地基承載力驗(yàn)算方案目錄TOC\o"1-1"\h\u29119地基承載力驗(yàn)算方案 116268一、編制依據(jù) 111493二、工程概況 18010三、驗(yàn)算參數(shù)確定 17354四、具體驗(yàn)算過程 223229五、驗(yàn)算結(jié)論與優(yōu)化建議 48495六、附則 4一、編制依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011（2012年版）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2015《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012（2012年版）項(xiàng)目地質(zhì)勘察報(bào)告（含地基土層分布、承載力特征值、土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙（含基礎(chǔ)尺寸、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、荷載計(jì)算書）項(xiàng)目施工組織設(shè)計(jì)及基礎(chǔ)專項(xiàng)施工方案（經(jīng)審批備案）二、工程概況基礎(chǔ)參數(shù)：本工程基礎(chǔ)采用C25混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)厚度100mm（墊層厚度另計(jì)，采用C15混凝土，厚度100mm），基礎(chǔ)底托平面尺寸為150mm×150mm（長×寬），主要用于承載上部小型設(shè)備基礎(chǔ)（如管道支架基礎(chǔ)、小型配電箱基礎(chǔ)），上部結(jié)構(gòu)傳遞至基礎(chǔ)的豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值為15kN（含設(shè)備自重、基礎(chǔ)自重及附加荷載）。地基土層條件：根據(jù)地勘報(bào)告，基礎(chǔ)持力層為粉質(zhì)粘土層，該土層分布均勻，無軟弱夾層，地基承載力特征值f??=180kPa，壓縮模量E?=8MPa，地下水位埋深3.5m，低于基礎(chǔ)底面（基礎(chǔ)埋深1.2m），無需考慮地下水對地基承載力的影響。驗(yàn)算范圍：本次驗(yàn)算涵蓋基礎(chǔ)局部壓應(yīng)力驗(yàn)算、混凝土基礎(chǔ)抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算及地基表面強(qiáng)度驗(yàn)算（含應(yīng)力擴(kuò)散后基底應(yīng)力驗(yàn)算），確?；A(chǔ)在荷載作用下無局部破壞、混凝土無開裂，地基不發(fā)生剪切破壞或過大沉降。三、驗(yàn)算參數(shù)確定荷載參數(shù)：豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值F?：上部結(jié)構(gòu)傳遞荷載12kN+基礎(chǔ)自重（C25混凝土密度25kN/m3，基礎(chǔ)體積0.1m×0.15m×0.15m=0.00225m3，自重0.056kN）+墊層自重（C15混凝土密度24kN/m3，墊層體積0.1m×0.15m×0.15m=0.00225m3，自重0.054kN），總F?=12+0.056+0.054=12.11kN，取12.1kN；荷載分項(xiàng)系數(shù)：永久荷載分項(xiàng)系數(shù)γ?=1.35，可變荷載分項(xiàng)系數(shù)γ_Q=1.4，因本工程荷載以永久荷載為主，按基本組合計(jì)算，F(xiàn)=γ?F?=1.35×12.1=16.335kN，取16.3kN。材料參數(shù)：C25混凝土：軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f_c=11.9N/mm2，軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f_t=1.27N/mm2（依據(jù)GB50010-2015表4.1.4）；粉質(zhì)粘土層：地基承載力特征值f??=180kPa，地基承載力修正系數(shù)η_b=0.3（寬度修正）、η_d=1.6（深度修正），基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度γ_m=19kN/m3（根據(jù)地勘報(bào)告）。四、具體驗(yàn)算過程4.1基礎(chǔ)局部壓應(yīng)力驗(yàn)算驗(yàn)算依據(jù)：根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2015第6.6節(jié)，局部受壓區(qū)混凝土的抗壓強(qiáng)度需滿足局部壓應(yīng)力≤局部受壓承載力設(shè)計(jì)值。局部受壓面積計(jì)算：基礎(chǔ)底托與上部結(jié)構(gòu)接觸面為局部受壓區(qū)，接觸面尺寸與基礎(chǔ)底托一致，即A_l=0.15m×0.15m=0.0225m2；局部受壓計(jì)算底面積A_b：按局部受壓區(qū)周邊外延1倍基礎(chǔ)厚度確定，外延后尺寸為（0.15+2×0.1）m×（0.15+2×0.1）m=0.35m×0.35m，A_b=0.35×0.35=0.1225m2。局部受壓系數(shù)計(jì)算：局部受壓形狀系數(shù)β_l=√(A_b/A_l)=√(0.1225/0.0225)=√5.444≈2.33（β_l≤2.5，取2.33）；因無間接鋼筋，局部受壓承載力提高系數(shù)β_cor=1.0。局部壓應(yīng)力計(jì)算：局部壓應(yīng)力σ_l=F/A_l=16.3×103N/0.0225×10?mm2≈0.724N/mm2；局部受壓承載力設(shè)計(jì)值σ_lu=β_l×β_cor×f_c=2.33×1.0×11.9≈27.73N/mm2；驗(yàn)算結(jié)果：σ_l（0.724N/mm2）＜σ_lu（27.73N/mm2），滿足要求，基礎(chǔ)局部受壓無破壞風(fēng)險(xiǎn)。4.2混凝土基礎(chǔ)抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算驗(yàn)算依據(jù)：根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011第8.2節(jié)，擴(kuò)展基礎(chǔ)在荷載作用下產(chǎn)生的拉應(yīng)力需≤混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。基礎(chǔ)彎矩計(jì)算：基礎(chǔ)懸臂長度l：基礎(chǔ)底托尺寸150mm，上部結(jié)構(gòu)荷載作用點(diǎn)位于基礎(chǔ)中心，懸臂長度l=(0.15-0.05)/2=0.05m（假設(shè)上部結(jié)構(gòu)接觸面寬度50mm，居中布置）；彎矩設(shè)計(jì)值M：M=F×l=16.3kN×0.05m=0.815kN?m=815×103N?mm。基礎(chǔ)截面抵抗矩計(jì)算：基礎(chǔ)截面為矩形，截面尺寸b×h=0.15m×0.1m=150mm×100mm；截面抵抗矩W=bh2/6=150×1002/6=250000mm3。拉應(yīng)力計(jì)算：拉應(yīng)力σ_t=M/W=815×103N?mm/250000mm3≈3.26N/mm2；驗(yàn)算結(jié)果：σ_t（3.26N/mm2）＞f_t（1.27N/mm2），初步驗(yàn)算不滿足要求，需優(yōu)化基礎(chǔ)尺寸（建議將基礎(chǔ)厚度調(diào)整為150mm，此時(shí)W=150×1502/6=562500mm3，σ_t=815×103/562500≈1.45N/mm2，仍略超；調(diào)整為180mm厚時(shí)，W=150×1802/6=810000mm3，σ_t=815×103/810000≈1.006N/mm2＜1.27N/mm2），優(yōu)化后滿足混凝土抗拉強(qiáng)度要求。4.3地基表面強(qiáng)度驗(yàn)算（含應(yīng)力擴(kuò)散）驗(yàn)算依據(jù)：根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011第5.2節(jié)，地基承載力需滿足修正后的地基承載力特征值≥基底平均壓力；若基礎(chǔ)設(shè)置墊層，需考慮應(yīng)力擴(kuò)散后基底應(yīng)力對下臥層（持力層）的影響。地基承載力修正：基礎(chǔ)寬度b=0.15m＜3m，按3m計(jì)算寬度修正；基礎(chǔ)埋置深度d=1.2m；修正后的地基承載力特征值f?=f??+η_bγ(b-3)+η_dγ_m(d-0.5)=180+0.3×19×(3-3)+1.6×19×(1.2-0.5)=180+0+1.6×19×0.7=180+21.28=201.28kPa，取201.3kPa?；灼骄鶋毫τ?jì)算：基底面積A=0.15m×0.15m=0.0225m2（未考慮應(yīng)力擴(kuò)散）；基底平均壓力p_k=F?/A=12.1kN/0.0225m2≈537.78kPa（直接作用于墊層頂面）。應(yīng)力擴(kuò)散后基底應(yīng)力計(jì)算：墊層為C15混凝土，厚度h=0.1m，應(yīng)力擴(kuò)散角θ=25°（依據(jù)GB50007-2011表5.2.7，混凝土墊層作用于粉質(zhì)粘土?xí)r）；應(yīng)力擴(kuò)散后基底計(jì)算寬度B=b+2h×tanθ=0.15+2×0.1×tan25°≈0.15+2×0.1×0.466≈0.15+0.093=0.243m；應(yīng)力擴(kuò)散后基底面積A'=B×B=0.243×0.243≈0.0590m2；應(yīng)力擴(kuò)散后基底平均壓力p'_k=F?/A'=12.1kN/0.0590m2≈205.08kPa。驗(yàn)算結(jié)果：應(yīng)力擴(kuò)散后基底平均壓力p'_k（205.08kPa）略大于修正后的地基承載力特征值f?（201.3kPa），偏差率=(205.08-201.3)/201.3×100%≈1.88%，小于5%，可認(rèn)為滿足要求；若需嚴(yán)格滿足，可將墊層厚度調(diào)整為120mm，此時(shí)B=0.15+2×0.12×0.466≈0.15+0.112≈0.262m，A'=0.262×0.262≈0.0686m2，p'_k=12.1/0.0686≈176.38kPa＜201.3kPa，滿足要求。五、驗(yàn)算結(jié)論與優(yōu)化建議驗(yàn)算結(jié)論：基礎(chǔ)局部壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求，局部壓應(yīng)力0.724N/mm2遠(yuǎn)小于局部受壓承載力設(shè)計(jì)值27.73N/mm2；原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)厚度100mm時(shí)，混凝土抗拉強(qiáng)度不滿足要求，調(diào)整為180mm后，拉應(yīng)力1.006N/mm2≤1.27N/mm2，滿足要求；原墊層厚度100mm時(shí)，應(yīng)力擴(kuò)散后基底壓力205.08kPa略超地基承載力，調(diào)整為120mm后，基底壓力176.38kPa≤201.3kPa，滿足要求。優(yōu)化建議：基礎(chǔ)尺寸優(yōu)化為150mm（長）×150mm（寬）×180mm（厚），混凝土強(qiáng)度等級(jí)維持C25；墊層尺寸優(yōu)化為150mm（長）×150mm（寬）×120mm（厚），混凝土強(qiáng)度等級(jí)維持C15；施工中需確?；A(chǔ)與墊層結(jié)合緊密，墊層下地基土壓實(shí)度≥95%（重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)），避免因地基不均勻沉降導(dǎo)致基礎(chǔ)開裂。六、附則本方案未盡事宜，參照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011（2012年版）、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2015等現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行，若規(guī)范更新，相關(guān)驗(yàn)算參數(shù)及公式同步調(diào)整；本方案適用