地下水位对RF-/FOUNDATION Pro中设计的影响

说到这里，还需要提到之前的技术文章 RF-/FOUNDATION Pro，在该文章中介绍了按照 EN 1997‑1 附录 D 确定地基破坏承载力。 下文的重点是介绍在考虑不同土层的情况下确定平均土层参数。

• 知识库 001442 „按照欧洲规范 EN 1997‑1 计算地基承载力

考虑地下水位

在 RF-/FOUNDATION Pro 中输入土层剖面时可以选择考虑地下水位。

Grundwasserstand für das Bodenprofil aktivieren

正如您在图 01 中看到的，定义的地下水位为高于基础上边缘 0.50 米。

基本上可以说输入地下水位的数据会影响所有的设计计算。 因为地下水在土体参数的作用侧和抗力侧都被视为“荷载”（浮力）。

下面结合地下水位的影响来说明极限状态、地基破坏承载力和抗滑承载力验算。 用户可以在窗口 1.1 中选择“排水的地基条件”。 这将影响到确定地基破坏和抗滑承载力的公式。

抗拔极限状态设计

浮力设计在附加模块 RF-/FOUNDATION Pro 中进行设计。 地基由水的静水压力引起的上浮在静力平衡分析中是根据上浮极限状态 UPL 确定的。 如果满足以下条件，则可以实现非锚固结构的安全性：
G_dst,k ∙ γ_G,dst + Q_dst,rep ∙ γ_Q,dst ≤ G_stb,k ∙ γ_G,stb + T_k ∙ γ_G,stb

在进行基础抗拔稳定性验算时，需要检查由基础自重产生的垂直提升荷载是否得到补偿。 在 RF-/FOUNDATION Pro 中竖向提升荷载是由基础低于地下水位的流体静力浮力和可能存在的提升荷载组成。

分量 T_k描述了一个附加的标准剪力 T_k = η_z ∙ E_ah,k ∙ tan δ_a ，它是一个直接作用在结构墙体上（砌块侧面）的摩擦力，起稳定作用。出于保守考虑，在 RF-/FOUNDATION Pro 中不使用 T_k 。根据 [1] 和 [2] 中的规定，永久性结构的设计应在不施加剪力的情况下进行。

如果基础的下边缘在地下水位以下，那么在浮力验算中需要确定静水静力上拔力。

在 RF--/FOUNDATION Pro 中，由此产生的垂直升力来自静水压力和必要时的现有提升荷载 Vres, neg，并且在窗口 2.2 极限状态设计细节下设计。

Bemessungswert der wirksamen Vertikalkraft mit Abheben

杯口基础的注意事项： 如果为杯口基础，则在确定拔力时要考虑实际杯口的体积。 这意味着，作用在基础上边缘的正作用的水压力分力相应地绕着底面吊桶尺寸减小。

在确定岩缝中产生的、作用的正的垂直力时，现在在应用覆土时考虑地下水位的位置。 这意味着基础上边缘以上的土层必须参照地下水位高度进行细分，竖向荷载正值由覆土重量和有效重量来确定，并考虑浮力。

如果高度为 0.75 米的基础板超载，并且地下水位设置为高出基础上边缘 0.50 米，则应将覆土分成两层，重量不同。 完全浸入地下水的土层必须考虑为饱和土的重量减去浮力。 RF-/FOUNDATION Pro 在结果窗口 2.2 中会显示每个土层的详细值。

在这种情况下（见图 03）需要在地下水位以上施加一个荷载 γ = 20.00 kN/m³。地下水浸渍土层采用饱和土重 γ_sat = 20.5 kN/m² 减去地下水重量 10.00 kN/m³ 得出，得出荷载作用下容重 γ' = 10.5 kN/m³.覆盖土壤的荷载设计值需要按分项系数 γ_G,stb计算。

Bemessungswert der Überschüttung

在这种情况下，必须再次考虑连接柱子的柱子尺寸，就像杯口基础受正水压力一样。 如果 V_res,neg ≤ V_res,pos ，则满足抗拔稳定性验算。

地基破坏承载力设计

如果满足 V_d ≤ R_d ，则视为达到地基破坏安全性 (GEO-2)。 必须在作用端和承载端考虑地下水的影响。

与上拔稳定性验算一样，也要考虑在上拔荷载作用下的地面自重。 与抗拔稳定性验算不同，覆土荷载的设计值通过对永久不利作用的分项系数 γ_G,sup来确定。 使用分项系数 γ_G,inf考虑浮力设计值。

Bemessungswert der Grundbrucheinwirkung

可以在 RF-/FOUNDATION Pro 中按照 EN 1997-1 附录 D 计算地基承载力。 地基破坏承载力的标准值可以根据 [1] 附录 D 中公式（D.2）计算：

公式 (D.2) 注意事项： 根据 [1] 附录 D，参数 γ' 对应于“基础以下土壤的有效设计容重”。

一方面，在确定基础底部水平处的有效上载压力时，有效重量密度 γ'被考虑。 另一方面，有效容重密度 γ'也适用于基础以下的土，因此直接用于确定地基破坏承载力。 此外，由浮力引起的较小的附加荷载也会对偏心 e_x和 e_y的确定产生不利影响。 偏心越大，因此计算的基础支座 A' 的破坏较小。

抗滑承载力验算

如果 H_d ≤ R_d + R_{p,d ，}则构件达到抗滑承载力 (GEO-2)。

在验算抗滑承载力时，仅考虑地下水位。 在作用方面，不考虑地下水位。 验算基础抗滑承载力的水平力 H_d ，是由在RFEM或RSTAB中计算得出的支座反力。 得出的 H_d涵盖了基础中所有与设计相关的作用，包括土里力。 这里需要注意的是，在 RF-/FOUNDATION Pro 中并没有自动考虑激活土压力。 如果在设计中要考虑作用土压力的水平分力，则应在窗口 1.4 荷载中作为“附加集中荷载”在Px 或Py 中输入。

在确定承载力时，地下水位通过有效容重 γ' 并作为上拔荷载本身进行考虑。 有效容重 γ' 会影响覆土的竖向合荷载 G_cov,d 。 由基础底部以上的地下水位产生的浮力同样作为不利作用应用，乘以系数分项系数_G,sup ，由此产生的有利竖向荷载 V'_d对滑移承载力进行折减设计。

滑动设计中的土抗性

如果根据 [1] 附录 C 在计算中考虑被动有利土压力 R_p,d ，则必须在窗口 1.1 中的“滑移设置”下激活该选项。 如果符合，则有效容重 γ' 适用于确定土壤阻力。