天然地基承載力特征值確定方法的討論

黃 林 杜 佳

(機械工業勘察設計研究院有限公司成都分公司,四川 成都 610018)

天然地基承載力特征值確定方法的討論

黃 林 杜 佳

(機械工業勘察設計研究院有限公司成都分公司,四川 成都 610018)

地基承載力問題屬于土力學中的關于強度、穩定性的一個重要研究課題。天然地基承載力特征值的確定方法主要有理論公式計算、載荷試驗法、規范公式法和經驗方法；計算地基承載力特征值時應注意各種方法的使用條件、參數選取等等，確保計算結果的準確性。

地基承載力、載荷試驗、抗剪強度、深寬修正

0 引言

地基承載力問題屬于土力學中的關于強度、穩定性的一個重要研究課題。地基承載力是巖土工程勘察文件中不可缺少的重要內容，也是天然地基淺基礎設計的基本依據。合理確定地基承載力,確保地基不致因荷載作用而發生剪切破壞、產生變形過大而影響建筑物的正常使用，是地基基礎設計所必須解決的問題。

1 天然地基承載力特征值的確定方法

天然地基承載力特征值的確定方法主要有四類：（1）根據土的抗剪強度指標以理論公式計算；（2）由現場載荷試驗的p-s曲線確定；（3）按照規范提供的承載力確定方法；（4）在土質條件相同的情況下，參照臨近建筑物的工程經驗確定。

1.1 理論公式計算方法

地基承載力的理論公式有很多，如斯開普敦公式、太沙基公式、魏錫克公式和漢森公式等，其中魏錫克公式和漢森公式可以考慮的影響因素較多，如基礎底面形狀、偏心和傾斜荷載、基礎兩側覆蓋層的抗剪強度、基底和底面傾斜、土的壓縮性影響等。

1.2 現場載荷試驗的方法

對于設計等級為甲級的地基基礎或者地質條件復雜、土質很不均勻的情況，應采用現場載荷試驗法以取得較精確、可靠的承載力數值。

根據各級荷載以及相應的沉降穩定的觀測數據，即可繪出荷載p與穩定沉降s的關系曲線（p-s曲線）。根據p-s曲線可確定地基承載力特征值。

當p-s曲線有比較明顯的比例界限和極限值時，可取比例界限作為地基承載力特征值。有些土比例極限和極限荷載比較接近，當極限荷載小于比例極限兩倍的時候，則取極限荷載的一般作為地基承載力特征值。

當p-s曲線無明顯轉折點時，無法取得比例極限和極限荷載，此時以一定容許沉降值所對應的荷載作為地基承載力特征值?！督ㄖ鼗A設計規范》根據實測資料規定：當承壓板面積為0.25～0.5m2時，可取沉降量s為（0.01～0.015）b（b為承壓板寬度或直徑）所對應的荷載值作為地基承載力特征值：但其值不應大于最大加載量的一半。

1.3 規范公式的方法

《建筑地基基礎設計規范》推薦采用以臨界荷載P1/4為基礎的理論公式，結合經驗給出了當偏心距e≤0.033b時，可根據土的抗剪強度標準值按下式確定地基承載力特征值，但必須驗算地基變形而且滿足變形要求。

1.4 規范公式的方法

在擬建場地附近，常有不同時期建造的各類建筑物。調查這些建筑物的結構類型、基礎形式、地基條件和使用情況，對于確定擬建建筑物的地基承載力具有一定的參考價值。

2 關于天然地基承載力特征值的討論

2.1 理論公式計算方法

地基承載力的理論公式如斯開普敦公式、太沙基公式、魏錫克公式和漢森公式等計算的結果為地基承載力極限值。根據地基極限承載力的理論公式，考慮一定安全儲備后的地基承載力稱為地基承載力特征值。安全系數的取值與地基基礎設計等級、荷載性質、土的抗剪強度指標的可靠程度以及地基條件等因素有關，對長期承載力安全系數一般取2～3。

2.2 土的抗剪強度指標的取值

理論公式計算方法和規范方法確定地基基礎承載力特征值都需要確定土的抗剪強度指標。關于土的抗剪強度指標取值時以下幾點需說明

（1）土的抗剪強度指標中內摩擦角和粘聚力應取標準值；（2）為了確保土的抗剪強度取值的準確性，一般應取質量最好的原狀土樣以三軸壓縮試驗測定，且每層土試驗數量不得少于6組；（3）土的抗剪強度指標的取值應根據實際情況的固結條件和排水條件選取。例如若建筑物施工速度很快，而地基持力層的透水性和排水條件不良時，地基土可能在施工期間或者施工完工后不久因未充分排水固結而破壞，此時應采用土的不排水抗剪強度計算短期承載力。

2.3 承載力修正的問題

《建筑地基基礎設計規范》規定：當基礎寬度大于3m或者埋置深度大于0.5m時，從載荷試驗或其他原位測試、規范表格等方法確定的地基承載力特征值，應按下式進行修正：

利用理論公式計算方法和規范方法確定地基基礎承載力時，因為公式自身已包含埋深和基礎寬度等影響因素，所以這兩種方法得到的承載力不需要修正。

載荷試驗則不同，通常載荷試驗選用的是固定的載荷板，而實際的基礎尺寸則是大小各異，所以載荷試驗無法體現基礎寬度對承載力的影響；同時載荷試驗的試坑底面尺寸通常為載荷板寬度的3～4倍，也即載荷板周圍并沒有上覆土的荷載，而實際基礎施工完回填土之后，基礎底面周圍石油覆土壓力，覆土壓力與基礎埋深有關。綜合考慮以上因素對承載力的影響，載荷試驗確定的地基承載力特征值需做深度和寬度修正。

3 結論

（1）天然地基承載力特征值的確定方法主要有理論公式計算、載荷試驗法、規范公式法和經驗方法。

（2）確定地基承載力特征值時應注意各種方法的使用條件、計算參數選取等等，確保計算結果的準確性。

[1]GB50007-2012,建筑地基基礎設計規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2012

[2]高大釗.土力學與基礎工程[M]. 北京:中國建筑工業出版社,1998.

[3]顧寶和. 地基承載力的來龍去脈[J].工程勘察,2004(3):9-12.

[4]錢德玲.基礎工程[M]. 北京:中國建筑工業出版社,2008.

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