法…………… …………………………303 11.4加载预压法和真空预压法… 306 11.5强夯法 309 11.6挤密法… 312
８５ 基础底面尺寸的确定 ………………………………………………… １８４ ８６ 无筋扩展基础的设计 ………………………………………………… １９０ ８７ 墙下钢筋混凝土条形基础 …………………………………………… １９２ ８８ 柱下钢筋混凝土独立基础 …………………………………………… １９５ ８９ 柱下钢筋混凝土条形基础 …………………………………………… ２０６ ８１０ 十字交叉钢筋混凝土条形基础……………………………………… ２１２ ８１１ 筏板基础与箱形基础………………………………………………… ２１５ ８１２ 减少建筑物不均匀沉降的措施……………………………………… ２２０ 思考题………………………………………………………………………… ２２３ 习题…………………………………………………………………………… ２２４ 第九章 桩基础…………………………………………………………………… ２２６ ９．１ 概述 …………………………………………………………………… ２２６ ９．２ 桩的类型与特点 ……………………………………………………… ２２７ ９．３ 单桩竖向承载力 ……………………………………………………… ２３２ ９．４ 单桩竖向承载力计算 ………………………………………………… ２３６ ９．５ 群桩承载力与变形 …………………………………………………… ２３９ ９．６ 桩基础设计 …………………………………………………………… ２４５ ９．７ 桩基工程施工及质量检测 …………………………………………… ２５０ ９．８ 桩基工程验收 ………………………………………………………… ２６４ ９．９ 深基础简介 …………………………………………………………… ２６６ 思考题………………………………………………………………………… ２６９ 习题…………………………………………………………………………… ２７０ 第十章 区域性地基……………………………………………………………… ２７１ １０１ 软土地基……………………………………………………………… ２７１ １０２ 湿陷性黄土地基……………………………………………………… ２７６ １０３ 季节性冻土地基……………………………………………………… ２８４ １０４ 膨胀土地基…………………………………………………………… ２８５ １０５ 山区地基……………………………………………………………… ２９１ 思考题………………………………………………………………………… ２９４ 第十一章 软弱地基处理………………………………………………………… ２９５ １１１ 概述…………………………………………………………………… ２９５ １１２ 换土垫层法…………………………………………………………… ２９９ １１３ 石灰桩法……………………………………………………………… ３０３ １１４ 加载预压法和真空预压法…………………………………………… ３０６ １１５ 强夯法………………………………………………………………… ３０９ １１６ 挤密法………………………………………………………………… ３１２ · ｉｘ ·
11.7深层搅拌法 315 思考题 318 习题… 318 第十二章地基与基础质量事故分析 319 12.1概述……… 319 12.2地基和基础质量控制要点…………… 319 12.3常见地基和基础工程缺陷事故案例分析……………… 思考题…… 330 参考文献 331 宫销意
１１７ 深层搅拌法…………………………………………………………… ３１５ 思考题………………………………………………………………………… ３１８ 习题…………………………………………………………………………… ３１８ 第十二章 地基与基础质量事故分析…………………………………………… ３１９ １２１ 概述…………………………………………………………………… ３１９ １２２ 地基和基础质量控制要点…………………………………………… ３１９ １２３ 常见地基和基础工程缺陷事故案例分析…………………………… ３２２ 思考题………………………………………………………………………… ３３０ 参考文献…………………………………………………………………………… ３３１ · ｘ ·
第四章地基变形 建筑物的建造使地基土中的应力状态发生变化,因此引起地基变形 出现基础沉降。由于建筑物荷载的不均匀和地基土的压缩性不同,会引起 基础的不均匀沉降。为了计算地基的变形,必须研究土的压缩性指标,利 用这些指标,可求得地基的最终沉降量和任意时刻的沉降量。通过室内压 缩试验和现场荷载试验确定土的压缩性指标。 本章主要介绍土的压缩性、地基变形的类型、最终沉降量的计算和地 基变形与时间的关系以及建筑物的沉降观测 4.1土的压缩性 4.1.1基本概念 土在压力作用下体每的缩性。土的压缩由三部分组成 ①水和气体从孔隙中被挤浮中中水封气体被压缩;③固体土颗粒被压缩 研究表明,固体土颗粒和水的压缔量很小,討忽略不计。因此,土的压缩变形主要是 由孔隙体积减小造成的。 土的压缩变形的快慢与土的渗透性有关。一般多层建筑物在施工期间完成的 沉降量,对于砂土可认为其最终沉降量已完成80%以上,对于其他低压缩性土可 认为已完成最终沉降量的50%~80%,对于中压缩性土可认为已完成20%~ 50%,对于高压缩性土可认为已完成5%~20%。 4.1.2压缩试验及压缩性指标 1.压缩试验 压缩试验通常是取天然结构的原状土样,进行侧限压缩试验。压缩试验是指限 制土体的侧向变形,使土样只产生竖向变形。进行压缩试验的仪器叫压缩仪,又称 固结仪。试验装置如图4.1所示。 试验时,先用金属环刀切取原状土样,然后将环刀和土样一起放入压缩仪内, 上下各盖一块透水石,以便土样受压后能够自由排水,透水石上面再施加垂直荷 载。荷载逐级施加,在每级荷载作用下将土样压至稳定后,再加下一级荷载。一般 工程压力为50、100、200、300、400(kPa),根据每级荷载作用下的稳定变形量,可以 计算各级荷载作用下的孔隙比,从而绘制土体的压缩曲线
第四章 地基变形 建筑物的建造使地基土中的应力状态发生变化，因此引起地基变形， 出现基础沉降。由于建筑物荷载的不均匀和地基土的压缩性不同，会引起 基础的不均匀沉降。 为了计算地基的变形，必须研究土的压缩性指标，利 用这些指标，可求得地基的最终沉降量和任意时刻的沉降量。通过室内压 缩试验和现场荷载试验确定土的压缩性指标。 本章主要介绍土的压缩性、地基变形的类型、最终沉降量的计算和地 基变形与时间的关系以及建筑物的沉降观测。 ４１ 土的压缩性 ４１１ 基本概念 土在压力作用下体积减小的特性称为土的压缩性。 土的压缩由三部分组成： ①水和气体从孔隙中被挤出；②土中水及封闭气体被压缩；③固体土颗粒被压缩。 研究表明，固体土颗粒和水的压缩量很小，可忽略不计。因此，土的压缩变形主要是 由孔隙体积减小造成的。 土的压缩变形的快慢与土的渗透性有关。 一般多层建筑物在施工期间完成的 沉降量，对于砂土可认为其最终沉降量已完成 ８０％以上，对于其他低压缩性土可 认为已完成最终沉降量的 ５０％～ ８０％，对于中压缩性土可认为已完成 ２０％～ ５０％，对于高压缩性土可认为已完成 ５％～２０％。 ４１２ 压缩试验及压缩性指标 １压缩试验 压缩试验通常是取天然结构的原状土样，进行侧限压缩试验。压缩试验是指限 制土体的侧向变形，使土样只产生竖向变形。 进行压缩试验的仪器叫压缩仪，又称 固结仪。 试验装置如图 ４１ 所示。 试验时，先用金属环刀切取原状土样，然后将环刀和土样一起放入压缩仪内， 上下各盖一块透水石，以便土样受压后能够自由排水，透水石上面再施加垂直荷 载。 荷载逐级施加，在每级荷载作用下将土样压至稳定后，再加下一级荷载。 一般 工程压力为 ５０、１００、２００、３００、４００（ｋＰａ），根据每级荷载作用下的稳定变形量，可以 计算各级荷载作用下的孔隙比，从而绘制土体的压缩曲线。 · ６７·
荷载 加压活塞 透水石 刚护环 土样 底座 图4.1侧限压缩试验装置 图4.2土样变形计算 2.压缩曲线 设土样的初始高度为h,土样受荷变形稳定后的高度为h,土样压缩量为Δs, 即h=ho-As如图4.2所示。 若土样受压前的初始孔隙比为c,则受压后的孔隙比为e。由于试验过程中土 粒体积Vs不变和在侧限条件下试验使得土样的面积A不变,则根据试验过程中 的基本物理量关系可得: V o= HoA Vs+ V=vs(1 eo) 式中:土颗粒体积; ,一孔体积学岛版 销宣健 于V及A为不变量,可得: h ho-△s 从而得出 △s(1+c 或 As (4.3) 利用式(4.2)计算各级荷载作用下的稳定孔 图4.3cp曲线 隙比,可绘制如图4.3所示的e-p曲线,称为 压缩曲线。 3.压缩性指标 (1)压缩系数 压缩性不同的土,其压缩曲线也不相同。曲线愈陡,说明在相同的压力增量作 用下,土样的孔隙比变化得愈显著,因此土的压缩性愈高。反之,曲线愈平缓,土的 压缩性愈低。所以,压缩曲线上任意点的切线斜率a就表示相应压力作用下土的压 缩性,我们称α为压缩系数
图 ４１ 侧限压缩试验装置 图 ４２ 土样变形计算 ２压缩曲线 设土样的初始高度为 h ０ ，土样受荷变形稳定后的高度为 hi，土样压缩量为 Δsi， 即 hi＝h ０－Δsi 如图 ４２ 所示。 若土样受压前的初始孔隙比为 e０ ，则受压后的孔隙比为 ei。 由于试验过程中土 粒体积 V S 不变和在侧限条件下试验使得土样的面积 A 不变，则根据试验过程中 的基本物理量关系可得： V ０ ＝ H ０ A ＝ V S ＋ V V ＝ V S （１ ＋ e０ ） 式中：V S ——土颗粒体积； V V ——孔隙体积。 图 ４３ ep 曲线 由于 V S 及 A 为不变量，可得： １ ＋ e０ h ０ ＝ １ ＋ ei hi ＝ １ ＋ ei h ０ － Δsi （４１） 从而得出： ei ＝ e０ － Δsi h ０ （１ ＋ e０ ） （４２） 或 Δsi ＝ e０ － ei １ ＋ e０ h ０ （４３） 利用式（４２）计算各级荷载作用下的稳定孔 隙比，可绘制如图 ４３ 所示的 ep 曲线，称为 压缩曲线。 ３压缩性指标 （１） 压缩系数 压缩性不同的土，其压缩曲线也不相同。 曲线愈陡，说明在相同的压力增量作 用下，土样的孔隙比变化得愈显著，因此土的压缩性愈高。 反之，曲线愈平缓，土的 压缩性愈低。所以，压缩曲线上任意点的切线斜率 α就表示相应压力作用下土的压 缩性，我们称 α为压缩系数： · ６８·
de (4.4) P 式(4.4)中的负号表示e随p的增加而减小。当压力变化范围不大时,土的压缩曲 线可近似用割线来表示。当压力由p增至p2时,相应的孔隙比由e减小到e,则 压缩系数近似地为割线斜率,即 Ae (4.5) △pP 式中:p——地基中某深度处土中原有的竖向自重应力(kPa) p——地基中某深度处土中自重应力与附加应力之和(kPa) e—一相应于p作用下压缩稳定后土的孔隙比 e—一相应于p作用下压缩稳定后土的孔隙比。 由式(4.5)可知,压缩系数α表示在单位压力增量作用下土的孔隙比的减小 量。因此,压缩系数α越大,土的压缩性就越大。不同土的压缩性差异很大,即使是 同一种土,压缩性也变化很大,压缩系数是一个变量。当压力增加时,曲线的斜率α 将减小,说明土的压缩性随着压力的增加而减小。 为便于应用和比较,《建筑地基基础设计 规范》(GB50007-2002)规定用p=100kPa P=20P时相对应的教名 Clgp, -lg p, 的压缩性 1pr,E锂 0.MPa≤a-2<0.5MPa,属中压缩e lgp2-Igp 性土 -2≥0.5MPa1,属高压缩性土。 (2)压缩指数 如果采用elgp曲线(图4.4),则它的后半 图4.4e-1gp曲线 段接近直线,压缩指数为此直线段的斜率,用Cc表 Cc- lgpl (4.6) 同压缩系数a一样,压缩指数Cc也能用来表示土的压缩性大小。Cc值愈大 土的压缩性愈高。一般认为Cc<0.2时,为低压缩性土;Cc=0.2~0.4时,为中压 缩性土;Cc>0.4时,为高压缩性土。 (3)压缩模量 土体在完全侧限条件下,竖向附加应力σ与相应的应变增量ε之比,称为压 缩模量,用符号E,表示,即 E
α＝－ ｄe ｄp （４４） 式（４４）中的负号表示 e 随 p 的增加而减小。 当压力变化范围不大时，土的压缩曲 线可近似用割线来表示。 当压力由 p １ 增至 p ２ 时，相应的孔隙比由 e１ 减小到 e２ ，则 压缩系数近似地为割线斜率，即 α＝－ Δe Δp ＝ e１ － e２ p ２ － p １ （４５） 式中：p １ ——地基中某深度处土中原有的竖向自重应力（ｋＰａ）； p ２ ——地基中某深度处土中自重应力与附加应力之和（ｋＰａ）； e１ ——相应于 p １ 作用下压缩稳定后土的孔隙比； e２ ——相应于 p ２ 作用下压缩稳定后土的孔隙比。 由式（４５）可知，压缩系数 α表示在单位压力增量作用下土的孔隙比的减小 量。 因此，压缩系数 α越大，土的压缩性就越大。 不同土的压缩性差异很大，即使是 同一种土，压缩性也变化很大，压缩系数是一个变量。 当压力增加时，曲线的斜率 α 将减小，说明土的压缩性随着压力的增加而减小。 图 ４４ eｌｇ p 曲线 为便于应用和比较， 枟建筑地基基础设计 规 范枠 （Ｇ Ｂ５０００７２００２ ）规定用 p １ ＝ １００ｋＰａ， p ２＝２００ｋＰａ 时相对应的压缩系数 α１ ２来评价土 的压缩性： α１－ ２＜０１Ｍ Ｐａ－ １ ，属低压缩性土； ０１Ｍ Ｐａ－ １ ≤α１－２ ＜０５ ＭＰａ－ １ ，属中压缩 性土； α１－ ２≥０５ Ｍ Ｐａ－ １ ，属高压缩性土。 （２） 压缩指数 如果采用 eｌｇp 曲线（图 ４４），则它的后半 段接近直线，压缩指数为此直线段的斜率，用 C C 表示 C C ＝ e１ － e２ ｌｇ p ２ － ｌｇp １ （４６） 同压缩系数 α一样，压缩指数 C C 也能用来表示土的压缩性大小。 C C 值愈大， 土的压缩性愈高。 一般认为 C C ＜０２ 时，为低压缩性土；C C ＝０２～０４ 时，为中压 缩性土；C C ＞０４ 时，为高压缩性土。 （３） 压缩模量 土体在完全侧限条件下，竖向附加应力 σz 与相应的应变增量 εz 之比，称为压 缩模量，用符号 E s 表示，即 E s ＝ σz εz （４７） · ６９·