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浅谈地基承载力特征值的选择方法

摘要：地基承载力特征值是在保证地基强度和稳定的条件下，使建筑物的沉降量和沉降差均不超过允许值是的地基承载力，因此地基承载力特征值取决于地基的强度和建筑物的地基变形允许值两个方面。本文将地基承载力特征值的几种确定方法进行归纳，在此基础上提出了应综合变形和强度两方面来确定地基承载力特征值的原则。

关键词：地基承载力特征值变形控制强度控制

1引言

在保证地基强度和稳定的条件下，更加合理的选择地基承载力特征值，会降低建筑物的经济成本，并产生显著的经济价值。本文先总结了目前地基承载力特征值的几种确定方法，并对各种方法进行详细的剖析，最后提出了地基变形和强度综合考虑来确定承载力特征值的原则。

2承载力特征值确定的方法

2.1强度控制

1）通过地基极限承载力来间接确定地基承载力特征值

极限承载力理论推导只针对整体剪切破坏模式。目前常用的是太沙基公式，通过假定滑动面，根据滑动土体的静力平衡条件推导了条形浅基础在铅直中心荷载作用下的极限承载力公式：

《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ72—2004参考太沙基公式的理论，在附录A中提出了天然地基极限承载力估算公式：

地基承载力特征值公式：QUOTEfafa=QUOTEfuKfuK

K—安全系数，根据建筑安全等级和土性参数的可靠性在2～3之间选择。

2）通过临界荷载来确定地基承载力特征值

地基变形的剪切阶段就是土中塑性区范围随着作用荷载的增加而不断发展的阶段，根据塑性平衡理论，推导出计算临界荷载的基本公式。然后根据地基中允许塑性区开展深度的不同，计算出相应的临界荷载。

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第5.2.5条规定：当偏心距e小于或等于0.033倍基础底面宽度时，根据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值按下式计算，并应满足变形要求：

f

式中：QUOTEfafa—由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值

QUOTEMbMb、QUOTEMdMd、QUOTEMcMc—承载力系数

b—基础宽度

QUOTEckck—基底下一倍短边宽度的深度范围内的土的粘聚力标准值。

该公式理论基础就是地基中允许塑性区开展深度QUOTEzmaxzmax=b/4时对应的临界荷载。

3）通过原位测试和室内试验确定地基承载力特征值

在国内很多地区，以载荷试验数据为基础，积累和建立了相应的测试数据与地基承载力的相关关系。以河北为例，地基承载力的特征值的提取可以参考《河北省建筑地基承载力技术规程》（试行）DB13(J)T48-2005。根据室内试验和原位测试的数据，通过查相应的表格并结合相应的地区经验来确定承载力特征值。

当基础宽度大于3.0m或埋置深度大于0.5m时，按原为测试、经验值等方法确定的承载力特征值按下式进行修正：

式中：QUOTE修正后的承载力特征值；

QUOTE地基承载力特征值；

QUOTE、QUOTE—基础宽度、埋置深度的地基承载力修正系数；

QUOTErr—基础底面以下土的重度；

b—基础底面宽度；

QUOTE基础底面以上土的加权平均重度；

d—基础埋置深度。

基坑开挖后，对=2\*GB3②层粉土进行了钎探试验，试验数据见表4。

表1标准贯入试验数据

②层粉土标贯

最大值

最小值

数据个数

平均值

变异系数

标准值

标贯击数

10

8

8

8.6

0.086

8.1

标贯修正击数

9

7.4

8

8.1

0.064

7.7

表2物理力学性质指标参数表-1

地层编号及岩性

天然含水量ω

天然孔隙比e

粘聚力Cuu(kPa)

内摩擦角φuu（度）

②层粉土

22.4

0.766

17.9

19.5

表3物理力学性质指标参数表-2

试验指标

②层粉土

③层粉质黏土

④层细砂

⑤层中砂

⑥层中砂

⑦层中粗砂

⑧层粉质黏土

重力密度γ（KN/m3）

18.2

19.3

18

18.5

19

19

18.5

压缩模量Es（MPa）

7.93

14.5

16

20

23

25

13.72

表4地基钎探试验记录

贯入深度（cm）

1

2

3

4

5

30cm

14

15

11

18

15

60cm

24

16

15

28

18

90cm

23

28

26

22

24

120cm

33

35

27

39

28

2地基土承载力特征值确定

（1）标准贯入试验提供的地基承载力特征值QUOTEfakfak=150KPa，修正后的承载力特征值QUOTEfafa=261.93KPa。

（2）根据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值：

式1QUOTEfa=Mbrb+

计算的QUOTEfafa=296.216KPa。

式