法國通用規范下地基承載力計算方法

文/李曉飛 中鐵二院工程集團有限責任公司公路市政院 四川 成都 610031

法國通用規范下地基承載力計算方法

文/李曉飛 中鐵二院工程集團有限責任公司公路市政院 四川 成都 610031

準確判斷地基承載力對橋梁基礎設計具有重要的指導意義，結合阿爾及利亞高速公路設計，本文著重闡述法國通用規范下地基承載力的計算方法。

地基承載力；實驗；旁壓；觸探；法國通用規范

1 引言

總結阿爾及利亞兩個高速公路工程的設計經驗，從工程造價和施工難度考慮，當地一般優先選擇淺基礎。一方面當地持力層埋置較淺，大概3～5m左右深，地質條件相對比較好，采用淺基礎能夠節約造價；另一方面由于當地樁基礎只能采用?1.2m直徑，且只能采用旋挖鉆施工，基巖抗壓強度高，施工困難。合理確定地基承載力對基礎選型有重要的指導意義。

2 概述

法國通用規范規定了三種不同的試驗方法來確定地基承載力，分別為：實驗法、旁壓法和觸探法，根據試驗結果及相關規定計算地基的承載力。

實驗法通過土壤的實驗室提供的內摩擦角?、粘聚力C及土壤容重來推算地基的承載力。

旁壓法是通過考慮基礎承載能力系數后的等效極限壓力來確定地基的承載力。

觸探法又分別可采用靜探、動探。其中，靜探試驗通過不同深度貫入阻力qc平均值計算地基的承載力；動探試驗通過動探貫入阻力qd除以一個5～7的安全系數估算地基的最大承載力。

3 地基承載力計算方法

3.1 實驗法

通過室內實驗分別測得土的容重γ、粘聚力C、內摩擦角?，對于寬度為B、長度為L、埋深為D的垂直豎向荷載作用下的淺基礎，其極限承載力為：

其中Nc、Nγ和Nq表示與?對應的參 數，詳 見DTR-BC 2.331 ＜＜REGIES DECALCULDES FONDATIONS SUPERFICIELLES＞＞中第3.31條：

如果荷載存在傾斜角δ，那么上文公式中的3個部分均須乘以一個折減系數：

荷載存在偏心距e時，應采用計算寬度B’=B-2e。對于豎向荷載存在偏心和傾斜角的情況下，其極限承載力為：

3.2 旁壓法

通過現場旁壓試驗得到土的極限壓應力Pl及旁壓模量Em，對于寬度為B、長度為L、埋深為D的垂直豎向荷載作用下的淺基礎，其極限承載力為：

其中P*le為等效極限壓應力，是基礎下1.5B深度范圍內的凈極限壓應力的平均值。

對于基礎下1.5B深度范圍內為單一土層時：

深度z處的極限壓應力為：

其等效極限壓應力為深度[D，D+1.5B］范圍內土的極限壓應力的代數平均數：

對于基礎下1.5B深度范圍內有多個土層時，其等效極限壓應力為深度[D，D+1.5B］范圍內土的極限壓應力的幾何平均數：

kp表示與基礎尺寸對應的承載能力系數，由基礎等效嵌入深度De和土壤性質確定，可根據＜＜法國CCTG通用技術條款FASCICULE N° 62 - Titre V＞＞附件B.1中的條款3進行計算。

需要注意的是等效嵌入高度De并不是基礎埋入深度D，通常情況下，De＜D。等效嵌入深度可以根據基礎埋深D和試驗類型來確定。旁壓法等效嵌入深度可按下式計算：

3.3 觸探法

3.3.1 靜力觸探法（CPT）

靜力觸探適用于顆粒粒徑不大于20mm的粒狀土壤，包括粘性土、粉性土、砂性土。通過靜力觸探試驗可以獲得在不同的深度下連續觸探貫入阻力qc曲線，對于寬度為B、長度為L、埋深為D的垂直豎向荷載作用下的淺基礎，其極限承載力為：

其中qce為靜力觸探錐尖貫入阻力平均值，是基礎底面至1.5B深度靜力觸探錐尖貫入阻力平均值。靜力觸探錐尖凈貫入阻力是采用基礎底部至1.5B深度范圍內實測貫入阻力的平均值進行折減，折減系數為1.3。

kc表示與基礎尺寸對應的承載能力系數，由基礎等效嵌入深度De和土壤性質確定，可根據＜＜法國CCTG通用技術條款FASCICULE N° 62 - Titre V＞＞附件B.2中的條款3進行計算。

觸探法等效嵌入深度可按下式計算：

3.3.2 動力觸探法（DPT）

動力觸探適用于顆粒粒徑不大于60mm的粒狀土壤，包括各類土體及全風化、強風化巖層，深度不超過30m。動力觸探不適用薄粘土層和飽和粉土層。通過動力觸探試驗可以了解在不同的深度下的動貫入阻力qd。對于寬度為B、長度為L、埋深為D的垂直豎向荷載作用下的淺基礎，其極限承載力為：

4 結語

1） 對于不同的土層情況，應選擇合適的試驗及計算方法，才能準確的判斷地基承載力情況。

2） 應結合工程實踐經驗，判斷計算出來的地基承載力是否合理。如果不合理，應做相應的修正。

2） 在試驗資料允許的情況下，可以采用不同的方法對地基承載力進行比較，合理取值，避免試驗中的偶然性影響地基承載力的判斷。

3） 施工過程中，現場應驗證地基承載力情況，與理論計算值進行對比，如發現差異比較大，應及時調整計算方法及參數。

4） 基礎選型不能單純的只考慮承載力是否滿足要求，同時應考慮地基處理的經濟型。

5 參考書目

1） 法國CCTG通用技術條款FASCICULE N° 62 - Titre V

2） 阿爾及利亞淺基礎設計規范DTR-BC 2.331

3） 法國CCTG通用技術標準NF P94-113～116

4） 阿爾及利亞貝佳亞連接線工程設計文件