地基基床反力系数在实际工程中的应用
zsd_7152779488
2022年08月31日 16:15:15
来自于地基基础
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地基基床反力系数是结构设计师在基础设计时必不可少的一个数据,在应用时我们要先理解它的力学含义。 地基基床反力系数:弹性半空间地基上某点所受的法向压力与相应位移的比值。按照温克勒模型假设就是:地基上任意一点所受的压强 P 和地基沉降量 S 的比值 K=P/S 基床系数来源于原苏联规范,最早的工程应用于铁路路基上的枕木轨道计算,但是轨道的尺寸和压力影响深度与现在的建筑基础尺寸及基底压力影响深度相比,远不是一个数量级的了,而且原有研究成果没有考虑上部结构的实际影响,因此内力反映的变形与实际的沉降远不是一个量级。

地基基床反力系数是结构设计师在基础设计时必不可少的一个数据,在应用时我们要先理解它的力学含义。


地基基床反力系数弹性半空间地基上某点所受的法向压力与相应位移的比值。按照温克勒模型假设就是:地基上任意一点所受的压强 P 和地基沉降量 S 的比值


K=P/S


基床系数来源于原苏联规范,最早的工程应用于铁路路基上的枕木轨道计算,但是轨道的尺寸和压力影响深度与现在的建筑基础尺寸及基底压力影响深度相比,远不是一个数量级的了,而且原有研究成果没有考虑上部结构的实际影响,因此内力反映的变形与实际的沉降远不是一个量级。


而且近年的研究表明,基床系数不止与基础的尺寸和基底压力影响深度有关,上部结构刚度和基础垫层对其数值也有很大的影响,现在工程常用的100mm厚的C15素混凝土基础垫层,实验证明可将基床系数K值提高一倍以上。


在实际工程应用中,国内现有的商用计算软件,地基基床反力系数一般默认数值是20000KN/M?,好多年轻结构设计时在实际操作时,往往不理解此系数的含义,不分土层情况一律按程序默认值计算,这样计算出的数据必然与实际工程基础受力不符,造成了工程设计的失真。即便是按资料提供的不同土层的基床系数采用,我们也认为是偏于保守的。


举一个工程案例,一栋30层的住宅,基础持力层为中风化岩,承载力特征值为2000KPa,按传统基础设计经验和资料提供的基床系数,基础厚度会在1200~1500mm,而按照现场原位载荷试验测的中风化岩的基础系数至少会在500000KN/M?以上,实际基础厚度900mm就能做下来,光这一项,基础工程造价就能节省百万以上。


因此在实际工程设计时,有条件情况下,建议采用规范要求的原位载荷试验得出准确的基床系数,降低工程成本。而且原位载荷试验得出的地基承载力特征值一般会高于地勘报告提供数值。


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知识点:地基反力系数


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