高层建筑基础分析与设计-作者-袁聚云-5本科2011秋第五章-天然地基上的高层建筑基础.pptx

2024/4/10 周三1在线教务辅导网：在线教务辅导网：http:/教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网QQ:349134187 或者直接输入下面地址：或者直接输入下面地址：http:/2024/4/10 周三2l地基基础设计基本原则要求：地基基础设计基本原则要求：基础底面压力应小于地基容许承载力值；基础底面压力应小于地基容许承载力值；建筑物的沉降应小于容许变形值；建筑物的沉降应小于容许变形值；避免地基滑动，防止建筑物失稳。避免地基滑动，防止建筑物失稳。l我我国国地地域域辽辽阔阔，已已建建高高层层建建筑筑采采用用天天然然地地基的箱基或筏基为数不少。基的箱基或筏基为数不少。l实实践践表表明明：天天然然地地基基上上的的箱箱基基或或筏筏基基在在高高层建筑中有广泛应用的前景。层建筑中有广泛应用的前景。第五章第五章 天然地基上的高层建筑基础天然地基上的高层建筑基础 2024/4/10 周三3一、地基承载力确定一、地基承载力确定l确确定定地地基基承承载载力力的的方方法法有有经经验验查查表表法法、原原位位测测试试法和理论计算公式法。法和理论计算公式法。1.经验查表确定承载力经验查表确定承载力l以以载载荷荷试试验验为为依依据据，将将大大量量室室内内试试验验资资料料经经过过对对比比统统计计分分析析，建建立立土土的的物物理理力力学学指指标标与与各各类类土土的的承承载载力力基基本本值值f0之之间间的的关关系系，编编制制相相应应的的地地基基承载力基本值表承载力基本值表(表表5-1和表和表5-2)。第一节第一节 地基承载力与基础埋置深度地基承载力与基础埋置深度2024/4/10 周三42024/4/10 周三5l地基土承载力基本值表是收集各地载荷试验资料，地基土承载力基本值表是收集各地载荷试验资料，经回归分析并结合经验修正后编制的，使用时均以经回归分析并结合经验修正后编制的，使用时均以指标的平均值查取，试验样品的数量及试验结果的指标的平均值查取，试验样品的数量及试验结果的离散程度的影响均没有反映。离散程度的影响均没有反映。l地基承载力基本值还应通过概率统计来进行修正，地基承载力基本值还应通过概率统计来进行修正，将从表中查出的地基承载力基本值将从表中查出的地基承载力基本值f0乘以小于乘以小于1的回的回归修正系数。归修正系数。2024/4/10 周三62.现场载荷试验确定地基承载力现场载荷试验确定地基承载力 l载荷试验是原位测试中确载荷试验是原位测试中确定承载力最为常用的一种定承载力最为常用的一种方法。方法。l载荷试验曲线特性明显，载荷试验曲线特性明显，典型的典型的p-s曲线可分成三曲线可分成三个阶段个阶段(图图5-1)：FOa:压密阶段压密阶段;Fab:局部剪切阶段局部剪切阶段;Fbc:整体剪切破坏阶段。整体剪切破坏阶段。2024/4/10 周三7l在在压压密密阶阶段段内内，荷荷载载与与变变形形成成正正比比，土土中中各各点点剪剪应应力力均均小小于于土土的的抗抗剪剪强强度度，土土体体处处于于弹弹性性平平衡衡状状态态，a点相应的荷载称为点相应的荷载称为临塑荷载临塑荷载pcr。l在在局局部部剪剪切切阶阶段段，p-s不不再再保保持持线线性性关关系系，基基础础边边缘缘下下地地基基土土局局部部范范围围内内的的剪剪切切应应力力达达到到土土的的抗抗剪剪强强度度而而出出现现塑塑性性区区；随随着着荷荷载载继继续续增增加加，塑塑性性区区逐逐渐渐扩扩大大，直直至至土土中中形形成成连连续续的的滑滑动动面面，b点点所所对对应应的的荷荷载载称为称为极限荷载极限荷载pu。l在在整整体体破破坏坏阶阶段段，即即使使荷荷载载不不再再增增加加，荷荷载载板板也也会会急急剧剧下下沉沉，地地基基变变形形不不断断开开展展，土土体体自自底底板板四四周周隆隆起，地基失稳而破坏。起，地基失稳而破坏。2024/4/10 周三8lpcr和和pu的的量量值值存存在在尺尺寸寸效效应应问问题题，荷荷载载板板尺尺寸寸愈愈大大，变变形形愈愈大大，而而此此时时pcr，pu亦亦愈愈大大。因因此此，根根据据载载荷荷试试验验p-s曲曲线线确确定定地地基基承承载载力力不不应应忽忽视视尺尺寸效应。寸效应。l现场原位测试方法除静载荷试验常用外，尚有其现场原位测试方法除静载荷试验常用外，尚有其他方法，如标准贯入试验、旁压仪测试、动力触他方法，如标准贯入试验、旁压仪测试、动力触探试验、静力触探试验等。探试验、静力触探试验等。2024/4/10 周三93.理论计算公式确定地基承载力理论计算公式确定地基承载力 l计计算算地地基基承承载载力力的的理理论论公公式式有有很很多多种种，主主要要可可划划分分为为假假定定刚刚塑塑体体计计算算极极限限承承载载力力的的公公式式和和考考虑虑弹弹塑塑性性影影响响（即即允允许许局局部部塑塑性性区区开开展展的的）计计算算允允许许承载力的公式两大类。承载力的公式两大类。(1)地基极限承载力地基极限承载力l地地基基土土的的破破坏坏与与基基础础埋埋深深、荷荷载载施施加加的的速速率率和和土土的压缩性等有关。的压缩性等有关。l魏锡克提出地基破坏的三种基本类型魏锡克提出地基破坏的三种基本类型(图图5-1)。2024/4/10 周三102024/4/10 周三11l现现有有理理论论公公式式都都假假设设土土为为刚刚塑塑性性体体，按按弹弹性性-塑塑性性平平衡衡问问题题求求解解，考考虑虑的的都都是是整整体体剪剪切切破破坏。坏。l对对于于局局部部剪剪切切破破坏坏，一一般般在在整整体体剪剪切切破破坏坏解解答答的的基基础础上上，考考虑虑由由于于压压缩缩性性影影响响而而引引起起的的折折减。减。2024/4/10 周三12l 当当地地基基中中达达到到极极限限平平衡衡发发生生整整体体剪剪切切破破坏坏时时，作作用在地表上的荷载即为极限荷载。用在地表上的荷载即为极限荷载。关关于于极极限限承承载载力力的的理理论论公公式式，首首先先是是1920年年由由普普朗朗特特尔尔根根据据塑塑性性理理论论推推导导出出无无重重量量介介质质的的极极限承载力公式。限承载力公式。太太沙沙基基考考虑虑到到基基础础底底面面摩摩擦擦力力对对地地基基变变形形的的约约束束作作用用，修修正正了了普普朗朗特特尔尔解解的的滑滑动动面面形形状状，推推导出极限承载力公式。导出极限承载力公式。汉汉森森研研究究了了水水平平荷荷载载对对滑滑动动面面的的影影响响，提提出出了了倾倾斜斜荷荷载载作作用用下下滑滑动动面面的的形形状状及及极极限限承承载载力力公公式。魏锡克对承载力公式又做了改进。式。魏锡克对承载力公式又做了改进。2024/4/10 周三13l普朗特尔和太沙基公式推导的假定：普朗特尔和太沙基公式推导的假定：1.均质地基中心荷载条件下条形基础均质地基中心荷载条件下条形基础2.假定滑动面的形状假定滑动面的形状3.认为在全部滑动面上土体均达到极限平衡认为在全部滑动面上土体均达到极限平衡l分分别别考考虑虑由由于于基基础础底底面面下下土土的的自自重重、土土的的粘粘聚聚力力c和和基基础础两两侧侧超超载载q的的作作用用下下所所引引起起的的土土抗抗力力，根根据据脱脱离离体体的的静静力力平平衡衡条条件件，求求解解后后叠叠加加，可可得得出出地基极限承载力理论值。其基本形式为：地基极限承载力理论值。其基本形式为：2024/4/10 周三14l极限承载力的通式包括有三项极限承载力的通式包括有三项：第一项第一项cNc，反映了土的粘聚力的作用；，反映了土的粘聚力的作用；第二项第二项qNq，反映了基础两侧边载（一般指基，反映了基础两侧边载（一般指基础埋深范围内的土重）的作用；础埋深范围内的土重）的作用；第三项第三项bNr 反映了基础底面下滑动土体深度范反映了基础底面下滑动土体深度范围内的土体重量的作用，具体反映为基础的宽度围内的土体重量的作用，具体反映为基础的宽度与地基土的重度的作用。与地基土的重度的作用。l这三项中的承载力系数都是土的内摩擦角的函数。这三项中的承载力系数都是土的内摩擦角的函数。上述这些因素的变动都会对地基承载力造成影响。上述这些因素的变动都会对地基承载力造成影响。2024/4/10 周三15l 计计算算所所得得的的地地基基极极限限承承载载力力必必须须除除以以安安全全系系数数才才能作为地基设计中的地基承载力特征值能作为地基设计中的地基承载力特征值fa。l安安全全系系数数取取值值是是一一个个较较为为复复杂杂的的问问题题，要要和和当当地地工工程程实实践践中中采采用用该该式式所所得得到到的的经经验验等等综综合合考考虑虑后后确确定，一般在定，一般在23，所得值的出入很大。，所得值的出入很大。2024/4/10 周三16(2)(2)容许状态计算公式容许状态计算公式 l临塑荷载公式临塑荷载公式lp1/4公式公式l建筑地基基础设计建筑地基基础设计规范规范根据土的抗剪根据土的抗剪强度指标确定地基承强度指标确定地基承载力特征值载力特征值该公式是在条形基础、均该公式是在条形基础、均布荷载布荷载、均质土条件下推均质土条件下推导出的导出的。2024/4/10 周三172024/4/10 周三18二、基础埋置深度确定二、基础埋置深度确定l在在确确定定高高层层建建筑筑的的基基础础埋埋置置深深度度时时，应应考考虑虑建建筑筑物物的的高高度度、体体型型、土土质质、抗抗震震设设防防烈烈度度等等因因素素，并应满足抗倾覆和抗滑移的要求。并应满足抗倾覆和抗滑移的要求。l抗抗震震设设防防区区天天然然土土质质地地基基上上的的箱箱形形和和筏筏形形基基础础，其埋深不宜小于建筑物高度的其埋深不宜小于建筑物高度的1/15；l当当桩桩与与箱箱基基底底板板或或筏筏板板连连接接的的构构造造符符合合规规定定时时，桩桩箱箱或或桩桩筏筏基基础础的的埋埋置置深深度度(不不计计桩桩长长)不不宜宜小小于于建筑物高度的建筑物高度的1/18。2024/4/10 周三19三三.基底压力与承载力验算基底压力与承载力验算 1.1.箱形和筏形基础底面的压力值：箱形和筏形基础底面的压力值：l(1)(1)当受轴心荷载作用时当受轴心荷载作用时 l(2)(2)当受偏心荷载作用时当受偏心荷载作用时 2024/4/10 周三202.基础底面压力应符合下列公式的要求基础底面压力应符合下列公式的要求l(1)当受轴心荷载作用时当受轴心荷载作用时 pfal(2)当受偏心荷载作用时当受偏心荷载作用时 pmax1.2fa式中：式中：fa地基承载力特征值，按现行国家标地基承载力特征值，按现行国家标准准建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范确定。确定。l(3)对于非抗震设防的高层建筑箱形和筏形基础，对于非抗震设防的高层建筑箱形和筏形基础，尚应符合下式要求：尚应符合下式要求：pmin0(不出现拉应力不出现拉应力)2024/4/10 周三213.对对于于抗抗震震设设防防的的建建筑筑，箱箱形形和和筏筏形形基基础础的的基基础础底底面面压压力力除除应应符符合合上上面面(1)及及(2)的的要要求求外外，尚尚应应按按下下列公式进行地基土抗震承载力的验算：列公式进行地基土抗震承载力的验算：pzfSE pE,max1.2fSE fSEsfafSE调整后的地基土抗震承载力特征值；调整后的地基土抗震承载力特征值；pE,max基础底面地震效应组合的边缘最大压力值；基础底面地震效应组合的边缘最大压力值；s地基土抗震承载力调整系数，按表地基土抗震承载力调整系数，按表5-4取值。取值。pz基础底面地震效应组合的平均压力值；基础底面地震效应组合的平均压力值；2024/4/10 周三22l 当基础底面地震效应组合的边缘最小压力出现零应力时，当基础底面地震效应组合的边缘最小压力出现零应力时，零应力区的面积不应超过基础底面面积的零应力区的面积不应超过基础底面面积的2525。2024/4/10 周三23第二节第二节 地基稳定性验算地基稳定性验算 地基稳定性问题地基稳定性问题地基稳定性问题地基稳定性问题l地基承载力不足引起的地基失稳；地基承载力不足引起的地基失稳；l水平荷载引起建筑物基础的倾覆和滑动失稳；水平荷载引起建筑物基础的倾覆和滑动失稳；l位于土坡坡顶的建筑物地基失稳。位于土坡坡顶的建筑物地基失稳。对应的工程背景对应的工程背景对应的工程背景对应的工程背景l地基中存在软弱土层；地基中存在软弱土层；l承受较大水平力或倾覆力矩的建筑物，如受风和地震承受较大水平力或倾覆力矩的建筑物，如受风和地震作用的高层建筑或高耸构筑物；承受拉力的高压线塔作用的高层建筑或高耸构筑物；承受拉力的高压线塔基础；承受水压力和土压力的挡土墙、堤坝或桥台；基础；承受水压力和土压力的挡土墙、堤坝或桥台；l位于斜坡或坡顶上的建筑物，由于荷载或环境因素的位于斜坡或坡顶上的建筑物，由于荷载或环境因素的影响，造成边坡失稳。影响，造成边坡失稳。2024/4/10 周三24l高层建筑箱形与筏高层建筑箱形与筏形基础技术规范形基础技术规范对对箱基或筏基的构造要箱基或筏基的构造要求有：求有：(1)(1)基础埋置深度基础埋置深度；(2)(2)荷载偏心率荷载偏心率。l 规范规定规范规定规范规定规范规定：当建筑物基础当建筑物基础满足抗滑移和抗倾覆的前满足抗滑移和抗倾覆的前提要求时，可按构造要求满足基础的稳定性。提要求时，可按构造要求满足基础的稳定性。2024/4/10 周三25l 满足下述构造要求，一般能保证建筑物的稳定满足下述构造要求，一般能保证建筑物的稳定性性。(1)基础埋置深度基础埋置深度天然地基上的箱基或筏基埋深不宜小于建筑物高度天然地基上的箱基或筏基埋深不宜小于建筑物高度的的1/15，桩箱或桩筏基础的埋深，桩箱或桩筏基础的埋深(不计桩长不计桩长)不宜小于不宜小于建筑物高度的建筑物高度的1/18。(2)荷载偏心率荷载偏心率建筑物的重心和基础平面的形心应尽量重合。当不建筑物的重心和基础平面的形心应尽量重合。当不能重合时，偏心距不宜大于能重合时，偏心距不宜大于0.1。l不能满足上述要求时，则必须进行稳定性验算！不能满足上述要求时，则必须进行稳定性验算！W为与偏心距方向一致的基底截面抵抗矩，为与偏心距方向一致的基底截面抵抗矩，A为面积。为面积。2024/4/10 周三26一、水平荷载作用下防止滑移一、水平荷载作用下防止滑移 l 设设作作用用于于箱箱形形或或筏筏形形基基础础顶顶部部的的水水平平荷荷载载（风风载载、地地震震荷荷载载或或其其他他荷荷载载）为为Q，箱箱形形或或筏筏形形基基础础侧侧壁壁填填土土能能可可靠靠的的传传递递被被动动土土压压力力和和摩摩擦擦力力的的高高度度h0D，计算简图如下。，计算简图如下。2024/4/10 周三27l水水平平剪剪力力Q由由垂垂直直于于剪剪力力方方向向侧侧壁壁的的被被动动土土压压力力合合力力P、基基底底摩摩擦擦力力合合力力F1，侧侧壁壁（平平行行于于剪剪力力方方向向）摩摩擦擦力力合合力力F2之之和和来来平平衡衡，于于是是应满足：应满足：式中式中K为安全系数，取为安全系数，取1.21.5。2024/4/10 周三28Al基底面积；基底面积；A2平行于剪力方向的两侧壁有效面积平行于剪力方向的两侧壁有效面积(A2=2bh0)；S 地地基基土土抗抗剪剪强强度度，对对于于饱饱和和软软土土S=0.5qu(qu为为土土的的无无侧侧限限抗抗压压强强度度)，对对于于一一般般土土S=ccu+ptgfcu；(ccu、fcu为为固固结结不不排排水水抗抗剪剪强强度度试试验验指指标标，p为为基基底平均压力底平均压力)；fh土与混凝土之间摩擦系数，据试验或经验取值；土与混凝土之间摩擦系数，据试验或经验取值；sh静止土压力。静止土压力。F1、F2按公式计算：按公式计算：2024/4/10 周三29二、偏心、水平荷载作用下防止建筑物倾覆二、偏心、水平荷载作用下防止建筑物倾覆 l高高层层建建筑筑的的重重心心应应尽尽量量与与其其基基础础平平面面的的形形心心重重合合，不不能能重重合合时时设设计计应应尽尽量量使使偏偏心心距距e0.1W/A，这这样样有利于稳定。有利于稳定。l当当承承受受有有较较大大水水平平荷荷载载时时，为为防防止止整整体体覆覆需需按按不不同情况进行稳定性验算。同情况进行稳定性验算。l在在强强震震区区、强强风风区区水水平平荷荷载载多多来来自自地地震震力力或或风风力力，其其施施力力方方向向并并不不能能确确定定，当当竖竖向向总总荷荷载载存存在在偏偏心心情况，应以不利的荷载组合情况验算。情况，应以不利的荷载组合情况验算。2024/4/10 周三302024/4/10 周三311.水平荷载作用下（竖向荷载偏心距水平荷载作用下（竖向荷载偏心距e0）2.偏心和水平荷载作用下偏心和水平荷载作用下Mr抗倾覆力矩标准；抗倾覆力矩标准；Mc倾覆力矩标准值；倾覆力矩标准值；P竖向总荷载标准值（竖向总荷载标准值（PFG）；）；Q水平总荷载标准值。水平总荷载标准值。抗倾覆稳定性安全系数抗倾覆稳定性安全系数k=Mr/Mc不宜小于不宜小于1.5。2024/4/10 周三32三、防止地基整体滑动、建筑物倾覆三、防止地基整体滑动、建筑物倾覆l地地基基整整体体滑滑动动形形成成的的滑滑裂裂面面在在空空间间通通常常形形成成一一个个弧弧形面，对于均质土可简化为平面问题的圆弧面。形面，对于均质土可简化为平面问题的圆弧面。l地地基基整整体体滑滑动动稳稳定定性性取取决决于于最最危危险险滑滑动动面面上上诸诸力力对对滑滑动动中中心心所所产产生生的的抗抗滑滑力力矩矩Mr与与滑滑动动力力矩矩M0的的比比值。值。丧失稳定状态丧失稳定状态M0Mr极限平衡状态极限平衡状态M0Mr稳定状态稳定状态M0Mrl整体稳定性的安全系数：整体稳定性的安全系数：k=Mr/M0lk一般取一般取1.21.30。2024/4/10 周三33l 地地基基整整体体滑滑动动稳稳定定性性验验算算方方法法，一一般般采采用用极极限限平平衡衡理理论论的的圆圆弧弧滑滑动动条条分分法法。基基础础受受到到的的竖竖向向荷荷载载为为P，水平荷载为水平荷载为Q，埋深为，埋深为d。稳定性分析步骤如下：。稳定性分析步骤如下：1.地面水平，假定最危险滑动地面水平，假定最危险滑动圆弧通过基础外侧底边，滑动的圆弧通过基础外侧底边，滑动的圆心位于将滑动土体平分的垂直圆心位于将滑动土体平分的垂直线上。线上。2.将滑动土体划分为等分土条，将滑动土体划分为等分土条，土条宽度为土条宽度为b，并忽略土条自重产，并忽略土条自重产生的滑动力和抗滑力对整体稳定生的滑动力和抗滑力对整体稳定的影响。的影响。3.滑动力矩计算滑动力矩计算滑动土体的附加荷载滑动土体的附加荷载2024/4/10 周三344.抗滑力矩计算抗滑力矩计算抗滑力矩包括滑动面上摩阻力和粘聚力合力产生的力矩。抗滑力矩包括滑动面上摩阻力和粘聚力合力产生的力矩。基底压力在相应土条宽度基底压力在相应土条宽度bi范围内滑动面上法向力合力：范围内滑动面上法向力合力：此时摩阻力：此时摩阻力：地基整体滑动安全系数为：地基整体滑动安全系数为：沿滑动面土的粘聚力发生的抗滑力为：沿滑动面土的粘聚力发生的抗滑力为：则抗滑力矩：则抗滑力矩：2024/4/10 周三35第三节第三节 地基变形计算与验算地基变形计算与验算l当采用土的压缩模量计算箱形和筏形基础的最终当采用土的压缩模量计算箱形和筏形基础的最终沉降量沉降量时，可按下式计算：时，可按下式计算：浅基础浅基础一、最终沉降量第一种计算方法压缩模量2024/4/10 周三362024/4/10 周三37l为什么要考虑回弹变形？为什么要考虑回弹变形？建筑物从砌筑基础以至建成使用期间，地基处于逐步建筑物从砌筑基础以至建成使用期间，地基处于逐步加载受荷的过程；加载受荷的过程；当外荷小于或等于当外荷小于或等于pc时，地基沉降变形时，地基沉降变形s1是由地基回弹是由地基回弹转化为再压缩的变形；转化为再压缩的变形；当外荷大于当外荷大于pc时，除上述时，除上述s1外，还由于附加压力外，还由于附加压力p0=p-pc产生地基固结沉降变形产生地基固结沉降变形s2，地基最终沉降变形为，地基最终沉降变形为s=sl+s2；按分层总和法计算公式如前。按分层总和法计算公式如前。高高层层建建筑筑施施工工开开挖挖基基坑坑相相当当于于卸卸除除该该深深度度土土自自重重压压力力pc的的荷载，地基发生回弹变形；荷载，地基发生回弹变形；2024/4/10 周三38l 回弹再压缩模量回弹再压缩模量Es和压缩模量和压缩模量Es如何确定？如何确定？Es可通过室内回弹再压缩试验确定，其压力的施加应可通过室内回弹再压缩试验确定，其压力的施加应模拟实际加卸荷的应力状态。模拟实际加卸荷的应力状态。2024/4/10 周三39Es通过室内固结试验确定，所施加的最大压力值通过室内固结试验确定，所施加的最大压力值应大于土的自重压力与预计的附加压力之和。应大于土的自重压力与预计的附加压力之和。压缩模量的计算应取自重压力至自重压力与附加压缩模量的计算应取自重压力至自重压力与附加压力之和的压力段压力之和的压力段。地基沉降计算经验系数的确定方法地基沉降计算经验系数的确定方法F一般应按地区经验采用；一般应按地区经验采用；F在缺乏地区经验时，可按在缺乏地区经验时，可按建筑地基基础设建筑地基基础设计规范计规范（GB500072002）的规定取，与压）的规定取，与压缩模量缩模量Es及基底附加压力及基底附加压力p0(或桩端土平面附加或桩端土平面附加应力应力)有关，如表有关，如表5-5所示所示:2024/4/10 周三402024/4/10 周三41如图如图5-8所示，按地基土的天然分层面划分计算土所示，按地基土的天然分层面划分计算土层，引入土层平均附加应力的概念，通过平均附层，引入土层平均附加应力的概念，通过平均附加应力系数，将基底中心以下地基中加应力系数，将基底中心以下地基中zi,zi-1深度范深度范围的附加应力按等面积原则化为相同深度范围内围的附加应力按等面积原则化为相同深度范围内矩形分布时的分布应力大小，再按矩形分布应力矩形分布时的分布应力大小，再按矩形分布应力情况计算土层的压缩量：情况计算土层的压缩量：l土层的压缩量计算方法土层的压缩量计算方法(分层总和法分层总和法)2024/4/10 周三422024/4/10 周三43二、最终沉降量第二种计算方法变形模量l当采用土的变形模量计算箱形和筏形基础的最当采用土的变形模量计算箱形和筏形基础的最终沉降量终沉降量时，可按下式计算时，可按下式计算2024/4/10 周三442024/4/10 周三45l关于计算荷载关于计算荷载pk一般地基沉降变形计算是以附加压力作为计算一般地基沉降变形计算是以附加压力作为计算荷载的，采用总荷载荷载的，采用总荷载pk作为地基沉降计算压力的作为地基沉降计算压力的建议，对大基础是适宜的。建议，对大基础是适宜的。对高层建筑箱形及筏形基础地基沉降计算，采对高层建筑箱形及筏形基础地基沉降计算，采用总荷载作为计算压力较采用附加压力合理。用总荷载作为计算压力较采用附加压力合理。这是因为：这是因为：近似考虑了深埋基础（或补偿基础）计算中的复近似考虑了深埋基础（或补偿基础）计算中的复杂问题杂问题;近似解决了大面积开挖基坑坑底的回弹再压缩问近似解决了大面积开挖基坑坑底的回弹再压缩问题。题。2024/4/10 周三46l沉降计算深度沉降计算深度znzn计算式-调整系数，按下表取值调整系数，按下表取值2024/4/10 周三47l变形模量变形模量E0采用野外载荷试验资料算得的变形模量采用野外载荷试验资料算得的变形模量Eo，基本上，基本上解决了试验土样扰动的问题，土中应力状态与实际解决了试验土样扰动的问题，土中应力状态与实际情况接近，因此原位载荷试验确定变形模量最理想。情况接近，因此原位载荷试验确定变形模量最理想。变形模量缺点是试验工作量大，时间较长。变形模量缺点是试验工作量大，时间较长。目前我国采用旁压仪确定变形模量或标准贯入试验目前我国采用旁压仪确定变形模量或标准贯入试验及触探资料，间接推算与原位载荷试验建立关系，及触探资料，间接推算与原位载荷试验建立关系，以确定变形模量，也是一种有前途的方法。以确定变形模量，也是一种有前途的方法。2024/4/10 周三48三、两种计算方法的比较与选用三、两种计算方法的比较与选用l我国我国高层建筑箱形基础设计与施工规程高层建筑箱形基础设计与施工规程(JGJ6-80)的地基沉降变形计算方法采用分层总的地基沉降变形计算方法采用分层总和法，并乘以沉降计算经验系数和法，并乘以沉降计算经验系数，由于高层建，由于高层建筑实测沉降观测资料较少，而且这些资料主要来筑实测沉降观测资料较少，而且这些资料主要来自北京与上海等地，因此，计算沉降量与实际情自北京与上海等地，因此，计算沉降量与实际情况相差较多。况相差较多。l而规范而规范JGJ6-99除采用室内压缩模量计算沉除采用室内压缩模量计算沉降量外，增加了按变形模量计算沉降的方法。设降量外，增加了按变形模量计算沉降的方法。设计人员可以根据工程的具体情况特别是实测数据计人员可以根据工程的具体情况特别是实测数据情况选择其中任一种方法进行沉降计算。情况选择其中任一种方法进行沉降计算。2024/4/10 周三49l相对而言，采用变形模量计算的弹性理论法更接相对而言，采用变形模量计算的弹性理论法更接近实际地基的应力与变形状态。近实际地基的应力与变形状态。l采用变形模量的计算方法，以弹性理论为依据，采用变形模量的计算方法，以弹性理论为依据，考虑了地基中的三向应力作用、有效压缩层、基考虑了地基中的三向应力作用、有效压缩层、基础刚度、形状及尺寸等因素对基础沉降变形的影础刚度、形状及尺寸等因素对基础沉降变形的影响。响。l采用变形模量的计算方法，给出了在均布荷载下采用变形模量的计算方法，给出了在均布荷载下矩形刚性基础沉降变形的近似解及带形刚性基础矩形刚性基础沉降变形的近似解及带形刚性基础沉降变形的精确解，在具备较准确的变形模量沉降变形的精确解，在具备较准确的变形模量E0数据时，计算结果与实测结果比较接近。数据时，计算结果与实测结果比较接近。四、基础整体倾斜的计算与验算四、基础整体倾斜的计算与验算(自学自学)2024/4/10 周三50五、基础的容许变形五、基础的容许变形l基础的整体倾斜。基础的整体倾斜。l确定整体倾斜容许值的主要依据是：确定整体倾斜容许值的主要依据是：1.保证建筑物的稳定和正常使用；保证建筑物的稳定和正常使用；2.不会造成人们的心理恐慌。不会造成人们的心理恐慌。l建建在在非非岩岩石石地地基基上上的的一一级级高高层层建建筑筑，均均应应进进行行沉沉降降观观测测；对对重重要要和和复复杂杂的的高高层层建建筑筑，尚尚宜宜进进行行基基坑回弹、地基反力、基础内力和地基变形等。坑回弹、地基反力、基础内力和地基变形等。l表表5-9列出了不同建筑物的地基变形允许值。列出了不同建筑物的地基变形允许值。2024/4/10 周三512024/4/10 周三522024/4/10 周三53思考题：思考题：1.高层建筑基础设计的基本原则是什么？高层建筑基础设计的基本原则是什么？2.地基承载力各类常见确定方法的比较。地基承载力各类常见确定方法的比较。3.简述地基抗滑移的计算方法。简述地基抗滑移的计算方法。4.比较本章介绍的两种沉降计算方法的优缺点。比较本章介绍的两种沉降计算方法的优缺点。5.简简要要分分析析高高层层建建筑筑箱箱形形基基础础沉沉降降为为何何要要考考虑虑地地基基土土的回弹影响？以及如何考虑地基土的回弹影响？的回弹影响？以及如何考虑地基土的回弹影响？6.简述地基土变形模量的确定方法。简述地基土变形模量的确定方法。7.简述高层建筑基础埋深应考虑的主要因素。简述高层建筑基础埋深应考虑的主要因素。