地基承載力特征值計算方法梳理

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1、地基承載力特征值計算方法梳理地基承載力計算是地基計算中重要且最基本的工作，一直以來，不少設計人員只習慣于深寬修正的計算方法，對于地基承載力的概念以及各種計算方法認識不清。故對于地基承載力的基本概念、地基設計的理念以及在地基設計過程中多種地基承載力計算方法及其綜合應用，需要進行必要的梳理和說明。1地基承載力特征值的概念關于地基承載力的概念，應當從地基土和結構兩個方面來認識?！暗鼗惺芎奢d的能力稱為地基的承載力。通常區(qū)分為兩種承載力，一種稱為極限承載力，它是指地基即將喪失穩(wěn)定性時的承載力。另一種稱為容許承載力，它是指地基穩(wěn)定有足夠的安全度并且變形控制在建筑物容許范圍內時

2、的承載力”。地基極限承載力不僅與地基土的性質有關，還與基礎的形式、形狀、埋置深度、寬度等有關。“而容許承載力則還與建筑物的結構特性等因素有關”。基礎構建必須既要保證基底壓力處于安全的應力水平，又要將沉降控制在容許的范圍內。2地基承載力特征值與地基設計的關系基本建設程序是“先勘察、后設計、再施工”?？辈靻挝坏墓ぷ鞒晒菐r土工程勘察報告（以前是工程地質勘察報告）。設計單位依照勘察報告進行地基基礎設計?？辈靾蟾娴牡鼗u價內容包括地基承載力，這是設計人員最為關心的。以天然地基上的淺基礎為例，得到勘察報告當中的地基承載力建議值，經過計算就能得出深寬修正后的地基承載力fa值，據

3、此就可以設計基礎尺寸并展開基礎設計的后續(xù)工作。在這一設計流程當中，存在著某些不正確的傾向，有的設計人員認為勘察報告建議值可以放心大膽采用，反正出了問題是勘察單位負責。對于勘察報告給出的包括地基承載力建議值在內的巖土設計參數，應當加以正確理解與使用，需要有一個再分析的過程，這個過程其實也是地基設計的一個過程。可以看出，前述的設計流程看似順理成章，其實不然，主要的問題就在于容易忽視重要環(huán)節(jié)——地基設計。地基評價和地基計算都屬于地基設計的范疇。正如工程勘察大師顧寶和先生所指出的“地基承載力的建議值目前雖然一般由勘察報告提出，但不同于巖土特性指標，本質是地基基礎的設計?！?

4、fa計算方法的梳理地基承載力fa（地基容許承載力）的計算方法主要計算方法有三類：一是經深寬修正計算得到fa的方法，這是最廣為熟知的；再者是根據抗剪強度指標計算得出fa的方法；三是由地基極限承載力除以安全系數得到fa的方法。3.1fa的計算方法之一從載荷試驗或其他原位測試、經驗值等方法確定的地基承載力特征值fak，當基礎寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時，尚應依據各地區(qū)地基基礎規(guī)范進行深寬修正，無地區(qū)規(guī)范的可按下式修正：(1)式中fa為修正后的地基承載力特征值，其工程含義即容許值。式（1）即為《建筑地基基礎設計規(guī)范》（簡稱地基規(guī)范）式（5.2.4），所以基礎寬度和埋

5、深的地基承載力修正系數ηb，ηd（通常簡稱為深寬修正系數）根據基底下土的類別按地基規(guī)范查表5.2.4取值。3.2fa的計算方法之二當偏心距e小于或等于0.033倍基礎底面寬度時，根據土的抗剪強度指標確定地基承載力特征值fa可按下式計算，并應滿足變形要求：(2)式中：Mb，Md，Mc為承載力系數，按地基規(guī)范表5.2.5確定；ck可取基底下一倍基礎短邊寬深度內土的粘聚力標準值。3.3fa的計算方法之三地基承載力特征值（容許值）fa可按下式計算：(3)式中：fu為地基承載力極限值；K為安全系數。根據工況條件和地層土質，地基極限承載力fu的計算公式，可以采用Vesic公式或

6、Hansen公式。根據建筑安全等級和土性參數的可靠性確定安全系數K的取值，一般在2～3之間選取，對于砂類土，一般取K=3。由前面關于地基承載力概念的討論可知，地基承載力與地基變形是對立統一的，因此在計算分析承載力的同時尚應進行地基變形的計算分析。對于地基基礎的勘察、設計，應盡可能減少人為割裂，勘察與設計人員應當更加密切地配合。地基評價和地基計算都屬于地基設計的范疇。正確把握地基承載力特征值的設計取值，需要采用不同的計算方法，并結合工程判斷，同時需要注意地基變形特征和地基變形（特別是差異沉降）的計算分析。作者簡介：孫宏偉，教授級高級工程師，注冊土木工程師（巖土）。目前

7、就職于北京市建筑設計研究院，從事復雜地質與工況條件的地基基礎設計與咨詢、超高層建筑樁筏基礎設計與分析。國際土力學及巖土工程學會會員，場地地基抗震專業(yè)委員會委員。