地基承载力范文

地基承载力范文第1篇

【关键词】地基承载力值；载荷试验；理论计算；原位测试

Abstract The natural bearing capacity of foundation engineering construction engineering geological design parameters. Correct evaluation of the foundation carrying capacity is to ensure construction safety, the premise of the economy, but now the design specifications of a number of terms on the value of bearing capacity of foundation, different rules with different values ​​of bearing capacity of foundation is the same in the same industry in this specification different versions, the foundation bearing capacity of the existence of different, this paper described the engineering of several common foundation of the concept of carrying capacity values​​, define and determine, with a view to a correct understanding of the engineering staff several bearing capacity of foundation help and analyze the characteristics of several foundation bearing capacity values ​​and various established foundation bearing capacity method.

Key words foundation bearing capacity value; load test; theoretical calculations; situ test

中图分类号:TV223文献标识码：A 文章编号：

1 前言

我国在以往工程建设中，较多地出现过以下几种地基承载力值：地基承载力基本值 ，承载力标准值 ，承载力特征值 ，地基容许承载力，地基极限承载力。由于各承载力概念上的差别，其确定方法也不同，这给岩土工程勘察、工程设计和施工人员造成很大的不便。本文详细介绍地基承载力的定义、概念及其确定方法，以期对工程人员正确认识几种地基承载力有所帮助。

2 几种承载力的定义

地基承载力基本值，是指按有关规范（铁路、公路行业规范常见）规定的一定的基础宽度和埋置深度条件下的地基承载能力，通常是根据室内试验及其它原位测试综合确定[1,2]，也可以根据室内试验测定的地基土的某些物理力学性质指标来查取承载力表来确定。《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）也曾使用过地基承载力基本值这个概念

地基承载力标准值与地基承载力设计值都是按概率极限状态原则设计提出的，标准值是指按有关规范规定的标准方法试验并经统计处理后的承载力值, 设计值等于标准值除以分项系数，按照概率极限状态设计的原理，抗力分项系数是大于1的[3]，因此设计值必然小于标准值。

地基承载力特征值是《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）提出的，指由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值 ，但是规范中又提出地基承载力特征值可由其他原位测试、公式计算、并结合经验值等方法确定[4]，按其基本属性仍然是强度条件下的地基承载力，因此这种承载力并不一定满足建筑地基的容许变形值，还要根据建筑地基基础设计等级及与地基容许变形值配合使用。

地基容许承载力，是指作用在基底的压应力不超过地基的极限承载力，并且有足够的安全度，而所引起的变形又不超过建筑物的容许变形，同时满足强度和变形要求的地基单位面积上所能承受的荷载就定义为地基容许承载力，取极限荷载除以安全系数（一般为2）得到地基容许承载力。

地基极限承载力，是指使地基土发生剪切破坏而即将失去整体稳定性时相应的最小基础底面压力，一般是在钢塑体假定的基础上考考钢塑体的极限平衡条件得到的半理论半经验公式[5]，或是从原位的载荷试验得到。

3 地基承载力的确定

确定地基承载力的方法主要有三种：① 理论计算法；②现场原位测试法；③按规范查表法。

3.1理论计算法

理论计算法是以土的强度理论为基础，根据地基土中塑性变形区发展范围以及整体剪切破坏等不良情况在一定的假设条件下通过公式推导，主要有临塑荷载计算公式、控制塑性区计算公式、极限承载力计算公式三种。

3.1.1临塑荷载计算公式

临塑荷载fcr是指在外荷作用下，地基土刚出现剪切破坏（即开始由弹性变形进入塑性变形）时的临界压力[5]，由下式计算：

3.1.2控制塑性区计算公式

大量建筑工程实践表明，采用上述临塑荷载作为地基承载力往往偏于保守。当建筑地基中发生少量局部剪切破坏，但只要塑性变形区范围控制在一定限度（此塑性区一般规定为其最大深度不大于基础宽度的1/4），并不影响建筑物安全。这样还可以提高地基承载力，降低工程造价。当偏心距小于或等于0.033倍的基础底面宽度时，在满足变形要求的条件下，可根据土的抗剪强度指标按下式确定地基承载力特征值[4]：

式中 γ ――基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度；

γm――基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度；

d――基础埋置深度（m），一般自室外地面标高算起；

fa――由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值；

Mb、Md、Mc――承载力系数，按建筑地基基础设计规范GB50007-2002表5.2.5确定；

b――-基础底面宽度大于6m时按6m取值对于砂土小于3m时按3m取值

Ck――基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力标准值

3.1.2极限承载力计算公式

作用在地基上的荷载较小时，地基处于稳定状态。随着荷载的增大，地基中产生局部剪切破坏的朔性区也越来越大。继而地基中的塑性区将发展为连续贯通的滑动面，地基丧失整体稳定性而破坏。此时地基承受的荷载达到极限值[5]：

式中 γ、γo――分别为基底以下和基底以上土的平均重度，地下水位以下取浮重度（KN/）；

d――基础埋置深度，一般自室外地面算起；

CK――基底下持力层内粘聚力标准值（KPa）；

Nr、Nr、Nr――承载力系数， 按高层建筑岩土工程勘察规程JGJ72-2004表A.0.1-1确定

ζr、ζq、ζc――基础形状系数，按高层建筑岩土工程勘察规程JGJ72-2004表A.0.1-2确定

3.2现场原位测试法

原位测试在确定地基土承载力方面有重要意义，无数实践经验和理论计算表明，原位测试的代表性好、测试结果精度较高，因而较为可靠。

3.2.1载荷试验确定地基承载力

用载荷试验确定地基承载力被认为是最可靠、有效的办法。它适用于各类地基土。规范规定，对于设计等级为甲级的建筑物，必须做现场载荷试验以确定其承载力特征值[4]。载荷试验相当于在工程原位进行的缩尺原型试验，能比较直观地反映地基土的变形特性，该法具有直观和可靠性高的特点。

地基静载试验主要应绘制p-s曲线，但根据需要，还可绘制各级荷载作用下的沉降和时间之间的关系曲线以及地面变形曲线。

例如图3.2-1所示：

图3.2-1某地基静载试验的荷载~位移曲线（p~s曲线）

OA段为弹性阶段，曲线特征为近似线性，基本上反映了地基土的弹性性质，A点对应的荷载称为临塑荷载；

AB段为塑性发展阶段，曲线特征为曲率加大，表明地基土由弹性过渡到弹塑性，并逐步进入破坏；

BC段为破坏阶段，曲线特征为产生陡降段，C点对应的荷载称为破坏荷载，C点荷载的前一级荷载（不一定是B点）称为极限荷载。

若绘出的p~s曲线的直线段不通过坐标原点，可按直线段的趋势确定曲线的起始点，以便对p~s曲线进行修正。

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002附录C、D有对于确定地基承载力的相关规定[4]。

3.1.2静力触探试验确定地基承载力

静力触探法求地基承载力一般依据的是经验公式。这些经验公式是建立在静力触探和载荷试验的对比关系上。用静力触探法求地基承载力要充分考虑土质的差别，特别是砂土和粘土的区别。另外，静力触探法提供的是一个孔位处的地基承载力，用于设计时应将各孔的资料进行统计分析以推求场地的承载力，此外还应进行基础的宽度和埋置深度的修正。

图3.1-2 静力触探示意及其曲线

（a）静力触探示意及土层剖面（b）静力触探曲线

我国对使用静力触探法推求地基承载力已积累了相当丰富的经验，经验公式很多。在使用这些经验公式时应充分注意其使用的条件和地域性，并在实践中不断地积累经验。

铁路部门提出的经验公式（见《铁路工程地质原位测试规程》）如下[6]：

对于Ql~Q3沉积的老粘土地基，比贯入阻力ps在2700~6000kPa的范围内时采用如下公式计算地基的基本承载力0：

0=0.1ps

对于Q4一般粘性土地基的基本承载力0采用下式计算：

0=5.8ps0.5-46

对于软土地基的基本承载力0采用下式计算：

0=0.112ps+5

对于一般砂土及粉土地基的基本承载力0采用下式计算：

0=0.89ps0.63+14.4

上列各式的单位均为kPa。

相应的深、宽修正系数如下表：

表2-2由贯入阻力ps定宽、深修正系数k1和k2

3.3按规范查表法

该方法是根据室内土工试验测定的地基土的物理力学性质指标平均值，然后查取承载力表以确定其承载力。这一方法主要优点是使用方便，但存在很大的弊端。承载力表是用大量的试验数据，通过统计分析得到的，但我国幅员辽阔，不同地区的地质条件存在很大的差异，所以这种统计分析在全国范围内没有普遍适应性。利用查表法确定承载力，在很多地区可能会偏于保守，也可能会偏于不安全。前者会造成浪费，后者可能会造成工程隐患。随着设计水平和对工程质量要求的提高，变形控制已是地基设计的重要原则，所以新规范（2002规范）取消了承载力表，勘察单位可根据试验和地区经验确定承载力。目前，大部分城市和地区都根据地区岩土特点编制了地方规范。

4 结束语

在实际工作时，我们可能会用到许多不同的勘察设计规范，而在不同的规范中又有不同的地基承载力值的定义，仅仅是名称的不同还是有实质性的差别？不同的地基承载力值的定义反映了我国岩土工程标准化存在的问题。

比较以上三种确定地基承载力的方法，理论计算法有成熟的理论基础，但存在参数选取方面的问题，并且这些计算公式是在一定的假设条件下建立的，这也造成了计算值与实际值不符；载荷试验直接在原位测试地基土承载力，但是载荷试验的局限性在于费用较高，周期较长和压板的尺寸效应等；静力触探方便、快捷，对土层的扰动小，测试连续进行，测试成本低，数据的重现性好，但是静力触探的除了对于硬土层难以穿越外，主要的还在于测试手段较为单一，无法控制应力路径和应变路径，测试过程和对测试结果的解释对经验的依赖性过强因而较难把握等等；查表法由于在全国范围内没有普遍适应性，已被新规范（2002规范）取消，只是在如：铁路规范，公路规范中还在运用。总的来说，在地基土比较均匀时，以载荷试验得到的地基承载力较为可靠，若采用其他方法配合使用，则可以较准确的提供地基设计参数。在工程建设中，一般由勘察单位提供设计单位地基承载力基本值或承载力特征值，设计单位根据基础形式及建筑物的具体要求对承载力基本值进行深度和宽度修正，然后进行地基和基础的设计。

参考文献

[1]TB10012-2001，铁路工程地质勘察规范[S].

[2]JTG_D63-2007，公路桥涵地基与基础设计规范[S].

[3]GBJ7-89，建筑地基基础设计规范[S].

[4]GB50009-2002，建筑地基基础设计规范[S].

[5]常士骠，张苏民等. 工程地质手册（第四版）[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2007

[6]TB10018-2003，铁路工程地质原位测试规程[S].

地基承载力范文第2篇

关键词：细砂；地基承载力；压缩变形；密实度

中图分类号：TU473.1+4 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）04-（页码）-页数

1. 地基承载力的概念及取值方法

1.1地基承载力的概念

所谓地基承载力是指地基受荷后塑性区限制在一定范围内，保证不产生剪切破坏而丧失稳定，且地基变形不超过容许值时的承载能力。

地基承载力特征值fak是正常使用极限状态计算时的地基承载力，即在发挥正常使用功能时地基所允许采用抗力的设计值。它是以概率理论为基础，也是在保证地基稳定的条件下，使建筑物基础沉降计算值不超过允许值的地基承载力。

地基承载力基本值f0是指按标准方法试验，未经数理统计处理的数据，可由土的物理性质指标查规范得出的承载力。该承载力为按有关规范规定的一定的基础宽度和埋置深度条件下的地基承载能力。

从fak与f0的概念分析，f0经过一定的折减后即为fak，但从国标《建筑地基基础设计规范》（GBTJ-89）[6]到（GB50007-2002）[5]的演变，以及福建省标准《建筑地基基础技术规范》（DBJ 13-07-2006）[1]表C.0.6与《工程地质手册》（第三版）[3]表3-2-36的对比分析，fak与f0是基本一致的。

1.2目前砂土地基承载力取值的一般方法

地基承载力的取值既不能片面地追求较高的安全度而造成工程浪费，也不能为了节省造价而牺牲安全度，刻意提高取值，应本着既安全又经济的原则进行。

目前对砂土的地基承载力确定方法常用的有两种，其中最常用的为查表法。

（1）查表法，按地方标准提供的承载力表格查表取值。目前一些沿海地区，如福建、广东、广西等的地方建设标准均提供了根据标贯击数确定承载力的表格，其中对于砂土的取值也都大同小异，以福建省标准《建筑地基基础技术规范》（DBJ 13-07-2006）[1]为例，详见下表1：

设计综合各种试验结果，采用fak=220kPa、E0=15 MPa进行设计，基础尺寸按3.2m×3.2m考虑，采用分层总和法估算地基最终沉降量为16.33mm。根据沉降观测结果，开闭所沉降稳定后的累计总沉降量为12-17mm。

显然，利用平板载荷试验和静力触探试验成果的计算结果与实际观测较为接近。

4.试验检测结果分析

4.1从试验方法的综合使用方面分析

从三种不同检测方法获得的地基承载力特征值来看，根据标贯击数依福建省标准《建筑地基基础技术规范》（DBJ 13-07-2006）[1]表C.0.6确定的承载力值最小，约160kPa；按平板载荷试验确定的承载力值最大，不小于220 kPa；按静力触探确定的承载力值居中，约为180 kPa。载荷试验是天然地基上模拟建筑物的基础荷载条件，通过承压板向地基施加竖向荷载，观察研究地基土的变形和强度规律的一种原位试验，属于现场模拟操作，是确定地基承载力最接近实际的手段，这已得到业界的共识，检测结果也被设计认可和采用。但是，由于该试验费用较高，一般只用于安全等级为一级的建筑物。

利用标贯击数查表确定砂土的地基承载力是目前岩土工程勘察中最常用的方法。福建省标准《建筑地基基础技术规范》（DBJ 13-07-2006）[1]表C.0.6与《工程地质手册》（第三版）[3]表3-2-36采用的其实就是《建筑地基基础设计规范》（GBJ 7-89）[6]附表5-8的数据。近二十多年来，随着经济的快速发展，工程建设项目虽然数量庞大，但普遍存在工期紧、勘察费低的现象，而且受场地工程地质条件与工程重要性等级等因素的影响，因此也少有对细砂层采用多种试验方法及沉降观测结果进行承载力的验证，并提出更新意见，而一直引用原有数据。

观点一：当场地有现场载荷试验时，对试验结果的采用应以载荷试验为主，其他试验方法为辅。

4.2 从砂土的压缩变形机理、密实度的表征分析

一般来说，砂土颗粒间孔隙连通性较好，地基承载力受地下水及孔隙气体的影响很小，其强度主要来源于固体颗粒间的滑动摩擦和咬合摩擦，前者会引起土体的剪缩，颗粒间的滑动趋向密实；后者会引起土体的剪胀、颗粒破碎和颗粒重新定向排列。因此，砂土的压缩变形稳定后承载力的提高基本上是砂粒结构排列在外荷作用下重新调整挤密的结果。

孔令伟、朱建群等人的研究（国家自然科学基金资助项目40372128）[9]指出，粉粒含量对砂土强度的影响表现在两个方面：（1）由于粉粒含量的增加，影响砂土的透水性，从而使砂土在外力作用下，超静孔隙水压力来不及消散而降低其有效抗剪强度；（2）砂土在外力作用下，砂颗粒间的相互错动导致处于砂粒接触点上的粉粒滑入孔隙中；或者，一部分粉粒仍处在接触点上而产生粉粒自身的弹性压缩（实际上该部分变形量非常小，可忽略不计），从而表现出较大的体缩。虽然从这个层面上来讲，砂土的粉粒含量、颗粒形状、级配、粒径等对其压缩变形有一定影响，但是该文献研究的是粉粒含量对松散状态（孔隙比e=1.07±0.005）下的片状粉细砂强度的影响，对不同粉粒含量在不同密实度状态下对砂土强度的影响问题，目前尚未发现有专门的研究资料。

众所周知，砂土的密实度是砂土体强度，即砂土体抵抗外力产生压缩变形能力的一种综合表征，这从现行有关规范的条文也可见一斑，例如：（1）国标《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）[2]第3.3.9条根据标贯实测值划分砂土密实度，未按砂土类别（粒组成分）进行细分；（2）行标《静力触探技术规则》（TBJ 37-93）[4]根据静力触探结果，对承载力与压缩模量的取值也并无砂土类别之分；（3）砂土作为基础持力层，对工程影响最大的就是液化问题，国标《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）[10]第4.3节对饱和砂土的液化判别虽然考虑了粘粒含量的影响，但也未考虑砂土的粉粒含量、颗粒形状、级配、粒径等因素，对不同类别的砂统一按标贯击数进行判别。

观点二：根据标贯击数确定的细砂地基承载力可以提高到与中、粗砂相当的水平。

4.3从试验成果的取用及地基沉降计算与沉降观测结果方面分析

地基沉降计算与实际沉降观测之间会存在一定差异，这是由于理论计算基于线弹性模型与土体的本构模型之间存在差异造成的，这在不少文献（如文献[8]）及教科书中都有论述。当然，沉降计算与变形参数的取值关系甚大，比如利用平板载荷试验成果计算的沉降量较小，就是因其变形参数取值较大的结果。本文讨论的是地基承载力的取值问题，在变形参数取值相同的情况下，基础尺寸将随地基承载力的减小而增大，造价也会相应增加。从地基沉降变形计算与沉降观测的结果来看，虽然计算结果与沉降观测之间存在一定差异，但利用平板载荷试验和静力触探试验成果的计算结果与实际观测仍较为接近，而利用标贯试验成果计算的结果与实测相差较大。若其他条件不变，利用标贯试验成果（fak取160kPa），即使压缩模量Es取10 MPa进行计算，基础尺寸达到3.7m×3.7m，其最终沉降量也达24.96mm。不但计算的沉降量仍然较大，而且基础尺寸也较大。

本工程实例设计采用了平板载荷试验结果（fak取220kPa，E0=15 MPa）进行设计。实际的沉降观测结果沉降较均匀，沉降量也较小，与理论计算值较为接近，满足国标《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）[5]的有关要求。

观点三：细砂在杆长修正后的标贯击数达到15击时，地基承载力特征值fak取220kPa是安全可靠的。

5.结论与建议

本工程实例的细砂层直接出露、厚度大、分布范围广、均匀性较好，试验条件好，与理论模型也较为接近，试验成果可靠度高，具有一定的代表性。综合以上的讨论和分析，目前根据标贯击数，依福建省标准《建筑地基基础技术规范》（DBJ 13-07-2006）[1]附表C.0.6确定的细砂地基承载力偏低，会在一定程度上造成工程浪费。建议：根据标贯击数，按该规范查表确定的细砂地基承载力特征值宜提高到与中、粗砂相当的水平，即细砂经杆长修正后的标贯击数不小于15击时，其地基承载力特征值不小于220kPa。

此外，建议对粉粘粒含量与不同密实度条件下的各粒级砂（若能同时考虑级配问题更好）的强度关系作深入的研究，为工程建设提供更详实的依据，在确保安全度的同时，尽量节省造价。

参考文献

[1]福建省工程建设地方标准DBJ 13-07-2006 建筑地基基础技术规范[S].中国建筑工业出版社，2006年

[2]中华人民共和国国家标准 GB 50021-2001 岩土工程勘察规范[S].中国建筑工业出版社，2009年

[3]常士骠等.工程地质手册（第三版）[M].中国建筑工业出版社，1992年

[4]中华人民共和国行业标准 TBJ 37-93 静力触探技术规则[S].中国建筑工业出版社，1993年

[5]中华人民共和国国家标准 GB 50007-2002 建筑地基基础设计规范[S].中国建筑工业出版社，2002年

[6]中华人民共和国行业标准 GBJ 7-89 建筑地基基础设计规范[S].中国建筑工业出版社，1989年

[7]中华人民共和国行业标准 JGJ 72-2004 高层建筑岩土工程勘察规程[S].中国建筑工业出版社，2004年

[8]马崇武 刘忠玉 王卫平. 传统地基沉降计算方法存在问题分析[J].东莞理工学院学报，2007，14（5）

[9]朱建群 孔令伟 钟方杰. 粉粒含量对砂土强度特性的影响[J].岩土工程学报 2007，29（11）

[10]中华人民共和国国家标准 GB 50011-2010 建筑抗震设计规范[S].中国建筑工业出版社，2010年

地基承载力范文第3篇

关键词：CFG 复合地基 地基承载力特征值反算分析

中图分类号：F54文献标识码：A

1 引言

近年来，CFG在河南省内应用十分普及，洛阳、三门峡等黄土地区也逐渐采用CFG复合地基，开封、中牟、商丘等软土地区，也倾向于采用CFG复合地基基础形式。表明，CFG因其成熟的施工工艺，可靠的施工质量，成为业主、设计院的首选基础形式之一。

CFG复合地基在实际应用过程中，因各环节处理不到位，经常出现一些纷争，常见的问题包括以下两类[1] [2]，一类是CFG单桩竖向承载力特征值不满足设计要求，复合地基承载力特征值也不满足要求；另一类是CFG单桩竖向承载力特征值略低于设计要求，但复合地基承载力特征值满足要求。洛阳某项目采用CFG复合地基，却出现了不同于上述两类情况的第三类情况，即单桩竖向承载力特征值，近似满足要求的情况下，复合地基承载力特征值远低于设计值。通过对各方提供的资料进行详细分析和考证，查明了出现该情况的原因，为后续CFG复合地基问题处理提供了较强的借鉴意义。

2 工程实例

2.1 工程设计概况及岩土工程参数

洛阳310国道附近一个项目15栋高层住宅楼均采用了CFG复合地基，其中一栋楼的CFG有效桩长17m，直径500mm，混凝土强度等级C30，基底标高-6m，桩间距1.6m，正方形布桩，共布置276根桩，设计单桩竖向承载力特征值为1150kN，复合地基承载力特征值为530kPa。

根据岩土工程勘察报告，其揭露的地层条件及岩土工程参数如下表1所示。

表1场地土层地质参数信息表

检测结果，在对复合地基承载力提出质疑的情况下，增加1点进行复合地基承载力验证测试，检测结果如下表2所示：

表2单桩及复合地基承载力特征值试验成果表

前三个桩号进行了单桩竖向抗压静荷载试验，除117#桩承载力极限值为2070kN，不符合设计要求，其余两根桩承载力极限值为2300kN，符合设计要求，检测单位综合评定后的单桩承载力特征值为1111kN，设计要求为1150kN，达到了设计要求的97%。复合地基承载力试验4个点，除60#桩位的复合地基承载力达到设计要求的1060kN，其余三点的复合地基承载力均未达到设计要求，经评定复合地基承载力特征值为397kN，仅为设计要求的75%。

3.地基承载力达不到设计要求的原因分析

3.1 施工记录分析

经查，该楼CFG施工时间为2012年11月21日至29日，与其它几栋前后施工检测合格的CFG桩均为同一桩机和同一批工人，本栋楼CFG施工期间，基底标高已开挖至-5.5m，在几乎没有空桩的情况下，混凝土充盈系数达到1.14，且气温较为适宜，混凝土复试结果均满足设计强度要求，被选为测试桩的CFG施工时间均为14:00～18:00之间，经监理旁站施工，未出现异常情况。

地基检测后，对本楼剩余的CFG桩，全部进行了小应变测试，测试结果也表明，无断桩及缺陷桩存在，表明CFG施工无明显问题，但单根CFG的施工时间，与其它几栋楼相比，施工速度约缩短了5～6min。

3.2 岩土工程勘察报告分析

岩土工程勘察报告显示，场地地层较为均匀，除表层杂填土外，上部四层均为黄土状粉质黏土，土层近似均匀分布，下部第六层为强风化泥岩，其中第四层粉质黏土层内受地下水位及土层结构的影响，局部呈软塑状，提供的该层土的地基承载力特征值为155kPa。结合局部CFG施工速度增快的现实情况及参考工程地质手册中的经验取值[3]，存在取值偏大的可能性。在没有空桩的情况下，CFG桩的整体施工速度较快，直接表明长螺旋钻孔时，切割土体相对容易，类似于十字板剪切试验的原理，也间接验证了基底标高下的土层偏软，土体的抗剪能力相对较弱的事实。

桩体和周边土体均匀整体下沉20mm至60mm，且在复合地基检测前，已进行了小应变检测，表明桩身质量没有问题，这也在另一个角度验证了复合地基检测部位的土体偏软的工程特性。复合地基整体下沉的现象，表明试验板周边的土体剪力超过了该部位土体的抗剪强度，土体发生剪切压缩破坏所致，与第四层黄土状粉质黏土为可塑，局部软塑的描述相符，同时第四层土体大部分处于地下水位以下，上述现象的出现是不是偶然的。

3.3 单桩承载力及复合地基承载力反算分析

3.3.1 单桩承载力试验结果分析

单从CFG桩基检测、复合地基检测结果上看来，表明上单桩承载力特征值基本上满足要求，但193#、70#桩的最大沉降量、残余沉降量来看，2300kN只是验证意义上的极限承载力，还没有达到真正意义上的承载力极限值，也就是说该楼部分CFG桩的竖向承载力极限值应该是大于2300kN的，仅117#桩的承载力极限值为2070kN，换算成承载力特征值为1035kN，综合平均后，评定为该楼CFG桩的承载力特征为1111kN，与设计要求的1150kN，相差约3.39%，在其他两根CFG桩真实承载力特征值尚有富余的情况下，且极差不超过30%的前提下[4]，从极限承载力的概念出发，事实上可以评定该楼CFG的单桩竖向承载力满足设计要求。

采用表1中的典型地质参数，根据规范9.2.6条中的第2款的计算公式进行计算[5]，得出的单桩竖向承载力特征值为1173.9kN，而设计采用的为1150kN，二者差值仅23.9kN，富裕系数太小，因施工或地质的任何微小波动，均可能导致达不到设计要求的局面。本项目其它几栋楼的地基检测结果及施工资料分析，也可间接证实，CFG桩的施工质量是有保证的，出现本次检测结果不满足设计要求的原因，极有可能是地质异常导致。

3.3.2 复合地基承载力试验结果分析

CFG复合地基承载力特征值设计取值为530kPa，根据规范9.2.5条，进行复核计算，计算公式如下，可以得出以下计算结果。

式中，根据本栋楼的桩位布置，桩的截面积为一个确定值，面积置换率m基本上是一个固定值，取为7.666%，桩间土承载力折减系数取值0.75～0.95，为一个经验计算常数，对计算结果的影响是线性变化的，基础设计时取值0.85。复合地基承载力检测时，复合点位和单桩点位，相距5m左右，单桩承载力特征值作为实测结果，可作为复合地基承载力特征值计算的可靠依据。

计算公式中的“处理后桩间土承载力特征值”，规范中的描述为：“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。”因此，反算分析得出，与岩土工程勘察报告中第四层土的地基承载力特征值155kPa进行对比，就能查明承载力不足的原因。

地基承载力范文第4篇

【关键词】CFG桩；复合地基；褥垫层；承载力

0 引言

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称（即Cement Flying-ash Gravel pile），是由碎石、石屑、粉煤灰混合料，掺适量的水进行拌合，采用各种成桩机械形成桩体。通过调整水泥的用量及配比，一般可使桩体强度等级在C10～C25之间变动[1]。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接，无论桩端落在一般土层还是坚硬土层，均可保证桩间土始终参与工作。桩体的强度高低直接受水泥的掺量多少影响，水泥少时，强度低；水泥掺量高时，CFG桩桩体的强度就高。CFG桩复合地基适用于处理粘性土、粉土、砂土和自重固结完成的素填土地基。

1 CFG桩在复合地基中的作用

1.1 桩体的挤密加筋作用

CFG桩在成桩的过程中，桩体挤压周围松散土体，使得土体孔隙比减小，密实度增大，同时施工过程中不需要向原地基中加水，CFG桩桩体中的粉煤灰以及水泥在水化时也起到对桩间土吸水、发热和膨胀的作用，使得桩间土达到挤密的效果。另外，由于CFG桩桩体粘结强度大、抗剪强度强，其桩体强度明显大于桩周边土的强度，实际上CFG桩桩体就起到土层的竖向加筋的作用，进而增大土的抗剪强度和桩侧摩阻力，提高地基的承载力[2]。

1.2 桩体置换作用

CFG桩桩体是具有一定粘结强度的混合料的桩体。在CFG桩复合地基中，CFG桩承担荷载远大于桩间土承担荷载，土被CFG桩置换是复合地基承载力得到提高的主要原因之一。

1.3 桩体的排水作用

CFG桩由于在普通混凝土拌合料中掺入粉煤灰，因此具有很强的渗透性，桩体相对于土体构成了渗透性很好的竖向排水、减压通道。可以有效地消散振冲产生的超孔隙水压力的增高，加速土体的排水和固结，有效提高土体强度，土体强度还会随着时间增加而增强。另外，CFG桩复合地基采用振冲法施工，还可大大增强粉、细砂土的抗液化能力。

2 复合地基承载力最新计算方法

建筑地基处理技术规程（JGJ 79-2012）中的计算方法[3]，在第七章详细介绍了各种复合地基的计算方法和施工要点，其中对于复合地基初步设计时可按下式估算承载力：

2.1 对有粘结强度增强体复合地基

f■=λm■+β（1-m）f■（1）

式中：f■――复合地基承载力特征值（kPa）；λ――单桩承载力发挥系数，宜按当地经验取值，无经验时可取0.7～0.90；m――面积置换率；R■――单桩承载力特征值（kN）；A■――桩的截面积（m2）；β――桩间土承载力发挥系数，按当地经验取值，无经验时可取0.9～1.0；f■――处理后桩间土承载力特征值（kPa），应按静载荷试验确定。

对于CFG桩复合地基，属于有粘结强度的增强体复合地基，所以应按照公式（1）计算地基承载力。

2.2 单桩竖向承载力特征值R■应通过现场载荷试验确定。

R■=u■■q■l■+βq■A■（2）

式中：u■――桩的周长（m）；n――土层数；q■――桩周第i层土的侧阻力特征值。l■――第i层土的厚度（m）；q■――桩端土端阻力特征值（kPa）。

2.3 按桩身材料强度确定的单桩竖向承载力特征值R■

R■=■f■A■（3）

式中f■――桩体试块标准养护28d 的立方体抗压强度平均值（kPa）

3 影响因素分析

从上述的3个公式来看，与复合地基置换率、桩土应力比、桩长、桩径、桩体材料，复合地基土层信息等均有一定关系，主要分析以下几方面的影响。

3.1 桩的平面布置方式

桩的布置形式很多，条形基础可以采用单排、双排或多排的布桩方式，独立基础可以采用单桩或是多桩布置，箱筏基础宜采用等边三角形布桩[4]，m为面积置换率，其计算公式为m=Ap/A，桩可以是三角形或是方形排列。桩间距的大小影响m的大小，桩间距越大，m值越小，复合地基承载力越小，但当桩距小于4倍桩径后，随桩距的减小，复合地基承载力的增长率明显下降。一般选择3～4d（桩径）为宜。

3.2 桩长、桩径

桩长的选择一般决定于持力层所在位置。桩越短，桩间土荷载分担比例就越高，桩间土受的荷载越大，桩间土的压缩变形越大，桩长范围内土的压缩变形也越大；反之，桩越长，桩间土荷载分担比就越小，桩间土的压缩变形越小。桩径大，置换率就大，处理区域的复合模量就大，复合地基承载力提高的就越明显。桩体长度不同时，在承担相同的基础荷载时，桩体和桩间土所承担的应力分担不同，桩越长，桩承担的荷载就越大，桩间土的压缩变形就小；桩越短，桩体承担基础荷载就越小，基础荷载大部分由桩间土承担，使得沉降比较大。因此增加桩长可以增大加固区的深度，同时桩体越长，桩侧摩阻力越大，上部荷载可以传递到更深的土层中使复合地基的承载能力提高，变形减少。

3.3 褥垫层

褥垫层厚度大，桩间土承载力能够得到充分发挥，桩体承担竖向荷载减小，但地基水平和竖向变形都会增大。相反，褥垫层厚度小，桩土竖向荷载分担比加大，桩间土承载力不能得到充分发挥，需要增加桩的数量和桩长，而且桩对基础的应力集中明显，但其优点是复合地基的沉降量小[5]。群桩复合地基，桩数越多，置换率越大，则约束作用越大。

3.4 施工工艺

CFG桩常用工艺有长螺旋钻孔灌注成桩，振动沉管灌注成桩和长螺旋钻孔、管内装混合料成桩。每种成桩工艺都有不同的要求，振动沉管灌注成桩属于非挤土成桩，主要适合淤泥质土、松散砂土、粘性土、粉土等地质条件、长螺旋钻孔灌注成桩要求施工土层处于地下水位以上，适合于粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土，属于非挤土成桩；长螺旋钻孔泵压混合料成桩，适用于粘性土、粉土、砂土以及对噪音或污染要求比较严格的场地。施工时一定要及时清理场地，保证桩体刚度不变，以提高桩体承载力。

4 结语

CFG桩有着挤密加筋、置换、排水作用，有效提高了地基承载力。设计时需要考虑桩长、桩径、桩间距、褥垫层的厚度、桩体刚度等因素，提高复合地基承载力的同时降低成本是值得注意的问题。

【参考文献】

[1]曹俊秀，徐华山.水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）在工程地基处理中的应用[J].安徽建筑，2009（1）：60-62.

[2]曾巧.CFG桩复合地基设计计算与工程应用[D].重庆交通大学，2013，06.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑地基处理技术规程（JGJ79-2012）[S].2012.

[4]胡长明，王建平，等. CFG桩复合地基承载力影响因素分析[J].施工技术，2005， 34（9）：68-70.

地基承载力范文第5篇

关键词：地下水；地基承载力；公式；粘聚力；极限承载力

一、概述

地基承载力的确定有若干不同的方法，主要在于不同的土体性质描述导致了不同破坏模式，大体分为整体剪切破坏、局部剪切破坏和刺入剪切破坏三种模式。相应承载力计算公式也各自不同，即使是同一种土类作为地基，其承载力也会受基础类型、刚度、埋深、荷载性质、加荷速率等各种因素的影响。所以，本文仅讨论地下水分布形态对地基承载力的影响。

二、地下水对地基承载力的影响分析

（一）地基承载力特征值公式

在弹塑体假定，不考虑土的压缩性，并由莫尔理论控制极限平衡条件、泊松比V=0.5及平面问题求解的前提下，GB 5007-2002建筑地基基础设计规范中给出地基承载力特征值公式如下所示：

。

式中，r――基础底面以下土重度，地下水位以下取有效重度（浮重度）；

rm――基础底面以上土平均重度，地下水位以下取有效重度（浮重度）；

ck――基地下一倍短边宽深度内土的粘聚力标准值；

Mb，Md，Mc――与土的内摩擦角有关的三个承载力系数。

从此公式可看出地基承载力大小与地基土体的粘聚力C、基础底面上下部土体重度r、土的内摩擦角Φ有关，因此就与地下水的赋存状态及动态趋势存在密切关系。

从上述理论公式可以看到如下两点：

一是采用不同的理论公式确定的地基承载力，地下水的升降都将对浅基础地基承载力产生影响。

二是由于水的浮力作用，将使土的有效重量减少而降低土的承载力，当土在水位以下时，应采用浮重度，而一般的土浮重度仅为天然湿重度的0.5倍～0.7倍。因此，地下水上升将使土的承载力大为降低，对于c=0的无黏性土，这种影响更为显著。这时，Mcck项不存在，地基承载力将正比于土的重度，因此，在计算确定地基承载力时，必须充分估计地下水变化的可能和趋势。

地基规范采用的解法从理论上说仅适用于均质体，即不管基础底面以上、还是以下，土的重度都必须是一样的，则只有在两种条件下才会出现这种理想的状态，即地下水位达到自然地面或在影响域以下，此时土重度均为有效重度或总重度，显然，在实际工程中满足这样的条件几乎是不可能的，因此，规范在地基承载力公式中将土体分为基底面上下两部分，并对地下水位以下土体取有效重度，同时也规定，当基底下塑性开展深度为基底宽度（B）的1/4时对应的荷载为地基承载力特征值，实际上确定了基底下塑性区影响深度Zmax=B/4。地下水位上升，造成承载力降低，其减少的程度不仅受土拘重度变化影响，而且与基础尺寸、埋深、土强度参数关系密切，很难用简单的公式直观表达。

（二）地下水上升对浅基础地基承载力的影响

地下水对浅基础地基承载力的影响通常由两种可能：一是沉浸在水下的土将失去毛细管应力或弱结合力所形成的表观凝聚力以及水的软化作用使土的胶结力的降低，土的抗剪强度降低而影响承载力的下降，这种影响在实际应用上困难较多，本文仅做定性分析；二是由于水的浮力作用，土的有效重度减少而降低土的承载力。

1、水对抗剪强度指标的影响

土的抗剪强度指土体抵抗剪切破坏的极限能力，其数值等于剪切破坏时滑动面上的剪应力。现行《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）即采用抗剪强度指标计算地基承载力。抗剪强度是土的主要力学性质之一。在1776年，库伦（C.A.Coulomb）根据砂土的摩擦试验提出了著名的库伦抗剪强度定律，莫尔（Mohr）继续库伦的早期研究工作，提出材料的破坏是剪切破坏，从而建立了著名的摩尔- 库仑强度理论；由于太砂基有效应力原理的发展，又出现了有效抗剪强度公式：

根据现代摩擦理论，土强度机理及影响因素十分复杂，不可能将二者截然分开。为了解决实际问题，我们通常把土的抗剪强度形式上概化成两部分：黏聚强度c和摩擦强度σtgφ。

（1）黏聚力

主要包括：静电引力、范德华力、表观黏聚力、颗粒接触点的化合价键等粒间引力和颗粒间的胶结（化学键）等，据测试分析表明，颗粒间引力引起的黏聚力较少，化学胶结力是黏聚力的主要部分。

地下水上升将失去毛细管应力或弱结合力所形成的表观凝聚力，特别是水使颗粒间的胶结物软化而降低了土的黏聚强度。这种作用对于黏性土影响最大。

（2）在相同的初始孔隙比下饱和砂土的内摩擦角φ比干燥时一般小2°左右，说明地下水上升后砂土强度将降低。

非饱和土的抗剪强度指标c、φ值随含水量ω的增大所发生的变化并不是简单的线性关系，它们都有在含水量ω小于液限时，随含水量ω的增大而减小的趋势，且黏聚力c的变化比内摩擦角φ的变化更显著。

2、浅基础地基承载力理论

浅基础地基承载力理论公式有多种，主要可划分为假定刚塑体计算极限承载力公式及考虑弹塑性影响（即允许局部塑性区开展的）计算允许承载力的公式两大类。

（1）极限承载力

静荷载试验研究和工程实例表明，由于地基承载力不足而使地基遭致破坏的实质是地基下面持力层土的剪切破坏。剪切破坏的形式可分为三种：整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲剪破坏。当地基中达到极限平衡发生整体剪切破坏时，作用在地表上的荷载即为极限荷载。主要有普朗特尔- 瑞斯纳理论、太沙基理论、饱和软土的斯开普顿理论等。这些公式的推导都是先对均质地基中心荷载条件下条形基础假定滑动面的形状，并认为在全部滑动面上土体均达到极限平衡，然后分别考虑由于基础底面下土的自重、土的黏聚力c 和基础两侧超载q 的作用所引起的土抗力，根据脱离体的静力平衡条件求解后进行叠加，它们的基本形式是：

式中，fu为地基土极限承载力；Nc、Nq、Nr 均为地基承载力系数，都是φ的函数；q 为基础两侧超载，一般为γmd。

由上可知，极限承载力的通式包括有三项：第一项cNc反映了土的黏聚力的作用；第二项qNq 反映了基础两侧边载的作用；第三项γbNγ 反映了地基的宽度与地基土的重度。这三项中的地基承载力系数都是土的内摩擦角φ 的函数。上述这些因素的变动都会对地基承载力造成影响。

（2）相关结论

①非饱和土的抗剪强度指标c、φ 值随含水量ω的增大所发生的变化并不是简单的线性关系，它们都有在含水量ω 小于液限时，随含水量ω 的增大而减小的趋势，且黏聚力c 的变化比内摩擦角φ 的变化更显著。

②地下水位上升使地基土有效重度γ 减少，地基承载力必然下降，据相关资料[7]，砂土地基承载力下降率最大可达70%，黏性土由于有黏聚力的内在作用，承载力下降率相对小些，最大下降率在50%左右。

③当仅考虑地基土有效重度γ减少导致地基承载力下降时，对地基承载力产生影响的最大深度Zmax，应视确定地基承载力所采用的理论公式，即理论和应用相一致；根据太沙基地基极限承载力荷载理论而言，地基土φ越大，最大影响深度Zma x 取值也不断加深；通常我们取Zmax 为一倍基础宽度的考虑方式，对于φ≤25°时应用太沙基理论，斯肯普顿地基极限承载力理论，地基基础设计规范公式是安全的。

④源于土的碎散性、多相性和在长期地质历史造成的多变性，土的强度也呈现其特殊性。比如湿陷性黄土、膨胀岩、盐渍土等在考虑地下水的影响时具体问题应具体分析。

⑤在重要工程建设和使用过程中如果地下水位可能上升时，建议进行专门的研究。同时勘察成果宜提供土的饱和抗剪强度指标。

参考文献：

[1]张岩，邢晨曦，王海强.地下水上升对岩土性质的影响和评价[J].河北勘察，2008.2.

[2]刘睿，黑瑞卿，于海.地下水对地基承载力的影响研究[J].山西建筑，2006.9.

地基承载力范文第6篇

关键词CFG桩 复合地基浅部断裂

中图分类号：TU74文献标识码：A

CFG桩复合地基目前在山东省内得到了越来越多的应用，但多数技术人员对CFG桩浅部断裂对复合地基承载力影响了解不足，遇到此类问题处理困难。本文就这个问题展开分析，希望能促进复合地基检测技术的进步。

1褥垫层铺设

在CFG桩复合地基承载力现场检测中，关于承压板下垫层的铺设，各个地区及检测机构做法不一，有的检测机构直接在铺设好的褥垫层上按设承压板进行单桩复合地基静载荷试验，褥垫层材料多采用级配砂石或碎石，厚度一般不小于150mm，此时褥垫层只是临时铺设，为方便检测使用，密实度较小。多数检测机构采用承压板底面下铺设粗砂或中砂垫层，但有的检测机构所铺设垫层厚度仅在50mm左右。这些都必然影响到CFG桩复合地基承载力的合理判定，笔者认为对于承压板底面下垫层的铺设应从CFG桩复合地基加固机理、规范要求综合考虑，从而使载荷试验能真实反映复合地基承载力。

1）褥垫层在CFG桩复合地基中的作用

CFG桩复合地基中的褥垫层不是基础施工时通常做的100mm厚的素混凝土垫层，而是由粒状材料组成的散体垫层。CFG桩桩体强度等级一般为C5~C20，为施工方便，CFG桩通常采用素混凝土，其强度等级则多在C20以上，因此褥垫层是保证桩、同承担荷载，形成复合地基的必要条件，是CFG桩复合地基不可缺少的一部分。其次褥垫层可以减少基础底面的应力集中，调整桩土荷载分担比。研究资料[1]表明，在无褥垫层情况下，CFG桩单桩复合地基的桩土应力比n=24.3~29.4；当褥垫层厚度为300mm时，桩土应力比在1.23左右。静载荷试验是模拟地基基础的实际工作性状，通常在散体桩或柔性桩复合地基承载力检测时，承压板底面下垫层多起到保证承压板水平及与土层和增强体均匀接触的作用。而CFG桩复合地基属于刚性桩或半刚性桩复合地基，区别于一般的散体桩或柔性桩复合地基的概念，即褥垫层是CFG桩复合地基组成中的一部分。因此，在CFG桩复合地基承载力现场检测时必须重视褥垫层的作用。

2）垫层厚度、密实度对载荷试验结果的影响

研究资料表明，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。因此，试验时若不要褥垫层，地基承载力主要为桩的承载力，从而使复合地基承载力降低。褥垫层的密实度较小，会导致沉降量较大，复合地基承载力特征值降低；刚度过大，则土的承载力难以发挥。若无侧面约束条件，会使褥垫层的变形增大。

3）垫层厚度合理取值

根据规范[2]第A.0.3条规定，承压板底面下宜铺设粗砂或中砂垫层，垫层厚度取50~150mm，桩身强度高时宜取大值。根据此款规定，在进行CFG桩复合地基载荷试验时垫层厚度应取150 mm。同时规范[4]第9.2.3条规定，桩顶和基础之间应设置褥垫层，褥垫层厚度宜取150~300mm，当桩径大或桩距大时褥垫层厚度宜取高值。通常CFG桩复合地基褥垫层设计厚度取300mm。由此笔者认为在进行CFG桩复合地基承载力现场检测时，应重视褥垫层的作用，垫层材料可取粗砂或中砂、级配砂石或碎石均可，但其厚度宜取褥垫层设计厚度值，其最小厚度不应小于150mm，同时垫层每边宜超过承压板宽度50~150mm，防止垫层的侧向挤出。试验前垫层应进行预压，预压力大小宜取试坑底面与原天然地面之间的上覆土重。

2CFG桩浅部断裂对复合地基承载力影响

笔者通过调查十几个CFG桩复合地基工程检测实例，发现低应变桩身完整性检测类别为IV类桩，CFG桩桩身浅部断裂，后通过静载荷验证检测，该类桩单桩复合地基承载力均能达到设计要求。针对此类问题，下文结合具体工程实例进行分析。

某县医院新建病房楼采用CFG桩复合地基，桩径为φ500mm，设计桩长13m，混凝土强度等级C20，设计复合地基承载力特征值300kPa，面积置换率8.16%，总桩数为1017棵。低应变桩身完整性检测共102棵，其中IV类桩为10棵。其中典型时域信号（以627#桩）如图1所示。

图1627#桩低应变时域信号

627#桩在距桩顶1.8m处断裂。其他桩断裂位置基本在距桩顶1.6~2.0m之间，多数在1.8m处。后对其中的627#桩、637#桩分别进行了静载荷试验，其单桩复合地基承载力特征值分别为315 kPa、337 kPa，均大于设计复合地基承载力特征值。通过现场情况分析，该工程的桩身浅部断裂是由清桩间土造成的。分析其中CFG桩浅部断裂对复合地基承载力影响，可以看出CFG桩复合地基与桩基不同，由于桩基既承受竖向荷载也承受水平荷载，如果断裂则必须进行处理；而CFG桩复合地基中桩与土及褥垫层共同受力，CFG桩只是增强体，传递的主要是竖向荷载，水平荷载几乎不考虑，而且桩埋深越大，桩承担水平力的作用越小。桩断裂不脱开不影响竖向承载力的传递。文献[1]也认为CFG桩断桩并不脱开不影响复合地基的正常使用，并且介绍了一种“跑桩”技术，即对CFG桩进行快速静压，将可能断裂并脱开的桩连接起来，保证复合地基中桩能有效传递竖向荷载。

3、结论

1）CFG桩复合地基是由桩、桩间土和褥垫层一起构成的，其中褥垫层是CFG桩复合地基不可缺少的一部分。进行CFG桩复合地基承载力现场检测时，应重视褥垫层的作用。

2）承压板下垫层材料取粗砂或中砂、级配砂石或碎石均可，但其厚度宜取褥垫层设计厚度值，其最小厚度不应小于150mm，同时垫层每边宜超过承压板宽度50~150mm，防止垫层的侧向挤出。

3）试验前承压板下垫层应进行预压，预压力大小宜取试坑底面与原天然地面之间的上覆土重。

4）低应变桩身完整性检测类别为IV类桩应进行静载荷验证检测，当CFG桩浅部断桩但并不脱开时不影响复合地基的正常使用。

参考文献

[1]叶书麟、叶观宝，地基处理与托换技术，北京：中国建筑工业出版社，2005

地基承载力范文第7篇

关键词：地基承载力特征值；深宽修正；复合地基

中图分类号：C35文献标识码： A

引言：地基承载力是地基基础设计中一个基本参数，其数值大小不仅关系到地基工程的安全而且决定了建、构筑物的基础形式和土建成本。在结构工程师的设计工作中，通常直接选用了岩土工程勘察报告中推荐的地基承载力特征值，而对地基承载力的确定方法及其深宽修正的原理理解不深。尤其在复合地基承载力的计算中，由于其深宽修正的计算公式与天然地基不同，导致其修正后的承载力比地基处理前提高不大甚至降低的问题。下面就笔者的工作体会和问题进行初步探讨。

一、地基承载力的确定

地基承载力是保证地基强度和稳定条件下地基承受上部荷载的能力。通过查阅文献可知，在不同历史时期的设计规范中，出现过不同的地基承载力概念，比如容许承载力、承载力标准值、承载力设计值、承载力特征值等。在此我们结合新版《建筑地基基础设计规范》(以下简称《地基》)，对地基承载力特征值的确定过程进行讨论。

国标定义承载力特征值为：由载荷实验测定的地基土压力变形曲线（p-s曲线）的直线变形段内规定的变形值所对应的压力值，其最大值为比例界限。由该定义看出，地基承载力特征值主要由载荷试验所确定。但在工程实践应用中，由于载荷试验试验过程复杂，且价格高耗时长，故《地基》3.0.4条第2款规定在甲级建筑物中必须提供荷载试验指标，在乙、丙级建筑物中可采用其他方法综合确定。确定地基承载力的方法有以下几种：

1、载荷试验

载荷试验是确定承载力最准确、最直接的方法。原位试验法是一种通过现场直接试验确定承载力的方法。其包括（静）载荷试验、静力触探试验、标准贯入试验、旁压试验等，其中以载荷试验法为最可靠的基本的原位测试法。该法利用一套加压装置测定一定面积承压板下的应力主要影响范围内的地基压力变形曲线，从而确定地基承载力特征值。它分为浅层平板载荷试验、深层平板载荷试验，其中浅层平板载荷试验适用于地下水位以上浅层地基土，深层平板载荷试验适用于埋深≥3m和地下水位以上的地基土。两种方法的具体试验要点可参见《地基》的附录C、D。

2、理论公式计算

理论公式计算确定地基承载力特征值主要根据土的抗剪强度指标。该方法可分为两类：一类是按控制地基中塑性区发展范围的方法确定地基承载力特征值，往往选用临塑荷载或比临塑荷载大的临界荷载和作为地基承载力，在《地基与基础》及类似教材中的推荐了以该方法为理论计算的依据。另一类为采用极限平衡理论求得地基承载力极限值，再除以安全系数，得到地基承载力特征值，该法最早由普朗德尔导出，后经太沙基、汉森、魏锡克等补充，此法是国内确定地基承载力的通用方法，被国家标准《地基》所采用，公式为；fa=Mbγb+Mdγmd+McCk，式中 fa为由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值;Mb、Md、Mc为承载力系数,且只与土的内摩擦角有关；b为基础底面宽度,大于6m时按6m取值,对于砂土小于3m时按3m取值;γ为基底底面以下土的重度,地下水位以下取浮重度;γm为基底底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取浮重度；Ck为基底土的黏聚力标准值。理论公式计算的前提是能得到持力层确切的抗剪强度指标，因此，正确测量图的抗剪强度在工程上具有重要意义。

3、规范表格法：根据室内土工试验的数据归纳出土的物理、力学指标，通过查规范所列表格得到承载力的方法。规范不同（包括不同部门、不同行业、不同地区的规范），其承载力不完全相同，应用时需注意各自的使用条件。

4、当地经验法：是一种基于地区的使用经验，进行类比判断确定承载力的方法，它是一种宏观辅助方法。

以上四种方法中，由于后两种方法需要具备丰富的工程实践经验，且我国幅员辽阔，地质情况复杂，经验判断的离散型较大，故国标《地基》没有推荐

二、深宽修正的实质

《地基》要求：当基础宽度＞3m或埋置深度＞0.5m时，承载力特征值应按照进行深宽修正，对其意义的理解需要从地基破坏的模型加以探求。

我们知道地基的破坏形式可分为整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲切破坏三种，对于密实砂土、硬塑、坚硬的黏性土地基，通常为整体剪切破坏，而容易出现局部剪切和冲切破坏的松散砂及软弱土不能作为基础持力层，因此地基的破坏形式多表现为整体剪切破坏。

按照太沙基理论得到的公式fa=Mbγb+Mdγmd+McCk中第一项与第二项分别为基础宽度与基础深度对承载力的效应，承载力不但与土的抗剪强度有关，也是基础宽度和基础埋深的函数，基础宽度大、基础埋深大对地基承载力产生有利影响。

上面我们谈到的两种地基承载力的确定方法，不同方法得到的承载力特征值是否应统一进行修正呢？ 答案是否定的。

由于载荷试验的埋深为零，所测定的承载力没有包含深度的影响，同时载荷试验的荷载板尺寸比基础尺寸小得多，所测得的结果不能直接应用于实际工程，而需要进行深宽修正。

但《地基》5.2.5给出的是传承了经典理论的计算公式，依此计算所得的地基承载力特征值不仅体现了土性对地基承载力的影响，而且考虑了基础宽度与基础埋深的影响，因此不需要也不应该进行深宽修正。

三、复合地基和天然地基深宽修正的区别

国标《地基》规定：当基础宽度大于3m或埋深大于0.5m时，从载荷试验或其它原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值，尚应按照下式修正:fa=fak+ηbγ(b-3)+ ηdγm(d-0.5)。但对于处理后的地基，则需按行业标准《建筑地基处理技术规范》的规定：宽度修正系数η b=0，深度修正系数η d=1.0。依据该条规定，复合地基承载力修正为fa=fspk+γm(d-0.5),其中fspk为复合地基承载力特征值。

试举一例：某基础埋深3.5m，持力层为③层细砂，中密状态，天然地基承载力特征值为180kPa，采用整板基础，基础宽度b>6m。对应荷载作用标准组合的基底反力为Pmax=450kPa。按天然地基进行深度和宽度修正，查《地基》中表得η b=2.0，η d=3.0，fa=180+2x18x(6-3)+3x20x(3.5-0.5)=468kPa,地基承载力满足要求。由于持力层以下存在软弱下卧层，沉降验算不满足要求，故采用CFG桩复合地基，桩径400mm，桩间距1.6m，单桩承载力特征值500KN，根据《地基处理技术规范》7.1.5-2式计算得fspk=345kPa，进行相应的深度修正后fa=fspk+γm(d-0.5)=405kPa。按本方案地基处理后，虽然沉降满足了要求，但地基承载力反而比天然地基还要低。

换填垫层处理后的地基承载力也会出现上述问题。当天然地基持力层不连续，需要局部换填时，同样由于修正公式的变化出现处理后承载力下降的问题。

四、分析与探讨

按传统太沙基强度理论，地基整体剪切破坏时的临界荷载为Pu=0.5γBNr+cNc+qNq，此式中表达了地基承载力的三部分：与基础宽度相关的部分0.5γBNr；与基础埋深相关的部分qNq；与土的抗剪指标相关的部分cNc，这与承载力修正的公式的三部分相对应。但经处理后，与基础宽度对应的提高部分不予考虑（η b=0），深度修正部分也降低(η d=1.0)。根据规范条文解释：考虑复合地基处理范围有限，增强体的设置改变了传力路径，为安全起见才作此规定。可见，如此取值是一种保守的方法，实质上，由于基础宽度增大带来的承载力增加的有利部分依然存在，土体结构和传力路径改变带来的承载力损失比较有效，所以取ηb=0、η d=1.0的取值是否恰当，值得考虑。

其次，处理后的地基强度得到提高，原有天然地基的相应指标如黏聚力，压缩模量也应提高。且作为增强体的CFG桩深入到滑动剪切面以下，桩身强度大于原土的抗剪强度，也会使整个复合地基受力土层的抗剪强度提高。

五、结论与建议

1、根据太沙基理论，对于由载荷试验及由土工试验、原位测试查表等方法得到的地基承载力特征值应结合工程实际进行深宽修正。而对于由理论公式直接计算得到的地基承载力特征值不能再进行深宽修正。

2、经过处理的地基在进行承载力修正时，由于处理前后所遵循的规范公式不同，造成处理后地基承载力提高的部分不足以弥补宽度修正为零、深度修正减小带来的承载力损失，造成处理后比处理前承载力反而降低的情况，这种情况随着基础埋深加大愈加明显，造成工程实践中的矛盾。

3、建议可参照复合地基承载力计算公式中的桩间土承载力发挥系数β（β的取值根据桩间土承载力发挥情况进行适当折减）。同样道理，可结合工程实践总结出适合复合地基的深宽修正折减系数，使其修正值既考虑土体传力路径改变的折减，又不至于承载力的过大损失。

参考文献：

1、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011中国建筑工业出版社

2、《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-2012 中国建筑工业出版社

3、《地基及基础》（第三版）中国建筑工业出版社

4、《复合地基技术规范》GB/T 50783-2012 中国计划出版社

地基承载力范文第8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

由于设计或施工的某种失误，有时CFG桩复合地基承载力可能达不到设计要求，为弄清承载力偏低的原因，做复合地基静载试验前后，对桩做低应变检测了解桩身有无缺陷是至关重要的。

地基承载力范文第9篇

关键词：道路工程；高填方涵洞；室内模型试验；侧向填土；临界高度；地基承载力

Abstract: this paper mainly discusses the filled soil contain the side of the bearing capacity of foundation soil culverts role. Concrete is a combination of soil base force characteristic and status, especially for perlong's, grace, and perlong's ultimate bearing capacity is the formula, and then based on the conclusion different design side of the height of the filled soil contain the indoor model test. The experimental process simulation of the foundation of the clay bear loads and deformation has been to be damaged. From the load-settlement curve measurement to different filling height limit bearing capacity, and analyzes the filling the height of the critical problem, meanwhile compared the "code for design of building foundation" and "the highway bridge foundation and fundamental design specification of, plus experience formula with reference to the calculated value of measurement error and the actual value, it is concluded that the following results: increase side filling height will significantly improve the bearing capacity of the foundation, but the rate of increase is nonlinear, general is by 18. 4% increase to 36. 83%, and then fall back to 8. 91%; On the critical height foundation bearing capacity in the calculation, not only should consider to choose suitable calculation formula, also need to consider different from the test method of calculating the effects of parameters.

Keywords: road engineering; High fill tunnels; Indoor model test; Lateral filling; The critical height; Foundation bearing capacity

中图分类号：TU4文献标识码：A 文章编号：

1.前言

实施涵侧填施工可以限制基底土体的侧向挤出，这样能够极大地提升地基土体的整体稳定性。西方欧美国家建设公路比较环保，常以不破坏天然的山体为先，因此，国外发达国家关于高路堤涵洞的研究很少, 研究得比较多的是低填土情况下涵洞的结构和受力。我国在高填方涵洞放慢的研究更多是关于上方填土对承载力的影响，而侧填土对涵洞地基承载力的作用的研究并不多见。当前的《建筑地基基础设计规范》提出，埋置的深度超过0. 5 m的时候，可以对建筑物的地基承载力加以修正，其深度以室外地面的标高为准；《公路桥涵地基与基础设计规范》提出，埋置的深度超过3m时，要考虑修正桥涵地基的承载力，其埋置深度要从天然地面计算。当基础埋置的深度大于一个定值后，以上的两个规范都提出了修正地基承载力的要求。通常填土的荷载占据了大部分的涵洞荷载空间，设计师应该多考虑涵侧填土所起到的提高地基承载力的作用。目前许多道路工程中，都没有考虑埋深效应，往往导致在设计时承载力会偏高，地基的刚度偏大，致使涵洞不断发生病害，这些病害会严重影响到高速公路的运营。所以对侧填荷载对涵洞地基承载力影响的研究非常必要。

2.理论分析

目前推行的计算地基极限承载力的公式大多数是以普朗特尔极限承载力公式为基础，而进行新的假设推导而来。现在笔者从推导普朗特尔和普朗特尔雷斯诺公式入手，对这两个公式进行比较，然后得出涵侧填土施工在提高地基承载力所起到的作用。

2.1普朗特尔极限承载力计算公式

能支持普朗特尔公式进行计算是在以下这两点假设条件上的：一，条形基础基底压力需要均匀分布； 二，地基被损坏了，会沿着图1所示的整体滑动并且中线是对称的。I区是弹性压密区，直线 A B 和A E相切也和水平面成的倾角，II区是过渡塑性区，滑动线BE是对数的螺旋线，即 ，III区是被动区，其水平面和破裂面所成倾角。

图 1 普朗特尔公式计算模型

研究对象选择脱离体 OBEG，如图 2所示，其基础埋深是0，依据作用在脱离体上力的平衡条件，在A点取矩就能计算出地基的极限承载力。

图 2 OBEG脱离体平衡分析 1

2. 2 普朗特尔雷斯诺极限承载力计算公式

若是对一定的埋置深度d进行严谨的考虑，可把基底上部的土的重力使用均布超载替代，雷斯诺推导了考虑基础埋置深度的极限承载力公式，如图3所示，其基础埋深用d表示。

图 3 OBEG脱离体平衡分析 2

2. 3涵侧填土对提高地基极限承载力的作用

普朗特尔雷斯诺公式要比普朗特尔公式多一项 qNq，而且这一项其数据仅仅和土的内摩擦角相关，因而会加深基础埋深d，总的来说，qNq数值变大，地基的承载力也会相应的增加。而关于埋置在路堤中间的构造物，其发生的涵侧填土类似于埋深效应，也能有效地提高的地基承载力。

2. 4涵侧填土在提高涵洞地基承载力放慢所起到的作用

设计地基承载力，主要考虑安全储备方面的极限承载力，其实就是极限的承载力除以安全系数，所以，提高了地基的极限承载力就等于提高了地基的承载力。根据太沙的计算公式作为例子，对涵侧填土提升地基承载力的作用进行讨论。

太沙的计算公式为：，当时，，选择的安全系数是3，。由于涵洞的两个侧面的填土和上方填土是在同一时间进行的，或者是两侧的填土比上方填土先，由此能够看出涵侧填土发生提高效应之后，许多地质条件都满足提高承载力的需求。

3.模型试验和分析

进行高路堤涵洞的地基承载力实验，其主要目的为探讨涵洞地基的承载力随涵侧路堤填土高度的提高效应。试验一共分作5环节进行，具体的模拟涵侧填土高度分别是0、3、6、9、12 m时的地基极限承载力。

3.1室内模型

由材料以及加载条件的类似原理，在一个长是140米，宽是140 cm，高是120 cm的模型槽里进行实验。以粉质粘土作为模型的土样。把土样分层捣实，然后装到模型槽一直到预定的高度，然后使用沙袋压住土样48h，令其基本上能在自重条件下进行正常凝结，至此地基土样的备完毕。

3.2试验的装置

主要由承压板、沉降观察装置以及加荷装置等部件构成，施工过程中，使用100 kN的千斤顶向地基土以逐级的方式施加竖向荷载，把两个百分表连接在承压板的两侧，这样能有效观测到每一级荷载下地基土的变形情况，取平均值作为基础的沉降量数值。

3. 3实验的结果

实验过程中使用慢速维持荷载的办法，一直到实验结束。结果绘出的精确的荷载沉降( P S) 曲线，如图4所示。

图四 不同侧填土相对高度 h/ b的 P S 曲线

根据《公路桥涵地基与基础设计规范》和《建筑地基基础设计规范》的要求，选取第二特征屈服点确定地基极限承载力，结果如表1所示。

表1 不同侧填土高度的地基极限承载力实测值

侧填土高

h/ m

相对高度 极限承载力实测值

Pu/ kPa

提高率/%

0 0 376

3 1 456 18.39

6 2 624 35.87

9 3 752 20.56

12 4 820 9.1

3.4试验结果的分析

（1）实际测量的Pu会伴随侧填土的高度增加而变大。这时涵侧填土可以作为旁压荷载，从而提升了地基土体的抗剪度，进一步提高填方涵洞地基的承载力。通常在滑移线理论的角度考虑，侧填荷载会使得土滑移线区域变大，最终导致极限状态在平衡时能够增加平衡的土的重力，从而提升地基承载力。

（2）在粉质土上施工，侧填荷载提升地基承载力的速率，并不如同理论的公式所述，能够无限增大地基承载力，通常是先增大然后减小，当承载力达到某个临界值的时候，地基的承载力就会变成一个固定不变的常量。

（3）对侧填土的临界高度进行正确的计算，是一个需要仔细考虑的问题，因为涵侧填土限制高填方涵洞基底土体的侧向挤出，此时的填土临界高度可以以埋深效应中的临界深度作为参考而确定计算办法。

4.结语

根据上述的公式推导和试验分析，得知涵侧填土能有效提高地基的承载力，同时也能增加侧填土的高度以及夯实侧填土。如果地基是粉质的粘土， 侧填荷载提升地基承载力的速率是先增后减，当承载力达到某个临界值的时候，地基的承载力就会变成一个固定不变的常量。此外，使用常用的公式计算临界高度内的地基承载力时，要同时考虑选择正确的计算公式和不同试验办法所得出的计算参数的影响。在本试验中，使用侧填荷载提高的地基的承载力，其修正结果比较接近实测值，操作简便，在施工的立场看，侧填不但平衡了挖填方的土量，同时也提高了地基的承载力，降低了工程成本开支和后期的维护支出。

【参考文献】

[1]王雯璐.侧填荷载对高填方涵洞地基承载力的影响[D].吉林大学,2011.

[2]郑俊杰,马强,陈保国.高填方涵洞地基承载力分析[J].华中科技大学学报(自然科学版). 2009(04).

[3]陈保国,郑俊杰,张世飙,马强,赵建斌.高路堤下涵洞地基处理现场测试与数值模拟研究[J]. 岩土力学. 2009(05).

[4]王雯璐,赵大军,王磊.侧填荷载对涵洞地基承载力的影响[J]. 中国公路学报. 2010(06).

[5]付春辉.高填方涵洞整体式基础的地基承载力确定[J]. 北方交通. 2008(04).

地基承载力范文第10篇

关键词：大堤地基承载力;控制计算点;最小粘结力;基土粘结力

Abstract: In order to avoid collapse due to inadequate bearing capacity of foundation embankment project accident, this paper presents the limit plasticity to carry out the area to carry out the depth of the embankment, foundation bearing capacity checking, provide a reference for the engineering design and safety review.Key words: levee foundation bearing capacity; control calculation point; minimum bond strength; bond strength of the base soil

中图分类号：TU470文献标识码：A文章编号：

1 引言

《堤防工程设计规范》（GB50286-98）中，堤防稳定计算主要包括渗流及渗透稳定计算、抗滑稳定计算和沉降计算。且规范中均有具体方法及计算公式，关于地基承载力计算，除《水闸设计规范》中有所提及按限制塑性开展区开展深度的方法计算土质地基允许承载力外，并无其他复核验算方法。而在一些工程中，由于地基承载力不足造成塌陷的事故也屡有发生，如浦东机场外侧滩涂促淤圈围工程—3#围区圈围工程施工时发生塌陷。可见，对堤防工程进行地基允许承载力验算很有必要。

2 计算原理

根据《水闸设计规范》“附录H地基允许承载力计算”，按限制塑性开展区开展深度的方法计算土质地基允许承载力。计算荷载分均布竖向荷载及竖向三角形分布荷载和水平向荷载，各部分荷载在限制塑性开展控制点产生的三个方向的地基应力分别叠加后计算控制点Ck值，Ck＜C时该点地基处于稳定状态，C为地基土的粘结力（kPa）。

(2-1)

式中—满足极限平衡条件时所需的地基土最小粘结力（kPa）；

—地基土的内摩擦角（弧度）。

各荷载作用下的地基应力计算详见《水闸设计规范》“附录H地基允许承载力计算”。

3 工程应用

3.1 工程概况

横沙渔港位于长兴岛东南，横沙航道西岸，是上海市唯一的国家一级渔港，横沙渔港核心功能区位于渔港码头西侧，其东侧、北侧均为毛竹圩大堤。渔港核心功能区总面积约13万m2，分为加工物流区、冷藏补给区和基地配套区等三大功能区。主要建筑包括：2座冷藏组合库、1座交易大厅、1座油库以及2栋宿舍楼。

3.2 基本资料

大堤工程等级为Ⅰ等、1级，按地震基本烈度7度设防。地基承载力验算水位组合为：大堤内侧地下水取地表下1.00m，大堤外侧潮位取多年平均潮位2.02m。

3.3 工程地质

根据《长兴岛毛竹圩滩涂圈围达标工程工程地质勘察报告》，土层物理力学指标取用见表1所示。

表1

3.4 核心功能区建设项目运行期地基承载力复核

选取了9个具有代表性的典型断面进行核心功能区建设项目运行期大堤地基承载力复核验算，断面位置见图1。

图1大堤地基承载力复核计算断面示意图

核心功能区建设项目运行期大堤地基承载力复核的控制计算深度一般取1/4或1/3堤基宽度，大堤堤底一般较宽，因此计算宽度常采用1/4堤基宽度。堤底计算宽度, 一般不包括镇压层前较薄的抛石护底的宽度。各断面的计算深度见表2，各断面在运行期的地基承载力计算成果见表3。

表2

表3

在运行期工况下，对大堤断面进行地基承载力复核，对有交通桥的断面，分为有车辆荷载和无车辆荷载的情况进行复核。从计算成果可以看出，临海侧镇压层下和堤脚下控制计算点的最小粘结力均大于基土土层粘结力，不满足要求。

4 工程解决方案

4.1保滩方案

由于核心功能区运行期大堤堤身外坡地基承载力不满足要求，外坡有塌陷的风险，故初拟了保滩方案。根据镇压加固要求，结合今后按200年一遇高潮位加12级风的防御标准进行加高加固达标工程建设的防渗要求，结合横沙渔港景观绿化要求，在毛竹圩大堤外侧建保滩工程；高桩承台的板桩在-2.5m线，顶高程及填土高程均为4.0m，临海面距外坡脚35.3m。考虑到今后拟在北侧堤北侧实施圈围工程，考虑在北侧堤外设抛石镇压层，宽15m，厚1.5m。

4.2保滩方案地基承载力复核

设施保滩方案后，核心功能区运行期地基承载力复核成果见表4。

表4

堤身设施保滩方案后，在核心功能区运行期堤身基土各控制点计算粘结力均小于基土土层粘结力，满足要求。

5 结语

本文通过对横沙渔港核心功能区大堤地基承载力计算分析，定量提出堤脚下方控制点计算粘结力超过地基粘结力，平均超过22.5％，最大超过30.0％；大堤外坡有塌陷风险，需要镇压加固，并提出了推荐的工程解决方案——保滩方案。可见，大堤堤身稳定安全计算不仅包括抗滑稳定验算、渗流稳定验算、沉降验算，还应进行大堤地基承载力验算，减小大堤因地基承载力不足而塌陷的风险。

参考文献：

[1] 水利部水利水电规划设计总院. 堤防工程设计规范（GB50286-98） [S].中国计划出版社, 1998.

[2] 江苏省水利勘测设计研究院. 水闸设计规范（SL265-2001）[S].中国水利水电出版社, 2001.

[3] 上海现代建筑设计（集团）有限公司.上海市地基基础设计规范（DGJ08-11-2010）[S]. 上海, 2010.

[4] 卢廷浩. 土力学[M]. 河海大学出版社, 2005: P267-P270.

[5] 王岩松, 张宏斌. 地基承载力计算理论发展与应用[J]. 长春工业大学学报（自然科学版）, 2005(26): 169-172.