地基容许承载力与承载力特征值

PAGEPAGE4地基容许承载力的确定方法地基的容许承载力是单位面积上容许的最大压力。容许承载的基本要素是：地基土性质；地基土生成条件；建筑物的结构特征。极限承载力是能承受的最大荷载。将极限承载力除以一定的安全系数，才能作为地基的容许承载力。浆砌片石挡墙地基承载力达不到设计要求时,将基础改为砼基础是为了增加挡墙的整体性.这也只能是相差不大时才行.一般来说要深挖直至达到要求.如果深挖不行只有扩大基础,降低压强.或者改为其它方案从现场施工的角度来讲地基，地基可分为天然地基、人工地基。地基就是基础下面承压的岩土持力层。天然地基是不需要人加固的天然土层，其节约工程造价。人工地基：经过人工处理或改良的地基。当土层的地质状况较好，承载力较强时可以采用天然地基；而在地质状况不佳的条件下，如坡地、沙地或淤泥地质，或虽然土层质地较好，但上部荷载过大时，为使地基具有足够的承载能力，则要采用人工加固地基，即人工地基地基容许承载力与承载力特征值所有建筑物和土工建筑物地基基础设计时，均应满足地基承载力和变形的要求，对经常受水平荷载作用的高层建筑高耸结构、高路堤和挡土墙以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物，尚应验算地基稳定性。通常地基计算时，首先应限制基底压力小于等于地基容许承载力或地基承载力特征值(设计值)，以便确定基础的埋置深度和底面尺寸，然后验算地基变形，必要时验算地基稳定性。地基容许承载力是指地基稳定有足够安全度的承载能力，也即地基极限承载力除以一安全系数，此即定值法确定的地基承载力；同时必须验算地基变形不超过允许变形值。地基承载力特征值是指地基稳定有保证可靠度的承载能力，它作为随机变量是以概率理论为基础的，分项系数表达的极限状态设计法确定的地基承载力；同时也要验算地基变形不超过允许变形值。因此，地基容许承载力或地基承载力特征值的定义是在保证地基稳定的条件下，使建筑物基础沉降的计算值不超过允许值的地基承载力。地基容许承载力:定值设计方法承载力特征值:极限状态设计法按定值设计方法计算时,基底压力P不得超过修正后的地基容许承载力.按极限状态设计法计算时,基底压力P不得超过修正后的承载力特征值。理论公式确定地基承载力均为修正后的地基容许承载力和承载力特征值.原位法和规范法确定地基承载力未包含基础埋深和宽度两个因素理论公式法确定地基承载力特征值在国标《建筑地基基础设计规范》（GB50007)中采用地基临塑荷载P1/4的修正公式：b:大于6m,按6m考虑，对于砂土小于3m,按3m考虑基本承载力与承载力特征值勤有什么关系.许多公式中出现承载力特征值而未出现基本承载力，基本承载力主要用来衡量什么的?承载力基本值与承载力的标准值，是一对，属于89规范中的术语，指按土试指标或测试指标确定的承载力值，叫承载力基本值，经过统计修正以后就叫承载力标准值了。不过这套名词对于岩土工程界来说，非常不适合，不象结构专业中研究的工程材料一样，可以确定其标准值，地质体的标准值是很难确定，或者说是根本就不存在了。从这个角度来看，承载力标准值的说法，应该是前一版规范中的一个最大错误了。现行的2001版规范中就修正了这个错误，改称为承载力特征值，即表述地质体一个特征状态的数值，并不具有严格的数学含义，与77规范中的容许（允许）承载力是基本一致的，等于是现行规范又回到了过去的77规范体系中来了。1.天然地基的承载力标准值，按下列方法和步骤分别予以确定：①由静载试验得出的地基承载力基本值，经数理统计后可作为地基承载力的标准值采用。②由土的抗剪强度指标的标准值φk和ck，经过式的计算，所得结果即为地基承载力标准值；③按查表法确定地基承载力标准值(适用于一般多层建筑)④由现场抗剪强度试验确定地基承载力标准值。2.地基承载力的使用对于一级建筑物，地基承载力的标准值应按第一、二款或第一、二、四款综合确定。对于一级建筑物的初步设计和二级建筑物的施工图设计，可由第二款，结合共它几种方法综合取值。一般多层建筑可由第三款查表法选定。极限承载力是地基土体所能承受的最大荷载。在进行地基设计时，必须保证基底压力不超过地基的极限承载力，并且有足够的安全度，以防止地基破坏。因此，必须将极限承载力除以一定的安全系数Fs，才能作为地基的容许承载力，即式中：Fs—安全系数，它与地质条件、地基勘察详细程度、抗剪强度试验方法及指标选用、建筑物种类及特征、设计荷载组合情况、建筑物的破坏所带来的危害性等许多因素有关。三、按地基规范承载力表确定地基容许承载力根据地基土的物理力学指标，或原位测试试验的结果，按《建筑地基基础设计规范》（GBJ7－89）确定地基承载力。由规范中的表格所查得的一般为地基承载力基本值f0或标准值fk。如表8－3、表8－4、表8－5、表8－6、表8－7、表8－8、表8－9、表8－10、表8－11和表8－12。基本值乘以反应土工试验离散性的修正指标回归修正系数后，就成为标准值，具体方法参见有关规范。中华人民共和国国家标准，建筑地基基础设计规范（GBJ7-89），中国建筑工业出版社，1989经过查表及修正后的承载力标准值fk是指基础宽度小于3m，埋置深度等于0.5m时的承载力。承载力的设计值f是由宽度和深度修正后得到。宽度和深度的修正公式为：式中：f——地基承载力设计值；fk——地基承载力标准值；γ1——基底以下土的天然容重，地下水位以下用浮容重；γ0——基底以上土的加权平均容重，地下水位以下取浮容重。B——基础宽度（m），当宽度小于3m时按3m计，大于6m时按6m计；D——基础埋置深度；ηB,ηD——相应于基础宽度和埋置深度的承载力修正系数，按表8－13查用。可以认为，承载力的设计值就是地基容许承载力的初值。按f设计基础，经过地基变形验算若满足要求，它就是地基的容许承载力。四、原位试验求地基的容许承载力在饱和软粘土和砂、砾等粗粒土中，取原状土样困难。为避免取原状土样，地基容许承载力的另一种确定方法就是用原位试验。主要方法有下列几种：（一）载荷试验通常将试验测得的p－s曲线上的极限荷载pu除以安全系数，或取临塑荷载pcr作为地基承载力的基本值。每层土的试验数就不少于3个，取各个试验结果的平均值作为承载力的标准值，再经过基础的宽度和深度的修正后就得到地基承载力的设计值。（二）静力触探试验静力触探试验时测得将探头贯入土中时所受的阻力Ps，用下列诸式确定地基承载力的设计值。1．梅耶霍夫公式式中：Ps--静力触探试验的贯入阻力（kPa）；B--基础宽度（m）；D--基础埋深（m）。2．国内建议公式式中：Ps的单位为kg/cm2，式（8－32）的标准值fk再用公式（8－30）修正后即得到承载力的设计值。（三）标准贯入试验标准贯入试验根据试验测得的标准贯入击数N63.5，用下列方法评价地基的承载力：1．GBJ7－89规范由表8－9，表8－10确定地基土的承载力标准值。2．太沙基和皮克（R.Peek）公式太沙基和皮克在控制建筑物总沉降不超过25mm的前提下，建议根据标准贯入击数用下列公式求地基的容许承载力。显然，因为对沉降量控制很严格，所以上式将给出过于安全的结果。3．梅耶霍夫公式以上公式中，f以kg/cm2为单位，埋置深度D和基础宽度B均以m为单位。（四）旁压试验根据旁压试验测得的p-V曲线可以确定旁压器深度处周围土体的横向（水平向）极限承载力puh。考虑地基土体的不等向性，把用旁压试验测得的横向极限承载力puh经过修正，并除以安全系数Fs后，才能作为地基承载力的设计值f，有式中：p0--试验高程处的静止土压力；q--基础埋置深度处的侧面荷载；K--与土的性质、基础形状和埋深有关的系数。

天然地基的容许承载力的确定方法可参见例题8-4。表8－3碎石土承载力标准值（kPa）注：①表中数值适用于骨架颗粒空隙全部由中砂、粗砂或硬塑、坚硬状态的粘性土或稍湿的粉土充填；②当粗颗粒为中等风化或强风化时，可按其风化程度适当降低承载力，当颗粒间呈半胶结状态时，可适当提高承载力。本表格来自《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）表8－4粉土承载力基本值（kPa）注：①有括号者仅供内插用；②折算系数ζ为0；③在湖、塘、沟、谷与河漫滩地段新近沉积的粉土，其工程性质一般较差，应根据当地实践经验取值。表8－5粘性土承载力基本值（kPa）注：①有括号者仅供内插用；②折算系数ζ为0.1；③在湖、塘、沟、谷与河漫滩地段新近沉积的粘性土，其工程性能一般较差；第四纪晚更新世（Q3）及其以前沉积的老粘性土，其工程性能通常较好，这些土均应根据当地实践经验取值。8-6沿海地区淤泥和淤泥质土承载力基本值(kPa)天然含水量w（％）36404550556575f0(kPa)100908070605040注：对于内陆淤泥和淤泥质土，可参照使用。表8－7红粘土承载力基本值（kPa）注：①本表仅适用于定义范围内的红粘土；②折算系数ζ为0.4。表8－8素填土承载力基本值压缩模量Es1-2(MPa)75432f0(kPa)1601351158565注：①本表只适用于堆填时间超过10年的粘性土以及超过5年的粉土；②压实填土地基的承载力，可按《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）第6.3.2条采用。表8－9砂土承载力标准值（kPa）表8－10粘性土承载力标准值(kPa)N63.5357911131517192123fk(kPa)105145190235280325370430515600680表8-11粘性土承载力标准值(kPa)N1015202530fk(kPa)105145190230注：N10指锤重为10kg的轻便触探试验贯入击数。表8-12素填土承载力标准值(kPa)N1010203040fk(kPa)85115135160注：本表只适用于粘性土与粉土组成的素填土。表8－13承载力修正系数土的类别ηbηd淤泥和淤泥质土fk<50kPafk≥50kPa001.01.1人工填土e或IL大于等于0.85的粘性土e≥0.85或Sr>0.5的粉土01.1红粘土含水比aw>0.8含水比aw≤0.800.151.21.4e及IL均小于0.85的粘性土e<0.85及Sr≤0.5的粉土粉砂、细砂（不包括很湿与饱和时的稍密状态）中砂、粗砂、砾砂和碎石土0.30.52.03.01.62.23.04.4注：①强风化的岩石，可参照所风化形成的相应土类取值；②Sr为土的饱和度，Sr≤0.5，稍湿；0.5＜Sr≤0.8，很湿；Sr＞0.8，饱和。【例题8－4】地基为均匀中砂，容重γ＝16.7kN/m3，条形基础宽度B＝2.0m，埋深D＝1.2m，基底下滑裂面范围内土的平均标准贯入击数N63.5=20，静力触探试验的贯入阻力Ps=3500kPa，试估算地基土的容许承载力。解：1.根据标准贯入击数N63.5=20，求地基的容许承载力（1）用规范承载力表查表8－9，求承载力标准值按式（8－30）求承载力设计值（2）太沙基公式（8－33）（3）用梅耶霍夫公式（8－34）根据三种方法计算结果，GBJ7－89规范与梅耶霍夫公式比较接近，太沙基公式偏低很多，因为它对沉降量控制很严格。2.根据贯入阻力ps，求地基容许承载力（1）用梅耶霍夫公式（