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1、82建筑技术ArchitectureTechnolop增刊2000关于地基承载力的讨论刘俊龙摘要本文通过对地基承载力设计值与极限位理论公式的对比分析，提出了利用承载力系数的绘合比例系数修正地基承载力设计位的方法。1前言我国从80年代中期开始，在建筑结构设计中，上部荷载采用了概率极限状态的设计原则，采用以抗力分项系数及荷载分项系数的设计表达式。但在目前国标建筑地基基础设计规范(GBJ7一89)中，地基承载力的设计值理论上仍然采用临塑荷载或塑性开展深度为基础宽度四分之一的临塑荷载公式。在地基设计中不存在总安全系数问题。由该规范附录五中提供的按土的物理、力学指标确定的地基承载力标准值或基本值经深度及
2、埋深修正后得到的地基承载力设计值也没有安全系数的概念，无法与上部结构荷载要求相适应。以下通过地基承载力设计值与极限值的理论公式的分析探讨，充分利用GBJ7一89规范附录五中的承载力标准值或基本值指标并与上部结构荷载相适应的方法。2承载力公式比较在国标GBJ7一89规范中，地基承载力设计值采用Pva临塑荷载公式，如下:关=Mb十构r0d+从乓(1)式中:f由土抗剪强度指标确定的地基承载力设计值。MbMdM承载力系数Mb4(coup+Wk一号)(注:260-400的M、值根据砂士的载荷试验资料做了修正)b基础底面宽度d基础埋深rra分别为基底以下和基底以上土的平均重度ct基底以下一倍宽度内土的粘聚
3、力标准值4基底以下一倍宽度内土的内摩擦角标准值。地基极限承载力的理论公式最早由Prantle提出，现国内外使用较多的是Veeic提出的计算公式，该公式被选人行标高层建筑岩土工程勘察规程)(JGJ72-90)中，公式如下:二合NXbr+凡专rod+NCj(2)式中:f极限承载力NNN承载力系数=e0.4tan(450+ot)2=2(戈+1)tangN二(N一1)catfib戈N，Md=1+cor0F，一合M二(Md一1)-cotok价、豁、靛基础形状系数，按表1确定bl为基础的宽度与长度。其余符号如前。基础形状系数襄1基础形状认从么条形1.01.01.0矩形，一0.4粤b且+下tmybNQ且十-
4、犷下丁了Vc郊俊龙福建省建筑设计研究院350001增刊2以刃建筑技术A比曰t忱加此T仪加nd。幻基础形状彗认吸圆形和方形0.61+祖n申1十凡刊。为比较上述公式(1)、(2)中承载力系数的大小，定义如下承载力系数的比例系数甲。=茂二Mc和=气头叽仇二0.5从.参坑、，、相当于临塑压力相对于极限压力时各承载力系数的“安全系数”。现按不同的基础形状对其分别进行计算。其中:、1、伽、，为条形基础承载力系数的比例系数，加、加、加为圆形、方形基础承载力系数的比例系数，计算结果见图1。(矩形基础承载力系数的比例系数物、轴、，1随l的变化而变化，但均在条形与方形基础相应的比例系数之间，故不在图中作出)。对不
5、同的基础形状，定义如下综合比例系数:叮dl、泞。1:条形墓础刀d3、刁。3:圆形、方形龚础房与翼圈1:不同状态下承载力系致的比例系数，二合(十:十。)，二六吝。、+，d+:。)其中:，t、华、，分别为条形、矩形、圆形及方形基础的综合比例系数。，为各种形状基础综合比例系数。，值大小反应临塑压力相对于极限压力时的“综合安全系数”。其计算值见图2(爪值随之的变化在刀，与，之间变化)及表Za承截力系橄的练合比例系数，裹2内摩擦角(度)0l23456789l0刀1.401651.701.741791.841.卯1.962.032.10217内摩擦角(度)lll2l314l5l6l718l920刀2.25
6、2342.432.532，632.742.862993133.28内摩擦角(度)2l22232425262728293O刀3443.623.713.833.894014.164354474.64内摩擦角(度)3l323334353637383940刀4.784981一5215，485816.196637.137t718.37从表2及图2可知，按GBJ7一89规范中的地基承载力公式求得的地基承载力设计值相对于地基承载力极限值的综合比例系数是不同的，对内摩擦角较小的饱和软枯土(内摩擦角在8度以内)，其比例系数较小，在1.4一2.0之间，安全度较低，对可塑以上的粘性土及砂土地基，其比例系数在2一8.
7、37之间，土质越好，比例系数越大，安全度越高，相对的也越没有充分利用天然地基的承载力。所以，此设计值没有统一的安全度。当根据上部结构荷载大小采用统一安全系数利用此地基承载力的设计值进行地基强度验算时，存在过于冒险或偏于安全造成浪费的现象。这也是现在使用的GB】7一89规范中承载力公式的缺陷。利用综合比例系数，对地基承载力设计值进行必要的修正可弥补这一不足。吕4建筑技术A二hi概t。二T石2llnoL留增刊2(屹幻3综合比例系数，的应用国标GB】7一89规范附录五中提供的地基承载力标准值或基本值是在大量原位载荷试验的基础上，经过与相关土层的各项物理指标或土层原位测试指标(标贯、动力触探指标等)进
8、行对比、统计分析的基础上建立的。载荷试验中承载力取用Q一5曲线上第一拐点或相当于002倍压板宽度的沉降量对应的压力。通过土的相关参数按附录五中相应的承载力表查得的地基土承载力值经埋深、宽度修正后得到的地基承载力设计值墓本上接近于临塑荷载值。利用承载力系数的综合比例系数刀可按不同的安全度得到修正的地基承载力设计值。公式如下:f二fo考几:条形羞础刀:日形、方形墓础(3)刀翼04日，2，巴20别2.欢洲40内，热角度图2:不同状态下承峨力系致的缭合比例系橄式中:岛由CB】7一89规范的附录五相关承载力表查得的地基承载力标准值，经深度、埋深修正后的承载力设计值。f修正的地基承载力设计值。刀综合比例系
9、数，由基底以下一倍宽度内土的内摩擦角标准值查表2确定。k安全系数通过安全系数k的取值大小，可初步判断地基土所处的工作状态。如k=1地基土强度处于塑性极限状态1k，地基土强度处于弹性状态。因此，可根据上部结构荷载的要求，采用不同的安全度充分利用天然地基的承载力，并与上部荷载的要求相适应。4结语国标GBJ7一89规范中地基承载力设计值采用的理论公式为临塑荷载公式，由此计算的承载力设计值没有安全度的概念，对内摩擦角较小的饱和软粘土安全度较低，对状态较好的可塑以上粘性土及砂土安全度偏高。因此利用临塑荷载公式计算的地基承载力设计值进行基础设计时，不能根据上部结构荷载对地基承载力的不同要求采用相适应的设计
10、值，计算结果存在过于冒险或偏于安全造成浪费的现象。利用该规范附录五中的承载力标准值或基本值得到的地基承载力设计值基本接近于临塑荷载值。本文通过引人承载力系数的综合比例系数刀对地基承载力设计值进行修正，可得到不同安全度的承载力设计值，从而更合理。充分地利用天然地基承载力及该规范附录五中土的承载力标准值或基本值，并做到与上部结构荷载要求相适应。.考文艘:【月中华人民共和国国家标准.建筑地鉴墓础设计舰范(B，-59)北京中国建筑工业出版社，1少XI。【2中华人民共和国行1标准高层建筑岩土工怪勘寮规程C】，2一90.北京:中国建筑工业出版社，1男1。【3陆培炎.关于我国地券荃础设什规范设计原列间题.岩士工程学报，1卯7.19(1)
