地基承载力不够怎么办-精辟.doc

Topic: 地基承载力不够，到底会发生什么问题？
地基承载力不够，到底会发生什么问题？
Posted by: tengmeng
Posted on: 2004-05-21 09:14

问一个比较初级的问题：“地基承载力不够，到底会发生什么问题？”如果土体发生剪切破坏，会不会沉降后达到一个新的平衡点？

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Posted by: monkeyw
Posted on: 2004-05-21 12:18

1：均匀沉降，不影响结构的稳定性
2：不均匀沉降，是结构产生倾斜，结构的刚度，受力情况变化，对结构很不利
3：土体发生剪切破坏，发生失稳

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Posted by: 胡巍玮
Posted on: 2004-05-21 15:34

我觉得这个问题未必低级呢。基础设计的依据，据称就是由老规范的由承载力控制，转变到新规范的由变形控制。召唤高手，做进一步阐述。

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Posted by: ljp_sk
Posted on: 2004-05-21 16:08
应该会达到新的平衡点，但是对于我们工程来讲，可能早已达到不能容许的程度了。

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Posted by: 号外
Posted on: 2004-05-22 13:20
    地基承载力实际上就是指的土的抗剪强度，所以承载力不够，地基发生破坏，建筑物失稳，作用在破坏土体上的剪应力减小，当减小到土体的抗剪强度极限值时，土体达到新的平衡状态。
      沉降是由于土体承受荷孔隙减小所致，土体发生沉降它未必就已经发生剪切破坏，这两者并没有因果关系。
     地基承载力是根据荷载－沉降曲线得来的，规范规定某一沉降（此沉降是建筑物的允许值）对应的荷载值定为此地基的承载力，一般此沉降是很小的，因此也导致地基承载力取得较小。但实际上对于不同的建筑物它的均匀沉降允许值是有很大的不同，因此不分建筑物的要求而采取同一个地基承载力是不合适的，因此，对于建筑物，如果均匀沉降要求不大，我可以让它发生更多的沉降，那么此土体的地基承载力就可以取得更大些，这样不必为了达不到规范规定的某一个地基承载力而不得不采取地基处理等额外的手段，这样增加了工程的造价，实际上也是浪费的，因此对于不同的建筑物采取不同的沉降（变形）控制是更为科学的。
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Posted by: zfz1981
Posted on: 2004-06-03 13:53

那算地基承载力的时候不是有个安全系数K吗？一般K取2吧好像，极限承载力除以K才是地基承载力，这样是不是就意味着土体已经不会发生剪切破坏了哦？也就是说已经有一个很大的安全储备了？

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Posted by: zun9735
Posted on: 2004-06-03 21:40
     地基的极限承载力除以2是地基承载力特征值，这样并不是就意味着土体已经不会发生剪切破坏了或者说已经有一个很大的安全储备了！
     这是因为：
        1. 现在新的地基基础规范已经不再有“安全系数K=2”的说法了，就是避免使人产生还有一倍的安全储备的错误概念。因为土力学的特殊性，目前还无法象结构问题一样地用可靠度的概念进行设计——可靠度的概念是不会使人产生还有多少倍的安全储备的错误概念。
         2. 地基的极限承载力值是在短期静载荷试验（或以此为准的比对试验）的基础上确定的，目前短期荷载下的地基的（极限承载力/变形值）与（长期的极限承载力/变形值）、以及小荷载板下的这些量值与实际（建筑物）基础情况下的值是不一样的，而且还没有相关关系成立， 除以2仅是在以往长期的工程实践上建立起来的经验值的沿用。目前结构规范中有关的可靠性指标就是从老规范的大老K中等同套算过来的。

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Posted by: 多孔砖
Posted on: 2004-06-04 12:05
    地基承载力实际上就是指的土的抗剪强度，所以承载力不够，地基发生破坏，建筑物失稳，作用在破坏土体上的剪应力减小，当减小到土体的抗剪强度极限值时，土体达到新的平衡状态。 今天看看以前的教材，重新考虑了一下这个问题，我感觉楼上的这种说法是错误的，地基承载力和变形是不能割裂看来看待，就像“沉降是由于土体承受荷孔隙减小所致，土体发生沉降它未必就已经发生剪切破坏，这两者并没有因果关系”这句话是错误的，土体发生沉降，有两个原因产生的：1、就象楼上所说的那样，由于土粒空隙的存在以及空隙水压力的消散而引起的，但是单纯发生这种沉降的情况只有在荷载面积远远大于压缩层的条件下。2、由于土体内存在附加剪力，土颗粒之间发生挫动而引起的。单独的计算处两个分量的具体数值很是困难，一些成型的公式都是在很多假设下才成立的。所以现在在工程上广泛应用的公式都是经验公式，都是将两者合在一起考虑的。我认为评价地基失效应该采用双原则就是变形和强度。
关于楼主的这个问题，承载力不够时，如果是某些部位承载力不够，则地基未必会失效，只是地基反力会发生重新分布；如果整个地基的承载力都不够，建筑物的沉降就会过大，使建筑物的实用性受到影响，甚至会发生倾倒等后果。这样的例子挺多的意大利的比萨斜塔、加拿大的特朗斯康谷仓还有上海的锦江饭店（应该没记错），都应该是地基失效的案例。

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Posted by: 号外
Posted on: 2004-06-04 23:59
   以下是答复多孔砖：
     对于沉降的原因，它的确是两个原因：一是孔隙的压缩，二是土体本身的压缩，但要知道土体本身的压缩量是很小的，他是微不足道的，所以实际计算是忽略的。规范计算的依据就是第一个原因，但它在分层总和法前又乘了一个经验系数，是因为土层的模量等参数测量不准以及假设土层的模量沿深度不变造成的，而这与实际是不相符合的（实际土层模量沿深度增大）。所以采取经验公式并不代表是将这两者一起考虑，而是土层的参数测量的误差以及土层模量简化的原因。
     对于承载力不够这个问题，首先要弄清楚土破坏的过程。地基受荷，开始处于弹性状态，随着荷载进一步增大，慢慢有一小部分土体发生剪切破坏，即达到塑性状态，它所能承受的应力不能再增大，变形可以继续增大，因此导致它周围的土体替他承担荷载，也就是应力重分布，随着荷载继续增大，土体的塑性区慢慢变大，最后扩大并连成连续的滑动面，所以比萨斜塔、加拿大的特朗斯康谷仓发生倾倒。如按照多孔砖的解释，承载力不够，应该是发生沉降，这是指竖向的变形，那么怎么回发生倾斜的结果呢？地基承载不够，土体发生剪切破坏，当形成连续的剪切破坏面地基整体滑动所以才导致建筑物倾倒，这才是合理的解释。

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Posted by: magiczhj
Posted on: 2004-06-05 15:25

大家都是高手.地基承载力导致沉降过大的事例偏多,真正"形成连续的滑动面"的情况是较少的,刚发生,就会看成来,并加固了.

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Posted by: lotus
Posted on: 2004-06-06 11:17
"建筑物因地基问题引起的破坏，一般有两种可能。一种是由于建筑物在荷载作用下产生了过大的沉降或沉降差，致使建筑严重下沉，上部结构开裂，倾斜而失去使用价值。另一种是由于建筑物的荷载过大，超过了持力层上所能承受荷载的能力而使地基发生破坏。"因此针对这两种破坏的可能提出了由变形控制和强度控制两个设计思想，现在考虑的更多的是控制变形，特别是在软土地区，以减小对周围环境的影响和保证建筑物本身的安全。

"对于建筑手因承载力不足而引起的破坏，通常是由于下持力层土的剪切破坏所造成的。有三种破坏模式：整体剪切 (general shear)，局部剪切 (Local shear)和冲剪(Punching shear)三种。"三种破坏模式的特点和判别可以参见钱家欢的“土工原理与计算”。

在外荷载作用下，地基的变形可以分成三个来源：初始沉降，固结沉降和次固结沉降。对于砂土来说，初始沉降和固结沉降可能同时完成，很难分开。对于粘土来说，初始沉降可以理解为不排水条件下的变形，这时土的孔隙比是不变的，整个地基的总体积是不变的。而固结沉降是由于在外荷载作用下产生的孔隙水压力消散引起的，这时土的孔隙比是在减小的，而土的强度也随之在增加的。次固结沉降是由于土的流变性质引起的，与土的结构和时间相关。

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Posted by: 号外
Posted on: 2004-06-06 12:50
     想对magiczhj老兄的回答作些讨论，不知对否，请大家指正。
     我想说得是，对于土体只要它还没有达到剪切破坏（整体），无论它产生多大的沉降，对于土本身来说是可以的，所不允许的是建筑物。因为过大沉降影响建筑物的使用，所以规范才不允许发生这么大的沉降，这并没有说明是它的承载力不够导致的。把土体比作弹簧，然后在其上做建筑物，只要弹簧没有达到他的极限承载力就不会发生破坏，但它会发生很大的沉降（特别是软土），建筑物的使用不允许啊，难道你说这是弹簧（土体）承载力不够引起的吗？
     所以，我认为沉降控制只是建筑物的使用要求，并不是他的承载力不够导致的；强度控制才真正是根据土体的极限承载力来验算的。沉降过大不能说是土体的承载力不够引起的破坏，它根本就不是一种破坏，只能说是建筑物的使用功能要求。加拿大的特朗斯康谷仓才是真正的剪切破坏导致的，至于斜塔和锦江饭店就不太清楚它的原因，所以不好确定到底是沉降过大还是剪切破坏的。

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Posted by: 多孔砖
Posted on: 2004-06-08 12:39
回号外：
这位师兄可能对我的帖子有些误解：
这位师兄所说的沉降是在产生滑动破坏面前，土体剪切变形发生后的沉降，经验公式也是计算该沉降的计算公式，但是我所说的是当地基极限承载力的确定方法以及经验公式，首先地基极限承载力的试验方法是静载荷试验，其极限承载力的确定方法是根据压力沉降曲线来确定的，注意这里可是根据位移来确定的，而理论公式是在理想情况下按弹性力学公式来推导的，然后根据试验与实际工程提出修正系数的方法。理论公式是走的强度的路线，而试验可是以沉降曲线为基础的，难道这不是将两者结合在一起吗？这是我的想要表达的意思。对了我可没说土体的沉降与土体本身的压缩有关，呵呵。
我一直比较认同地基失效这个名称，我认为它代表了三层的意思一是不均匀沉降，二是沉降过大，三是产生滑动破坏面。但是这些都是通过地基沉降来表现出来的，前两者就不用说了，对于第三条，结构周围土体产生滑动面的直接后果是建筑物的倾倒或者陷入，这也是沉降啊，另外土体的破坏不像砼构件的破坏可以有一个很好强度判断标准，如钢筋屈服等，只能通过位移（包括倾角等广义位移）的大小来作为一个标准，我想这也是为什么规范一定要将地基的承载力设计值取消，而改为特征值的原因吧。
既然提到沉降公式，我也谈一些自己的看法，沉降包括三个分量，楼上的一位师兄已经提到了，但是关于瞬间沉降的计算在所有的规范公式中都没有提到，瞬时沉降是有剪切变形而引起的，最简单的计算沉降的公式是单向分层总和法，注意是单向也就忽略了地基土因剪切畸变而产生的瞬时沉降，其前提条件是，土层不发生侧向变形，并且只计算竖向应力引起的地基沉降。在规范规定的沉降公式中引入了地基沉降计算经验系数，该系数是根据理论值与实测值的统计得出的，来对理论值进行修正，正是这个系数把瞬时沉降（剪切变形引起的）与固结沉降结合在一起。也就是说，沉降计算中包含了土体强度的一些影子，
综上所述，我认为地基失效的判定标准是位移与强度双重标准的，

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Posted by: 多孔砖
Posted on: 2004-06-09 12:10
对了我可没说土体的沉降与土体本身的压缩有关，呵呵
对不起，应该是土粒

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Posted by: magiczhj
Posted on: 2004-06-10 09:36

承载力可以广义的理解为:强度和变形."号外"兄说的我理解,我也是这么认为的.