地基承載力的案例
地基承載力之精髓
1、前言
綜合確定地基承載力特征值，是巖土工程師的基本功。當前進行巖土工程勘察，尤其是涉及地基基礎，對主要受力層內的每層土提供地基承載力特征值fak，是必須的工作內容。
確定地基承載力特征值fak，目前的方法有：載荷試驗法、其他原位測試法、理論計算法、經驗查表法和現場鑒別法。在具體工程上，巖土工程師在使用這幾種方法時，往往出現用各種方法確定的結果不同，甚至相去甚遠。如何分析這確實是剛入門，甚至是很資深的巖土工程師必須面對的問題。
本文本文對此進行了探討，供各位巖土工程師和專家參考，不妥之處，請指正。
2、地基承載力的本質
要不斷研究和感悟地基承載力的概念、內涵，這有助于對地基承載力的深刻理解和面對具體工程問題時的綜合確定。
（1）地基承載力研究簡史
不斷考察地基承載力基本理論的發展史，可以感悟不同時代、地區的工程技術發展需求，更多地注意其研究假定和適用范圍。詳見文獻[1]。
（2）中國使用過的幾個歷史階段的地基承載力概念
地基容許承載力[R]：確保地基不產生剪切破壞而失穩，同時又保證建筑物的沉降不超過允許值的最大荷載。
地基極限承載力R：使地基發生剪切破壞，失去整體穩定時的基礎底面最小壓力，即地基能承受的最大荷載強度。地基極限承載力和地基容許承載力是一對承載力概念。
地基承載力基本值f0：用某一方法確定的相應于標準基礎（載荷板）寬度和埋深時的地基容許承載力代表值。
地基承載力標準值fk：考慮了土性指標變異影響后的相應于標準基礎（載荷板）寬度和埋深時具有某一特定置信概率的地基容許承載力代表值。
地基承載力設計值f：是指地基承載力標準值fk經基礎寬度和埋深修正，或直接用地基抗剪強度指標標準值，考慮實際基礎寬度和埋深，采用承載力理論公式計算得到的地基容許承載力值。
展開 如何理解什么是地基承載力？一文秒懂！
1地基承載力要點全覽
2地基承載力常見疑問
3地基承載力基本概念及術語發展
4地基承載力的應用
5地基承載力深度修正原理解釋
斜塔是地基長期發生了不均勻沉降造成的，“樓脆脆” 是堆土加降雨引發了基礎剪切破壞。
地基承載力的修正主要是從剪切破壞這個角度去考慮的，沒有考慮沉降，也就是說，沉降問題和基礎深度、寬度關系不大。
工程上采用的地基承載力、以及地基承載力的試驗，其實是既考慮了變形，又考慮了強度而得到的一種設計值，由于試驗影響深度僅為載荷板直徑的1-2倍，因此，載荷試驗不能反應實際工程的沉降，其不能反應深部土層的變形參數，載荷試驗的沉降完全不是工程的沉降，尤其是對下臥有壓縮性較大土層的地基。
《建筑地基處理技術規范》《建筑地基基礎設計規范》以及地基檢測規范，黃土規范；公路、鐵路等規范附錄，都有各種天然地基，人工地基的試驗方法。
其原理已經在上面的腦圖及土力學里，建議大家掌握核心，應用起來就不會教條主義和迷茫，土力學非常重要。
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ABAQUS 小應變分析(例5) 考慮比奧固結的地基承載力分析
該模型模擬剛性條形基礎(strip foundation)在滲流固結作用下的地基承載力。該工況在陸地粘土地基和海洋淺基礎(shallow foundation)中被廣泛考慮。為考慮比奧固結對地基承載力的影響，該模擬采用修正劍橋模型(MCC)。該模型(MCC)被廣泛應用于粘土的滲流固結當中，能較準確地預測因滲流固結導致的土體沉降，有效應力變化，孔隙水壓力和孔隙比(e)的變化。
建模時，先對粘土(Clay)施加先期固結壓力200kPa,以達到預固結的效果；在此基礎上進行土體的預應力平衡；而后對剛性基礎施加一個向下的位移，研究基礎在考慮比奧固結情況下的承載力。
建模及結果展示：
模型位移邊界條件及地基預壓固結
模型網格劃分
模型局部網格細化
條形基礎的承載力位移曲線
條形基礎下壓時的土體應力分布
條形基礎下壓時所激發的周圍土體
條形基礎下壓時土體的等效塑性應變
條形基礎下壓時土體內的孔隙水壓力分布
條形基礎下壓時土體內的孔隙比的變化
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地基承載力
（Subgrade Bearing Capacity）
地基土單位面積上隨荷載增加所發揮的承載潛力，常用單位kPa，是評價地基穩定性的綜合性用詞。應該指出，地基承載力是針對地基基礎設計提出的為方便評價地基強度和穩定的實用性專業術語，不是土的基本性質指標。土的抗剪強度理論是研究和確定地基承載力的理論基礎。
在荷載作用下，地基要產生變形。隨著荷載的增大，地基變形逐漸增大，初始階段地基土中應力處在彈性平衡狀態，具有安全承載能力。當荷載增大到地基中開始出現某點或小區域內各點在其某一方向平面上的剪應力達到土的抗剪強度極限時，該點或小區域內各點就發生剪切破壞而處在極限平衡狀態，土中應力將發生重分布。這種小范圍的剪切破壞區，稱為塑性區（Plastic Zone）。地基小范圍的極限平衡狀態大都可以恢復到彈性平衡狀態，地基尚能趨于穩定，仍具有安全的承載能力。但此時地基變形稍大，必須驗算變形的計算值不允許超過允許值。當荷載繼續增大，地基出現較大范圍的塑性區時，將顯示地基承載力不足而失去穩定。此時地基達到極限承載力。
展開 
地基承載力及沉降計算
地基承載力及沉降計算
地基承載力及沉降有限元計算方法，計算模型如下：
1 有限元模型的建立
1.1 建立部件
按照要求建立兩個部件，條形基礎為concrete，尺寸為1m×0.5m；地基為soil，尺寸為10m×20m，如下圖所示。
1.2 材性設置
將混凝土設為彈性材料，地基本構設置為摩爾-庫倫本構，具體參數如下圖所示。
(b) soil
圖2 材性設置
1.3 部件裝配
將concrete和soil兩個部件裝配為一個整體，如圖3所示。
1.4 設置分析步
分析步設置為通用靜力。
1.5 接觸設置
concrete和soil之間的接觸設置為通用接觸。
1.6 邊界條件和荷載
地基兩側邊界為U1方向固定，底部為完全固結。在基礎頂部設置壓強。
1.7 網格劃分
Concrete和soil的網格大小都設置為0.25。
2 結果分析
通過有限元軟件ABAQUS計算，其地基沉降曲線如下圖所示。
展開 地基承載力及沉降計算
地基承載力及沉降計算
地基承載力及沉降有限元計算方法，計算模型如下：
1 有限元模型的建立
1.1 建立部件
按照要求建立兩個部件，條形基礎為concrete，尺寸為1m×0.5m；地基為soil，尺寸為10m×20m，如下圖所示。
1.2 材性設置
將混凝土設為彈性材料，地基本構設置為摩爾-庫倫本構，具體參數如下圖所示。
(b) soil
圖2 材性設置
1.3 部件裝配
將concrete和soil兩個部件裝配為一個整體，如圖3所示。
1.4 設置分析步
分析步設置為通用靜力。
1.5 接觸設置
concrete和soil之間的接觸設置為通用接觸。
1.6 邊界條件和荷載
地基兩側邊界為U1方向固定，底部為完全固結。在基礎頂部設置壓強。
1.7 網格劃分
Concrete和soil的網格大小都設置為0.25。
2 結果分析
通過有限元軟件ABAQUS計算，其地基沉降曲線如下圖所示。
展開 #PLAXIS#計算地基承載力和邊坡安全系數
要把一個多圖文的內容寫進來，會比較麻煩
用PLAXIS計算地基承載力和邊坡安全系數.pdf
偏心荷載作用下地基土極限承載力
多數情況下建筑物承受偏心荷載，顯然偏心荷載模式下地基土更易失穩，因此有必要研究偏心荷載作用下地基土的臨塑荷載。偏心荷載作用時地基的整體剪切破壞沿水平荷載作用方向一側發生滑動，彈性區的邊界面也不對稱（如圖）。
偏心荷載下土體極限狀態模型試驗
滑動方向一側為平面，另一側為圓弧，其圓心即為基礎轉動中心圖。隨著荷載偏心距的增大，滑動面明顯縮小（如圖）。
偏心荷載下土中應力
漢森(B.Hanson，1961，1972)和魏錫克（Vesic）分別提出的在偏心荷載作用下，地面、基底傾斜，不同基礎形狀及不同埋置深度時的極限承載力計算公式，我國《港口工程技術規范》亦推薦使用。這里簡單介紹地面、基底平整且基底完全光滑的漢森極限承載力。
漢森極限承載力：
地基土承載力特征值：
式中：
也可查下表：
如：某矩形獨立基礎l=b=5，埋深d=1m；置于黏性土上，基底以下土 g＝18kN/m3，基底下一倍短邊寬深度內土的內摩擦角標準值jk =2°，基底下一倍短邊寬深度內土的粘聚力標準值ck =12kPa。基底面積A=25m2。豎向荷載N=2000kN，水平荷載H=200kN。
系數：
荷載傾斜系數：
基礎形狀系數：
深度系數：
安全性評估：地基土安全儲備不足。
本例中的黏性土在地勘報告中提供的承載力特征值fak=110kPa，最終觀測到的沉降遠遠大于20cm。
展開 巖土工程設計與施工---天然地基上的淺基礎和基礎下的應力分布[Shallow Foundation] (C5)
天然地基上淺基礎的設計，包括下述各項內容：
⑴ 初步擬定基礎的結構形式、類型、材料與平面布置；
⑵ 確定基礎埋置深度；
⑶ 計算作用在基礎頂面的荷載；
⑷ 計算地基承載力；
⑸ 確定基礎尺寸，根據作用在基礎頂面的荷載和地基承載力，計算基礎的底面積，并以此計算基礎的長度和寬度；
⑹ 計算基礎高度、確定剖面形狀；
⑺ 承載力驗算，若地基持力層下存在軟弱下臥層時，則需驗算軟弱下臥層承載力；
⑻ 按要求計算地基變形；
⑼ 基礎結構設計，進行基礎細部構造和構造設計；
⑽ 繪制基礎施工圖，提出施工說明。
6 確定地基承載力
地基容許承載力設計方法是我國20世紀最常用的方法，并集累了豐富的工程經驗。地基承載力是指地基土單位面積上承受荷載的能力, 無論是軸心荷載作用還是偏心荷載作用,都應該使用修正后的地基承載力特征值. 當基礎寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時，從載荷試驗或原位測試、經驗值等方法確定的地基承載力特征值尚應進行深寬修正; 當地基受力層范圍內有軟弱下臥層時,應該進行下臥層驗算。
建筑物荷載通過基礎傳遞到地基上，對于剛性擴大基礎而言，作用在基礎底面單位面積上的壓力稱為基底壓力。設計中要求基底壓力不能超過地基極限承載力，而且要有足夠的安全度；同時所引起的地基變形不能超過建筑物容許變形值。滿足這兩項要求，地基單位面積上所能承受的最大壓力就稱為地基容許承載力。如果地基容許承載力確定了，則要求的基礎底面積A就可用下式計算：
地基容許承載力的確定一般有以下方法：(A) 在土質基本相同的條件下，參照鄰控近建筑物地基容許承載力；(B) 根據現場荷載試驗的p-s曲線；(C) 按地基承載力理論公式計算；(D) 按現行規范提供的經驗公式計算。
展開 閆明禮 ：載體樁復合地基設計施工若干問題
應當指出，由于載體樁單樁承載力與載體性狀密切相關，而載體性狀由被加固土、持力層土、充填料材料構成及填料量、夯擊能大小，低塌落度混凝土投入量及形狀多種因素所決定。《復合載體夯擴樁設計規程》給出的計算表達式，只是供初步設計時的估算值，與實測值相比給出很高精度的計算值是困難的。或者說，載體樁單樁承載力主要靠現場靜載試驗確定。
三、復合地基承載力表達式
三、復合地基承載力表達式
復合地基承載力可用如下表達式表示：
式中，
－復合地基承載力特征值；
－單樁承載力特征值；
－樁的斷面面積；
－加固后樁間土承載力特征值；
－一根樁承擔的面積；
－樁間土面積；
－面積置換率；
－分別為單樁承載力、樁間土承載力發揮系數，并有：
－分別為復合地基達到承載力時樁受的集中力和樁間土受的應力。
由（4）式可知，復合地基承載力由樁承載力和樁間土承載力組成。它的大小取決于樁和樁間土承載力的發揮。在荷載作用下，復合地基達到承載力時，樁、樁間土同時達到各自的承載力是最理想的。此時λ1＝λ2＝1。問題是什么條件下才能保證樁、樁間土同時達到各自的承載力，單樁承載力發揮系數λ1及樁間土承載力發揮系數λ2與哪些因素有關？
試驗表明，對剛性樁復合地基，λ1、λ2與復合地基設計參數樁長、樁徑、樁距、褥墊厚度、樁間土性狀和基礎剛度有關。其中，褥墊厚度與樁徑之比（簡稱厚徑比）和基礎剛度最為顯著。其它條件不變時，基礎剛度越小λ1越小，厚徑比越小λ1越大。
表1、表2給出了夯實水泥土樁、CFG樁復合地基，荷載達到復合地基承載力時樁、土承載力發揮系數。
展開 塔吊基礎必須打樁嗎？
我問總包抗拔和抗傾覆能力夠不夠，還有承載滿足不？回答說是通過軟件計算的，絕對沒有問題。因為我還沒有見過不打樁的塔吊，因此向各位高人請教，望各位不吝賜教！
【回答1】
不打樁的基礎很常見的。塔吊說明書中一般會給出常用的基礎型式，根據地基承載力的要求，分為好幾種，都是無樁的。施工方可以按地基承載力選用。這個時候是不需要計算的。
只有地基承載力不能滿足要求，或有別的特殊情況才需要重新設計，比如縮小基礎面積，增加樁等等，這時候才需要設計計算。
塔吊基礎是否需要打樁，要根據土的地基承載力確定。一般認為，地基承載力在220左右的，都需要打樁，地基承載力超過300的基本不需要打樁，介于二者之間的，應根據實際情況，經過計算確定，一般來說只是地耐力不夠才需要打樁，并沒有強制打樁的概念。打樁一般可用CFG樁，土質特別差的應用鋼筋混凝土灌注樁。
【回答2】
塔吊一般都要打樁吧，地理承載力再好也沒用啊，塔吊得抗拔啊。
打樁的錢，能不能從甲方那里算到，既然能算到，那就打吧。
看勘察報告里的地質情況：看看中風化持力層多深，深度決定樁基有效長度。較淺的話就是端承樁，否則就要考慮摩擦樁；結合塔吊荷載，驗算樁基承載力、抗拔力、基礎抗傾覆等。
【回答3】
看規范怎么說吧。
問題二：【塔吊基礎可以只打一根樁嗎？】
如果地基承載力滿足不了要求，就需要打樁，一般塔吊基礎都是設4根樁，如果在正中設一根直徑較大樁可以嗎？
【回答1】
塔吊基礎可以設一根樁，這是不容懷疑的，但是需要多大的樁需要計算，是不是經濟更要計算。
完全可以的。在送電線路里，很多時間采用單樁。線路塔頂上有很大的水平拉線，對樁頂產生較大的彎矩，也就是傾覆副力矩。而且比塔吊更不利的是，有較大的水平力。而塔吊，主要是傾覆力矩和豎向力。
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地基勘探與地基承載力圖文詳解
地基勘探與地基承載力圖文詳解
地基承載力及沉降計算
1 有限元模型的建立
1.1 建立部件
按照要求建立兩個部件，條形基礎為concrete，尺寸為1m×0.5m；地基為soil，尺寸為10m×20m，如下圖所示。
1.2 材性設置
將混凝土設為彈性材料，地基本構設置為摩爾-庫倫本構，具體參數如下圖所示。
(b) soil
圖2 材性設置
1.3 部件裝配
將concrete和soil兩個部件裝配為一個整體，如圖3所示。
1.4 設置分析步
分析步設置為通用靜力。
1.5 接觸設置
concrete和soil之間的接觸設置為通用接觸。
1.6 邊界條件和荷載
地基兩側邊界為U1方向固定，底部為完全固結。在基礎頂部設置壓強。
1.7 網格劃分
Concrete和soil的網格大小都設置為0.25。
2 結果分析
通過有限元軟件ABAQUS計算，其地基沉降曲線如下圖所示。
展開 地基承載力及沉降計算
1 有限元模型的建立
1.1 建立部件
按照要求建立兩個部件，條形基礎為concrete，尺寸為1m×0.5m；地基為soil，尺寸為10m×20m，如下圖所示。
1.2 材性設置
將混凝土設為彈性材料，地基本構設置為摩爾-庫倫本構，具體參數如下圖所示。
(b) soil
圖2 材性設置
1.3 部件裝配
將concrete和soil兩個部件裝配為一個整體，如圖3所示。
1.4 設置分析步
分析步設置為通用靜力。
1.5 接觸設置
concrete和soil之間的接觸設置為通用接觸。
1.6 邊界條件和荷載
地基兩側邊界為U1方向固定，底部為完全固結。在基礎頂部設置壓強。
1.7 網格劃分
Concrete和soil的網格大小都設置為0.25。
2 結果分析
通過有限元軟件ABAQUS計算，其地基沉降曲線如下圖所示。
應力及位移結果如下所示：
計算設備：
計算時間：20s
展開 Midas建模綜合管廊交叉口的詳細過程（下）
本文內容包含以下幾個部分：
統一單元坐標軸，抗浮驗算，地基承載力驗算，板單元內力及配筋驗算。
1. 統一單元坐標軸
統一單元坐標軸的好處是便于查看單元內力，單元內力Fxx，Mxx等都是指單元坐標軸x方向的內力，如果單元坐標軸很亂，內力顯示也是亂的。
小貼士：一般側壁單元的y向為整體坐標軸的Z向，而單元的z向指向側壁的內側或外側，z向的內側或外側決定了側壁水、土壓力的方向。
2. 抗浮驗算
管廊的安全等級為一級，重要性系數為1.1，所以為了滿足抗浮要求，在荷載組合中，浮力的系數應為1.1*1.05=1.155，自重的系數為1.0，而覆土的系數應為16/18=0.889（計算土壓力時，覆土重度取18KN/M3，而抗浮驗算時覆土的容重應按16KN/M3）。
小貼士：當整體抗浮不滿足要求時，經常使用底板外挑的辦法來增加覆土重量以達到抗浮要求，但是這樣做對底板跨中的局部抗浮基本沒有貢獻，如果要滿足局部抗浮，必須加大底板厚度。實際上，在整體抗浮滿足要求，且底板配筋也配足的情況下，是不會出現局部浮起（豎向位移較大）的情況的，所以，這個局部抗浮是否一定要滿足，也需要具體情況具體分析。
3. 地基承載力驗算
驗算地基承載力的荷載組合采用標準值，在結果-反力-土壓力菜單下查看。
小貼士：因管廊為空心結構，所以在很多情況下，基底的附加應力為負值，即使為正值，其值也較小，所以地基承載力一般都滿足要求。但是對于基地為淤泥質土的情況，因開挖對基底下土帶來的擾動不可避免，所以一般都對淤泥質土進行地基處理。
4.
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