地基承载力

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地基承载力范文第1篇

关键词：CFG桩复合地基，承载力，施工检测，褥垫厚度

Abstract : In this paper, bearing capacity of CFG pile composite foundation and its testing after construction are discussed.

Key words:composite foundation of CFG pile; bearing capacity; construction testing; thicknessofflexible cusion

中图分类号：TU4 文献标识码A 文章编号：

一、引言

CFG桩复合地基技术已在全国广泛推广应用，国家行业标准《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)的颁布，为工程技术人员进行 CFG桩复合地基设计、施工及检测提供了技术依据。但在复合地基承载力的确定及复合地基检测方面，在不同地区基于某些地区性经验，存在一些差异。本文将根据自己一些粗浅体会就上述问题做一些讨论。

二、复合地基承载力的确定

根据《建筑地基基础设计规范》(GBJ79-2002)(简称地基规范)和《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)(简称地基处理规范)，复合地基承载力确定可分为设计阶段和竣工验收阶段进行讨论。

1、设计阶段

在复合地基设计阶段，地基规范规定：复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定，或采用增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定；地基处理规范规定：复合地基承载力特征值，应通过现场复合地基载荷试验确定。初步设计时，也可按下式估算：

fspk=mRa/Ap+β(1-m)fsk(1)

式中：fspk— 复合地基承载力特征值(kpa)；

m — 面积置换率；

Ra— 单桩竖向承载力特征值(kN)；

Ap— 桩的截面积(m2)；

β— 桩间土承载力折减系数，宜按地区经验取值，如无经验时可取0.75～0.95，天然地基承载力较高时取大值；

fsk — 桩间土承载力特征值(kPa)，宜按当地经验取值，如无经验时，可取天然地基承载力特征值。

实际工程中，有条件时先在拟建场地做现场载荷试验，可为设计提供可靠的设计参数。而很多情况是在无试验资料条件下按(1)式估算复合地基承载力，但要结合工程实践经验，合理确定Ra、fsk、β等参数的取值。希望公式计算值接近但不大于载荷试验结果，而大量试验结果表明，公式计算结果一般不大于载荷试验结果。

2、竣工验收阶段

由以上讨论可知，在复合地基设计阶段，确定复合地基设计参数时，用公式(1)估算复合地基承载力是符合规范要求的。在竣工验收阶段，能否只做单桩静载试验.用单桩承载力Ra和地质报告提供的天然地基承载力fak(或桩间土静载试验结果fsk)按公式(1)计算确定复合地基承载力特征值,是需要说明的一个重要问题。

首先，加固后桩间土承载力特征值fsk与然地基承载力特征值fak是不同的， 通常fsk＝afak。a为桩间土承载力提高系数，对挤密效果好的土采用振动挤土成桩工艺，由于土密度的增加和桩对土的侧向约束作用，fsk远大于fak，用单桩承载力Ra和天然地基承载力fak确定复合地基承载力与实测值相比会有较大误差。即使用单桩静载试验的Ra和桩间土静载试验结果fsk按公式(1)计算复合地基承载力，β的取值可能会因人而异，对于同一复合地基，得出不同的计算结果，这样就不能保证复合地基承载力的准确性和唯一性。因此，地基处理规范用强制性条文规定复合地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验确定。

三、CFG桩复合地基载荷试验应注意的问题

CFG桩复合地基载荷试验要点详见地基处理规范，此外试验时还应注意如下几个问题：1、褥垫铺设及荷载板安装

首先根据设计要求挖一试坑，坑的平面尺寸与荷载板相同，深度和褥垫厚度相同，如图1所示。按设计要求的夯填度铺设褥垫层，厚度为150mm。保证原状土对褥垫层的侧向约束。之后安装荷载板并使荷载板与褥垫层密切接触。

2、褥垫厚度

根据地基处理规范，静载试验褥垫厚度应取150mm。研究表明，褥垫厚度与桩、土荷载分担密切相关，褥垫越厚，土承担的荷载越多，桩承担的荷载越少，反之亦然。当褥垫太薄，会导致桩顶应力集中，桩间土承载能力不能充分发挥，应该由桩间土承担的荷载转移至桩上，容易发生桩头压碎或桩过早首先达到单桩极限承载力，复合地基承载力偏低。

曾经见过这样的报道，某工程为使复合地基竣工验收承载力得以通过，静载试验时人为选用很小的褥垫厚度，目的是减少给定压力下复合地基P—S曲线的变形。这样做首先是不规范，同时也不一定获得较高的承载力。

曲线a为褥垫厚度150mm时试验结果，曲线b为褥垫厚度20mm试验结果。对正常设计的复合地基(桩体强度等级和单桩承载力不是过分保守)，S/B=0.01对应的荷载在曲线a和曲线b分别为Pa和Pb, 显然Pb大于Pa。但由于曲线b褥垫太薄，桩间土承载能力不能充分发挥，和曲线a相比，由于桩过早达到单桩极限承载力，则有曲线b对应的承载力由极限荷载的一半Pc（Pc= ）来控制，Pc¢Pa。

3.由载荷试验曲线确定复合地基承载力

地基处理规范规定：

(1)当P—S曲线极限荷载能确定，其值不小于对应比例极限的2倍，可取比例极限作为承载力特征值；其值小于对应比例极限的2倍时，可取极限荷载的一半为承载力特征值。

(2)当P—S曲线是平缓的光滑曲线时，可按相对变形值确定承载力特征值，且该值不应大于最大加载压力的一半。对于CFG桩复合地基，当以卵石、圆砾、密实粗中砂为主的地基，可取s/b（或s/d）等于0.008所对应的压力；当以粘性土、粉土为主的地基，可取s/b（或s/d）等于0.01所对应的压力为复合地基承载力特征值。按相对变形确定复合地基承载力特征值不大于最大加载压力的一半。实际工程中由平缓光滑的P—S曲线确定复合地基承载力容易发生如下错误：

①只注意s/b（或s/d）等于0.01所对应的压力，而忽视了不应大于最大加载压力的一半的限制。

②只注意最大加载压力的一半，而忽视了s/b（或s/d）等于0.01所对应压力的限制。 4.试验前后对桩做低应变检测

地基承载力范文第2篇

关键词：碎石桩；复合地基；承载力；时效；地基处理

中图分类号：TU312文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）07-0020-02

Abstract: In view of the gravel pile composite foundation bearing capacity of soft soil consolidation with improved characteristics, through the study of foundation soil and gravel pile, timeliness, obtained the bearing capacity of composite foundation of variation, and puts forward the corresponding calculation parameter, and with some highway soft base processing, given the analysis.

Key words: gravel pile; composite foundation; bearing capacity; aging; foundation treatment

近10年来，随着地基处理技术的迅猛发展，碎石桩复合地基得到了广泛应用，但由于碎石桩复合地基受力状况的复杂性，其理论分析存在不少问题。现阶段碎石桩复合地基的设计和应用表明：若在软粘土中进行碎石桩复合地基处理，承载力随时间的变化极为明显，且增长的幅度很大。研究分析表明承载力的增长主要来源于固结引起的土体工程性质的改善。

本文根据复合地基的性质，通过对其组成部分的时效研究，以探求某高速公路碎石桩复合地基承载力随时间的变化过程，并将其应用于实际的碎石桩复合地基设计，提高复合地基承载力取值的合理性，保证设计的经济性和安全可靠性。

1 碎石桩复合地基承载力时效分析

碎石桩复合地基承载力由两部分组成，一是碎石桩的承载力；二是地基土的承载力。根据此特点，碎石桩复合地基在进行时效分析时也应将其分为两个部分考虑，分进行时效分析，然后再采用碎石桩复合地基承载力计算公式进行叠加，从而得出碎石桩复合地基的承载力时效。

1．1地基土承载力时效分析

软粘土在一般工程荷载作用下，具有较大的变形，并呈现非线性的特征，而且固结系数随时间和深度而变，故太沙基固结理论不适用于进行时效分析。本文拟采用改进的软土固结系数确定方法分析土体承载力的时效性。

首先将整个固结过程离散化为无数个时间段。可以设想，对于每一个时间均可以找到一个固结系数为常量的等效固结过程。对于整个固结过程来说，就是可以找到一个固结系数CU只随时间不随随深度h而变的等效固结过程。此过程可以用下式表出，为土体中孔隙水压务，kPa;h为土体的厚度，m;t为时间；为天然地基的固结系数，取决于土层的平均孔隙比ê或平均有效应力õ，它在空间上均匀分布，而仅随时间而变，即ƒ（t）。式中：T为时间变量。是系数为1的扩散方程，在适宜的边界条件睡初始条件下，可解得应力表示的固结度表达式：式中：U为以应力表示的固结度；为参数，取决于边界条件和初始条件；T。为时间因素。在解得的固结度计算公式中的时间因素T。为：

TU=式中：H为土层厚度。为求解方便，采用分段叠加法比较方便。

1.1.1 平均孔隙比与时间的关系

首先将时间t划为分为m段，由假设可知任意时间段内的固结系数为常量，即相应的初始条件为：再将时间因素，可得以应力表示的固结度U，接着由式可得依据的关系曲线（通过实验得到）得到相应的固结系数。式中：为某时刻土中有效应力；为土中初始有效应力；为为土中最终有效应力。依次类推可以得到对应的固结度U，代入式求得相应的用应变数表示的固结度为：式中：为土中的初始孔隙比；为土中的初始孔隙比。则两种固结度表达式的关系可表示为：从而得到了平均孔隙比和时间的关系。

1．1．2孔隙比和地基土承载力的关系

在灰土挤密桩中，根据挤密前后的承载力与干容重的测试结果，比较可以发现，挤密桩土承载力相对于天然地基承载力与挤密后桩间土的干容重相对天然地基干容重的比值近于相等，在碎石桩复合地基中，由于碎石桩的排水，促使地基土固结，从而改善了地基土的工程性质，提高了地基土的承载力。根据式

式中： 时刻的地基土极限承载力， 天然地基土极限承载力KN；

时刻的地基干容重，KN/m3;天然地基土的干容重，KN/m3;根据土的三相关系可知：

1．1．3 地基土承载力的时效性

将平均孔隙比与时间的关系代入式（13），则可得到地基上承载力随时间的变化情况，即地基土承载力的时效性。

1．2 碎石桩的承载力可分为两个部分：桩端阻力和桩侧摩阻力，在研究中发现软土中桩端阻力的数值很小，相对桩侧摩阻可以忽略，桩的承载力主要是桩侧摩阻力。工程上认为单桩极限承载力与休止时间呈现双曲线变化，故采用双曲线模型进行回归。为使不同尺寸桩的时效规律进行比较，定议极限增长率式中：为极限承载力增长率；分别为初始、休止时间时桩的极限承载力则某休止时间时桩的承载越大。

1．3复合地基承载力计算方法

复合地基承载力的计算方法较多，大多是先分别确定桩体和地基土的承载力，然后进行叠加以求得处复合地基承载力。目前，我国应用较多的是面积比公式，为复合地基承载力，为桩体承载力，为地基土承载力，分别为桩和地基土承载力发挥系数；为桩体面积在总面积中占的比重。故本文以面积比公式为基础，并认为桩先破坏再引入时效分析，则面积比公式变成：为时刻复合地基承载力为时刻桩体承载力，为时刻地基土承载 KN为地基土承载力发挥系数。这就与规范计算合地基承载力的公式在形式上是一致的。

1．4碎石桩复合地基承载力时效分析

将碎石桩承载力时效分析结果和地基土承载力时效分析结果代入式中，得出总有碎石桩复合地基承载力的时效。

这里要注意的取值问题。在以往的公式中，一般取0.5～1.0,而硬土取值略小.在时效分析中,考虑软土固结影响，土的工程性质在不断变化，因此并不是个常量，它是随时间的增长而变化。考虑到工程可靠度的问题，笔者建议宜将取小，可取0.2～0.4。实际应用中可以根据当地的现实情况，通过实验而定。

若要充分利用地基土的强度，协调土和桩的变形，应加铺褥垫层。它加快了排水，促进软土的固结，这对碎石桩复合地基承载力的提高是很有利的。

2 工程实例分析

某高速公路沿线下卧深厚软粘土，多为中低液限粘土，其土性指标为：含水量w=23%～50%，密度ρ=1.6～2.0g/cm3,孔隙比=0.7～1.3,液限IL=36%～65%,塑性指数Ip=10～32,内摩擦角=6.5º～28º,a1～2=0.3～1.85MPa-1,为了保证路基的承载力要求和稳定性要求,对软土地段采用振动沉管碎石桩石桩处理软基,并在碎石桩上铺设30cm的片石层,然后再铺20cm的砂砾层,保证软土的排水,确保上部土层处于干燥或中湿状态.

桩的布置沿线路线方向应超出设计加固长度2～3排,沿道路横断面应超出基底宽度2排,在路基边坡坡脚附近加密;桩的平面布置形式采用正三角形,即梅花型布置,碎石桩的间距为1.5m,采用Ф325桩管,配Ф385在大头型活瓣式桩尖,且桩端落在持力层上;桩体材料采用未风化干净砾石,砾石直径20～40mm,自然级配,含泥量小于5%.

通过实验取得了相应的参数,代入公式中证明:若取以应力表示的固结度为60%,计算得到的碎石桩复合地基承载力比不考虑时计算得到的承载力高出30%以上.

3 结束语

1)本文针对软土固结大变形、非线性的特性，采用改过的软土固结系数确定方法进行时效分析，得出了孔隙比与时间的关系。

2）采用目前我国应用较多的面积比公式，并根据实际情况进行了合理假设，再代入碎石桩和地基土的承载力时效分析结果，得出了含时效的碎石的碎石桩复合地基承载力计算公式，并给出了公式中重要参数的参考值，对具体复合地基载力设计很有借鉴价值。

3）结合现场资料，对碎石桩复合地基承载力进行了时效分析，其结果表明，在进行复合地基承载力计算时，考虑软土固结是很有必要的。

4）在时效分析过程中，未考虑桩土应力比的变化，而是根据其变化。取一常量。

参考文献：

[1]胡中雄.饱和软粘土中单桩承载力随时间的增长[J].岩土工程学报，1985，7（3）：58-61.

[2]吴崇礼，郭述军。软土固结系数确定方法的分析和改进.见中国土木工程学会第五届土力学及基础工程学术会议文集[C].北京:中国建筑工业出版社,1988.

[3]刘三仓,韩思珍.灰土桩挤密地基的桩土应力比及承载力探讨[J].岩土工程学报,1996,18(1):89～94.

地基承载力范文第3篇

关键词地基承载力，塑性力学上限，最优化方法。

1前 言

地基承载力、土压力和边坡稳定是土力学的3个重要领域。这 3个问题都基于共同的极限平衡分析原理 ,可以采用相同的分析方法。但是 ,在长期的实践中 ,这 3个领域各形成了自己的体系。在地基承载力领域 ,目前常用的计算方法仍然是基于 Prandtl解的各种经验修正公式。应用塑性力学上下限原理 ,在建立地基承载力、土压力和边坡稳定分析统一的理论和方法方面作了大量的工作 ,但其有关的研究一直是在变分原理基础上进行的 ,因此 ,难以扩展到具有复杂边界和分层土体的实际工程问题中。曾提出一个基于滑楔破坏模式的分析方法 ,其普遍适用性还有待进一步论证。显然 ,只有开发数值分析的方法 ,方可使大部分实际问题方便地获得解答。

近期 ,笔者在二维领域应用塑性力学上限定理进行边坡稳定的理论研究[4 ,5]。该方法从变形协调出发 ,对于一个设定的滑裂面和斜分条模式 ,建立协调的速度场 ,根据外力功和内能耗散相平衡的原理确定相应的安全系数或加载系数 ,然后应用最优化方法 ,确定对应于最小安全系数的那个临界滑裂面和斜分条模式 (以下简称能量法 )。这一方法在精确地确定边坡稳定安全系数方面获得了成功。由于地基实际上是一个坡度为零的边坡 ,将该成果推广到地基承载力 ,是一个十分具有理论和实用价值的课题。

2极限分析法的理论基础和计算步骤

2.1上限定理的基本命题

在边坡稳定和地基承载力分析领域 ,对上限定理的描述可以用下面的命题表达(图 1):

在塑性区 Ω*,给出一个机动可能的应变场εij* ,并在滑裂面 Γ* 上给出一个相应的速度场 V*,那么,按照下式计算获得的外荷载T* 将比一个包含有真实的塑性区 Ω和真实的滑裂面 Γ的临界荷载 T大或与其相等。

∫Ωσi*jεi*j dΩ +∫vdDs* = WV* + T* V*(1)

上式左边的第一、第二项分别为塑性区内和滑裂面的内能耗散；W为塑性区土体重。因此 ,在诸多协调的位移场中给出最小的 T* 的那个一定最接近真实的临界荷载 T。

在地基承载力问题中 ,通常定义加载系数 η* 为

η* = (T * - T0)/ T0 (2)

其中T0为地基的实际承受的外荷载 ,那么上限图定理的命题具体化为寻找一个使 η* 获得最小值 η的应变场和速度场。

2．2计算内能耗散

如果材料遵守莫尔-库仑破坏准则和相关联的流动法则，则可确认沿滑面的速度V与滑面夹角为摩擦角φ，单位面积内能耗散为（图2）：

d D = (c cosφ u sinφ)v(3)

其中c为凝聚力；u为孔隙压力；V为滑块沿滑面的在单位荷载增量下产生的相对位移 ,通常称变形速率。

2.3计算多块体破坏模式协调的速度场

对某一边坡的塑性区 ,将其用一系列倾斜的线分成若干楔块 ,每一楔块都视为刚体 ,其变形速率为 V。图 3示出 3个块体的系统。 V与滑面夹角为 φ,与右边相邻块体的相对速度为 Vj ,V j与该两块体交界面的夹角为 φj。内能耗散发生于该楔块的底面和楔块间的界面 ,在刚体内为零。

根据位移协调要求 ,可以得到

1 (4)

1 (5)

其中Vl 和 Vr 分别为左侧和右侧条块的速度 ;θj =π/2-δ+ φj, θl=π+αl-φl,θr =π+αr -φr;α为底面与 x轴正向夹角 ;δ为侧面与 y轴正向夹角 ;θ为速度与正 x轴的夹角。如果将条块的宽度取为无限小 (图 4),还可通过积分获得滑面上坐标为 x的条块的绝对速度和相对速度。

V0为左端点（x=x0）的速度。在滑裂面上第k个α或φ 发生突变。上标l和代表该不连续点左和右的物理量。计算从第一个界面开始，到第 n-1个界面终止。这样，对滑面上横坐标为x的任意一点，其条块绝对速度V和条块侧面的相对速度Vj 都可表达为滑面左端点x=x0处的速度V0的函数。将获得各条块的绝对速度和相对速度代入式 (3)再代入式 (1),其中式 (1)左侧第一项可通过将Vj替代式（3）中 V获得。消去左右侧 V0 ,就可求解加载系数 η*如下。

定义

其中d W =土条重量 ;T0x, T0y分别为 T0在 x和 y轴的分量 ;L为土条侧面长度 ;η′为水平地震力系数。式 (10)最后一项计及滑面上 (n -1)个 α或φ的不连续点相应的界面上的内能耗散。由式 (2)定义的加载系数可通过下式计算 :

η* = G/Gb(12)

2.4求解临界滑动模式

陈祖煜和邵长明曾详细介绍了对传统的极限平衡法计算最小安全系数和临界滑裂面的数值分析方法。最优化方法为使用计算机搜索临界滑动模式创造了条件 ,这些研究成果可以方便地推广到本文介绍的极限分析方法中。所不同的是 ,滑动模式和垂直条分法相比 ,增加了一个土条界面倾角 δ。每一条块的 δ也将成为自由度。最优化方法将最终找到相应最小加载系数的滑裂面和斜分条模式。具体计算步骤通过下节 [例 2 ]介绍。

3验证

为了验证上述推导的正确性 ,下面通过两个例题进行分析探讨。

[例 1 ]对具有垂直表面荷载的例题 (图 5),索科洛夫斯基 ( Sokolovski , 1954)给出的临界垂直荷载 q的计算公式如下 :

的 q=c ctgφexp-2x)tgφ-1

其中 χ为边坡斜面相对水平线的夹角。相应的临界滑裂面由三段组成 ,AB , CD为直线 ,分别与边坡线和坡顶线夹角为 μ。

μ=

BC为一对数螺旋线 ,其左右边界线 BO和 CO分别与边坡线和 y轴线夹角为 μ。

当边坡处于极限状态时 ,加载系数 η=0。对 AB ,BC和 CD段分别进行积分 ,按式 (13)确

定的 q将使按式 (10)确定的 G为零。

这一实例说明 ,本文提出的上限定理的命题可通过解析解获得印证。

[例 2 ]某一坡角为 35°的均质边坡 ,其水平顶面上作用一均布荷载 ,荷载方向相对铅直

线夹角为 δ′(图 6)。根据索科洛夫斯基 (1954)提出的滑移线方法 ,此题的理论破坏面由直线 AB , CD和对数螺旋线 BC组成 , CD和 CO分别相对铅直线夹角 μ+ρ和 -(μ+ρ)。其中 μ = 45°-φ/ 2 ;ρ为大主应力相对铅直线的夹角。

主要参数 :c = 720kPa ,φ = 37°,χ = 35°,δ′= 24°,理论解提供的解答是 q =6 . 228 MPa , ρ= 28. 4°。理论的滑裂面和土条侧面示于图 6线 4。滑裂面通过联结 4个点的样条函数形成。对设定的初始滑裂面 1和相应的斜分条模式使用式 (12)求得 η3 =0127。从这个滑裂面开始 ,进行最优化方法计算最终得临界滑裂面和条间界面 (滑裂面 3 ,虚线 ),相应 η=01019。滑裂面 2是优化计算过程中通过随机搜索获得的滑裂面。如果用 5个点来模拟该滑裂面 ,则可得到 η=010028。与理论解相比 ,无论是最小加载系数 ,还是临界滑裂面和临界条间界面均十分接近。

通过 [例 2 ]说明 ,应用最优化方法可以自动找到相应最小加载系数 η的临界滑裂面和相应的斜分条模式。

4能量法在地基极限承载力计算中的推广

4．1传统的承载力计算方法

地基极限承载力的计算包括两个方面，一方面是允许位移的校核 ,另一方面是极限承载力的计算。对于后者， Prandtl于 1920年根据塑性力学理论导出了刚性基础压入无重量土中滑裂面的形状及其相应的极限承载力计算公式。由于数学上的严格解答在大部分的实际问题中是不可能得到的 , Terzaghi ,Meyerhof ,Vesic等众多学者在 Prandtl解的基础上对承载力理论进行了研究和发展 ,最终形成地基极限承载力的近似解答。这一近似解答的一般表达式为

Nγ为一半经验数据 ,可从地基规范承载力表中查取或用半经验公式 (表 1)计算 ;B为基础宽度 ;D为基础埋深 ;γ为土容量 ; qu为地基的极限承载力 ,即 T在单位宽度上的强度。

4.2能量法在地基极限承载力计算中的应用

选取宽度 B = 17m的条形基础进行计算分析 ,相应参数为 :c = 144. 5kPa ,γ=0. 0kN/ m3。这个例子针对土的不同内摩擦角 φ值进行计算。对于具有理论解的实例 ,使用式 (13)获得的 qu应保证使用式 (12)获得的 η的最小值为零。图 7示出 φ =0°和φ = 20°两种情况。使用同样的初始破坏模式如图 7 (a),应用最优化方法获得的临界破坏模式分别如图 7 ( b)和 7 (c)所示 ,η分别为 01004和 01008。计算机在搜索最小 η值时 ,准确地将中部的土条侧面收敛于地基的左侧点 ,由此将滑裂面分为 3个区域 :荷载作用下面的三角形区域 ,对应于理论上的主动 Rankine区 ;条间界面一端收敛于一点所对应的放射形区域 ,对应于理论上的 Prandtl区;放射形区域另一端的另一个三角形区域对应理论上的被动 Rankine区。 φ=0°时 ,滑裂面形状接近于圆弧 ;φ≠0°时 ,滑裂面形状为两段直线接一段对数螺旋线。这就说明 ,采用建立在塑性力学上限 解基础上的地基极限承载力数值分析方法直接获得了理论上严格的地基极限承载力解答。

表 2将一系列φ值的计算成果与理论解对比，可见成果的准确性相当稳定。所得的η值与理论值的误差均在1%左右，而且自动搜索得到的临界滑裂面形状也与理论解一致。

表2 上限数值解和理论解成果对比

注：qn和 qp分别为根据数值解和理论解获得的极限承载力 ;η= ( qn/ qp -1);q的单位为 kN/ m。

表 3比较了容重不为零情况下表 1所列的各种经验方法的准确性 ,并示于图 8。可见 W1F Chen的公式计算结果与采用 Prandtl的经验公式求得的结果最为接近 ,但是在 φ值超过 25°后 ,η值为负 ,意味着高估了地基的承载力。而 Mayerhof以及 Terzaghi的方法则偏于保守。

表 3对 γ≠0情况各种不同的经验公式和数值解成果对比

注 :下标 n,v, m,t,c分别代表数值解、采用VesicMeyerhofTerzaghi 和 W. F. Chen方法的计算成果，q的单位为 kN/ m。，

在有容重且有埋深的条件下 ,式 (15)的经验公式将基础两侧埋置深度以内的土重以连续均匀分布的荷载考虑 ,未能计及这部分土体的抗剪作用 ,因此不可避免地存在着一定的误差。

地基承载力范文第4篇

关键词：公路桥涵；地基承载力；检测

Abstract: in recent years, with the continuous development of highway construction in China, the relevant departments on the bearing capacity of highway bridge and culvert foundation are increasingly high requirements, it is not only the foundation of highway construction, an important guarantee for safe operation of highway. Therefore, ensure sufficient stability bearing capacity of bridge and culvert foundation can not be ignored. This paper first introduces the foundation bearing capacity of highway bridges and culverts, detection and analysis of the bearing capacity of bridge and culvert foundation in highway construction in our country and on this basis, to provide some reference for the future of China's highway construction and development.

Keywords: highway bridge; foundation bearing capacity; detection

中图分类号： F540.8文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

地基承载力指的是地基本身所具备的承担荷载的能力。一般来说，在荷载的作用下，地基都会出现不同程度的变形，随着荷载的逐渐加大，地基变形的程度也会随之增加。因此，为了能够使公路的建设质量达到使用的要求，做好公路桥涵地基承载力的检测工作是不容忽视的。就我国目前公路桥涵地基承载力的检测和评定的现状来看，仍然存在一些有待解决的问题，相关工作人员必须要对这些问题进行系统分析，从而采取相应的措施将其解决，以此来促进我国公路建设的可持续发展。

一、地基承载力检测方法

在公路建设过程中，对于桥涵地基承载力的检测防范有很多，每种检测方法都有各自的特点和适用范围，工作人员应该根据工程的实际情况来选择最佳的检测方法，从而实现对公路桥涵地基承载力的检测。

1.1通过原状土的物理力学指标查表确定

在诸多公路建设工程当中，由于每个工程的实际施工环境不同，因此所采用的地基土也不尽相同，公路桥涵地基承载力的检测人员则可以根据不同的地基土所具有的物理力学指标来对地基的承载力进行确定。根据地质勘测、原位测试、野外荷载试验以及邻近旧桥涵调查对比，工作人员通过自身的施工经验和相关的理论公式将其对比的结果进行综合分析，并且进行初步确定。如果在实际施工过程中，由于地质和结构相对来书较为复杂，从而缺乏上述依据资料，那么工作人员可以根据现场荷载试验来确定地基的容许承载力，对于设计单位来说，结构物的地基稳定性都是经过验算得出来的。

虽然通过对地基土的物理力学指标查表可以确定其具体的承载力值，但是目前的统计表中，相关参数仍然存在一些差异，比如说细颗粒土的液限、液性等相关指数均采用76g平衡锥测定的数值，而在其他规范中早已经采用100g平衡锥，这就导致二者之间存在一定的差异，在对地基承载力值进行确定的时候，也必然会出现偏差，因此，这种方法在目前公路工程实际检测中很少应用。

1.2动力触探试验确定地基承载力

动力触探主要是根据工程地基土性质的不同，利用一定的锤击能量，将带圆锥形的探杆打入到地基土中，计算探杆到达所需深度时所需要的锤击数，根据其次数来分析地基土力学特征的一种地基承载力检测方法。这种检测方法主要适用于以粘性土、砂类土以及碎石类土为地基土的公路建筑工程。此外，由于动力触探设备分为轻型动力触探、重型动力触探以及特重型动力触探等几种类型，因此，工作人员在对设备类型进行选择的时候，应该充分结合工程地基土的实际情况。动力触探设备类型和规格如表1所示：

表1：动力触探设备类型和规格

从表1我们可以看出，轻型动力触探设备每贯入30cm，记录相应锤击数，重型动力触探每贯入10cm记录相应锤击数。如果工程地基土的地层相对来说比较松软的时候，工作人员可以采用测量每此锤击(一般为1击-5击)之后的的贯入度，然后按照相应的公式对相应的地基承载力值进行计算。

1.3标准贯入试验确定地基承载力

标准贯入试验地基承载力检测方法主要是利用规定的锤重和落距将标准贯入器打入地基土中，计算贯入器到达所需深度时所需要的锤击数的一种检测方法。通常情况下，规定的锤重和落距分别为63.5kg和76cm。这种方法主要适用于砂土、粉土和一般粘性土，具有测试简便，测试结果准确度高等优点。在对地基土的密实度进行确定的时候，应该严格按照相关规定的标准来判断，表2和表3分别是根据标准贯入锤击数N值确定砂土密实度和砂土的容许承载力，工作人员可以根据表中的内容来对公路桥涵地基承载力进行检测。

表2：根据标准贯入锤击数N值确定砂土密实度

1.4静力触探试验确定地基承载力

静力触探试验主要是用静力匀速将标准规格的探头压入土中，同时量测探头阻力，测定土的力学特性。这种方法通常适用于软土等，另外十字板剪切试验适用于测定饱和软黏性土的力学特性，但是在我国目前公路建设工程中，对于这种方法使用的次数较少。

二、不同地基承载力检测方法对比分析

从我国目前公路桥涵地基承载力检测方法的使用情况来看，由于查表法和静力触探试验在实际应用过程中具有一定的局限性，加上这两种方法的适用范围也很小，因此，在实际施工过程中很少应用。结合工程的具体情况，较为常用的就是动力触探试验和标准贯入试验两种方法。但是这两种方法也有各自的适用范围，虽然锤重都是63.5kg，落距为76cm，但由于两者是不同的试验设备，因此，相关的承载力确定方法以及经验数值也不尽相同。在实际应用的过程中必须要将二者所起到的作用合理区分开。根据工程的实际情况选择最佳的检测方法，对于采用碎石桩、石灰桩、粉喷桩等处理后的地基承载力的检测必须依据相应技术规范确定复合地基承载力。

结语：

综上所述，随着我国公路建设发展脚步的不断加快以及科学技术的不断更新，公路桥涵路基承载力的检测方法也必然会越来越成熟。公路建设人员如果想要从根本上解决公路桥涵路基承载力的荷载问题，就必须在充分掌握多种检测方法的基础上，根据工程的实际情况，将其科学应用到实际施工中，尽可能将公路桥涵地基承载力的质量达到公路使用的实际需求，促进公路建设的稳定发展。

参考文献：

[1]王志强.论公路桥涵地基承载力的检测[J].《山西交通科技》.2006(01)

[2]刘仕华.地基承载力检测方法的研究[J].《科教创新》.2009(11)

[3]刘永波.公路桥涵地基承载力计算的相关问题探讨[J].《公路》.2010(06)

[4]张爱社.浅谈路桥地基承载力的检测[J].《城市建设理论研究》.2012(01)

[5]张楠.公路桥梁地基的承载力及沉降分析[J].《交通标准化》.2011(02)

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地基承载力范文第5篇

关键词地基承载力深度修正；主裙楼一体；超载；天然埋深；折算埋深；柱下独立基础；

中图分类号：TU47文献标识码： A 文章编号：

1前言

主体结构的地基承载力修正是极重要的问题，之所以要对地基承载力进行深度修正，是考虑基础两侧基底标高以上的超载对基础两侧滑动土体向上滑动的抵抗作用。规范条文中规定了如何进行深度修正的公式及裙房超载考虑的方法，但笔者认为规范条文说明太过笼统，且很难实际操作。如没有提及裙房的基础形式，当裙房采用箱基、筏基等整体基础时按折算土厚进行深度修正没有异议，但如果采用柱下独立基础加防水板这样的结构，按折算土厚修正是否还成立呢？目前设计人员对其认识还存在着较大的不同。笔者通过与相关设计人员沟通，并查阅相关资料，从地基承载力深度修正的实质出发，总结出地基承载力深度修正的几个关键要素，并且希望通过对几种特殊情况下地基承载力修正问题进行的探讨，对设计有所帮助。

2规范相关条文

《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2011）第5.2.4条指出：通过载荷试验或其他原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值，需要进行深度修正。其条文说明中还有一段论述：“目前建筑工程大量存在着主裙楼一体的结构，对于主体结构地基承载力的深度修正，宜将基础底面以上范围内的荷载，按基础两侧的超载考虑，当超载宽度大于基础宽度两倍时，可将超载折算成土层厚度作为基础埋深，基础两侧超载不等时，取小值。”这两处要求虽然表述不一样，但其实质是一致的，均与浅基础地基破坏机理相关。

3地基承载力深度修正的方法

进行地基承载力的深度修正的实质，就是为了考虑基础两侧基底标高以上的超载q对基础两侧滑动土体向上滑动的抵抗作用。这个超载可以直观地理解为作用在滑动土体表面的压重。超载q可以是土自重q＝rd；也可以是裙房产生的连续均布压力。因此，结合地基破坏机理，本文总结出地基承载力深度修正的几个要素分别如下：

（1）地基承载力的深度修正，其实都是超载的压重作用。无论是用土的天然埋深，还是将裙房等其他连续均匀压重折算为土厚进行地基承载力的深度修正，其实质都是基础两侧超载抵抗滑动土体向上运动的体现。

（2）对超载连续、均匀性和满足一定分布宽度的要求。地基承载力计算公式的建立是以超载q为连续均布荷载，并作用在整个滑动体表面为前提的。根据规范的建议，超载的分布宽度满足大于（2～4）B（B为基础宽度）的要求，才可进行地基承载力的深度修正。

（3）把裙楼荷载作为主楼基础周围的超载考虑时，荷载效应应取正常使用极限状态下荷载效应的标准组合，不应计入活荷载，只考虑恒载作用。

（4）取最小值的要求。地基的破坏一般都发生在最薄弱部位，因此应取基础四周的埋深（或折算埋深）的最小值进行深度修正，理解了地基承载力深度修正的实质，就可以把地基承载力深度修正的问题转化为考虑基础四周2～4倍基础边长范围内超载的大小与分布问题。

（5）注意主裙楼一体时，考虑减少沉降差异或施工顺序等因素，往往先施工主楼再施工裙房，此时不应考虑裙房荷载的折算土厚对主楼地基承载力进行深度修正。如果施工主楼的同时施工裙房，可考虑裙房压载在对主楼地基承载力的修正。因此如果采用裙房超载修正地基承载力时，在设计图纸上应对施工顺序进行明确要求，不可忽略施工顺序对地基承载力修正的影响。

抓住了上述5个要素，基本可以解决一般工程的地基承载力修正取值问题。

4几种特殊情况下地基承载力修正问题的探讨

（1）是否可取基础两边的埋深（或折算埋深）的平均或者加权平均来进行承载力的深度修正。此点《规范》条文中有明确说明“基础两侧超载不等时，取小值。另外从地基破坏模式的原理来看，基础两边的压重不一样时，破坏的滑裂面自然在压重轻的一边先发生。而另一侧的约束对此是没有贡献的。因此本文认为没有充分理论和试验依据之前，取小值偏于安全。

（2）当主楼L（长边）/B（短边）较大时，可只验算基础长边方向承载力修正后是否满足。当结构四周的超载相差不多，且其长宽相差较大（一般大于6）时，破坏一般不会在短边方向发生，此时取长边(L方向)进行考虑是可以的；但当结构的长宽比较接近（一般小于3）时，取四周埋深（折算埋深）的最小值进行深度修正是较安全的，也是比较合理的；其余情况可结合具体工程，根据实际情况适当考虑。

（3）对裙楼边长小于2倍主楼边长时的考虑及建议，分两种情况。

① 当裙楼处的折算深度大于天然埋深时，按照规范要求，取天然埋深进行深度修正是没有问题的。但如裙楼可以形成较为连续均布的超载时，可以适当考虑裙楼的压重作用，取计算埋深为裙楼折算埋深和天然埋深之间。因为这方面没有权威资料，因此具体取值应该慎重，或者参考工程经验。

② 当裙楼处的折算埋深不大于天然埋深时，规范没有明确说明。这个时候，取折算埋深，取小值应该是合理、且偏于安全的。

（4）裙房基础形式为独立基础加防水板。该基础防水板的基底反力大小与其构造密切相关，采用不同的基础形式，或者防水板的做法不同，裙楼基础对地基土的约束也不同，如不加区分采用相同的方法进行深度修正是不合适的，所以以下分两种情况分别讨论。

① 防水板下设置软垫层，起到确保防水板不承担或承担最少量的地基反力时，裙楼基础在主楼基底标高处无法形成连续超载，无法对主楼地基形成有效的约束。因此此种情况下的主楼地基承载力只能考虑裙房防水板自重、地下室地面建筑做法重等的修正作用，而不能考虑裙房超载对主楼地基承载力的深度修正。

② 如果防水板下采用的是一般垫层，当荷载加上以后，独立基础发生沉降，地基土产生反拱，这个反拱受到防水板的约束，从而使防水板连同独立基础形成满堂底板，防水板与基础将共同承担上部结构传来的力，此时实际是变刚度筏基，需要计算分析，使防水底板本身能够承担部分地基反力的作用，并且按照实际反力确定防水底板的厚度及配筋。此时可以将基底平均压力q全额作为超载对主楼基础下的地基承载力进行深度修正。

（5）当主裙楼基础埋深相差较大时，裙房柱下独立基础传给地基土的压力通过土体的扩散作用传递到更深层土中，在主楼基底标高位置已形成连续的超载，如下图1所示，因此即使裙楼采用独立基础等非筏板基础，亦可按折算荷载计算主楼建筑基础埋深。但是作用在地基上的力要向下部土层扩散，需要一定深度，应根据土层的参数进行扩散角计算，如在主楼基底标高处独立基础扩散面积无法交叠，不能形成连续的超载，就不能考虑裙房超载对主楼地基承载力的修正作用。

图1

5结语