:1007Ο2993(2004)03Ο0141Ο03软弱下卧层的验算方法探讨孔祥国(长江大学城市建设学院,湖北荆州434025)【摘要】根据建筑地基基础设计规范,分析了软弱下卧层强度验算中存在的问题,并对不同情况下软弱下卧层强度验算方法进行了探讨,提出了一些改进方法。【关键词】软弱下卧层;应力扩散;地基承载力验算【】TU470ResearchonCheckingMethodforSoftSubstratumKongXiangguo(UrbanConstructionAcademy,YangtzeUniversity,Hubei激ngzhou434025China)【Abstract】Accordingtothenationalstandardofthedesignofbuildingfoundation,somequestionofthebearingcapacitycheckingmethodforsoftsubstratumareanalyzed,meanwhile,suitablemethodsareputforward.【KeyWords】softsubstratum;spreadofstresses;bearingcapacitycheckinglb(Pk-γmd)0引言软弱下卧层的土具有“三高”“三低”特性,即土的天然含水量高,天然孔隙比高,压缩性高,而土的抗剪强度低,承载力低,渗透性低1。基础持力层下若有这种土层,基础设计中往往要作软弱下卧层承载力验算。对软弱下卧层强度验算《,建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)作了如下规定:要求基础传递到软弱下卧层顶面的附加应力和上覆土Pz=(2)(l+2主题anθ)(b+主题anθ)条形基础:b(Pk-γmd)(3)Pz=b+2主题anθ式中:b分别为条形和矩形基础底面宽度,m;l为矩形基础底面长度,m;γm为基础埋深范围内土的加权平均重度(地下水位以下取浮重度)kN/m3;d为基础埋深m;z为基础底面至软弱下卧层顶面的距离m;θ为地基压力扩散角;Pk为基底平均压力设计值,kPa。可见,软弱下卧层强度能否满足设计要求,主要与持力层及下卧层的压缩模量比,持力层的厚度,基础尺寸及埋深有关,同时也与自身的厚度、性质及所受荷载类型等因素有关。在工程实际运用过程中,遇到的问题往往复杂,若处理不慎,就会出现偏差过大或计算错误,造成事故隐患,甚至酿成严重后果。1持力层厚度的影响建筑物基础作用于地基土上的荷载,是通过土颗粒接触点传递的,随着深度的增加,荷载分散到更大的面积上,因而作用于单位面积上的附加应力就越来越小。对于下覆有软弱层的地基(双层地基),在软弱层顶面处的附加应力Pz比均质地基的要小,即产生应力扩散现象,其扩散程度主要决定于持力层本身的强度与厚度。Pz+Pcz≤faz(1)式中:Pz为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值,kPa;Pcz为软弱下卧层顶面处的自重应力值;faz为软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值,kPa。关于附加应力Pz的计算,规范根据大量的试验研究并参照双层地基中附加应力分布的理论解答,提出了按扩散角原理的简化计算方法,即当持力层与软弱下卧层土的压缩模量比值Es1/Es2≥3时,假定基底处的附加应力向下传递按某一角度θ向外扩散,并均匀分布在较大面积的软弱下卧土层上,由基底与软弱下卧层顶面处扩散面积上的附加应力相等的条件,得出了附加应力Pz的表达式2:矩形基础:作者简介:孔祥国,1966年生,男,汉族,湖北京山人,讲师。E2mail:Kongxg2003@eyou1)z/b<0.25的情况,即持力层相对基础宽度较薄当场地浅层有一定厚度的硬壳层,而基础尺寸相对较大时,常会出现这种情况《,规范》规定地基压力扩散角按θ=0计,即不考虑应力扩散作用。2)z/b>0.5的情况,即持力层相对基础宽度较厚当持力层厚度相对于基础宽度较大时《,规范》规定θ值取值不变,即当持力层厚度相对较大时,θ的取值按z/b=0.5考虑。试验研究证明:当基底压力增加到一定值后,传至软弱下卧层顶面的压力将随之迅速增加,即θ角迅速降低,直到持力层剪切破坏时的θ值为最小,实际发生破坏时,θ角一般为6°～25°,最大也不超过30°,所以计算时θ角取值一般不超过30°3。当满足了软弱下卧层承载力的验算公式,实际上也就保证了上覆持力层不会发生剪切破坏,说明基础尺寸设计是合适的;否则应考虑增大基础底面积,或改变基础埋深,甚至改用地基处理或深基础设计地基基础方案。2下卧层有双层及多个软弱夹层的情况根据现行规范规定,在确定压力扩散角θ时,当上、下两层土的压缩模量之比ES1/ES2≥3时,扩散角才能按规范取值,而ES1/ES2<3时,规范未作明确说明,有些设计人员就根据z/b的比值近似按ES1/ES2=3来确定θ角,或...