地基承載力埋深修正

1、1【編者按】本刊陸續(xù)收到探討地基承載力的埋深修正問(wèn)題的來(lái)稿。從這些來(lái)稿來(lái)看，目前工程界對(duì)該問(wèn)題的認(rèn)識(shí)比較混亂，有著各種各樣的理解。編者通過(guò)與相關(guān)規(guī)范編織組專(zhuān)家以及一些一線(xiàn)設(shè)計(jì)人員的溝通，從地基承載力深度修正的實(shí)質(zhì)出發(fā)，總結(jié)出把握地基承載力深度修正的幾個(gè)關(guān)鍵要素，以期對(duì)設(shè)計(jì)有所幫助。對(duì)地基承載力埋深修正的再討論李靜（中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院亞太建設(shè)信息研究院《建筑結(jié)構(gòu)》編輯部北京100044）1規(guī)范相關(guān)條文說(shuō)明《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（簡(jiǎn)稱(chēng)規(guī)范

2、）第5.2.4條指出：通過(guò)載荷試驗(yàn)或其它原位測(cè)試結(jié)果、經(jīng)驗(yàn)值等方法確定的地基承載力特征值，需要進(jìn)行深度修正。其條文說(shuō)明中還有一段論述：“目前建筑工程大量存在著主裙樓一體的結(jié)構(gòu)，對(duì)于主體結(jié)構(gòu)地基承載力的深度修正，宜將基礎(chǔ)底面以上范圍內(nèi)的荷載，按基礎(chǔ)兩側(cè)的超載考慮，當(dāng)超載寬度大于基礎(chǔ)寬度兩倍時(shí)，可將超載折算成土層厚度作為基礎(chǔ)埋深，基礎(chǔ)兩側(cè)超載不等時(shí)，取小值。”這兩處要求雖然表述不一樣，但其實(shí)質(zhì)是一致的，均與地基破壞機(jī)理相關(guān)?！督ㄖY(jié)構(gòu)》20

3、07年第11期刊登的《CFG樁復(fù)合地基在國(guó)美家園工程中的應(yīng)用》一文及《建筑結(jié)構(gòu).技術(shù)通訊》2007年第11期刊登的《基于整體剪切破壞分析的地基承載力深度修正》一文，均從地基破壞機(jī)理出發(fā)，分析了地基承載力深度修正的實(shí)質(zhì)。目前工程屆對(duì)地基承載力深度修正的認(rèn)識(shí)還十分混亂。本文擬進(jìn)一步對(duì)地基承載力深度修正的實(shí)質(zhì)進(jìn)行總結(jié)，闡述其在常見(jiàn)的幾種地基基礎(chǔ)形式中的應(yīng)用，同時(shí)剖析幾種工程界中流行的認(rèn)識(shí)，希望對(duì)廣大設(shè)計(jì)人員有所幫助。2地基承載力深度修正的實(shí)質(zhì)

4、與要點(diǎn)21深度修正的實(shí)質(zhì)和要點(diǎn)文【1】、【2】指出，進(jìn)行地基承載力的深度修正，就是為了考慮基礎(chǔ)兩側(cè)基底標(biāo)高以上的超載q對(duì)基礎(chǔ)兩側(cè)滑動(dòng)土體向上滑動(dòng)的抵抗作用。這個(gè)超載可以直觀地理解為作用在滑動(dòng)土體表面的壓重，見(jiàn)圖1。超載q可以是土自重q＝rd；也可以是裙房產(chǎn)生的連續(xù)均布?jí)毫Γ?jì)算公式可參考規(guī)范式（5.2.21），注意，活荷載應(yīng)按“荷載規(guī)范”第4.1.2條要求折減。因此，結(jié)合地基破壞機(jī)理，以及計(jì)算公式建立的前提，總結(jié)出地基承載力深度修正的幾

5、個(gè)要素分別如下：（1）地基承載力的深度修正，其實(shí)都是超載的壓重作用。無(wú)論是用土的天然埋深，還是將裙房等其他連續(xù)均勻壓重折算為土厚進(jìn)行地基承載力的深度修正，其實(shí)質(zhì)都是基礎(chǔ)兩側(cè)超載對(duì)抗滑動(dòng)土體向上運(yùn)動(dòng)的體現(xiàn)。（2）對(duì)超載連續(xù)、均勻性和滿(mǎn)足一定分布寬度的要求。地基承載力計(jì)算公式的建立是以超載q為連續(xù)均布荷載，并作用在整個(gè)滑動(dòng)體表面為前提的。根據(jù)規(guī)范和文【2】的建議，超載的分布寬度滿(mǎn)足大于（2～4）B（B為基礎(chǔ)寬度）的要求即可進(jìn)行地基承載力的深

6、度修正。如果是天然土層形成的超載，這個(gè)荷載基本上是連續(xù)均布的。裙房等壓重不一定能形成的連續(xù)均布的超載，具體分析見(jiàn)下文。（3）取最小值的要求。地基的破壞一般都發(fā)生在最薄弱部位，因此應(yīng)取基礎(chǔ)四周的埋深（或折算埋深）的最小值進(jìn)行深度修正。理解了地基承載力深度修正的實(shí)質(zhì)，就可以把圖1基礎(chǔ)兩側(cè)基底標(biāo)高以上的超載作用示意3工程經(jīng)驗(yàn)。2當(dāng)裙樓處的折算埋深不大于天然埋深時(shí)，規(guī)范沒(méi)有明確說(shuō)明。這個(gè)時(shí)候，取折算埋深，取小值從小考慮應(yīng)該是合理、且偏安全的。當(dāng)

7、然如上所述，從壓重機(jī)理來(lái)說(shuō)也可以適當(dāng)考慮天然埋深的較大壓重，同樣應(yīng)該慎重。圖4裙樓邊長(zhǎng)小于2倍主樓邊長(zhǎng)的情況4各種基礎(chǔ)類(lèi)型的計(jì)算埋深取值舉例41條形或獨(dú)立基礎(chǔ)見(jiàn)圖5（a），（b）。42箱基或筏基等整體基礎(chǔ)見(jiàn)圖5（c）。43獨(dú)立基礎(chǔ)＋防水板見(jiàn)圖5（d）。該基礎(chǔ)防水板的基底反力的大小與其構(gòu)造密切相關(guān)[3]。防水板下設(shè)置軟墊層，起到確保防水板不承擔(dān)或承擔(dān)最少量的地基反力時(shí)，軟墊層下的地基反力q可以考慮防水板自重、地下室地面建筑做法重等。如果防

8、水板下采用的是一般墊層，防水板與基礎(chǔ)將共同承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的力，其地基反力由分析計(jì)算得到。圖5各種情況的計(jì)算埋深取值示意（圖中d表示計(jì)算埋深）對(duì)于6～8m的柱距以及板厚加素混凝土墊層為500mm左右時(shí)，防水板的基底反力也不能形成均布荷載，也就不能將基底平均壓力q全額作為超載對(duì)獨(dú)立基礎(chǔ)下的承載力進(jìn)行深度修正。不少設(shè)計(jì)人員將基底壓力平均值折減后作為超載，即（1）me??qd?式中，?為折減系數(shù)。折減系數(shù)取多少取決于柱跨、板厚及土的性狀。柱距

9、越小、筏板越厚、地基土越好，折減越少，但由于這方面的資料較少，承載力修正的量值具有很大的經(jīng)驗(yàn)性，相關(guān)討論見(jiàn)文[1]。但折減系數(shù)不能取得太小，否則計(jì)算得到得折算深度de小于裙房室內(nèi)地面到基礎(chǔ)底面的距離d1，就沒(méi)有意義了。計(jì)算埋深取室外埋深和折算埋深的小值。5帶裙房的主樓的地基承載力深度修正舉例為了突出問(wèn)題，僅對(duì)結(jié)構(gòu)短邊方向、基礎(chǔ)兩邊天然埋深一樣、裙房邊長(zhǎng)大于主樓邊長(zhǎng)2倍、主樓基礎(chǔ)為整體性較好的箱形或筏板基礎(chǔ)的情況進(jìn)行說(shuō)明。51主裙樓一體計(jì)