1、地地 基基 承承 載載 力力卞昭慶二OO五年八月 地基承載力是巖土工程勘察設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)，是巖土工程師面臨的基本問題。能否正確合理地確定地基承載力是確保建（構(gòu)）筑物安全穩(wěn)定的關(guān)鍵，同時(shí)也是影響整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目成本的一個(gè)重要因素。 我們長期習(xí)慣從規(guī)范中查表確定地基承載力，這是十分簡便的方法。但建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002取消了地基承載力表，標(biāo)志著依靠國家規(guī)范查表方法的結(jié)束。 取消承載力表以后怎么辦？一、地基承載力的各種名稱一、地基承載力的各種名稱 及其與上部荷載的對應(yīng)及其與上部荷載的對應(yīng)1、地基承載力的定義、地基承載力的定義 在保證地基穩(wěn)定性和建筑物的沉降量不超過容許值的條件下，地

2、基可能承受的最大壓力 建筑巖土工程勘察基本術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)JGJ 84-922、地基承載力的各種名稱、地基承載力的各種名稱 容許承載力R、R.7-74規(guī)范 地基承載力基本值0、標(biāo)準(zhǔn)值k、設(shè)計(jì)值7-89 規(guī)范 地基承載力特征值ak 、修正后的地基承載力特征 值a5007-2002規(guī)范 地基極限承載力pu(u) 地基臨界承載力p1/4、p1/3(a 、 v ) 地基臨塑承載力pcr3、地基承載力與上部結(jié)構(gòu)的關(guān)系、地基承載力與上部結(jié)構(gòu)的關(guān)系 pka (p、 pR) pkmax 1.2 a (pmax1.2 、 pmax 1.2R) pk =(Fk+Gk)/A (p=(F+G)/A ) pkmax.min =

3、(Fk+Gk)/AMk /W (pmax.min =(F+G)/AM /W) Gk是基礎(chǔ)重+土重，是固定值。 Fk 和a 就有直接對應(yīng)關(guān)系，不同組合的Fk ，就有不同的a 相對應(yīng)。 4、7-74規(guī)范的荷載組合與容許承載力規(guī)范的荷載組合與容許承載力R 主要荷載（恒載）結(jié)構(gòu)自重、土重 附加荷載（活載）使用荷載（人、物、設(shè)備重）， 風(fēng)、雪荷載 特殊荷載地震力、水災(zāi)的水壓力、部分結(jié)構(gòu)破壞 引起的荷載 荷載組合（F）=1（恒載）+組合系數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)值 A S= + =1.2 +1.4 1.25（ + ） ni1iQiSGGSQGGSiQQiSni1GSni1iQiSGSni1QiSi 與7-74規(guī)范比較，

4、所對應(yīng)的荷載增大1.25倍，解決的辦法： （1）提高承載力表，粘性土提高520kPa,平均13kPa。粉土、紅粘土承載力表重編，取高值。其它各表也略有上調(diào)。 （2）深寬修正的標(biāo)準(zhǔn)埋深由1.5m減至0.5m，多了1m的深度修正， 提高1020kPa。最小深度修正系數(shù)為0.1，最少提高10%。 （3）公式計(jì)算v，將 c 、 值的置信概率由0.95降為0.85 （設(shè)計(jì)值）大約提高2025%，接近荷載設(shè)計(jì)值的1.25倍。20 . 30 . 11nnc6、50007-2002規(guī)范的荷載組合與地基承載力特征值計(jì)規(guī)范的荷載組合與地基承載力特征值計(jì)算算a、ak (1)地基承載力特征值的定義 指由荷載試驗(yàn)測定的

5、地基土壓力變形曲線線性變形段內(nèi)規(guī)定的變形所對應(yīng)的壓力值，其最大值為比例界限值。 這是取值標(biāo)準(zhǔn)，不是定義。 實(shí)際就是地基容許承壓力（地基臨塑承載力） 準(zhǔn)確定義請見建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001的條文說明。也可稱為標(biāo)準(zhǔn)值。（2）各種情況對應(yīng)的荷載組合 地基承載力、單樁承載力對應(yīng)的荷載效應(yīng)按正常使用狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)組合。 Sk= + + + 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 各類可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 組合值系數(shù)（1） 各項(xiàng)均未乘分項(xiàng)系數(shù) 對應(yīng)地基承載力特征值a(深寬修正后)，修正前也叫特征值ak。KQS1GKS2cKQS2cnQnKSciQiKSGKS 地基變形計(jì)算，對應(yīng)荷載效應(yīng)按正常使用狀態(tài)下的準(zhǔn)永久組合 Sk=

6、+ + + 準(zhǔn)永久值系數(shù) 樓面、屋面的 為0.10.4，多數(shù)為0.2 風(fēng)荷載 =0 準(zhǔn)永久組合標(biāo)準(zhǔn)組合 為簡化計(jì)算可以認(rèn)為兩者近似KQS1qnQnKSKQS2GKS1q2qqiqiciqq 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對應(yīng)荷載效應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下的基本組合 S= + + + 永久荷載分項(xiàng)系數(shù) 1.35 可變荷載分項(xiàng)系數(shù) 平均1.40 基本組合=1.35 標(biāo)準(zhǔn)組合 擋土墻土壓力、斜坡穩(wěn)定、滑坡推力對應(yīng)荷載效應(yīng)為基本組合，但分項(xiàng)系數(shù)均為1.0。 等于標(biāo)準(zhǔn)組合GKSG2c1QKQS12QKQS2QncnQnKSGQi 對建（構(gòu)）筑物的荷載應(yīng)有個(gè)粗略概念，分清基本組合與標(biāo)準(zhǔn)組合。 如：民用建筑。當(dāng)整體基礎(chǔ)時(shí)，每一

7、層荷載傳至基底壓力約為1518kPa。 儲(chǔ)煤筒倉：儲(chǔ)煤量（kN）2=筒倉全荷載。7、小結(jié)、小結(jié) 500072002規(guī)范地基承載力特征值a(深寬修正后）及ak與774規(guī)范的地基容許承載力R (深寬修正后）及R，對應(yīng)的都是標(biāo)準(zhǔn)組合，兩者在數(shù)值上是接近的。 500072002規(guī)范地基承載力特征值a(深寬修正后）及ak與789規(guī)范的地基承載力設(shè)計(jì)值及標(biāo)準(zhǔn)值k對應(yīng)的荷載不同。相應(yīng)a. ak 30時(shí)有調(diào)整 條件：偏心距e 0.033b，滿足變形要求。 p1/3規(guī)范未推薦，指偏心距e0.033b時(shí)，公式同上，Mb增大 Mb= mm2cot3（3）極限承載力：多種公式、規(guī)范推薦 pu= 承載力系數(shù) 基礎(chǔ)形狀修

8、正系數(shù) 見高層建筑巖土工程勘察規(guī)范 JGJ72-2004 附錄A a = K=23kccqqcNdNbN021cqNNN,cq,Kpu（4）對抗剪強(qiáng)度 c 、的討論 500072002規(guī)定，室內(nèi)試驗(yàn)應(yīng)選用三軸壓縮試驗(yàn)的UU法，預(yù)壓固結(jié)的地基采用CU，（非強(qiáng)制性條文）。有的UU試驗(yàn)先用有效自重壓力預(yù)固結(jié)，更為合理。 按規(guī)范規(guī)定的計(jì)算程序，結(jié)果不令人滿意，特別在非飽和粘性土中a過大。 直剪可以用嗎？根據(jù)50年工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，完全可以用于非飽和粘性土及粉土。一些地方標(biāo)準(zhǔn)仍列入直剪法。對軟土（飽和、軟塑）土應(yīng)采用三軸。但上海經(jīng)驗(yàn)軟土也用直剪。 三軸在軟土中值應(yīng)較低，一般 20 時(shí)，cu0.9Su ak=

9、 d+3.14 cu (0）五、經(jīng)驗(yàn)法確定地基承載力五、經(jīng)驗(yàn)法確定地基承載力1、地方標(biāo)準(zhǔn)查表確定地基承載力、地方標(biāo)準(zhǔn)查表確定地基承載力 （1）北京地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)勘察設(shè)計(jì)規(guī)范 DBJ0150192條件： 承載力標(biāo)準(zhǔn)值對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)荷載（標(biāo)準(zhǔn)組合） 只限一般多層建筑（46層為多層，79層為中高層，10層以上為高層，工業(yè)建筑高24m以上為高層） 承載力表： 一般第四紀(jì)粘性土及粉土 Es.N10.ps ak 新近沉積粘性土及粉土 Es.N10.ps ak 一般第四紀(jì)粉細(xì)砂 N. ps ak 新近沉積粉細(xì)砂 N. ps ak 卵石、圓礫 v vs ak 素填土、變質(zhì)爐灰 Es.N10. ps ak計(jì)算采用極

10、限承載力pu，公式如本講稿第二節(jié)。K=23（2）上海市地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范DBJ08111999 按概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則，荷載設(shè)計(jì)值（基本 組合）對應(yīng)承載力設(shè)計(jì)值，即地基極限承載力。 地基極限承載力采用Skempton公式計(jì)算，適合 于飽和粘土，計(jì)算所需參數(shù)c、 、 ，在附錄B 中給出上海12個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地層的密度和直剪（固 快），三軸UU、CU的c、 值，等于提供了極 限承載力 。 地基極限承載力的分項(xiàng)系數(shù)設(shè)在c、 計(jì)算值 取值時(shí)c/2.0、 /1.3。（3）天津市巖土工程技術(shù)規(guī)范DB29202002 地基承載力設(shè)計(jì)值對應(yīng)荷載設(shè)計(jì)值（基本組合） 承載力設(shè)計(jì)值是基本值0深寬修正后再1.25。 承載力表是

11、基本值0 粘性土 e.IL 0 較GB789值低，約為75 95，由天津市大量載荷試 驗(yàn)對比統(tǒng)計(jì) 粉土 e.w w 0 淤泥及淤泥質(zhì)土 w w 0 與GB789完全一致 砂土 N 0（4）重慶市建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范DB50/5001-1997 地基承載力設(shè)計(jì)值對應(yīng)荷載設(shè)計(jì)值（基本組合） 承載力設(shè)計(jì)值采用極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值K(0.590.85)分 項(xiàng)系數(shù)，相當(dāng)1.7、1.35、1.18按一、二、三級建筑物 承載力表全部錄自7-89規(guī)范，為將承載力標(biāo)準(zhǔn)值變?yōu)闃O 限承載力標(biāo)準(zhǔn)值，把7-89規(guī)范承載力表全部1.7 土的極限承載力計(jì)算公式采用Vesic公式 巖石的極限承載力計(jì)算公式采用加拿大Coates公

12、式 巖石極限承載力由單軸抗壓強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，需采二個(gè)影響 系數(shù) r巖體裂隙影響系數(shù)1.0、0.67、0.33 p巖坡影響系數(shù) 1.0(10)、0.67(=45)、 0.33(80)、 (-巖質(zhì)地基表面坡度) （5）南京地區(qū)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范DB32/112-95 地基承載力設(shè)計(jì)值對應(yīng)荷載設(shè)計(jì)值（基本組合） 承載力標(biāo)準(zhǔn)值k = f k f按建筑物高低結(jié)構(gòu)取 1.01.2，以補(bǔ)償荷載的 分項(xiàng)系數(shù)1.25 承載力基本值0表 粘性土承載力表e.IL0 相當(dāng)7-89規(guī)范表值 x(0.900.95)，非常接近 7-74規(guī)范表值 粉土承載力表 e. w w 0 與7-89規(guī)范表基本一致 淤泥、淤泥質(zhì)土 w w .

13、 Es1-2 0 新編 粘性土 ps 0 新編 粉土 ps 0 新編 卵、礫石 v vs 0 新編 （6）湖北省建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范 DB42/242-2003 承載力特征值對應(yīng)荷載標(biāo)準(zhǔn)組合（標(biāo)準(zhǔn)值），完全按照50007-2002體系 承載力特征值表 粉土： e. w w ak 7-89規(guī)范表(0.780.88) 一般粘性土：e.IL ak 7-89規(guī)范表0.8 略低于7-74規(guī)范表 新近沉積土：e.IL ak 7-74規(guī)范表-20kPa 老粘性土： u ak 基于7-74規(guī)范表，有調(diào)整，硬土調(diào)高， 軟土調(diào)低 花崗巖殘積土：e. w w ak 新編 殘積土： u ak 新編 碎石： N120、

14、N63.5 ak 中粗砂： N63.5 ak 同本稿第四節(jié) 砂土： N ak ps ak 新編砂土、粉土、老粘性土、淤泥質(zhì) 土、一般粘性土、素填土各類表 N ak 新編一般粘性土、老粘性土、殘積粘 性土、花崗巖殘積土各類表 （7）小結(jié) 還有沈陽(91)、成都(2001)、福建(91)、廣東(2003)、 深圳(88)、長沙(99)、浙江(2003)、武漢(92)等地規(guī)范 地方標(biāo)準(zhǔn)首先看發(fā)布時(shí)間： 19892002之間 多為地基承載力設(shè)計(jì)值對應(yīng)荷載設(shè)計(jì)值 2003以后 與50007-2002統(tǒng)一，地基承載力特征值 對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合 對19892002之間的地方標(biāo)準(zhǔn)，要分辨清地基承載力的概念 與7-8

15、9規(guī)范近似的設(shè)計(jì)值、標(biāo)準(zhǔn)值、基本值。 承載力表基本可用，也可略降。 完全采用地基極限承載力的概念。 承載力表要(1.72.0) 地方標(biāo)準(zhǔn)都將修訂，原則都要服從GB50007-2002， 即承載力特征表對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合 2由物理性質(zhì)參數(shù)查表確定承載力特征值由物理性質(zhì)參數(shù)查表確定承載力特征值（1）一般粘性土 7-74規(guī)范容許承載力與50007-2002承載力特征值 概念完全相同的，都是對應(yīng)荷載標(biāo)準(zhǔn)組合（標(biāo)準(zhǔn) 值），兩者基本相等。 7-74規(guī)范收集了135份載荷試驗(yàn)與各項(xiàng)物理性質(zhì)參 數(shù)的有效對比資料，做了單回歸、雙回歸、多項(xiàng) 回歸的分析，選出相關(guān)關(guān)系最高的回歸式，即eIL 與(R)的雙回歸曲線，相關(guān)系數(shù)

16、0.80.9。 又與建筑物沉降實(shí)測數(shù)據(jù)、變形分析比較，調(diào)整 承載力表。 從197419892002全國普遍使用此表，除個(gè)別特 殊土或特殊結(jié)構(gòu)外，全國未發(fā)生重大事故。 建議仍采用7-74規(guī)范表8(粉土IP10的不用) 查表方法： 將e.IL分別統(tǒng)計(jì) eK= s em ILK= s ILm 不要用 根據(jù)ek.ILK查表得ak e、IL分別統(tǒng)計(jì)，求得e及IL 根據(jù)em、ILm查表得0 ak= s 0 =e+IL =0.1 兩者計(jì)算結(jié)果不同，但都可以用（本講稿所有查表法都要按此統(tǒng)計(jì)折減）。2678. 4704. 11nnS2918. 7884. 21nnS2678. 4704. 11nnS（2）粉土

17、7-74規(guī)范有IP10的輕亞粘土承載力表，屬粘性土，由e.IL查表，當(dāng)時(shí)對粉土對比資料僅34份。 7-89規(guī)范，將IP10定名為粉土，不屬粘性土。又收集了一些對比資料，重新統(tǒng)計(jì)，建立e . w w o的回歸經(jīng)驗(yàn)公式，由于7-89規(guī)范采用荷載設(shè)計(jì)值，建表時(shí)取了中上限，并按回歸曲線取置信概率 0.95，推導(dǎo)了 的修正折減公 式，因此此式只適用于粉土，其 s要大的多，不 能繼續(xù)使用。 2918. 7884. 21nnS 建議采用7-89規(guī)范附表5-3，承載力值0.90.8（3）老粘性土 Q3及以前的粘性土，地質(zhì)年代難以準(zhǔn)確時(shí)，可根據(jù)土質(zhì)密度、顏色、狀態(tài)、裂隙等多方面鑒定。 建議采用7-74規(guī)范表7

18、（4）淤泥和淤泥質(zhì)土 建議采用7-74規(guī)范表9 （5）新近沉積粘性土 文化期以來新堆積的粘性土，建議采用7-74規(guī)范附表5 （6）紅粘土 7-74規(guī)范比較簡單，全按 u ak 7-89規(guī)范重新整理，分出次生紅粘土，并創(chuàng)新 指標(biāo)Ir= w w L/ w w P 此表重新統(tǒng)計(jì)時(shí)，考慮對應(yīng)荷載設(shè)計(jì)值，故表中取值在中上限。 建議采用7-89規(guī)范附表5-6，承載力值0.90.8 （7）濕陷性黃土 濕陷性黃土考慮到其含水量增加，強(qiáng)度和變形都會(huì)急劇加大， 因此承載力不宜過高（地基處理后的承載力另議） 50025-2004規(guī)范取消了承載力表，明確用承載力特征值對應(yīng) 荷載標(biāo)準(zhǔn)組合，確定承載力的方法同50007-

19、2002規(guī)范 25-90規(guī)范，承載力設(shè)計(jì)值（深寬修正后）對應(yīng)荷載設(shè)計(jì)值 但承載力表與25-78規(guī)范完全一致，只是新編了飽和黃土承 載力表，改變了新近堆積黃土承載力表。25-90規(guī)范承載力 值沒有特別考慮荷載的增值(1.25倍) 25-90規(guī)范承載力表的載荷試驗(yàn)對比資料 Q3Q41 82份 飽和黃土 92份 新近堆積黃土 164份 建議采用25-90規(guī)范的承載力附表10.1、附表10.2、附表10.3。 查表方法 要用 不能用 對w w L/e、 w w / w w L計(jì)算法：應(yīng)先計(jì)算每個(gè)子樣 的w w L/e、 w w / w w L，再按子樣統(tǒng)計(jì)求 2918. 7884. 21nnS2678

20、. 4704. 11nnS3 3由壓縮模量由壓縮模量EsEs查表確定承載力查表確定承載力 土的力學(xué)性質(zhì)兩大指標(biāo)、強(qiáng)度與變形（c、及Es）前者直接控制承載力，而后者除控制變形外，也與承載力有極其密切關(guān)連，兩者高低是互動(dòng)的。 從機(jī)理上講不同類型、不同地區(qū)的土都能找到Es-k的相關(guān)關(guān)系，但地層時(shí)代、沉積類型不同差異很大。 在長期工作的礦區(qū)對主要類型的土層，應(yīng)該有一個(gè)K-Es的關(guān)系概念 在報(bào)告書中，提供的承載力與壓縮模量結(jié)論表中，Es- k必須匹配，若相差過大，肯定有一個(gè)指標(biāo)不準(zhǔn)確。 （1）北京市地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)勘察設(shè)計(jì)規(guī)范DBJ01-501-92 一般第四紀(jì)粘性土及粉土 新近沉積粘性土及粉土 素填土

21、及變質(zhì)爐灰 Es自重壓力自重壓力+附加壓力 Es(MPa)4681012141618202224ka(kPa)120160190210230250270290310330350Es(MPa)1.53.05.07.09.011.0ka(kPa)素填土70(6080)90(75100)105(90120)120(105135)135(120155)150(135170)變質(zhì)爐灰60(5070)75(6585)90(80100)100(85120)115(95135)130(105150)Es(MPa)234567891011ka(kPa)5080100110120130150160180190（2

22、）7-89規(guī)范 素填土 （3）鐵路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范TB1002.5-99 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ024-85 Q3及其以前的沖、洪積粘性土（老粘性土） 殘積粘性土 Es1-2(MPa)754320(kPa)1601351158565Es1-2(MPa)4681012141618200(kPa)190220250270290310320330340Es1-2(MPa)101520253035400(kPa)380430470510550580620六、綜合確定地基承載力六、綜合確定地基承載力 綜合確定是指采用多種方法（公式計(jì)算、原位測試、經(jīng)驗(yàn)法）得到的承載力值選定一個(gè)最合適、最準(zhǔn)確的數(shù)值。 1宏觀定位宏觀定位 （1）根據(jù)巖土層的年代、沉積類型、巖土性狀確定是否特殊土？是新近沉積還是Q3以前的老土？先把土的大分類弄準(zhǔn)。 （2）根據(jù)野外鑒定（軟硬、密度、濕度、裂隙等），憑經(jīng)驗(yàn)對承載力區(qū)段定位。如100kPa、120180kPa、 200300kPa、 300k