考虑侧土压力的刚性矩形基础设计计算方法

摘要

【目的】现行杆件基础设计中通常未考虑侧土压力的作用，导致基础设计尺寸偏大、过度占用城市地下空间等问题，因此有必要对现行设计方法进行优化。【方法】首先建立多杆合一杆件刚性矩形基础受力与变形简化计算模型，然后推导杆件基础的力矩平衡方程并进行求解，接着对比分析理论计算与模型试验结果，最后探讨地基抗力比例系数m值和基础埋置深度对基础受力与变形的影响。【结果】通过试验与理论对比分析发现，随水平荷载增加，基础逐级由前侧向后侧转动，矩形基础的四角出现裂缝，并逐渐向基础后侧发展，且基础前侧顶面与土体脱开，基础破坏的模式为沿荷载作用方向发生转动破坏；基础侧土压力与基础转动角度成正比，呈中间小两端大分布；随水平荷载增大，基础底面逐渐与地基土体脱开，基底土压力呈三角形分布，基底后侧的土压力显著增加。【结论】m值的改变对于基底脱开比值、基底脱开宽度和基底最大土反力均无明显影响；基础在地面处的水平位移、转动角度均随着地基抗力比例系数m值的增大和基础埋置深度的增加而减小；随基础埋深的增加，基础侧土压力、基底土反力均有所减小，基础埋深越大则稳定性越高。

关键词

刚性基础 / m法 / 模型试验 / 侧土压力 / 基础设计