巖土工程設(shè)計方法

1、同濟大學(xué)同濟大學(xué) 高大釗高大釗20112011年年1010月月 巖土工程設(shè)計巖土工程設(shè)計(上上)l在中國工程勘察信息網(wǎng)的專欄中，提出在中國工程勘察信息網(wǎng)的專欄中，提出了許多疑難問題，在答疑和討論的過程了許多疑難問題，在答疑和討論的過程中，積累了不少的資料，出版了土力中，積累了不少的資料，出版了土力學(xué)與巖土工程師和巖土工程勘察與學(xué)與巖土工程師和巖土工程勘察與設(shè)計兩本書，主辦單位提出圍繞這兩設(shè)計兩本書，主辦單位提出圍繞這兩本書的主題開展講座，也是一個很好的本書的主題開展講座，也是一個很好的思路，值得嘗試。思路，值得嘗試。l在在2009年年2010年，主要環(huán)繞巖土工年，主要環(huán)繞巖土工程勘察規(guī)范局部修

2、訂的宣講，講了巖程勘察規(guī)范局部修訂的宣講，講了巖土工程實務(wù)工作的一些問題，即勘察方土工程實務(wù)工作的一些問題，即勘察方案的編制、勘探孔的深度和平面布置、案的編制、勘探孔的深度和平面布置、取樣數(shù)量、土工試驗和原位測試、地下取樣數(shù)量、土工試驗和原位測試、地下水勘察、土和水對建筑材料腐蝕性評價水勘察、土和水對建筑材料腐蝕性評價等問題。等問題。2010年底至今年上半年，主要年底至今年上半年，主要講解巖土工程評價方法。從現(xiàn)在開始，講解巖土工程評價方法。從現(xiàn)在開始，將講解巖土工程設(shè)計方法。將講解巖土工程設(shè)計方法。l一一. 巖土工程設(shè)計的力學(xué)基礎(chǔ)巖土工程設(shè)計的力學(xué)基礎(chǔ)l二二. 淺基礎(chǔ)設(shè)計的地基承載力問題淺基礎(chǔ)

3、設(shè)計的地基承載力問題l三三. 地基基礎(chǔ)設(shè)計的變形控制方法地基基礎(chǔ)設(shè)計的變形控制方法l四四. 單樁、群樁的承載力與樁基礎(chǔ)設(shè)單樁、群樁的承載力與樁基礎(chǔ)設(shè)計計l五五. 地基處理的方案選擇與設(shè)計控制地基處理的方案選擇與設(shè)計控制l六六. 邊坡穩(wěn)定性分析與土壓力計算邊坡穩(wěn)定性分析與土壓力計算l七七. 基坑工程方案設(shè)計與事故分析基坑工程方案設(shè)計與事故分析l八八. 地基基礎(chǔ)抗震評價與抗震設(shè)計地基基礎(chǔ)抗震評價與抗震設(shè)計一一. 巖土工程設(shè)計的力學(xué)基礎(chǔ)巖土工程設(shè)計的力學(xué)基礎(chǔ)l1.巖土工程設(shè)計是工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的一部分巖土工程設(shè)計是工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的一部分l2.巖土工程師必需的力學(xué)知識復(fù)習(xí)巖土工程師必需的力學(xué)知識復(fù)習(xí)巖土工程

4、設(shè)計是巖土工程設(shè)計是工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的一部分工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的一部分l巖土工程是主體工程的一部分巖土工程是主體工程的一部分沒有主體工程就沒有巖土工程問題；不沒有主體工程就沒有巖土工程問題；不存在沒有巖土工程的主體工程存在沒有巖土工程的主體工程l巖土工程與結(jié)構(gòu)工程的相互依賴與統(tǒng)一巖土工程與結(jié)構(gòu)工程的相互依賴與統(tǒng)一結(jié)構(gòu)工程的安全與耐久性依賴于巖土工結(jié)構(gòu)工程的安全與耐久性依賴于巖土工程的質(zhì)量；巖土工程的規(guī)模與難度取決程的質(zhì)量；巖土工程的規(guī)模與難度取決于結(jié)構(gòu)工程的規(guī)模與技術(shù)要求于結(jié)構(gòu)工程的規(guī)模與技術(shù)要求l巖土工程設(shè)計與結(jié)構(gòu)工程設(shè)計的異同巖土工程設(shè)計與結(jié)構(gòu)工程設(shè)計的異同l它們它們同屬于工程學(xué)同屬于工程學(xué)的范疇，

5、都要滿足工的范疇，都要滿足工程力學(xué)的基本規(guī)律，都要滿足工程建設(shè)程力學(xué)的基本規(guī)律，都要滿足工程建設(shè)的控制要求，都采用工程設(shè)計的方法。的控制要求，都采用工程設(shè)計的方法。l巖土工程設(shè)計對象有兩類，第一類是對巖土工程設(shè)計對象有兩類，第一類是對巖土體的設(shè)計計算巖土體的設(shè)計計算，第二類是對與巖土，第二類是對與巖土體相互作用的體相互作用的結(jié)構(gòu)物的設(shè)計計算結(jié)構(gòu)物的設(shè)計計算，如基，如基礎(chǔ)、地下室、圍護結(jié)構(gòu)、支錨結(jié)構(gòu)等。礎(chǔ)、地下室、圍護結(jié)構(gòu)、支錨結(jié)構(gòu)等。l在設(shè)計原則上存在差異，結(jié)構(gòu)設(shè)計的概率在設(shè)計原則上存在差異，結(jié)構(gòu)設(shè)計的概率極限狀態(tài)設(shè)計實用方法已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，但巖極限狀態(tài)設(shè)計實用方法已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，但巖土工程中的第一類

6、設(shè)計的概率極限狀態(tài)設(shè)土工程中的第一類設(shè)計的概率極限狀態(tài)設(shè)計方法還不太成熟，較多的規(guī)范采用安全計方法還不太成熟，較多的規(guī)范采用安全系數(shù)法甚至是容許應(yīng)力法設(shè)計。系數(shù)法甚至是容許應(yīng)力法設(shè)計。l在安全度控制方法上存在差異，結(jié)構(gòu)設(shè)計在安全度控制方法上存在差異，結(jié)構(gòu)設(shè)計的作用與抗力，都可以由技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定數(shù)的作用與抗力，都可以由技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定數(shù)值來加以嚴(yán)格控制，而巖土工程設(shè)計中涉值來加以嚴(yán)格控制，而巖土工程設(shè)計中涉及巖土體所產(chǎn)生的作用與抗力，其數(shù)值無及巖土體所產(chǎn)生的作用與抗力，其數(shù)值無法由技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定所控制。法由技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定所控制。l由于巖土體是自然地質(zhì)體，與自然條件密由于巖土體是自然地質(zhì)體，與自然條件密

7、切相關(guān)，巖土工程設(shè)計的作用與抗力是按切相關(guān)，巖土工程設(shè)計的作用與抗力是按巖土體的物理力學(xué)參數(shù)進行計算的結(jié)果，巖土體的物理力學(xué)參數(shù)進行計算的結(jié)果，具有極強的具有極強的地區(qū)性地區(qū)性。l在太沙基巖土工程體制下，巖土工程設(shè)計在太沙基巖土工程體制下，巖土工程設(shè)計是由巖土工程事務(wù)所承擔(dān)的，是巖土工程是由巖土工程事務(wù)所承擔(dān)的，是巖土工程咨詢顧問工作的一部分咨詢顧問工作的一部分，從前期的地質(zhì)調(diào)，從前期的地質(zhì)調(diào)查、工程設(shè)計到施工監(jiān)測與檢測，都是巖查、工程設(shè)計到施工監(jiān)測與檢測，都是巖土工程事務(wù)所的一攬子全過程服務(wù)范圍。土工程事務(wù)所的一攬子全過程服務(wù)范圍。l在我國勘察、設(shè)計體制下，巖土工程勘察在我國勘察、設(shè)計體制下

8、，巖土工程勘察與設(shè)計是與設(shè)計是分離的分離的，由專門的勘察隊伍從事，由專門的勘察隊伍從事巖土工程勘察工作，而巖土工程設(shè)計則是巖土工程勘察工作，而巖土工程設(shè)計則是分散在不同的單位，結(jié)構(gòu)性比較強的地基分散在不同的單位，結(jié)構(gòu)性比較強的地基基礎(chǔ)設(shè)計工作一般由上部結(jié)構(gòu)設(shè)計單位完基礎(chǔ)設(shè)計工作一般由上部結(jié)構(gòu)設(shè)計單位完成，而且呈現(xiàn)比較明顯的成，而且呈現(xiàn)比較明顯的行業(yè)性行業(yè)性；獨立性；獨立性比較強的邊坡整治工作一般由勘察單位完比較強的邊坡整治工作一般由勘察單位完成；基坑工程設(shè)計則分散在各種不同的單成；基坑工程設(shè)計則分散在各種不同的單位，巖土工程勘察單位也有承擔(dān)設(shè)計任務(wù)位，巖土工程勘察單位也有承擔(dān)設(shè)計任務(wù)的。的。l

9、巖土工程設(shè)計的任務(wù)是處理工程結(jié)構(gòu)與地巖土工程設(shè)計的任務(wù)是處理工程結(jié)構(gòu)與地質(zhì)條件的協(xié)調(diào)，力學(xué)平衡、變形協(xié)調(diào)。質(zhì)條件的協(xié)調(diào)，力學(xué)平衡、變形協(xié)調(diào)。l一類是由于建筑物的存在（如地下工程）一類是由于建筑物的存在（如地下工程）及其荷載施加于巖土體所產(chǎn)生的工程問題及其荷載施加于巖土體所產(chǎn)生的工程問題；另一類是治理巖土體的不穩(wěn)定性所產(chǎn)生；另一類是治理巖土體的不穩(wěn)定性所產(chǎn)生的工程問題，包括采用結(jié)構(gòu)的方法所產(chǎn)生的工程問題，包括采用結(jié)構(gòu)的方法所產(chǎn)生的巖土體與結(jié)構(gòu)的相互作用。的巖土體與結(jié)構(gòu)的相互作用。地基基礎(chǔ)設(shè)計的基本假定地基基礎(chǔ)設(shè)計的基本假定l設(shè)計不等同于計算。設(shè)計不等同于計算。l設(shè)計包括概念設(shè)計、方案設(shè)計、構(gòu)造設(shè)

10、設(shè)計包括概念設(shè)計、方案設(shè)計、構(gòu)造設(shè)計和在力學(xué)計算基礎(chǔ)上的構(gòu)件尺寸的確計和在力學(xué)計算基礎(chǔ)上的構(gòu)件尺寸的確定或在預(yù)定尺寸以后的驗算。定或在預(yù)定尺寸以后的驗算。l力學(xué)計算僅是設(shè)計過程中的一部分，或力學(xué)計算僅是設(shè)計過程中的一部分，或者是設(shè)計的一種定量驗算的方法。者是設(shè)計的一種定量驗算的方法。l對計算軟件的正確使用。對計算軟件的正確使用。l如何將一個工程問題，正確地抽象簡化為如何將一個工程問題，正確地抽象簡化為力學(xué)的計算模式，是工程師的基本素養(yǎng)；力學(xué)的計算模式，是工程師的基本素養(yǎng)；l也是正確處理工程問題和進行工程計算的也是正確處理工程問題和進行工程計算的基本條件，例如等值梁法；基本條件，例如等值梁法；l

11、對技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的一些規(guī)定和計算公式的正確對技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的一些規(guī)定和計算公式的正確理解和運用也需要具有一定的力學(xué)基礎(chǔ)知理解和運用也需要具有一定的力學(xué)基礎(chǔ)知識，例如大、小偏心的基底反力計算。識，例如大、小偏心的基底反力計算。l2.1解平衡方程求未知數(shù)平面力系解平衡方程求未知數(shù)平面力系l2.2結(jié)構(gòu)的約束條件（支座反力）結(jié)構(gòu)的約束條件（支座反力）l2.3根據(jù)平衡條件求解支座反力根據(jù)平衡條件求解支座反力l2.4內(nèi)力分析的截面法內(nèi)力分析的截面法l2.5受彎構(gòu)件的正截面應(yīng)力分布受彎構(gòu)件的正截面應(yīng)力分布l2.6靜定與超靜定問題靜定與超靜定問題lX0， Z0， M0XZl如果一物體在三個互不平行的共面力作如果一物體在三

12、個互不平行的共面力作用下而處于平衡狀態(tài)，則三個力的作用用下而處于平衡狀態(tài)，則三個力的作用線必交于一點；線必交于一點；l這就是三力平衡定理；這就是三力平衡定理；l是工程師最基本的一個力學(xué)概念。是工程師最基本的一個力學(xué)概念。WERRWEl根據(jù)楔體平衡條件求解根據(jù)楔體平衡條件求解l已知楔體重力已知楔體重力W的大小與方向的大小與方向l已知土壓力的反力已知土壓力的反力E的方向（與墻面法線的方向（與墻面法線夾角，即墻面與土的摩擦角，已知），但夾角，即墻面與土的摩擦角，已知），但大小未知大小未知l已知滑動面上的阻力已知滑動面上的阻力R的方向（與滑動面的方向（與滑動面法線夾角，即土的摩擦角，已知），但大法線夾

13、角，即土的摩擦角，已知），但大小未知小未知l由楔體平衡條件知三個力必交于楔體重由楔體平衡條件知三個力必交于楔體重心，即力三角形閉合；心，即力三角形閉合；l運用三角函數(shù)的關(guān)系，即可求解未知數(shù)運用三角函數(shù)的關(guān)系，即可求解未知數(shù)，求得土體和擋土結(jié)構(gòu)物之間接觸壓力，求得土體和擋土結(jié)構(gòu)物之間接觸壓力的合力；的合力；豎向與水平向同時約束豎向與水平向同時約束l對平面力系，具有三個約束條件的滿足對平面力系，具有三個約束條件的滿足靜定結(jié)構(gòu)的條件；靜定結(jié)構(gòu)的條件；l如果少于三個約束條件，則稱為機動體如果少于三個約束條件，則稱為機動體系，或者稱為靜不定結(jié)構(gòu)，不能保持靜系，或者稱為靜不定結(jié)構(gòu)，不能保持靜力平衡；力平衡

14、；l如果多于三個約束條件，則稱為超靜定如果多于三個約束條件，則稱為超靜定結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。l截面法是內(nèi)力分析的基本方法截面法是內(nèi)力分析的基本方法懸臂梁的內(nèi)力分析懸臂梁的內(nèi)力分析hb鋼筋混凝土梁受彎時正截面應(yīng)力變化鋼筋混凝土梁受彎時正截面應(yīng)力變化2.6靜定與超靜定問題靜定與超靜定問題l靜定結(jié)構(gòu)：靜定結(jié)構(gòu)：l簡支梁，懸臂梁，三鉸拱，桁架。簡支梁，懸臂梁，三鉸拱，桁架。l排架結(jié)構(gòu)的梁是簡支梁，因此地基的不均排架結(jié)構(gòu)的梁是簡支梁，因此地基的不均勻沉降不會造成上部結(jié)構(gòu)的次應(yīng)力。勻沉降不會造成上部結(jié)構(gòu)的次應(yīng)力。l桁架結(jié)構(gòu)也是靜定的，由桿件系統(tǒng)通過三桁架結(jié)構(gòu)也是靜定的，由桿件系統(tǒng)通過三角形的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)形成靜定的體系

15、，可以做角形的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)形成靜定的體系，可以做成大跨度結(jié)構(gòu)，橋梁、屋架都可以用。成大跨度結(jié)構(gòu)，橋梁、屋架都可以用。l約束條件多于約束條件多于3個的平面力系，就構(gòu)成了個的平面力系，就構(gòu)成了超靜定結(jié)構(gòu)。超靜定結(jié)構(gòu)。l框架結(jié)構(gòu)、連續(xù)梁、剛架結(jié)構(gòu)都是超靜框架結(jié)構(gòu)、連續(xù)梁、剛架結(jié)構(gòu)都是超靜定結(jié)構(gòu)。定結(jié)構(gòu)。l1. 地基承載力與土的抗剪強度指標(biāo)存在地基承載力與土的抗剪強度指標(biāo)存在什么關(guān)系？什么關(guān)系？l2.2.怎樣估計地基承載力的安全系數(shù)？怎樣估計地基承載力的安全系數(shù)？l3.3.怎樣校核地基承載力的地方經(jīng)驗？怎樣校核地基承載力的地方經(jīng)驗？l4. 土的自重壓力對承載力有什么影響？土的自重壓力對承載力有什么影響？l

16、5. 基礎(chǔ)的寬度該怎么取？基礎(chǔ)的寬度該怎么取？l6. 基礎(chǔ)的埋置深度該怎么??？基礎(chǔ)的埋置深度該怎么取？l7. 怎樣驗算軟弱下臥層強度？怎樣驗算軟弱下臥層強度？l8. 彎矩計算公式為什么不同？彎矩計算公式為什么不同？1.地基承載力與土的地基承載力與土的抗剪強度指標(biāo)存在什么關(guān)系？抗剪強度指標(biāo)存在什么關(guān)系？l地基承載力怎么與基礎(chǔ)寬度、埋置深度無關(guān)地基承載力怎么與基礎(chǔ)寬度、埋置深度無關(guān)了？了？l在建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范在建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2002GB50007-2002的表的表5.2.5 5.2.5 中，可以按不同的內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)中，可以按不同的內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值查到地基承載力系數(shù)，內(nèi)摩擦角

17、的數(shù)值從值查到地基承載力系數(shù)，內(nèi)摩擦角的數(shù)值從0 04040 。l但根據(jù)規(guī)范但根據(jù)規(guī)范4.2.44.2.4條的規(guī)定，土的抗剪強條的規(guī)定，土的抗剪強度指標(biāo)的試驗應(yīng)采用三軸不固結(jié)不排水度指標(biāo)的試驗應(yīng)采用三軸不固結(jié)不排水剪試驗，試驗得到的內(nèi)摩擦角接近于零剪試驗，試驗得到的內(nèi)摩擦角接近于零。計算得到的地基承載力特征值與基礎(chǔ)。計算得到的地基承載力特征值與基礎(chǔ)的寬度、埋置深度都沒有關(guān)系，規(guī)范的的寬度、埋置深度都沒有關(guān)系，規(guī)范的這兩部分規(guī)定是否存在矛盾，為什么會這兩部分規(guī)定是否存在矛盾，為什么會產(chǎn)生這樣的矛盾？產(chǎn)生這樣的矛盾？l這位網(wǎng)友確實發(fā)現(xiàn)了這本規(guī)范在邏輯上這位網(wǎng)友確實發(fā)現(xiàn)了這本規(guī)范在邏輯上的矛盾，這本

18、規(guī)范的以往版本中，不存的矛盾，這本規(guī)范的以往版本中，不存在這樣的邏輯矛盾，但在在這樣的邏輯矛盾，但在20022002版的建版的建造地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范中卻出現(xiàn)了這個造地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范中卻出現(xiàn)了這個問題。為什么會產(chǎn)生這樣的矛盾，這是問題。為什么會產(chǎn)生這樣的矛盾，這是由 于 建 筑 地 基 基 礎(chǔ) 技 術(shù) 規(guī) 范 由 于 建 筑 地 基 基 礎(chǔ) 技 術(shù) 規(guī) 范 GB50007-2002GB50007-2002不區(qū)分土類，不區(qū)分排水不區(qū)分土類，不區(qū)分排水條件，一概都采用不固結(jié)不排水試驗的條件，一概都采用不固結(jié)不排水試驗的緣故。緣故。l建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范GB50007-GB50007

19、-20022002條文說明第條文說明第4.2.44.2.4條是這樣解釋為什條是這樣解釋為什么要規(guī)定采用不固結(jié)不排水剪試驗的理么要規(guī)定采用不固結(jié)不排水剪試驗的理由的：由的：“鑒于多數(shù)工程施工速度快，較鑒于多數(shù)工程施工速度快，較接近于不固結(jié)不排水條件故本規(guī)范推薦接近于不固結(jié)不排水條件故本規(guī)范推薦UUUU試驗。而且，用試驗。而且，用UUUU試驗成果計算，一試驗成果計算，一般比較安全般比較安全?！?1這說明了這說明了20022002版規(guī)范版規(guī)范對土的抗剪強度指標(biāo)取值的基本觀點，對土的抗剪強度指標(biāo)取值的基本觀點，但從這個基本觀點出發(fā)，所得到的結(jié)果但從這個基本觀點出發(fā)，所得到的結(jié)果是什么呢？是什么呢？l三

20、軸不固結(jié)不排水剪試驗得到的內(nèi)摩擦三軸不固結(jié)不排水剪試驗得到的內(nèi)摩擦角接近于零，角接近于零，按內(nèi)摩擦角等于零查規(guī)范按內(nèi)摩擦角等于零查規(guī)范的表的表5.2.5，差得承載力系數(shù)為，差得承載力系數(shù)為Mb0, Md=1.0, Mc=3.14，代入公式（代入公式（5.2.5）求求得的地基承載力的大小與基礎(chǔ)的寬度和得的地基承載力的大小與基礎(chǔ)的寬度和埋置深度都沒有任何關(guān)系，這是根據(jù)埋置深度都沒有任何關(guān)系，這是根據(jù)20022002版建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范特有版建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范特有的規(guī)定所得到的結(jié)果。的規(guī)定所得到的結(jié)果。l但從這本規(guī)范的表但從這本規(guī)范的表5.2.45.2.4中，我們看到，中，我們看到，許多土類都可

21、以查到比較大的寬度修正許多土類都可以查到比較大的寬度修正系數(shù)和深度修正系數(shù)，可以計算得到地系數(shù)和深度修正系數(shù)，可以計算得到地基承載力隨基礎(chǔ)寬度、埋置深度的增大基承載力隨基礎(chǔ)寬度、埋置深度的增大而提高的結(jié)果，這是建筑地基基礎(chǔ)技而提高的結(jié)果，這是建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范歷次版本所共有的規(guī)定所得到術(shù)規(guī)范歷次版本所共有的規(guī)定所得到的結(jié)果。的結(jié)果。l也許有的網(wǎng)友會這樣解釋，表中的淤泥也許有的網(wǎng)友會這樣解釋，表中的淤泥和淤泥質(zhì)土的寬度修正系數(shù)為零，深度和淤泥質(zhì)土的寬度修正系數(shù)為零，深度修正系數(shù)為修正系數(shù)為1.01.0，不是和按試驗結(jié)果得到，不是和按試驗結(jié)果得到的系數(shù)一樣嗎？的系數(shù)一樣嗎？l這并沒有錯，但還有不

22、少的土類，這兩這并沒有錯，但還有不少的土類，這兩個系數(shù)都是比較大的。對于這些土類，個系數(shù)都是比較大的。對于這些土類，如何用規(guī)范的地基承載力公式計算呢？如何用規(guī)范的地基承載力公式計算呢？按照第按照第4.2.44.2.4條的規(guī)定，沒有區(qū)分土類，條的規(guī)定，沒有區(qū)分土類，沒有區(qū)分排水條件，如果都采用不固結(jié)沒有區(qū)分排水條件，如果都采用不固結(jié)不排水剪試驗，即使是砂土，也得到接不排水剪試驗，即使是砂土，也得到接近于零的內(nèi)摩擦角。近于零的內(nèi)摩擦角。按照這樣的試驗結(jié)按照這樣的試驗結(jié)果只能得到果只能得到Mb0, Md=1.0, Mc=3.14的承的承載力系數(shù)，計算的結(jié)果與基礎(chǔ)寬度及基載力系數(shù)，計算的結(jié)果與基礎(chǔ)寬度

23、及基礎(chǔ)埋置深度都沒有什么關(guān)系。礎(chǔ)埋置深度都沒有什么關(guān)系。2.2.怎樣估計地基承載力的怎樣估計地基承載力的安全系數(shù)？安全系數(shù)？l在高層建筑巖土工程勘察規(guī)程在高層建筑巖土工程勘察規(guī)程JGJ72JGJ7220042004的附錄的附錄A A給出了天然地基極限承載給出了天然地基極限承載力公式，而在建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范力公式，而在建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2002GB50007-2002中給出了地基承載力特中給出了地基承載力特征值的計算公式，我的問題是對于同樣征值的計算公式，我的問題是對于同樣的土，采用這兩個公式計算的結(jié)果的比的土，采用這兩個公式計算的結(jié)果的比值是否就是安全系數(shù)？值是否就是安全系

24、數(shù)？l從原理上說，極限承載力除以安全系數(shù)從原理上說，極限承載力除以安全系數(shù)就是地基承載力特征值，或者說，用同就是地基承載力特征值，或者說，用同一土層的強度指標(biāo)，分別計算得到的極一土層的強度指標(biāo)，分別計算得到的極限承載力除以地基承載力特征值，就是限承載力除以地基承載力特征值，就是取用這個容許承載力的計算安全系數(shù)。取用這個容許承載力的計算安全系數(shù)。l下面用計算的方法進行校核，土的抗剪下面用計算的方法進行校核，土的抗剪強度指標(biāo)為：固結(jié)不排水剪內(nèi)摩擦角強度指標(biāo)為：固結(jié)不排水剪內(nèi)摩擦角 1818 ，黏聚力，黏聚力c c20kPa 20kPa ；不固結(jié)不排水不固結(jié)不排水剪強度剪強度c cu u55kPa5

25、5kPa；土體的重度土體的重度 1818kN/mkN/m3 3，如果條形基礎(chǔ)寬度如果條形基礎(chǔ)寬度b b3m3m，埋埋置深度置深度d d2m2m，分別用高層建筑巖土工分別用高層建筑巖土工程勘察規(guī)程程勘察規(guī)程JGJ72JGJ7220042004的附錄的附錄A A的公的公式 和 建 筑 地 基 基 礎(chǔ) 設(shè) 計 規(guī) 范 式 和 建 筑 地 基 基 礎(chǔ) 設(shè) 計 規(guī) 范 GB50007-2002GB50007-2002的公式計算地基承載力。的公式計算地基承載力。l用高層建筑巖土工程勘察 規(guī) 程 用高層建筑巖土工程勘察 規(guī) 程 JGJ722004的附錄的附錄A的公式計算，查表的公式計算，查表得承載力系數(shù)得承

26、載力系數(shù)N 4.07，Nq5.26，Nc13.1，條形基礎(chǔ)的形狀系數(shù)均為條形基礎(chǔ)的形狀系數(shù)均為1.0, 則地則地基極限承載力的計算結(jié)果為：基極限承載力的計算結(jié)果為：2kPacNdNbNfkccqqu3 .5612624 .1899 .109201 .1321826. 518307. 45 . 0210 l用建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范用建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2002的公式計算，查表得承載力系數(shù)的公式計算，查表得承載力系數(shù)Mb0.41，Md2.72，Mc5.31，則地基承載力則地基承載力特征值的計算結(jié)果為：特征值的計算結(jié)果為：l計算的安全系數(shù)計算的安全系數(shù)K2.48。kPacMdMbMfk

27、cmdba2 .2262 .1069 .9714.222031. 521872. 231841. 0 l如果用不固結(jié)不排水強度計算，極限承載如果用不固結(jié)不排水強度計算，極限承載力為力為756.5kPa，地基承載力特征值為地基承載力特征值為208.7kPa，則計算的安全系數(shù)為則計算的安全系數(shù)為K3.62。l我是上海地區(qū)的，請問我是上海地區(qū)的，請問建筑地基基礎(chǔ)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范設(shè)計規(guī)范GB50007-2002GB50007-2002的地基承載力的地基承載力特征值的計算公式在上海是否適用？特征值的計算公式在上海是否適用？l國家標(biāo)準(zhǔn)的地基承載力計算公式在原則國家標(biāo)準(zhǔn)的地基承載力計算公式在原則上應(yīng)當(dāng)適

28、用于全國各地。但如果地區(qū)已上應(yīng)當(dāng)適用于全國各地。但如果地區(qū)已有地方規(guī)范，應(yīng)該進行必要的試算比較有地方規(guī)范，應(yīng)該進行必要的試算比較，以確定是否符合地方經(jīng)驗。在比較計，以確定是否符合地方經(jīng)驗。在比較計算時，要注意計算公式和抗剪強度指標(biāo)算時，要注意計算公式和抗剪強度指標(biāo)試驗方法的配套使用。試驗方法的配套使用。l表給出了上海地區(qū)兩個土層的土工試驗表給出了上海地區(qū)兩個土層的土工試驗資料資料。如。如作用于基礎(chǔ)頂面由恒載產(chǎn)生的作用于基礎(chǔ)頂面由恒載產(chǎn)生的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值豎向力標(biāo)準(zhǔn)值120kN/m，由可變荷載產(chǎn)，由可變荷載產(chǎn)生的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值生的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值30kN/m，持力層為第，持力層為第層土，條形基礎(chǔ)的埋置深度

29、層土，條形基礎(chǔ)的埋置深度1.0m。l分別按照國家標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進分別按照國家標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進行地基承載力的計算，由于這兩本標(biāo)準(zhǔn)行地基承載力的計算，由于這兩本標(biāo)準(zhǔn)所采用的設(shè)計原則不同，所采用的設(shè)計原則不同，國家標(biāo)準(zhǔn)采用國家標(biāo)準(zhǔn)采用容許承載力，上海規(guī)范采用極限承載力容許承載力，上海規(guī)范采用極限承載力，因此不能直接比較計算得到的地基承因此不能直接比較計算得到的地基承載力值，而用相同的荷載標(biāo)準(zhǔn)值，比較載力值，而用相同的荷載標(biāo)準(zhǔn)值，比較計算得到的基礎(chǔ)寬度。計算得到的基礎(chǔ)寬度。l根據(jù)根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2002的規(guī)定，土的抗剪強度指的規(guī)定，土的抗剪強度指

30、標(biāo)采用不固結(jié)不排水剪試驗結(jié)果，按標(biāo)采用不固結(jié)不排水剪試驗結(jié)果，按建建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范5.2.5條計算，得地條計算，得地基承載力特征值：基承載力特征值：lfa =18 1.0 1.0+3.1455= 190.7kPa；l按按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范式（式（5.2.1-1）計算，荷載標(biāo)準(zhǔn)組合的豎向力為）計算，荷載標(biāo)準(zhǔn)組合的豎向力為Nk150kN，則基礎(chǔ)寬度由下式計算：，則基礎(chǔ)寬度由下式計算：l根據(jù)上海地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范式（根據(jù)上海地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范式（4.2.3-1）計算，得地基承載力設(shè)計值：）計算，得地基承載力設(shè)計值：3lfd=1.14(0.5 8 1.5 0.3

31、9+18 1.0 2.5+8.35 7)=120.2kPa；l按上海地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范式（按上海地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范式（4.2.1-1）計算，豎向力的設(shè)計值為：計算，豎向力的設(shè)計值為：l為了比較，還按為了比較，還按1989年的上海地基基礎(chǔ)年的上海地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范進行了對比計算，這個版本的設(shè)計規(guī)范進行了對比計算，這個版本的規(guī)范采用臨塑荷載公式地基承載力計算規(guī)范采用臨塑荷載公式地基承載力計算：l地基容許承載力地基容許承載力 p0=0.23 8 1.5+1.99 18 1.0+4.49 14l=98.68kPal得基礎(chǔ)寬度為：得基礎(chǔ)寬度為：l在相同的工程條件、相同的地基條件下在相同的工程條件、相同的地基條

32、件下，用，用建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范規(guī)定的規(guī)定的抗剪強度指標(biāo)的試驗方法和計算公式求抗剪強度指標(biāo)的試驗方法和計算公式求得的地基承載力特征值，過高地估計了得的地基承載力特征值，過高地估計了上海軟土的地基承載力，驗算得到的基上海軟土的地基承載力，驗算得到的基礎(chǔ)寬度僅為用上海地基規(guī)范公式計算結(jié)礎(chǔ)寬度僅為用上海地基規(guī)范公式計算結(jié)果的一半，不符合上海幾十年積累的工果的一半，不符合上海幾十年積累的工程經(jīng)驗程經(jīng)驗。l說明如在上海地區(qū)強制采用全國規(guī)范的說明如在上海地區(qū)強制采用全國規(guī)范的方法，將是非常危險的方法，將是非常危險的。由于各地的地由于各地的地質(zhì)條件和工程經(jīng)驗不同，其實作為全國質(zhì)條件和工程

33、經(jīng)驗不同，其實作為全國性的規(guī)范，不可能也不需要規(guī)定得如此性的規(guī)范，不可能也不需要規(guī)定得如此的具體。如果要作非常具體的規(guī)定，必的具體。如果要作非常具體的規(guī)定，必須進行各種情況的對比計算分析，有足須進行各種情況的對比計算分析，有足夠的把握可以控制得住，才能在規(guī)范中夠的把握可以控制得住，才能在規(guī)范中具體規(guī)定。具體規(guī)定。l上面的對比計算所用的抗剪強度指標(biāo)是上面的對比計算所用的抗剪強度指標(biāo)是不同的，還不能完全說明這些計算公式不同的，還不能完全說明這些計算公式之間的差別，能否對上海規(guī)范的公式用之間的差別，能否對上海規(guī)范的公式用不固結(jié)不排水強度計算，而對全國規(guī)范不固結(jié)不排水強度計算，而對全國規(guī)范的公式能否用

34、固結(jié)快剪指標(biāo)計算？如果的公式能否用固結(jié)快剪指標(biāo)計算？如果可以計算，則其對比計算的結(jié)果又如何可以計算，則其對比計算的結(jié)果又如何？l地基承載力可以選用不同的公式進行計算地基承載力可以選用不同的公式進行計算，可以用極限承載力公式，也可以用界限，可以用極限承載力公式，也可以用界限荷載公式。在界限荷載公式中，可以選用荷載公式。在界限荷載公式中，可以選用臨塑荷載公式，也可以選用臨塑荷載公式，也可以選用p1/4公式。但公式。但問題不完全在于選用什么公式，更重要的問題不完全在于選用什么公式，更重要的是要與抗剪強度指標(biāo)的選擇配套使用。是要與抗剪強度指標(biāo)的選擇配套使用。l下面用臨塑荷載公式和下面用臨塑荷載公式和p

35、 p1/41/4公式（也就是公式（也就是建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-GB50007-20022002的地基承載力公式）的計算結(jié)果與的地基承載力公式）的計算結(jié)果與上海上海地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（DGJ08-11-DGJ08-11-19991999）的極限承載力公式計算的結(jié)果進）的極限承載力公式計算的結(jié)果進行比較，指標(biāo)分別采用三軸不固結(jié)不排行比較，指標(biāo)分別采用三軸不固結(jié)不排水剪指標(biāo)和直剪固結(jié)快剪指標(biāo)。水剪指標(biāo)和直剪固結(jié)快剪指標(biāo)。l由于這由于這3個公式的性質(zhì)不同計算得到的地個公式的性質(zhì)不同計算得到的地基承載力的性質(zhì)也不相同，因此也不能基承載力的性質(zhì)也不相同，因此

36、也不能進行承載力數(shù)值的直接比較，因此采用進行承載力數(shù)值的直接比較，因此采用在相同假定計算條件下的基礎(chǔ)寬度進行在相同假定計算條件下的基礎(chǔ)寬度進行比較。比較。l假定的計算條件為：持力層為第假定的計算條件為：持力層為第層土層土，條形基礎(chǔ)的埋置深度，條形基礎(chǔ)的埋置深度1.0m，作用于基，作用于基礎(chǔ)頂面由恒載產(chǎn)生的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值礎(chǔ)頂面由恒載產(chǎn)生的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值120kN/m，由可變荷載產(chǎn)生的豎向力標(biāo)，由可變荷載產(chǎn)生的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值準(zhǔn)值30kN/m。l1) 用直剪固結(jié)快剪指標(biāo)用直剪固結(jié)快剪指標(biāo)l按上海地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范式（按上海地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范式（4.2.3-1）計算，得地基承載力設(shè)計值：計算，得地基承載力設(shè)計值

37、：lfd=1.14(0.5 8 1.5 0.39+18 1.0 2.5+8.35 7)=120.2kPa；l按上海按上海地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范式（式（4.2.1-1）計算，豎向力的設(shè)計值為：）計算，豎向力的設(shè)計值為：l則求得基礎(chǔ)的寬度為；則求得基礎(chǔ)的寬度為；l2) 用三軸不固結(jié)不排水剪指標(biāo)用三軸不固結(jié)不排水剪指標(biāo)l 按上海地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范式（按上海地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范式（4.2.3-1）計算，得地基承載力設(shè)計值：計算，得地基承載力設(shè)計值：kPafd1440 . 27 . 05514. 50 . 1185 . 220. 1 l則求得基礎(chǔ)的寬度為：則求得基礎(chǔ)的寬度為：l用臨塑荷載公式計算用臨

38、塑荷載公式計算l 1) 用直剪固結(jié)快剪指標(biāo)用直剪固結(jié)快剪指標(biāo)l 根據(jù)上海的工程經(jīng)驗，對直剪固快指標(biāo)根據(jù)上海的工程經(jīng)驗，對直剪固快指標(biāo)打打7折計算。折計算。l地基容許承載力地基容許承載力p0=2.01 18 1.0+4.51 14=99.32kPal則求得基礎(chǔ)寬度為：則求得基礎(chǔ)寬度為：l如不打如不打7折，則用峰值強度指標(biāo)計算折，則用峰值強度指標(biāo)計算的結(jié)果為：的結(jié)果為：l地基容許承載力地基容許承載力p0=2.72 18 1.0+5.31 20=155.16kPal基礎(chǔ)的寬度為：基礎(chǔ)的寬度為：l 2) 用三軸不固結(jié)不排水剪指標(biāo)用三軸不固結(jié)不排水剪指標(biāo)l 根據(jù)上海的工程經(jīng)驗，對抗剪強度指標(biāo)根據(jù)上海的工

39、程經(jīng)驗，對抗剪強度指標(biāo)打打7折計算。折計算。l地基容許承載力地基容許承載力p0=1.0 18 1.0+3.14 55 0.7l=138.89kPal則求得基礎(chǔ)的寬度為：則求得基礎(chǔ)的寬度為：l如不打如不打7折，則用峰值強度指標(biāo)計算的結(jié)折，則用峰值強度指標(biāo)計算的結(jié)果為：果為：l地基容許承載力地基容許承載力p0=1.0 18 1.0+3.14 55=190.7kPal用用p1/4公式計算公式計算l 1) 用直剪固結(jié)快剪指標(biāo)用直剪固結(jié)快剪指標(biāo)l 根據(jù)上海地區(qū)的工程經(jīng)驗，對抗剪強度根據(jù)上海地區(qū)的工程經(jīng)驗，對抗剪強度指標(biāo)的峰值打指標(biāo)的峰值打7折后計算：折后計算：l地基容許承載力地基容許承載力p1/4=0.

40、25 8 1.5+2.01 18 1.0+4.51 14=102.32kPal則基礎(chǔ)寬度為：則基礎(chǔ)寬度為：l 如抗剪強度指標(biāo)不打如抗剪強度指標(biāo)不打7折，則用峰值強度折，則用峰值強度指標(biāo)計算的結(jié)果為：指標(biāo)計算的結(jié)果為：l地基容許承載力地基容許承載力p1/4=0.43 8 1.5+2.72 18 1.0+5.31 20=160.32kPal則基礎(chǔ)寬度為：則基礎(chǔ)寬度為：l 2) 用三軸不固結(jié)不排水剪指標(biāo)用三軸不固結(jié)不排水剪指標(biāo)l 根據(jù)上海地區(qū)的工程經(jīng)驗，對抗剪強度根據(jù)上海地區(qū)的工程經(jīng)驗，對抗剪強度指標(biāo)的峰值打指標(biāo)的峰值打7折后計算的結(jié)果為：折后計算的結(jié)果為：l p1/4=18 1.0 1.0+3.1

41、4 55 0.7 = 138.89kPal則求得基礎(chǔ)的寬度為：則求得基礎(chǔ)的寬度為：l如抗剪強度指標(biāo)不打如抗剪強度指標(biāo)不打7折，則用峰值強度折，則用峰值強度指標(biāo)計算的結(jié)果為：指標(biāo)計算的結(jié)果為：lp1/4=18 1.0 1.0+3.14 55 = 190.7kPa；l則基礎(chǔ)寬度為：則基礎(chǔ)寬度為：l從表列計算數(shù)據(jù)可以看出，各種不同的計從表列計算數(shù)據(jù)可以看出，各種不同的計算公式、不同的抗剪強度試驗方法和不同算公式、不同的抗剪強度試驗方法和不同的指標(biāo)處理方法，計算得到的地基承載力的指標(biāo)處理方法，計算得到的地基承載力可能會有一定的出入，分析這些差別以及可能會有一定的出入，分析這些差別以及引起差別的原因，可

42、以深刻地理解計算公引起差別的原因，可以深刻地理解計算公式和抗剪強度指標(biāo)之間匹配的重要性。式和抗剪強度指標(biāo)之間匹配的重要性。l從對比計算的結(jié)果可以得出如下幾點認(rèn)識從對比計算的結(jié)果可以得出如下幾點認(rèn)識：l根據(jù)上海地區(qū)幾十年的工程經(jīng)驗，用直根據(jù)上海地區(qū)幾十年的工程經(jīng)驗，用直剪固快指標(biāo)峰值打剪固快指標(biāo)峰值打7折的抗剪強度進行計折的抗剪強度進行計算，不論采用什么公式，得到的基礎(chǔ)寬算，不論采用什么公式，得到的基礎(chǔ)寬度是非常接近的。這是因為在編制上海度是非常接近的。這是因為在編制上海地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（DGJ08-11-1999）時將安全水準(zhǔn)控制在與）時將安全水準(zhǔn)控制在與1989年版本的年版本

43、的規(guī)范相同的水平，而原有規(guī)范用的就是規(guī)范相同的水平，而原有規(guī)范用的就是臨塑荷載公式。臨塑荷載公式。l但如果采用三軸不固結(jié)不排水指標(biāo)計算但如果采用三軸不固結(jié)不排水指標(biāo)計算，即使指標(biāo)打了，即使指標(biāo)打了7折，用極限承載力公式折，用極限承載力公式計算的結(jié)果和用界限荷載公式計算的結(jié)計算的結(jié)果和用界限荷載公式計算的結(jié)果有比較大的差別。但這并不表明在上果有比較大的差別。但這并不表明在上海地區(qū)就一定不能使用三軸不固結(jié)不排海地區(qū)就一定不能使用三軸不固結(jié)不排水強度指標(biāo)計算地基承載力。水強度指標(biāo)計算地基承載力。l問題是在上海問題是在上海地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（DGJ08-11-1999）編制時還沒有對三軸

44、不）編制時還沒有對三軸不固結(jié)不排水指標(biāo)進行過系統(tǒng)的校核工作固結(jié)不排水指標(biāo)進行過系統(tǒng)的校核工作，因此出現(xiàn)了比較大的差別，說明至少，因此出現(xiàn)了比較大的差別，說明至少目前在上海地區(qū)尚不能用三軸不固結(jié)不目前在上海地區(qū)尚不能用三軸不固結(jié)不排水指標(biāo)計算地基承載力。排水指標(biāo)計算地基承載力。l比較用不同方法處理的指標(biāo)進行計算得比較用不同方法處理的指標(biāo)進行計算得到的基礎(chǔ)寬度值可以發(fā)現(xiàn)，用峰值計算到的基礎(chǔ)寬度值可以發(fā)現(xiàn)，用峰值計算的寬度比用打的寬度比用打7折指標(biāo)計算的寬度減少了折指標(biāo)計算的寬度減少了3040，但在上海地區(qū)尚缺乏使用這，但在上海地區(qū)尚缺乏使用這種方法的經(jīng)驗，對其安全度沒有確切的種方法的經(jīng)驗，對其安全

45、度沒有確切的把握，可能是比較冒險的。將全國其他把握，可能是比較冒險的。將全國其他地區(qū)的經(jīng)驗用到上海地區(qū)時應(yīng)充分注意地區(qū)的經(jīng)驗用到上海地區(qū)時應(yīng)充分注意地方已有的工程經(jīng)驗，不然可能會導(dǎo)致地方已有的工程經(jīng)驗，不然可能會導(dǎo)致工程事故。工程事故。l4.1 4.1 在用地基承載力公式計算承載力時在用地基承載力公式計算承載力時需要考慮土的自重壓力的影響，對地基需要考慮土的自重壓力的影響，對地基承載力進行深寬修正時也要考慮土的自承載力進行深寬修正時也要考慮土的自重壓力的影響，壓縮軟弱下臥層時還需重壓力的影響，壓縮軟弱下臥層時還需要考慮土的自重壓力的影響。但為什么要考慮土的自重壓力的影響。但為什么自重壓力力的計

46、算結(jié)果會不同呢？自重壓力力的計算結(jié)果會不同呢？l1 1、計算時墊層底部的自重應(yīng)力是按原土、計算時墊層底部的自重應(yīng)力是按原土的容重計算呢還是墊層以上按原土的容重的容重計算呢還是墊層以上按原土的容重，墊層部分按墊土的容重計算？，墊層部分按墊土的容重計算？l2 2、墊層下的軟土層承載力修正時，深度、墊層下的軟土層承載力修正時，深度修正的容重也是按原土容重計算呢還是原修正的容重也是按原土容重計算呢還是原土與墊土的平均容重計算呢？土與墊土的平均容重計算呢？l3 3 、不同的參考書有不同的計算，雖然最、不同的參考書有不同的計算，雖然最后后P Pz z+ +P Pczcz是相同的，但是相同的，但f fa a

47、的數(shù)值卻有差別。的數(shù)值卻有差別。l對于土的自重應(yīng)力，過去曾經(jīng)有個術(shù)語還對于土的自重應(yīng)力，過去曾經(jīng)有個術(shù)語還是很能表達(dá)物理意義的，上個世紀(jì)是很能表達(dá)物理意義的，上個世紀(jì)50年代年代在陳梁生先生的土力學(xué)中稱為在陳梁生先生的土力學(xué)中稱為“常駐應(yīng)力常駐應(yīng)力”，即在施工以前就已經(jīng)長期存在的應(yīng)力，即在施工以前就已經(jīng)長期存在的應(yīng)力，附加應(yīng)力就是總應(yīng)力減去常駐應(yīng)力，即，附加應(yīng)力就是總應(yīng)力減去常駐應(yīng)力，即與施工前的應(yīng)力狀態(tài)比較，應(yīng)力的增量。與施工前的應(yīng)力狀態(tài)比較，應(yīng)力的增量。l即使在施工（筑墊層）以后，墊層兩側(cè)的即使在施工（筑墊層）以后，墊層兩側(cè)的土層還是沒有改變，對墊層以下土層的承土層還是沒有改變，對墊層以下

48、土層的承載力起超載作用的還是兩側(cè)的天然土層。載力起超載作用的還是兩側(cè)的天然土層。l因此，無論從計算附加應(yīng)力還是承載力因此，無論從計算附加應(yīng)力還是承載力的深度修正，都應(yīng)該用原來土層的重度的深度修正，都應(yīng)該用原來土層的重度計算。這些都是最基本的物理概念，并計算。這些都是最基本的物理概念，并不是經(jīng)驗處理。不是經(jīng)驗處理。l你對各種參考書上的不同計算方法，就你對各種參考書上的不同計算方法，就可以用這個概念分析孰是孰非。說起考可以用這個概念分析孰是孰非。說起考試，就是要考這種最基本的力學(xué)概念。試，就是要考這種最基本的力學(xué)概念。l4.2 4.2 在實際工作中，常常會遇到在實際工作中，常常會遇到5m5m以下以

49、下、甚至、甚至10m10m以下的土層，需要采用以下的土層，需要采用c c、值按公式值按公式 計算承載力特征值，但不知基計算承載力特征值，但不知基礎(chǔ)寬度礎(chǔ)寬度b b及埋深及埋深d d如何取值？這時，有人如何取值？這時，有人提出：公式提出：公式 , ,當(dāng)基礎(chǔ)寬度及埋深分別為當(dāng)基礎(chǔ)寬度及埋深分別為3m3m、0.5m0.5m時，時，f fa a= =f fakak。就可以用公式。就可以用公式 并并選取選取b b=3m, =3m, d d=0.5m=0.5m計算，所得的值便是計算，所得的值便是某層地基土的承載力特征值。這種思路某層地基土的承載力特征值。這種思路對嗎？對嗎？l地基規(guī)范的承載力公式是淺基礎(chǔ)的

50、公式地基規(guī)范的承載力公式是淺基礎(chǔ)的公式，不能用于深基礎(chǔ)；，不能用于深基礎(chǔ)；l對于對于5m、10m以下的土層，你不知道基以下的土層，你不知道基礎(chǔ)的實際埋深是多少，寬度是多少？如礎(chǔ)的實際埋深是多少，寬度是多少？如果建筑物的設(shè)計還沒有做，在前期工作果建筑物的設(shè)計還沒有做，在前期工作中，似乎沒有必要一定要提那些土層的中，似乎沒有必要一定要提那些土層的承載力，只要提供了抗剪強度指標(biāo)，等承載力，只要提供了抗剪強度指標(biāo)，等基礎(chǔ)條件明確了再根據(jù)實際條件用地基基礎(chǔ)條件明確了再根據(jù)實際條件用地基規(guī)范的公式直接計算地基承載力也還不規(guī)范的公式直接計算地基承載力也還不遲。遲。l真的要計算時，如果符合淺基礎(chǔ)條件，真的要計

51、算時，如果符合淺基礎(chǔ)條件，設(shè)計時設(shè)計時可以用規(guī)范的地基承載力公式計可以用規(guī)范的地基承載力公式計算，深度應(yīng)當(dāng)采用實際的深度，寬度按算，深度應(yīng)當(dāng)采用實際的深度，寬度按規(guī)范的經(jīng)驗規(guī)則取用，即大于規(guī)范的經(jīng)驗規(guī)則取用，即大于6m用用6m。不必用小基礎(chǔ)算了再修正。不必用小基礎(chǔ)算了再修正。dbl這個公式是地基承載力深寬修正的公式，這個公式是地基承載力深寬修正的公式，公式中的公式中的3m和和0.5m是將小壓板、零埋深是將小壓板、零埋深的條件得到的載荷試驗結(jié)果用于實際工程的條件得到的載荷試驗結(jié)果用于實際工程的一種安全儲備，即把小壓板當(dāng)作的一種安全儲備，即把小壓板當(dāng)作3m，將零埋深當(dāng)作將零埋深當(dāng)作0.5m的埋深使

52、用。這和地基的埋深使用。這和地基承載力計算公式?jīng)]有什么關(guān)系，不能將這承載力計算公式?jīng)]有什么關(guān)系，不能將這個個3m和和0.5m作為假定的計算條件。作為假定的計算條件。l看了高老主編的、看了高老主編的、20032003年同濟大學(xué)出版年同濟大學(xué)出版社出的社出的注冊土木工程師（巖土）專業(yè)注冊土木工程師（巖土）專業(yè)考試輔導(dǎo)教程考試輔導(dǎo)教程書中第書中第136136頁例頁例2.42.4和第和第141141頁例頁例2.62.6中的基礎(chǔ)斷面表示形式一樣中的基礎(chǔ)斷面表示形式一樣，但是計算中的，但是計算中的b b即基礎(chǔ)寬卻取的不一樣即基礎(chǔ)寬卻取的不一樣，例，例2.42.4中基礎(chǔ)寬取中基礎(chǔ)寬取1.5m1.5m，例，例

53、2.62.6中計算中計算基底最大壓力時基礎(chǔ)寬取的是基底最大壓力時基礎(chǔ)寬取的是3.5m3.5m，l可在往下例可在往下例2.72.7中確定擴散角時基礎(chǔ)寬又中確定擴散角時基礎(chǔ)寬又用用3m3m，這讓我一頭霧水，不知如何來確，這讓我一頭霧水，不知如何來確定基礎(chǔ)寬度了。另外例定基礎(chǔ)寬度了。另外例2.72.7驗算軟弱下臥驗算軟弱下臥層的承載力時我認(rèn)為應(yīng)該按最大基底壓層的承載力時我認(rèn)為應(yīng)該按最大基底壓力驗算吧？力驗算吧？l這三道題目是對不同題型的解題訓(xùn)練，都這三道題目是對不同題型的解題訓(xùn)練，都是在題干中給出了基礎(chǔ)的埋置深度和平面是在題干中給出了基礎(chǔ)的埋置深度和平面尺寸，對不同的情景，給出不同的數(shù)據(jù)，尺寸，對不

54、同的情景，給出不同的數(shù)據(jù)，不能僅看其符號是不是不能僅看其符號是不是b，要從物理意義，要從物理意義上去理解和把握。這位網(wǎng)友所看出的上去理解和把握。這位網(wǎng)友所看出的“問問題題”具有一定的代表性，說明他對淺基礎(chǔ)具有一定的代表性，說明他對淺基礎(chǔ)設(shè)計計算的概念還不是很清楚，值得我們設(shè)計計算的概念還不是很清楚，值得我們仔細(xì)地加以分析，以幫助網(wǎng)友理解地基基仔細(xì)地加以分析，以幫助網(wǎng)友理解地基基礎(chǔ)設(shè)計計算中的一些關(guān)鍵問題。礎(chǔ)設(shè)計計算中的一些關(guān)鍵問題。l下面，我們先引述這位網(wǎng)友講到的這三下面，我們先引述這位網(wǎng)友講到的這三道題目，書中每個題目都給出了容易犯道題目，書中每個題目都給出了容易犯錯誤的地方，但寫得比較簡單

55、。這里，錯誤的地方，但寫得比較簡單。這里，我加了若干分析，把為什么是錯誤的道我加了若干分析，把為什么是錯誤的道理講清楚了，讀者仔細(xì)看看、想想，把理講清楚了，讀者仔細(xì)看看、想想，把這個道理想通了，可以終身受用。這個道理想通了，可以終身受用。l某粉質(zhì)粘土地基上的矩形基礎(chǔ)剖面如某粉質(zhì)粘土地基上的矩形基礎(chǔ)剖面如圖圖14-1 所示，試按所示，試按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范范（GB500072002）理論公式確定地）理論公式確定地基承載力特征值。基承載力特征值?！窘饨狻?本題中計算參數(shù) b1.5m，k=22，ck1.0kPa 根據(jù)持力層粉質(zhì)粘土k=22， 查建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 GB50007

56、2002表 5.2.5 得： bM=0.61，dM=3.44，cM=6.04 kPa4 .880 . 104. 65 . 15 . 015 . 0100 .180 . 18 .1744. 35 . 1100 .1861. 0cmdbakcMdMbMf l本算例中容易出現(xiàn)的錯誤：本算例中容易出現(xiàn)的錯誤：l（1）基礎(chǔ)寬度）基礎(chǔ)寬度b取為取為2.5m或取為或取為3m。這。這個基礎(chǔ)是個基礎(chǔ)是1.5m2.5m的矩形基礎(chǔ)，計算的矩形基礎(chǔ)，計算地基承載力時，應(yīng)該用短邊的尺寸地基承載力時，應(yīng)該用短邊的尺寸1.5m，不能用長邊的尺寸，不能用長邊的尺寸2.5m；規(guī)范規(guī)定對；規(guī)范規(guī)定對砂土，基礎(chǔ)寬度小于砂土，基礎(chǔ)寬

57、度小于3m取取3m，但這里并，但這里并非砂土；非砂土；l（2）對水下的）對水下的 未采用有效重度，平均重未采用有效重度，平均重度度 采用了基底持力層土的重度；采用了基底持力層土的重度；l（3）進行了深、寬修正，用規(guī)范的理論）進行了深、寬修正，用規(guī)范的理論公式計算的結(jié)果是不能進行深寬修正的。公式計算的結(jié)果是不能進行深寬修正的。l2. 持力層地基承載力驗算的例題持力層地基承載力驗算的例題l某柱基礎(chǔ)，作用在設(shè)計地面處的柱荷載某柱基礎(chǔ)，作用在設(shè)計地面處的柱荷載設(shè)計值、基礎(chǔ)尺寸、埋深及地基條件如設(shè)計值、基礎(chǔ)尺寸、埋深及地基條件如圖圖14-2所示，驗算持力層承載力。所示，驗算持力層承載力。【解解】 地基承

58、載力特征值計算： 因 b=3m，d =2.3m，e=0.800.85，LI=0.740.85， 查建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50072002 表 5.2.4 可得 b=0.3，d=1.6。 基底以上土的平均重度： 30kN/m0 .173 . 28 . 0195 . 116 地基承載力的深寬修正： kPa24996.480200053 . 2176 . 13310193 . 02005 . 030dbakadbff l例例1是用規(guī)范公式計算地基承載力的題目是用規(guī)范公式計算地基承載力的題目，當(dāng)然必須要給出基礎(chǔ)的埋置深度和平，當(dāng)然必須要給出基礎(chǔ)的埋置深度和平面尺寸，不然無法計算，但在這一道題面尺寸，

59、不然無法計算，但在這一道題中沒有給出荷載，所以是沒有閉合的題中沒有給出荷載，所以是沒有閉合的題目，不需要檢驗基礎(chǔ)的平面尺寸，基礎(chǔ)目，不需要檢驗基礎(chǔ)的平面尺寸，基礎(chǔ)的長邊的長邊2.5m的尺寸就沒有用到，計算地的尺寸就沒有用到，計算地基承載力的大小，只需要用到基礎(chǔ)短邊基承載力的大小，只需要用到基礎(chǔ)短邊的尺寸的尺寸b1.5m。l例例2是已經(jīng)知道荷載和地基承載力，給出是已經(jīng)知道荷載和地基承載力，給出了基礎(chǔ)平面尺寸，需要檢驗地基承載力了基礎(chǔ)平面尺寸，需要檢驗地基承載力是否滿足要求的題目，題意和是否滿足要求的題目，題意和2.4完全不完全不一樣，基礎(chǔ)的尺寸也和例一樣，基礎(chǔ)的尺寸也和例2.4不同，不知不同，不

60、知道你怎么會產(chǎn)生與例道你怎么會產(chǎn)生與例2.4去比較的想法。去比較的想法。在例在例2.6中，地基承載力深寬修正是用的中，地基承載力深寬修正是用的是短邊尺寸是短邊尺寸b3m，而在計算基礎(chǔ)底面，而在計算基礎(chǔ)底面截面抵抗矩時必須用長邊尺寸截面抵抗矩時必須用長邊尺寸b3.5m。l例例3是用例是用例2的數(shù)據(jù)驗算軟弱下臥層的題目的數(shù)據(jù)驗算軟弱下臥層的題目，計算基底壓力擴散時，對矩形基礎(chǔ)是向，計算基底壓力擴散時，對矩形基礎(chǔ)是向兩個方向擴散，因此基礎(chǔ)的長邊和短邊的兩個方向擴散，因此基礎(chǔ)的長邊和短邊的尺寸都用上了。尺寸都用上了。 驗算軟弱下臥層當(dāng)然用平驗算軟弱下臥層當(dāng)然用平均壓力擴散，規(guī)范不要求驗算最大壓力擴均壓