巖土工程評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)講座之一下市公開課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

巖土工程評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)辦法講座第一部分巖土工程評(píng)價(jià)辦法（下）

同濟(jì)大學(xué)高大釗3月第1頁(yè)第1頁(yè)五.勘察匯報(bào)中巖土工程評(píng)價(jià)1.地基承載力評(píng)價(jià)勘察匯報(bào)提供地基承載力特性值僅是強(qiáng)度參數(shù)還是同時(shí)滿足強(qiáng)度與變形要求綜合參數(shù)？地基承載力特性值是極限值還是允許值？用公式計(jì)算地基承載力為何還必須驗(yàn)算沉降？第2頁(yè)第2頁(yè)2.場(chǎng)地均勻性評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)場(chǎng)地均勻性作用是什么？如何結(jié)識(shí)與處理場(chǎng)地土層不均勻性？場(chǎng)地均勻性評(píng)價(jià)辦法第3頁(yè)第3頁(yè)1.地基承載力評(píng)價(jià)勘察匯報(bào)提供地基承載力特性值僅是強(qiáng)度參數(shù)還是同時(shí)滿足強(qiáng)度與變形要求綜合參數(shù)？用承載力公式確定地基承載力是否必須驗(yàn)算沉降？很多勘察單位直接把地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值變?yōu)榈鼗休d力特性值。因89規(guī)范與規(guī)范上部結(jié)構(gòu)荷載組合不同，造成計(jì)算出基礎(chǔ)底面積顯著降低，對(duì)此很多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員提出疑問。第4頁(yè)第4頁(yè)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算地基土強(qiáng)度特性值公式中包括土容重項(xiàng)，假如地下水位不同時(shí)，地基承載力計(jì)算結(jié)果是不同。但如按靜探結(jié)果、標(biāo)貫試驗(yàn)或物理性指標(biāo)計(jì)算或查表求其承載力時(shí)，根本與地下水位無關(guān)。用《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》極限承載力公式能夠提供地基承載力嗎？不知道這能否用于中低層建筑勘察特性值取值依據(jù)？第5頁(yè)第5頁(yè)用平板載荷試驗(yàn)得到承載力，用公式計(jì)算承載力，無論是極限還是允許值，也無論標(biāo)以什么名稱，都是從強(qiáng)度概念得到承載力，不包括變形概念。影響建筑物變形原因非常復(fù)雜，不也許在用載荷試驗(yàn)擬定承載力和用公式計(jì)算得到承載力時(shí)能夠控制建筑物變形值。建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須滿足強(qiáng)度和變形兩方面要求，但并不是要求承載力控制必須同時(shí)包括變形控制。第6頁(yè)第6頁(yè)有時(shí)候，承載力與變形都必須計(jì)算，有時(shí)候強(qiáng)度滿足了要求，變形也自然滿足。比如依據(jù)上海地質(zhì)條件，硬殼層載荷試驗(yàn)數(shù)值也許達(dá)到150kPa左右，無論叫百分比界線，特性值，臨界荷載，都是從硬殼層強(qiáng)度得到承載力，用公式計(jì)算時(shí)是用了硬殼層抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，載荷試驗(yàn)試驗(yàn)反應(yīng)也就是2～3m厚硬殼層承載力。第7頁(yè)第7頁(yè)而建筑物沉降，主要是由深層軟土控制，基礎(chǔ)面積大，應(yīng)力傳得深，受壓縮土層更厚，這些原因在載荷試驗(yàn)中能反應(yīng)嗎？顯然不能；在計(jì)算公式中能反應(yīng)嗎？也是不能。因此依據(jù)上海地質(zhì)條件和工程經(jīng)驗(yàn)，天然地基只能用80～100kPa，即過去所謂老八噸。這個(gè)承載力是綜合考慮了地基變形，普通情況下計(jì)算沉降是能夠滿足要求，但承載力還是強(qiáng)度問題，只是考慮了深層軟土對(duì)沉降影響，取用值比較小一些而已。第8頁(yè)第8頁(yè)同時(shí)，這個(gè)承載力也不能對(duì)變形打包票，在建筑物體型復(fù)雜，層高改變大時(shí)，即使用了很低承載力，建筑物也還是有也許開裂。在本書1.6節(jié)中詳細(xì)地簡(jiǎn)介了一些案例，即使建筑物層數(shù)不多，基底壓力也并不高，但由于各種原因影響，建筑物還是墻面開裂，嚴(yán)重地?fù)p壞了。第9頁(yè)第9頁(yè)第10頁(yè)第10頁(yè)第11頁(yè)第11頁(yè)第12頁(yè)第12頁(yè)第13頁(yè)第13頁(yè)第14頁(yè)第14頁(yè)上海《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》從1999年版開始，采用地基極限承載力公式按基礎(chǔ)尺寸和埋置深度計(jì)算地基承載力，這本規(guī)范在最近修編工作時(shí)。在上海地域，近年來對(duì)10個(gè)場(chǎng)地淺層黏性土和粉土層一共做了39臺(tái)平板載荷試驗(yàn)，以驗(yàn)證地基極限承載力計(jì)算公式合用性。試驗(yàn)結(jié)果表明，上海地域淺層土地基極限承載力在200kPa~300kPa之間，粉土承載力高于黏性土，粉土p～s曲線呈漸變型，無明顯轉(zhuǎn)折點(diǎn)；而黏性土p～s曲線有明顯線性段。第15頁(yè)第15頁(yè)你談到了89版《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》關(guān)系，但大家忽略了尚有一本74版《工業(yè)與民用建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》，并且這是個(gè)源頭。編制74版規(guī)范時(shí)，上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還沒有采用概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)辦法，荷載采用是原則值，地基允許承載力用p1/4公式計(jì)算或查地基承載力表，設(shè)計(jì)辦法是十分原則允許應(yīng)力法。第16頁(yè)第16頁(yè)但在編制89版規(guī)范時(shí)，上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)采用了概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)辦法，因此地基設(shè)計(jì)荷載也已經(jīng)用了設(shè)計(jì)值，與74版規(guī)范相比大約提升了25％左右，但由于地基承載力用仍是允許值，無法用分項(xiàng)系數(shù)加以調(diào)整。盡管當(dāng)初采用了一些提升地基承載力值辦法，比如c、統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)采用85％確保率，深寬修正以后承載力增量不到10％也乘以1.1系數(shù)等，但這本規(guī)范頒布以后，總反應(yīng)是基礎(chǔ)寬度設(shè)計(jì)得寬了，即承載力是用得低了些。第17頁(yè)第17頁(yè)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》事實(shí)上是回到了74版規(guī)范設(shè)計(jì)水平，即使在細(xì)部上有些差別，但在總體上是回到了74規(guī)范，即荷載小了，基礎(chǔ)明顯減小了，這是回歸到74規(guī)范正常情況，不需要膽怯。規(guī)范與74版規(guī)范比較，安全度是一致；與89規(guī)范比較，將本來高了一點(diǎn)安全度拉了下來，不必有疑問，很正常。第18頁(yè)第18頁(yè)用承載力公式擬定地基承載力

為何必須驗(yàn)算沉降？《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》考慮彈塑性影響計(jì)算臨界承載力，在一定程度上考慮了變形影響，卻還要驗(yàn)算沉降。我想問，按我國(guó)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》公式計(jì)算承載力特性值還需要驗(yàn)算沉降，是不是存在矛盾。第19頁(yè)第19頁(yè)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》公式起源于前蘇聯(lián)規(guī)范。前蘇聯(lián)規(guī)范采用p1/4公式控制基底壓力目的是為了進(jìn)行沉降計(jì)算，認(rèn)為基底下列塑性區(qū)開展深度沒有超出1/4基礎(chǔ)寬度，地基中大部分區(qū)域還處于彈性狀態(tài)，能夠用彈性理論計(jì)算應(yīng)力，并用以計(jì)算沉降。滿足了這個(gè)公式恰恰是沉降計(jì)算前提，并不是基底壓力小于p1/4公式計(jì)算結(jié)果就不需要進(jìn)行沉降計(jì)算了。第20頁(yè)第20頁(yè)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB5007-基本上沿襲了前蘇聯(lián)規(guī)范體系，用規(guī)范地基承載力公式計(jì)算結(jié)果并不包括沉降必定滿足要求結(jié)論。恰恰相反，幾種版本地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范都強(qiáng)調(diào)按照地基承載力公式計(jì)算結(jié)果擬定地基承載力，必須驗(yàn)算沉降。你理解上存在一些問題。第21頁(yè)第21頁(yè)問題之一是混同了強(qiáng)度與變形兩個(gè)不同性質(zhì)問題界線。地基承載力與建筑物沉降控制不能加以等同，前者是強(qiáng)度問題，與沉降控制不存在直接因果關(guān)系，用強(qiáng)度指標(biāo)得不到沉降量，用壓縮模量也得不到穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)果。第22頁(yè)第22頁(yè)問題之二是不了解怎樣進(jìn)行變形控制。變形控制必須控制計(jì)算沉降滿足建筑物要求，依據(jù)不同類型建筑物，用不同性質(zhì)變形指標(biāo)來控制，而承載力驗(yàn)算只與基礎(chǔ)尺寸及埋置深度相關(guān)，與建筑物類型沒有直接關(guān)系，因此只驗(yàn)算地基承載力不能替換變形控制。第23頁(yè)第23頁(yè)問題之三是地基承載力驗(yàn)算與沉降計(jì)算所包括土層深度范圍不同。對(duì)地基承載力驗(yàn)算有影響主要是持力層和軟弱下臥層，層位太深土層對(duì)承載力不會(huì)有什么影響。但深層土層對(duì)沉降量還是有主要影響，建筑物平面尺寸越大、基礎(chǔ)寬度越寬，對(duì)沉降有影響深度范圍就越深。第24頁(yè)第24頁(yè)2.場(chǎng)地均勻性評(píng)價(jià)場(chǎng)地均勻性評(píng)價(jià)是巖土工程勘察主要內(nèi)容，但對(duì)怎樣認(rèn)識(shí)均勻性與均勻性評(píng)價(jià)作用存在不同了解，因而做法與結(jié)果也就不同。重點(diǎn)討論這三個(gè)問題：評(píng)價(jià)場(chǎng)地均勻性作用是什么？怎樣認(rèn)識(shí)與處理場(chǎng)地土層不均勻性？場(chǎng)地均勻性評(píng)價(jià)方法第25頁(yè)第25頁(yè)場(chǎng)地均勻性評(píng)價(jià)作用是什么？場(chǎng)地均勻性評(píng)價(jià)是手段而不是目的；為基礎(chǔ)方案選擇和采用工程辦法提供依據(jù)；為方案或設(shè)計(jì)結(jié)果比較提供建筑物性狀定量或半定量計(jì)算結(jié)果；勘察階段均勻性評(píng)價(jià)不是最后止果。第26頁(yè)第26頁(yè)場(chǎng)地均勻性評(píng)價(jià)是手段

而不是目場(chǎng)地均勻性評(píng)價(jià)不是簡(jiǎn)樸地闡明自然界，而是為了工程建設(shè)（設(shè)計(jì)與施工）需要，分析與闡明地基巖土層力學(xué)性狀均勻性。因此，均勻性評(píng)價(jià)前提是工程建設(shè)要求，均勻性評(píng)價(jià)內(nèi)容是分析地基均勻性對(duì)建筑物影響，均勻性評(píng)價(jià)結(jié)果為工程設(shè)計(jì)與施工方案提供依據(jù)。第27頁(yè)第27頁(yè)為基礎(chǔ)方案選擇和

采用工程辦法提供依據(jù)勘察匯報(bào)中均勻性評(píng)價(jià)結(jié)果不是“均勻還是不均勻”，也不是簡(jiǎn)樸“是否適宜于建設(shè)”之類結(jié)論，更無法得出建筑物不均勻沉降是多少，是否滿足規(guī)范要求等等結(jié)論，而是提出設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意什么問題，對(duì)基礎(chǔ)選型有什么要求，也許采用什么工程辦法等提議。第28頁(yè)第28頁(yè)勘察階段均勻性評(píng)價(jià)主要著眼于地質(zhì)條件，說明地質(zhì)條件對(duì)建筑物會(huì)產(chǎn)生什么樣影響，設(shè)計(jì)施工時(shí)應(yīng)采取什么對(duì)策。比如，對(duì)山區(qū)土巖組合地基，跨在兩種不同地質(zhì)單元上建筑物地基，硬層或軟弱層厚度改變比較大地基等，這種地質(zhì)條件不均勻性會(huì)對(duì)建筑物帶來不利影響，在基礎(chǔ)選型、甚至上部結(jié)構(gòu)選型時(shí)應(yīng)該選擇適應(yīng)性比較強(qiáng)結(jié)構(gòu)體系或基礎(chǔ)類型。第29頁(yè)第29頁(yè)或在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，采用一些特殊工程辦法，比如設(shè)置褥墊層以調(diào)整不均勻沉降，又如在建筑物適當(dāng)部位設(shè)置沉降縫以適應(yīng)地基不均勻沉降。至于，由于地基不均勻性所產(chǎn)生不均勻沉降是多少，有些同行希望在勘察階段進(jìn)行計(jì)算，或者審圖要求計(jì)算事。我告訴大家，在勘察階段是計(jì)算不出來，即使在設(shè)計(jì)階段，也不是所有情況都能計(jì)算。第30頁(yè)第30頁(yè)如何結(jié)識(shí)與處理場(chǎng)地土層

不均勻性？天然土層是均勻還是不均勻？從地質(zhì)學(xué)觀點(diǎn)來看，總是不均勻，但從工程學(xué)觀點(diǎn)來看，在工程影響范圍內(nèi)，需要進(jìn)行局部化處理，將這個(gè)局部作為均質(zhì)體處理，比如相同成因類型，同一個(gè)地質(zhì)單元，同一個(gè)土層，將其作為一個(gè)力學(xué)層。第31頁(yè)第31頁(yè)這樣局部化處理以后，對(duì)于局部化處理以后地質(zhì)體，就能夠抽樣試驗(yàn)，能夠統(tǒng)計(jì)分析，能夠引用均質(zhì)體理論進(jìn)行力學(xué)分析計(jì)算。一切巖土工程勘探、取樣試驗(yàn)、資料統(tǒng)計(jì)分析、代表性指標(biāo)取值、代人解析解公式計(jì)算、進(jìn)入數(shù)值分析程序進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬都是建立在均質(zhì)體假定基礎(chǔ)上進(jìn)行，假如不認(rèn)可這個(gè)假定，那現(xiàn)行設(shè)計(jì)計(jì)算就什么都不能做了。第32頁(yè)第32頁(yè)但是，在巖土工程界，有同行并不認(rèn)同這個(gè)觀點(diǎn)。作為學(xué)術(shù)研究，當(dāng)然是能夠。但作為巖土工程師處理實(shí)際工程問題基本觀點(diǎn)，卻使我深深地?fù)?dān)憂，在年輕一代巖土工程師中，確實(shí)存在著缺乏工程實(shí)踐基本訓(xùn)練，缺乏正確統(tǒng)計(jì)概念和力學(xué)概念這種情況，對(duì)于工程師成長(zhǎng)，對(duì)于正確工程判斷和處理工程問題是非常不利。第33頁(yè)第33頁(yè)A高教授能參加我們討論，我感到很榮幸也很惶恐，我斗膽想繼續(xù)發(fā)表一些與高教授不同觀點(diǎn)，希望提前得到高老原諒，在此先謝謝高老。我感到我們討論已經(jīng)上升到了認(rèn)識(shí)論與方法論高度了：1、高老認(rèn)為地質(zhì)體是均質(zhì)，數(shù)據(jù)離散性主要起源于取樣、試驗(yàn)等詳細(xì)步驟，因此用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法來消除抽樣試驗(yàn)方面誤差，進(jìn)而導(dǎo)出了關(guān)于場(chǎng)地認(rèn)識(shí)、土樣數(shù)量問題和均勻性評(píng)價(jià)等等問題認(rèn)識(shí)，認(rèn)為公式中慣用到經(jīng)驗(yàn)系數(shù)和修正系數(shù)主要是修正這類不確定原因帶來誤差；第34頁(yè)第34頁(yè)2、另一個(gè)觀點(diǎn)認(rèn)為地質(zhì)體是非均質(zhì)，要研究其性質(zhì)必須要有足夠數(shù)量試驗(yàn)，要在建筑物不同位置布置勘探點(diǎn)，研究其不均勻性，至于數(shù)據(jù)離散性問題主要強(qiáng)調(diào)用統(tǒng)一方法、設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范其操作行為，因此而帶來誤差是統(tǒng)一，個(gè)別樣品差距主要表現(xiàn)了抽樣母體差異，因此要用建筑物不同位置上數(shù)據(jù)來評(píng)價(jià)其均勻性和傾斜等問題。第35頁(yè)第35頁(yè)另一位網(wǎng)友發(fā)表了不完全相同觀點(diǎn)：我認(rèn)為在宇宙中沒有絕正確均質(zhì)物體，巖土體也同樣，假如不按均質(zhì)體研究，你有辦法反應(yīng)巖土量化數(shù)據(jù)么？你提出了地層物理力學(xué)數(shù)據(jù)，就與你前提矛盾了，你無法勘察，無法提供勘察匯報(bào)。

第36頁(yè)第36頁(yè)從地質(zhì)勘察角度來看，其研究對(duì)象主要是地質(zhì)體，預(yù)計(jì)沒有些人能否認(rèn)地質(zhì)體是非均質(zhì)、各向異性，反過來說就是沒有些人能證實(shí)地質(zhì)體是均質(zhì)；但勘察結(jié)果是為工程設(shè)計(jì)服務(wù)，從設(shè)計(jì)角度來看，所有計(jì)算模型或理論均假設(shè)地質(zhì)體是均質(zhì)，都要按均質(zhì)理論來進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，因此勘察匯報(bào)中提供承載力也好、其它任何指標(biāo)也好都是把地質(zhì)體性質(zhì)做了均質(zhì)化處理，所用辦法就是數(shù)理統(tǒng)計(jì)辦法即抽樣調(diào)查法則，這個(gè)過程也就是巖土工程勘察工作。

第37頁(yè)第37頁(yè)總而言之就是勘察人認(rèn)為地質(zhì)體是非均質(zhì)，通過勘察過程將一定范圍內(nèi)地質(zhì)體性質(zhì)做均質(zhì)化處理，將結(jié)果提供設(shè)計(jì)人員使用，一個(gè)好勘察人員必須要明白你所做均質(zhì)化處理是否準(zhǔn)確可靠、其風(fēng)險(xiǎn)概率有多大等問題；工程設(shè)計(jì)人員要求將地質(zhì)體看做地均質(zhì)，但一個(gè)好設(shè)計(jì)師必須要理解地質(zhì)體非均質(zhì)性所帶來后果，并妥善處理好它們關(guān)系。我想這也正是巖土工程師所必須具備最基本概念和素質(zhì)要求。

第38頁(yè)第38頁(yè)自然地質(zhì)條件是復(fù)雜，巖土體是不均勻，這是大家公認(rèn)事實(shí)，但作為工程研究對(duì)象，需要認(rèn)識(shí)它，研究它和處理它，又不得不把它局部化和簡(jiǎn)樸化，忽略次要，處理主要矛盾，這可能是自然科學(xué)研究和工程技術(shù)研究不同之處。第39頁(yè)第39頁(yè)對(duì)于不同類型均勻性問題用

不同方法來處理。作為巖土工程師，對(duì)于你勘察場(chǎng)地，首先要做地質(zhì)工作，從地質(zhì)成因和地層年代上要區(qū)別清楚，是洪沖積還是殘坡積，是河漫灘還是階地，是第四紀(jì)地層還是老地層，這就是所謂把地質(zhì)單元?jiǎng)澐终_，這是進(jìn)一步考慮布置勘察試驗(yàn)工作基礎(chǔ)。

第40頁(yè)第40頁(yè)對(duì)于同一個(gè)地質(zhì)單元是否就是均勻呢？不一定，比如土層厚度很可能是不均勻，即使在平原地域，土層厚度也經(jīng)常有較大改變，因此需要用勘探點(diǎn)間距來控制其厚度改變，不同基礎(chǔ)類型對(duì)土層厚度敏感性不同，因而布孔間距要求是不同。第41頁(yè)第41頁(yè)從土性質(zhì)來研究土層均勻性，普通認(rèn)為同一地質(zhì)單元能夠作為均質(zhì)體來處理，能夠采用統(tǒng)計(jì)辦法來處理試驗(yàn)指標(biāo)。假如不認(rèn)可這一點(diǎn)，即使是最簡(jiǎn)樸計(jì)算平均值辦法也就失去了理論前提，就不能用平均值來處理試驗(yàn)結(jié)果。也失去了鉆孔抽樣取土試驗(yàn)理論依據(jù)，那麻煩就大了。第42頁(yè)第42頁(yè)將試驗(yàn)指標(biāo)用于工程計(jì)算時(shí)，計(jì)算公式推導(dǎo)都有均質(zhì)土假定，計(jì)算基礎(chǔ)中點(diǎn)沉降時(shí)，你必須認(rèn)可土層是均勻，包括深度方向和水平方向都是均勻，假如不認(rèn)可這一點(diǎn)，這個(gè)計(jì)算土中應(yīng)力公式就不成立，還計(jì)算什么？第43頁(yè)第43頁(yè)假如認(rèn)為同一個(gè)地質(zhì)單元也存在不均勻性，而又希望把這種不均勻性探明顯示出來。假如采用在建筑物四個(gè)角點(diǎn)分別取土試驗(yàn)辦法，但在水平方向上怎么把握兩個(gè)鉆孔之間改變呢？認(rèn)為一個(gè)孔數(shù)據(jù)能代表多大范圍，1m？2m？還是多少？就沒有底了。假如認(rèn)為在深度方向上同一個(gè)土層也存在不均勻性，那在兩個(gè)取土點(diǎn)之間不均勻性又如何把它探明？因此在對(duì)同一地質(zhì)單元不均勻性假定基礎(chǔ)上勘察工作，連取土點(diǎn)確實(shí)定都會(huì)有很大爭(zhēng)議，事情就做不下去了。第44頁(yè)第44頁(yè)在均質(zhì)土假定基礎(chǔ)上，把各個(gè)勘探點(diǎn)、各個(gè)取樣點(diǎn)數(shù)據(jù)差別當(dāng)作是隨機(jī)原因造成而不是系統(tǒng)原因造成，這些隨機(jī)原因包括當(dāng)年沉積時(shí)物質(zhì)差別、年代差別、沉積條件差別、取土擾動(dòng)程度差別、試驗(yàn)條件差別等等。在這樣假定基礎(chǔ)上，就能夠用統(tǒng)計(jì)辦法來處理這些數(shù)據(jù)隨機(jī)誤差了，數(shù)據(jù)離散性或變異性是反應(yīng)這種隨機(jī)原因影響定量指標(biāo)，通過計(jì)算，能夠預(yù)計(jì)這些隨機(jī)誤差對(duì)計(jì)算結(jié)果所造成影響有多大，這就是誤差預(yù)計(jì)和可靠度分析。第45頁(yè)第45頁(yè)因此在計(jì)算一幢建筑物沉降時(shí)，普通都分層采用各層土綜合壓縮曲線去擬定其相應(yīng)壓力段壓縮模量，并且對(duì)于一個(gè)場(chǎng)地，假如是同一個(gè)地質(zhì)單元，也只分層地給出了每層土綜合壓縮曲線。假如發(fā)覺某一個(gè)范圍存在明顯指標(biāo)差別，那很也許是在地質(zhì)單元?jiǎng)澐稚铣隽藛栴}。

第46頁(yè)第46頁(yè)預(yù)防不均勻性對(duì)建筑物危害地基不均勻性對(duì)建筑物危害主要使建筑物傾斜與開裂。事先防備事故發(fā)生無疑是十分主要，在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于那種十分明顯不均勻地基，比如軟硬不均地基，部分基巖出露地基，半填半挖地基，存在暗浜地基等等，首先需要加以界定，劃分其界線，分別研究其壓縮性，而是否會(huì)產(chǎn)生有害不均勻沉降，

第47頁(yè)第47頁(yè)不均勻性普通不是靠計(jì)算出來，而是依據(jù)工程判斷，處理辦法是采用工程辦法，使其均勻化，普通也不是靠計(jì)算結(jié)果來確保工程安全。產(chǎn)生不均勻沉降原因諸多，地基壓縮性不均勻性僅是一個(gè)方面，而土層厚度改變，荷載差別、荷載偏心、施工時(shí)擾動(dòng)等也許是更主要原因，它們所產(chǎn)生不均勻沉降數(shù)量級(jí)往往遠(yuǎn)不小于壓縮性不均勻。第48頁(yè)第48頁(yè)人們?cè)谑孪葴?zhǔn)確控制建筑物傾斜和開裂本事還不大，尤其依托沉降計(jì)算結(jié)果來控制不均勻沉降更是不太現(xiàn)實(shí)。為了確保工程安全普通從兩個(gè)方面控制，一是采用工程辦法來控制上述產(chǎn)生不均勻沉降諸多原因，不使其發(fā)生，或減少其危害；二是控制計(jì)算平均沉降量數(shù)量級(jí)，即控制基礎(chǔ)底面壓力值，這就是變形控制設(shè)計(jì)辦法。第49頁(yè)第49頁(yè)地基均勻性如何評(píng)價(jià)？地基均勻性評(píng)價(jià)是否可理解為對(duì)持力層和下臥層均勻性評(píng)價(jià)，對(duì)土層評(píng)價(jià)結(jié)論是否說土層為均勻或不均勻地基土，還是地基為均勻或不均勻地基？并且對(duì)場(chǎng)地土層是否應(yīng)當(dāng)所有進(jìn)行評(píng)價(jià)？我曾經(jīng)見過一份匯報(bào)上對(duì)本應(yīng)當(dāng)在基礎(chǔ)開挖將被挖除填土層評(píng)價(jià)其均勻性，本人認(rèn)為不合理，是否正確？第50頁(yè)第50頁(yè)這是不均勻地基嗎？第51頁(yè)第51頁(yè)依據(jù)你所列舉這個(gè)地質(zhì)剖面，從土層厚度分布，我實(shí)在看不出地基均勻性存在什么問題。從現(xiàn)象上看，填土層底面坡度比較大，似乎應(yīng)當(dāng)判為不均勻地基，但建筑物基礎(chǔ)落在第②層粉質(zhì)黏土層上，將填土挖去了尚有什么均勻性問題呢？第52頁(yè)第52頁(yè)對(duì)于《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》JGJ72-關(guān)于地基均勻性評(píng)價(jià)相關(guān)要求，可能存在不同了解，也需要進(jìn)行必要討論：1)均勻性判斷要求進(jìn)行，是“沉降、差異沉降、傾斜等特性分析評(píng)價(jià)”，并不是要求進(jìn)行準(zhǔn)確定量計(jì)算。2)均勻性判斷目標(biāo)是為了重視地貌、工程地質(zhì)單元和地基巖土層結(jié)構(gòu)等條件對(duì)建筑物含有主要控制性影響。第53頁(yè)第53頁(yè)3)其實(shí)模量當(dāng)量值之比就等于虛擬變形之比，比較相同基底應(yīng)力條件下模量當(dāng)量值之比，能夠把基底應(yīng)力約去，應(yīng)力面積化為單位應(yīng)力面積，再將分子分母中單位應(yīng)力面積約去，最后只剩余虛擬變形比值。第54頁(yè)第54頁(yè)因?yàn)閷?duì)規(guī)范了解有偏差，引出一些比較主要觀念差異：均勻性評(píng)價(jià)與沉降計(jì)算關(guān)系均勻性評(píng)價(jià)并不等同計(jì)算沉降均勻性評(píng)價(jià)與沉降計(jì)算內(nèi)容不同均勻性評(píng)價(jià)與沉降計(jì)算條件不同均勻性評(píng)價(jià)與沉降計(jì)算結(jié)果不同第55頁(yè)第55頁(yè)《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》8.2.4條給出了不均勻地基鑒定原則，符合其中一條就是不均勻地基了。

那么是不是要判斷為均勻地基時(shí)候必須同時(shí)滿足下列條件呢？

（1）地基持力層位于相同地貌單元或工程地質(zhì)單元，工程特性差別不大；第56頁(yè)第56頁(yè)（2）地基持力層位于相同地貌單元或工程地質(zhì)單元，且滿足下列條件：

①中—高壓縮性地基，持力層底面或相鄰基底標(biāo)高坡度小于10%；

②中—高壓縮性地基，持力層及其下臥層在基礎(chǔ)寬度方向上厚度差值小于0.05b（b為基礎(chǔ)寬度）

（3）處于同一地貌單元，且Esmax/Esmin小于地基不均勻性系數(shù)界線值K。第57頁(yè)第57頁(yè)在8.2.1條第2款“地基均勻性”評(píng)價(jià)是強(qiáng)制性條文，說明在勘察匯報(bào)中必須評(píng)價(jià)地基均勻性。但8.2.4條并不是強(qiáng)制性條文，這條是怎樣評(píng)價(jià)均勻性方法，規(guī)范做了概括，但并不是非用這些方法不可，用其它方法是不是就不行了呢？不是，在這本規(guī)范之前，巖土工程師早就會(huì)評(píng)價(jià)地基均勻性了，而且各個(gè)地方也有不同經(jīng)驗(yàn)，是否能夠呢？當(dāng)然是能夠。第58頁(yè)第58頁(yè)條文說：“對(duì)鑒定為不均勻地基，應(yīng)進(jìn)行沉降、差別沉降、傾斜等特性分析評(píng)價(jià)，并提出相應(yīng)提議?！比绾卫斫膺@一條？有些人說，依據(jù)這一條就應(yīng)當(dāng)在勘察匯報(bào)中計(jì)算差別沉降。但我實(shí)在看不出來，規(guī)范是講分析評(píng)價(jià)，比如是巖土組合地基，那即使是體形非常簡(jiǎn)樸建筑物，荷載非常均勻建筑物，還是會(huì)有不均勻沉降，并且必定土基方向沉降大，那么采用什么辦法呢？第59頁(yè)第59頁(yè)在巖基段采用褥墊是一個(gè)能夠提議工程辦法。假如要你把差別沉降給計(jì)算出來，那可沒有辦法計(jì)算。從上面這條要求不能得到相反結(jié)論，說假如評(píng)價(jià)為均勻地基，就不需要提議設(shè)計(jì)驗(yàn)算沉降了。由于引起建筑物不均勻沉降原因諸多，除了不均勻地基原因之外，尚有其它諸多原因，比如，建筑物層數(shù)或高度有比較大差別，荷載分布不均勻，荷載重心與基礎(chǔ)形心不重疊等結(jié)構(gòu)原因都會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降。第60頁(yè)第60頁(yè)因此，勘察匯報(bào)重點(diǎn)是要從地基角度發(fā)覺不均勻性，提議設(shè)計(jì)采用工程辦法，而不在于強(qiáng)調(diào)地基均勻性，最多是說從地基角度來看，沒有發(fā)覺對(duì)建筑物變形產(chǎn)生不利影響不均勻性。這一條第一款，是從地貌和地質(zhì)單元角度分析是否是不均勻地基，這主要依據(jù)工程師知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來判斷。第61頁(yè)第61頁(yè)第二款是從土層厚度是否改變過大來判斷，其中，第1點(diǎn)，持力層底面標(biāo)高坡度比較明確，但相鄰基礎(chǔ)底面標(biāo)高之說在勘察階段普通都是沒有最后擬定，實(shí)在難以判斷。但第2點(diǎn)是用基礎(chǔ)寬度表示，以0.05b為限制，事實(shí)上就是厚度改變小于5％，這里并不需要和基礎(chǔ)寬度聯(lián)系起來，勘察階段普通寬度也沒有最后擬定，同時(shí)這個(gè)要求與第1點(diǎn)10％也是有些矛盾，兩種計(jì)算結(jié)果也許會(huì)不一致。第62頁(yè)第62頁(yè)第三款就比較玄乎了，規(guī)范在條文闡明中也認(rèn)為是“定性評(píng)價(jià)地基不均勻性定量辦法”。首先，均勻性評(píng)價(jià)是定性，為何是定性呢？由于無法準(zhǔn)擬定量，假如能定量那何須稱為定性呢？既然如此，那么這種定量計(jì)算結(jié)果終歸有多少把握呢？由于這里涉及許多不定原因，第63頁(yè)第63頁(yè)比如計(jì)算模量當(dāng)量值時(shí)，應(yīng)力面積A如何計(jì)算，從沉降計(jì)算公式能夠知道，應(yīng)力面積與基底附近應(yīng)力大小相關(guān)，應(yīng)力擴(kuò)散和基礎(chǔ)寬度相關(guān)，現(xiàn)在基底壓力、基礎(chǔ)寬度、埋置深度都不能擬定，怎么計(jì)算應(yīng)力面積呢？再說變形計(jì)算深度范圍也不能擬定，即使用最簡(jiǎn)樸經(jīng)驗(yàn)公式，也需要基礎(chǔ)寬度多大。當(dāng)然，對(duì)于與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)系密切勘察單位，能夠得到比較確切數(shù)據(jù)，但不是都能得到，假如沒有數(shù)據(jù)而胡亂計(jì)算，判斷錯(cuò)了，那不耽擱事情嗎？第64頁(yè)第64頁(yè)因此假如巖土工程師發(fā)覺土層模量改變比較大，那就提醒設(shè)計(jì)注意計(jì)算差別沉降不就得了。均勻性評(píng)價(jià)實(shí)際是一個(gè)定性經(jīng)驗(yàn)判斷，主要依托工程師經(jīng)驗(yàn)，尤其是地方經(jīng)驗(yàn)。離開了詳細(xì)地質(zhì)條件特點(diǎn)，希望用一個(gè)計(jì)算辦法來規(guī)范化，主觀愿望是好，但地質(zhì)條件千變?nèi)f化，無法抽象到完全理性程度。把一些地方經(jīng)驗(yàn)推廣到全國(guó)，應(yīng)當(dāng)慎之又慎，何況現(xiàn)在動(dòng)不動(dòng)就要強(qiáng)制執(zhí)行情況下，更應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎。第65頁(yè)第65頁(yè)某高層樓18層，埋深6.5m，地下兩層，持力層主要坐落在中砂層上，其中東南角為細(xì)砂層，依據(jù)《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》JGJ72-第8.2.4-1條辦法判為非均勻地基。匯報(bào)中給出原因是地基持力層跨越了兩個(gè)地質(zhì)單元（中砂、細(xì)砂）。我想請(qǐng)教是在這個(gè)樓一小角有這樣點(diǎn)細(xì)砂就造成成不均勻地基，這個(gè)是不是有點(diǎn)嚴(yán)重了？第66頁(yè)第66頁(yè)中砂和細(xì)砂是否就是兩個(gè)不同地質(zhì)單元？是否就組成了不均勻地基？中砂和細(xì)砂是砂土兩個(gè)亞層，假如用其它土分類體系，就不可能劃分為兩個(gè)土層。假如有力學(xué)指標(biāo)，就能夠從力學(xué)性質(zhì)來討論是否需要?jiǎng)澐謨蓚€(gè)力學(xué)層，沒有力學(xué)指標(biāo)僅依據(jù)粒度成份這些差異，劃分不均勻地基依據(jù)就非常不充分。第67頁(yè)第67頁(yè)只知道基底平均壓力，上部荷載如何分布，如何偏心一概不知道，依據(jù)樓四個(gè)角點(diǎn)鉆孔柱狀圖資料沉降來計(jì)算每個(gè)孔位沉降量，寬度方向兩個(gè)鉆孔沉降量相減再除以鉆孔間距就是傾斜，其傾斜值非常非常之小，都小于0.000001，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于規(guī)范要求。這樣沉降計(jì)算含有什么工程意義？第68頁(yè)第68頁(yè)我們需要不需要這樣沉降計(jì)算？回答應(yīng)當(dāng)是不需要！為何？1.勘察階段不具備計(jì)算不均勻沉降條件；2.這種計(jì)算結(jié)果并不是建筑物不均勻沉降；3.這百萬分之一“傾斜”闡明了什么？從工程角度來看，主線就沒有傾斜，假如沒有這種判斷能力怎么當(dāng)工程師？4.我們計(jì)算和測(cè)量有這樣精度嗎？5.這樣計(jì)算并不能提升巖土工程勘察地位，也許適得其反。第69頁(yè)第69頁(yè)地基土均勻性與不均勻性應(yīng)當(dāng)是一個(gè)定性問題。在《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》JGJ72-中人為地給出了定量分析原則，并且要求了鑒定為不均勻地基應(yīng)進(jìn)行變形計(jì)算分析，而沒有要求鑒定為不均勻地基建筑物能夠不進(jìn)行變形計(jì)算。這樣對(duì)不對(duì)？第70頁(yè)第70頁(yè)是否需要計(jì)算沉降不應(yīng)當(dāng)單純由地基是否均勻來擬定；不均勻地基當(dāng)然需要計(jì)算沉降，但均勻地基并不是就不需要計(jì)算沉降；認(rèn)為均勻地基能夠不計(jì)算沉降說法是錯(cuò)誤；由于地基均勻性并不是擬定是否需要計(jì)算沉降充足條件。第71頁(yè)第71頁(yè)六.巖土工程設(shè)計(jì)荷載取值與

安全度控制辦法1.什么是極限狀態(tài)?2.到底有幾個(gè)設(shè)計(jì)方法？3.怎樣處理巖土工程與上部結(jié)構(gòu)不同設(shè)計(jì)方法所帶來問題?4.怎樣控制巖土工程安全度？5.怎樣計(jì)算荷載？第72頁(yè)第72頁(yè)1.什么是極限狀態(tài)?從設(shè)計(jì)辦法發(fā)展歷史來看，從工作狀態(tài)設(shè)計(jì)逐步演變?yōu)闃O限狀態(tài)設(shè)計(jì)。極限狀態(tài)設(shè)計(jì)是將建筑物工作狀態(tài)與極限狀態(tài)之間保持一個(gè)足夠充足安全儲(chǔ)備，以確保建筑物承載力或正常使用要求都得到滿足。第73頁(yè)第73頁(yè)承載力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)是兩種不同性質(zhì)極限狀態(tài)控制方法。對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載力或不適于繼續(xù)承載變形狀態(tài)稱為承載能力極限狀態(tài)。對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能某項(xiàng)要求限值狀態(tài)稱為正常使用極限狀態(tài)。第74頁(yè)第74頁(yè)承載能力極限狀態(tài)可理解為結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)揮允許最大承載能力狀態(tài)。結(jié)構(gòu)構(gòu)件由于塑性變形而使其幾何形狀發(fā)生明顯改變，雖未達(dá)到最大承載能力，但已徹底不能使用，也屬于達(dá)到這種極限狀態(tài)。疲勞破壞是在使用中由于荷載多次重復(fù)作用而達(dá)到承載能力極限狀態(tài)。第75頁(yè)第75頁(yè)按照我國(guó)統(tǒng)一原則要求，當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí)，應(yīng)認(rèn)為超出了承載能力極限狀態(tài)：1）

整個(gè)結(jié)構(gòu)或其一部分作為剛體失去平衡；2）

結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超出材料強(qiáng)度而破壞，或因過度變形而不適于繼續(xù)承載；3）

結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系；第76頁(yè)第76頁(yè)4）

結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定；5）

結(jié)構(gòu)因局部破壞而發(fā)生連續(xù)坍毀；6）

地基喪失承載力而破壞；7）

結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件疲勞破壞。第77頁(yè)第77頁(yè)正常使用極限狀態(tài)可理解為結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到使用功效上允許某個(gè)限值狀態(tài)。比如，一些構(gòu)件必須控制變形、裂縫才干滿足使用要求。因過大變形會(huì)造成如房屋內(nèi)粉刷層剝落、填充墻和隔斷墻開裂及屋面積水等后果；過大裂縫會(huì)影響結(jié)構(gòu)耐久性；過大變形、裂縫也會(huì)造成用戶心理上不安全感。第78頁(yè)第78頁(yè)按我國(guó)統(tǒng)一原則要求，當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí)，應(yīng)認(rèn)為超出了正常使用極限狀態(tài)：1）

影響正常使用或外觀變形；2）

影響正常使用或耐久性能局部損壞；3）

影響正常使用振動(dòng)；4）

影響正常使用其它特定狀態(tài)。第79頁(yè)第79頁(yè)依據(jù)歐洲規(guī)范要求，巖土工程承載力極限狀態(tài)能夠詳細(xì)區(qū)別為下面5種承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。1）結(jié)構(gòu)物或巖土體作為剛體失去平衡，在這種極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí)，結(jié)構(gòu)材料和巖土強(qiáng)度對(duì)抗力是不主要，這種極限狀態(tài)簡(jiǎn)稱為EQU。2）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件內(nèi)部破壞或過大變形，包括基礎(chǔ)、樁和地下室側(cè)墻等，在這種極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí)，結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度對(duì)抗力是至關(guān)主要，這種極限狀態(tài)簡(jiǎn)稱為STR。

第80頁(yè)第80頁(yè)3）巖土體破壞或過大變形，在這種極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí)，巖土強(qiáng)度對(duì)抗力是至關(guān)主要，這種極限狀態(tài)簡(jiǎn)稱為GEO。4）由于水浮力或其它豎向力引起結(jié)構(gòu)物或巖土體平衡喪失，這種極限狀態(tài)簡(jiǎn)稱為UPL。5）由于水力梯度所引起巖土體隆起、沖刷或管涌，這種極限狀態(tài)簡(jiǎn)稱為HYD。第81頁(yè)第81頁(yè)依據(jù)我國(guó)統(tǒng)一原則要求和歐洲規(guī)范條文，“地基喪失承載力而破壞”或“巖土體破壞或過大變形”都是承載力極限狀態(tài)一個(gè)。因此，地基承載力計(jì)算，按其性質(zhì)來說，應(yīng)當(dāng)取用承載力極限狀態(tài)基本組合。但由于《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》所提供地基承載力按其性質(zhì)是地基允許承載力，在設(shè)計(jì)表示式中不直接出現(xiàn)安全系數(shù)，不具備使用荷載設(shè)計(jì)值條件，只能取用荷載原則值，這是由所采用設(shè)計(jì)辦法決定。第82頁(yè)第82頁(yè)2.到底有幾種設(shè)計(jì)辦法？請(qǐng)問分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)辦法是否就是多系數(shù)設(shè)計(jì)辦法？和總安全系數(shù)法有什么區(qū)別？《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-所采用終歸是什么設(shè)計(jì)辦法？這種設(shè)計(jì)辦法與極限狀態(tài)設(shè)計(jì)又有什么關(guān)系？第83頁(yè)第83頁(yè)定值法：允許應(yīng)力法總安全系數(shù)法（單一安全系數(shù)法）多系數(shù)法（均質(zhì)系數(shù)、超載系數(shù)）概率法：分項(xiàng)系數(shù)法（近似概率法）全概率法第84頁(yè)第84頁(yè)極限狀態(tài)數(shù)學(xué)表示式稱為極限狀態(tài)方程，極限狀態(tài)方程是當(dāng)結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)時(shí)各相關(guān)基本變量關(guān)系式?；咀兞渴侵赣绊懡Y(jié)構(gòu)可靠度各種物理量，它包括：引起結(jié)構(gòu)作用效應(yīng)S（內(nèi)力等）各種作用和環(huán)境影響，如恒荷載、活荷載、地震、溫度改變等；構(gòu)成結(jié)構(gòu)抗力R（強(qiáng)度等）各種原因，如材料和巖土性能、幾何參數(shù)等。分析結(jié)構(gòu)可靠度時(shí)，也可將作用效應(yīng)或結(jié)構(gòu)抗力作為綜合基本變量考慮。第85頁(yè)第85頁(yè)如令R為抗力函數(shù)；S為作用函數(shù)，則極限狀態(tài)方程可表示為：抗力與作用之比稱為安全系數(shù)K＝R/S，二者之差稱為安全儲(chǔ)備：這是兩種不同安全度控制方法，即安全系數(shù)控制方法和失效概率（或可靠指標(biāo)）控制方法。第86頁(yè)第86頁(yè)失效概率定義為安全儲(chǔ)備等于零概率，即pf＝p（z＝0）采用允許應(yīng)力法設(shè)計(jì)表示式描述工作狀態(tài)作用效應(yīng)與抗力效應(yīng)關(guān)系，作用效應(yīng)采用原則組合，抗力效應(yīng)以允許值（包括試驗(yàn)曲線某種特性點(diǎn)，或理論公式計(jì)算結(jié)果）表示，其安全度是隱含，并不出現(xiàn)在設(shè)計(jì)表示式中。在允許應(yīng)力法計(jì)算中，不使用安全系數(shù)或分項(xiàng)系數(shù)。第87頁(yè)第87頁(yè)采用總安全系數(shù)設(shè)計(jì)法表示式描述是極限狀態(tài)作用與抗力平衡關(guān)系。其中，抗力效應(yīng)是極限值，包括試驗(yàn)曲線上極限臨界值，或依據(jù)極限理論計(jì)算結(jié)果，作用效應(yīng)是原則組合。在設(shè)計(jì)表示式中，總安全系數(shù)出現(xiàn)在抗力項(xiàng)分母中，當(dāng)然也能夠理解為乘以作用效應(yīng)原則值再與抗力極限值相平衡。第88頁(yè)第88頁(yè)采用分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)法表示式描述極限狀態(tài)下設(shè)計(jì)驗(yàn)算點(diǎn)抗力效應(yīng)設(shè)計(jì)值與作用效應(yīng)設(shè)計(jì)值平衡關(guān)系。設(shè)計(jì)驗(yàn)算點(diǎn)失效概率是最大，因此用驗(yàn)算點(diǎn)坐標(biāo)（即設(shè)計(jì)值）來控制設(shè)計(jì)。第89頁(yè)第89頁(yè)我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范主體工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)辦法主要采用分項(xiàng)系數(shù)法，而現(xiàn)行規(guī)范巖土工程設(shè)計(jì)原則大多是各種設(shè)計(jì)辦法并用。這種現(xiàn)實(shí)狀況就使設(shè)計(jì)工作復(fù)雜化了，不弄清楚這些問題，很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。第90頁(yè)第90頁(yè)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》

采用了各種設(shè)計(jì)辦法。地基承載力設(shè)計(jì)采用允許承載力法，即工作狀態(tài)設(shè)計(jì)辦法。第91頁(yè)第91頁(yè)地基穩(wěn)定性計(jì)算采用總安全系數(shù)法,設(shè)計(jì)表示式（13-5）即為該規(guī)范式（5.4.1）：

巖石錨桿抗拔承載力驗(yàn)算采用允許應(yīng)力法

式中f值為水泥砂漿或混凝土與巖石間粘結(jié)強(qiáng)度特性值，即允許粘結(jié)強(qiáng)度值。第92頁(yè)第92頁(yè)第6章?lián)跬翂Ψ€(wěn)定性驗(yàn)算采用總安全系數(shù)法。第8章基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算采用分項(xiàng)系數(shù)法，所有設(shè)計(jì)表示式中，作用均為基底凈反力或由凈反力產(chǎn)生基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)力，強(qiáng)度均為混凝土材料相應(yīng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。第93頁(yè)第93頁(yè)3.怎樣處理巖土工程與上部結(jié)構(gòu)

不同設(shè)計(jì)方法所帶來問題?地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)無論在使用功效、荷載傳遞或者建筑施工等方面都是不可分割一個(gè)整體。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從上部結(jié)構(gòu)到地基基礎(chǔ)，逐步傳遞荷載，始終保持各部分構(gòu)件靜力平衡和滿足強(qiáng)度變形要求。第94頁(yè)第94頁(yè)因?yàn)榧夹g(shù)發(fā)展側(cè)重面不同，上部結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法處于不同發(fā)展階段。上部結(jié)構(gòu)比較早地開始實(shí)施了向概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)過渡，而地基基礎(chǔ)則仍處于總安全系數(shù)設(shè)計(jì)階段（比如樁基設(shè)計(jì)、擋土墻設(shè)計(jì)），甚至有些部分尚停留在允許應(yīng)力設(shè)計(jì)階段（比如地基承載力設(shè)計(jì)）。第95頁(yè)第95頁(yè)當(dāng)前因?yàn)樯喜拷Y(jié)構(gòu)與地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，各種規(guī)范執(zhí)行不同荷載要求，設(shè)計(jì)值與標(biāo)準(zhǔn)值混用；不同規(guī)范按不同安全度標(biāo)準(zhǔn)建立評(píng)價(jià)體系，給設(shè)計(jì)人員帶來太多麻煩，造成很多誤解。其結(jié)果是要么可能造成浪費(fèi)，要么可能造成潛在危險(xiǎn)。上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)算承載力時(shí)，荷載統(tǒng)一地采取設(shè)計(jì)值，抗力采取材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，沒有任何懸念。第96頁(yè)第96頁(yè)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，驗(yàn)算地基承載力問題時(shí)，由于地基承載力采用是允許值，要求荷載取值，即基底壓力必須采用原則值。但驗(yàn)算基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承載力時(shí)，由于材料強(qiáng)度用是設(shè)計(jì)值，荷載取值必須也采用設(shè)計(jì)值與之匹配。第97頁(yè)第97頁(yè)單樁承載力驗(yàn)算時(shí)，對(duì)于驗(yàn)算由地基土對(duì)樁支承所組成承載力，與之對(duì)應(yīng)軸力是標(biāo)準(zhǔn)值，但由樁身強(qiáng)度組成承載力驗(yàn)算時(shí)必須用軸力設(shè)計(jì)值。因此計(jì)算時(shí)必須注意區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值不同取值和不同合用條件。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，確定淺基礎(chǔ)平面尺寸、樁數(shù)等地基設(shè)計(jì)項(xiàng)目采取定值法，包含允許應(yīng)力法和總安全系數(shù)法。比如地基承載力特性值（允許值）、單樁極限承載力處于安全系數(shù)得單樁承載力特性值（允許值）。第98頁(yè)第98頁(yè)抗力性質(zhì)是允許值，標(biāo)稱原則值或特性值；因此，荷載應(yīng)采用原則值。假如荷載誤用設(shè)計(jì)值，設(shè)計(jì)安全度過高。擬定淺基礎(chǔ)高度、基礎(chǔ)配筋、筏基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、樁身強(qiáng)度驗(yàn)算、承臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等項(xiàng)目采用分項(xiàng)系數(shù)描述設(shè)計(jì)表示式。因此，抗力采用設(shè)計(jì)值；荷載也采用設(shè)計(jì)值。假如荷載誤用原則值，設(shè)計(jì)安全度將會(huì)過低，偏于危險(xiǎn)。上部結(jié)構(gòu)荷載最后由基礎(chǔ)傳給地基，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須與上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)。第99頁(yè)第99頁(yè)在基坑工程設(shè)計(jì)時(shí)，問題與地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)正好相反，由土強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算得到土壓力是原則值，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力也是原則值，但圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度卻是設(shè)計(jì)值?？傊诘鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)表示式兩端不匹配會(huì)造成浪費(fèi)；而基坑工程設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)表示式兩端不匹配則會(huì)造成安全度下降。第100頁(yè)第100頁(yè)4.如何控制巖土工程安全度？討論工程安全度控制與風(fēng)險(xiǎn)、影響巖土工程安全度原因，包括體制原因和技術(shù)原因。巖土工程是全過程技術(shù)服務(wù)，包括勘察設(shè)計(jì)階段安全度控制、施工與運(yùn)營(yíng)階段安全度實(shí)現(xiàn)及也許存在風(fēng)險(xiǎn)分析。荷載取值、抗力取值和安全系數(shù)取值都會(huì)影響安全度控制。第101頁(yè)第101頁(yè)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，包括地基持力層承載力計(jì)算、軟弱下臥層驗(yàn)算、沉降計(jì)算、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)驗(yàn)算所用荷載，必須是上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果，包括柱或墻根部豎向力、水平力和彎矩。按每層荷載預(yù)計(jì)值計(jì)算結(jié)果，只能供編制勘察方案之用，不能用以做地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。第102頁(yè)第102頁(yè)有些結(jié)構(gòu)物（如地下室、隧道、支擋結(jié)構(gòu)、堤壩結(jié)構(gòu)）設(shè)計(jì)時(shí)，巖土（包括巖土層中水）作用于結(jié)構(gòu)物荷載成為控制設(shè)計(jì)安全度主要荷載，包括土壓力、水壓力、浮力、揚(yáng)壓力。注意這些依據(jù)土力學(xué)原理計(jì)算得到荷載，按其性質(zhì)是原則值，不能直接與結(jié)構(gòu)抗力（其性質(zhì)是設(shè)計(jì)值）進(jìn)行比較。第103頁(yè)第103頁(yè)巖土變形是建筑物正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算“作用”，也是造成建筑物承載力極限狀態(tài)“作用”之一。建筑物承受變形能力，即允許變形值，是極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí)建筑物“抗力”?！督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中允許變形值，有些是正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算抗力，有些則是承載力極限狀態(tài)抗力。[5]第104頁(yè)第104頁(yè)勘察設(shè)計(jì)階段是控制工程安全度主要階段，假如在設(shè)計(jì)階段安全度控制就有缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)安全度不足，或者對(duì)巖土體工程性狀結(jié)識(shí)有偏差，設(shè)計(jì)參數(shù)取值存在問題，或者設(shè)計(jì)計(jì)算模式?jīng)]有反應(yīng)工程主要機(jī)理，安全系數(shù)取值過低，或者甚至發(fā)生漏項(xiàng)和缺項(xiàng)。勘察和設(shè)計(jì)從設(shè)計(jì)參數(shù)取值和設(shè)計(jì)計(jì)算兩個(gè)方面來控制巖土工程安全度，關(guān)鍵環(huán)節(jié)是合理選取安全系數(shù)。第105頁(yè)第105頁(yè)安全系數(shù)取值與破壞計(jì)算模式相關(guān)，不同工程問題、不同計(jì)算模式，安全系數(shù)取值是不同。比如，地基承載力安全系數(shù)為2～3，而擋土墻抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)僅為1.3。并不表示地基承載力問題安全度高于擋土墻抗滑穩(wěn)定性。因此不同破壞計(jì)算模式安全系數(shù)之間，不能相互比較安全系數(shù)大小。第106頁(yè)第106頁(yè)我國(guó)對(duì)安全系數(shù)取值考慮工程詳細(xì)情況太少，因地制宜不夠。安全系數(shù)取值與抗力確實(shí)定方法相關(guān)。對(duì)于相同破壞計(jì)算模式，假如確定抗力方法不同，則抗力可靠性不同，取用不同安全系數(shù)。比如，歐洲規(guī)范對(duì)單樁承載力安全系數(shù)，用載荷試驗(yàn)確定單樁承載力，因?yàn)閿?shù)據(jù)比較可靠，能夠采取比較小安全系數(shù)。第107頁(yè)第107頁(yè)安全系數(shù)取值與巖土參數(shù)試驗(yàn)方法相關(guān)，當(dāng)采取不同抗剪強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算時(shí)，安全系數(shù)取值是不同。比如，假如采取預(yù)固結(jié)以后試樣做不固結(jié)不排水試驗(yàn)，得到不排水強(qiáng)度cu會(huì)有很大提升，假如利用這么試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算地基穩(wěn)定性，就不能采取與傳統(tǒng)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算時(shí)相同安全系數(shù)。第108頁(yè)第108頁(yè)安全度控制風(fēng)險(xiǎn)影響原因。客觀原因，取土試驗(yàn)過程中對(duì)試樣擾動(dòng)、試驗(yàn)辦法不原則、試驗(yàn)結(jié)果缺乏代表性、試驗(yàn)結(jié)果分析計(jì)算辦法不原則等原因都會(huì)影響對(duì)設(shè)計(jì)安全度控制主觀原因，工程師對(duì)試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)與分析，對(duì)代表性指標(biāo)取用、對(duì)計(jì)算模式選取等都會(huì)使得工程師對(duì)安全度控制偏離預(yù)期盼望值。第109頁(yè)第109頁(yè)巖土工程安全度控制關(guān)鍵是在勘察設(shè)計(jì)階段。巖土工程設(shè)計(jì)時(shí)，計(jì)算巖土抗力強(qiáng)度參數(shù)，并不是像上部結(jié)構(gòu)材料那樣，能夠從技術(shù)原則中查到；由巖土所構(gòu)成荷載，也不也許從荷載規(guī)范得到。這些都需要通過巖土工程勘察，由試驗(yàn)、測(cè)定和經(jīng)驗(yàn)判斷取得。因此設(shè)計(jì)參數(shù)取值是否符合設(shè)計(jì)詳細(xì)工程條件，是否反應(yīng)了地質(zhì)條件特點(diǎn)，都直接影響安全度控制。但體制現(xiàn)實(shí)狀況卻非常不利于安全度控制。第110頁(yè)第110頁(yè)巖土工程參數(shù)分析與選定是巖土工程勘察內(nèi)業(yè)工作主要構(gòu)成部分，是對(duì)原位測(cè)試和室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、加工，從中提出代表性設(shè)計(jì)、施工參數(shù)，作為巖土工程勘察分析評(píng)價(jià)主要依據(jù)。巖土工程參數(shù)分析內(nèi)容包括對(duì)原始數(shù)據(jù)誤差分析和有效數(shù)字取舍，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)特性分析，平均值和原則值計(jì)算，參數(shù)間經(jīng)驗(yàn)公式建立及其圖表表示辦法。第111頁(yè)第111頁(yè)由于巖土體是自然形成，其成份、結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)都是非均質(zhì)和不擬定，勘察時(shí)鉆孔或原位測(cè)試所取得土樣或數(shù)據(jù)都有相稱大偶然性，采樣必定帶有隨機(jī)性。因此，巖土工程參數(shù)分析辦法必須建立在隨機(jī)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上，采用統(tǒng)計(jì)辦法取得含有代表性參數(shù)，對(duì)于巖土工程參數(shù)也只能從統(tǒng)計(jì)概念上去理解，才干正確地使用。第112頁(yè)第112頁(yè)對(duì)同一個(gè)巖土體，用同一個(gè)辦法測(cè)定巖土參數(shù)，每次測(cè)定值并不完全相同，有時(shí)分布范圍還相稱廣，如何從中得到代表性參數(shù)，需要研究這些數(shù)據(jù)分布規(guī)律。將測(cè)定值按數(shù)值大小從小到大依次順序排列，就得到變量數(shù)列，稱為值序統(tǒng)計(jì)量，形成一個(gè)經(jīng)驗(yàn)分布，這是定量研究基礎(chǔ)。需要巖土工程師含有分析不擬定性視野和能力，含有風(fēng)險(xiǎn)分析能力。第113頁(yè)第113頁(yè)巖土本身所產(chǎn)生荷載，無論是作用于結(jié)構(gòu)物或作用于巖土體上，其計(jì)算模式正確是否，對(duì)安全度控制是至關(guān)主要。巖土本身所產(chǎn)生荷載，普通也是采用巖土參數(shù)，選取一定計(jì)算模式進(jìn)行計(jì)算結(jié)果，比如土壓力、水壓力、作用于土體或建筑物浮力、作用于基礎(chǔ)底板反力、作用于土體滲入力等。第114頁(yè)第114頁(yè)影響荷載計(jì)算結(jié)果正確性原因。計(jì)算模式，計(jì)算假定是否反應(yīng)了實(shí)際工程主要控制原因？比如是空間問題還是平面問題、是彈性半無限體還是Winkler體系？計(jì)算工況，計(jì)算工況是否符合工程實(shí)際條件與自然條件？比如結(jié)構(gòu)支承、約束條件，水作用條件。第115頁(yè)第115頁(yè)計(jì)算參數(shù)，計(jì)算參數(shù)反應(yīng)在工程詳細(xì)條件下巖土基本屬性與工況影響？比如抗剪強(qiáng)度指標(biāo)選取、土重度選取等。第116頁(yè)第116頁(yè)安全度控制風(fēng)險(xiǎn)影響原因

客觀原因，取土試驗(yàn)過程中對(duì)試樣擾動(dòng)、試驗(yàn)辦法不原則、試驗(yàn)結(jié)果缺乏代表性、試驗(yàn)結(jié)果分析計(jì)算辦法不原則等原因都會(huì)影響對(duì)設(shè)計(jì)安全度控制。主觀原因，工程師對(duì)試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)與分析，對(duì)代表性指標(biāo)取用、對(duì)計(jì)算模式選取等都會(huì)使得工程師對(duì)安全度控制偏離預(yù)期盼望值。第117頁(yè)第117頁(yè)巖土工程設(shè)計(jì)時(shí)，計(jì)算巖土抗力強(qiáng)度參數(shù)，并不是像上部結(jié)構(gòu)材料那樣，能夠從技術(shù)原則中查到；由巖土所構(gòu)成荷載，也不也許從荷載規(guī)范得到。這些都需要通過巖土工程勘察，由試驗(yàn)、測(cè)定和經(jīng)驗(yàn)判斷取得。因此設(shè)計(jì)參數(shù)取值是否符合設(shè)計(jì)詳細(xì)工程條件，是否反應(yīng)了地質(zhì)條件特點(diǎn)，都直接影響安全度控制。

第118頁(yè)第118頁(yè)5.如何計(jì)算荷載？請(qǐng)問設(shè)計(jì)部門提供荷載是荷載效應(yīng)原則組合還是準(zhǔn)永久組合或是基本組合，這三者之間如何換算？第119頁(yè)第119頁(yè)對(duì)于不同設(shè)計(jì)對(duì)象問題，采取不同荷載組合。依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-要求，為驗(yàn)算地基承載力，確定基礎(chǔ)尺寸時(shí)，荷載采取標(biāo)準(zhǔn)組合。計(jì)算沉降時(shí)，荷載采取準(zhǔn)永久組合。驗(yàn)算地基或構(gòu)筑物穩(wěn)定性時(shí)采取基本組合設(shè)計(jì)值。驗(yàn)算基礎(chǔ)內(nèi)力和配筋時(shí)采取基本組合設(shè)計(jì)值。在勘察任務(wù)書中荷載普通是供驗(yàn)算地基承載力，不清楚時(shí)可問設(shè)計(jì)人員。第120頁(yè)第120頁(yè)這里有兩個(gè)不同概念，不能認(rèn)為都是簡(jiǎn)樸地乘一個(gè)系數(shù)。一個(gè)是所謂承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)區(qū)分，考慮荷載內(nèi)容是不同，要依據(jù)實(shí)際工程情況，按荷載規(guī)范來計(jì)算。另一個(gè)是所謂標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值區(qū)分，那是差一個(gè)分項(xiàng)系數(shù)，但也不都是1.25，如以恒載為主情況就是1.35。第121頁(yè)第121頁(yè)當(dāng)?shù)鼗休d力為kPa如何轉(zhuǎn)換為噸，如130kPa轉(zhuǎn)換為噸是多少噸？我國(guó)過去實(shí)行公制，即CGS制，從79年代后期，國(guó)家決定將計(jì)量單位改為國(guó)際制，即SI制。通過20多年強(qiáng)制性推廣，國(guó)際制已經(jīng)在我國(guó)得到了廣泛應(yīng)用，所有工程技術(shù)原則都采用了國(guó)際制，所有教科書也都采用了國(guó)際制，作為一個(gè)工程師必須掌握國(guó)際制，熟悉國(guó)際制與其它計(jì)量制之間換算關(guān)系。第122頁(yè)第122頁(yè)為何要實(shí)行國(guó)際制？亦即CGS制有什么缺點(diǎn)？在公制中，最大問題是無法區(qū)別質(zhì)量和重力計(jì)量。比如，過去按CGS制要求說1立方米土重2噸（單位體積重為2噸/立方米），即重公斤（kg），作用在1平方米面積上，壓力是2噸/平方米，前面2噸是指土質(zhì)量，而后面2噸是指力，可是無法加以區(qū)別。第123頁(yè)第123頁(yè)按照牛頓第一定律，重力等于質(zhì)量乘以重力加速度(g=9.8m/s2)，即G＝mg，按前面數(shù)據(jù)就能夠說土質(zhì)量密度是2t/m3，這2t表示質(zhì)量，而產(chǎn)生重力9.80N=20kN，作用在單位面積上壓力是20kN/m2=20kPa。土室內(nèi)試驗(yàn)指標(biāo)是單位體積質(zhì)量，稱為密度，計(jì)量單位是g/cm3或t/m3，而單位體積重力稱為重力密度或重度，計(jì)量單位是kN/m3；假如土密度是1.8g/cm3，則其重度應(yīng)為18kN/m3。第124頁(yè)第124頁(yè)密度是試驗(yàn)單位，而重度是計(jì)算單位，在土工試驗(yàn)匯報(bào)中應(yīng)當(dāng)用密度表示，而不是重度，由于用天平稱出來是質(zhì)量而不是力。重度乘以土柱高度就得到土自重壓力，單位為kPa。比如，重度為18kN/m3，在10m深度處自重壓力就是18×10＝180kPa。能夠記住一個(gè)最簡(jiǎn)樸換算關(guān)系，壓力為1kg/cm2＝100kPa＝10t/m2。第125頁(yè)第125頁(yè)為何錨桿計(jì)算荷載如此不同？《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-（7.2.2～7.2.4）式中，為何計(jì)算所依據(jù)荷載值不同，分別為Na、Nak和Na,是何原因？?jī)H僅是這么要求而已嗎？第126頁(yè)第126頁(yè)這種要求起源是《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.0.4條關(guān)于荷載要求。按照這本規(guī)范要求，計(jì)算相關(guān)土承載力、黏結(jié)強(qiáng)度一類時(shí)，用荷載原則值；計(jì)算相關(guān)材料（混凝土、鋼筋等）承載力時(shí)，用荷載設(shè)計(jì)值。第127頁(yè)第127頁(yè)這個(gè)公式是驗(yàn)算錨桿鋼筋截面，因此Na是錨桿拉力設(shè)計(jì)值。第128頁(yè)第128頁(yè)這個(gè)公式驗(yàn)算錨桿鋼筋與砂漿之間錨固長(zhǎng)度，是建筑材料之間粘結(jié)強(qiáng)度，強(qiáng)度值用設(shè)計(jì)值，因此Na也用錨桿拉力設(shè)計(jì)值。第129頁(yè)第129頁(yè)這是錨固體與地層之間錨固強(qiáng)度驗(yàn)算公式，由于是錨固體與地層之間粘結(jié)強(qiáng)度是用允許值，故錨固拉力用原則值Nak。第130頁(yè)第130頁(yè)勘察前期工作搜集是什么荷載？設(shè)計(jì)能夠提供什么荷載？設(shè)計(jì)沒有進(jìn)行到一定深度，只能預(yù)計(jì)荷載。如何預(yù)計(jì)？按每層每平方米1.5～2噸（15～20kPa）預(yù)計(jì)，原則值小一些，設(shè)計(jì)值大一些，住宅小一些，辦公樓由于層高比較高，因此大一些。第131頁(yè)第131頁(yè)怎么使用這種荷載數(shù)據(jù)？整板基礎(chǔ)怎么用？乘以樓層數(shù)得到基底壓力能夠直接與地基承載力比較。pfa條形基礎(chǔ)怎么用？與條形基礎(chǔ)底面積與整板基礎(chǔ)面積百分比相關(guān)。p/fa獨(dú)立柱基怎么用？與柱距l(xiāng)相關(guān)。柱荷載N＝p×l2但是，這種荷載只能用于做勘察方案，而不能用于地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算。那么設(shè)計(jì)荷載是如何計(jì)算得到呢？第132頁(yè)第132頁(yè)設(shè)計(jì)荷載計(jì)算荷載由恒載和可變荷載兩部分構(gòu)成：恒載主要由結(jié)構(gòu)物自重產(chǎn)生，可變荷載包括樓面荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、積灰荷載等，按照荷載規(guī)范要求：第133頁(yè)第133頁(yè)第134頁(yè)第134頁(yè)設(shè)計(jì)荷載計(jì)算實(shí)例1.1.面荷載：1.1.1恒荷載：120厚現(xiàn)澆板：樓板自重

0.12×25=3.0kN/m2找平

0.02×20=0.4kN/m2地面作法

1.0kN/m2吊頂

0.8kN/m2

相加得：g=5.2kN/m2第135頁(yè)第135頁(yè)100厚現(xiàn)澆板：0.10×25+0.4+1.0+0.8=4.7kN/m2180厚現(xiàn)澆板：0.18×25+0.4+1.0+0.8=6.7kN/m2覆土容重:18kN/m3屋面做法： 0.12×25+0.02×20+3.9=7.3kN/m2第136頁(yè)第136頁(yè)1.1.2活荷載：商店：3.5kN/m2辦公：2.0+1.0（考慮隔墻不擬定布置）＝3.0kN/m2通風(fēng)機(jī)房：8.0kN/m2汽車通道：4.0kN/m2第137頁(yè)第137頁(yè)衛(wèi)生間：2.5kN/m2走廊、門廳：3.5kN/m2樓梯：3.5kN/m2電氣機(jī)房：地下一層：8.0kN/m2，一層機(jī)房及強(qiáng)電井：5.0kN/m2自動(dòng)扶梯：R=72×2÷3.17=45.43kN/m第138頁(yè)第138頁(yè)1.2.梁墻荷載:填充墻：1、外墻鋁板或玻璃幕墻:1kN/m25.6m層高:5.6

kN/m4.2m層高:4.2

kN/m第139頁(yè)第139頁(yè)2、內(nèi)墻加氣混凝土砌塊砌筑容重取7.5kN/m3，則：200厚墻每米高(含雙面抹灰)：8×0.2+20×0.04+0.5=2.9

kN/m2內(nèi)墻處梁上荷載（200厚填充墻）:

3.8m層高:3.8×2.9=

11.02kN/m取115.0m層高:5.0×2.9=

14.50kN/m取15第140頁(yè)第140頁(yè)5.6m層高:5.6×2.9=

16.24kN/m取164.2m層高:4.2×2.9=

12.18kN/m取121.2.3其它：混凝土陽(yáng)臺(tái)攔板(1.0米高)：(25×0.12+20×0.04)×1=3.8kN/m鋼框門窗每米高：0.45kN/m第141頁(yè)第141頁(yè)七.基礎(chǔ)方案提議與

地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)選型在勘察匯報(bào)中如何提議基礎(chǔ)方案，是巖土工程師比較關(guān)懷一個(gè)問題，也是頗費(fèi)斟酌一件事。要做好基礎(chǔ)方案提議，提出符合實(shí)際方案，必須正確掌握地質(zhì)條件，熟悉各種類型基礎(chǔ)合用條件，同時(shí)還必須理解上部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及要求。第142頁(yè)第142頁(yè)在勘察單位工作巖土工程師，掌握地質(zhì)條件方面含有優(yōu)勢(shì)，但對(duì)上部結(jié)構(gòu)理解也許不太詳細(xì)，對(duì)各種基礎(chǔ)類型合用性不太熟悉，因而造成種種困難與誤解。下面一些問題正反應(yīng)了巖土工程界現(xiàn)實(shí)狀況，也提出了我們需要進(jìn)一步掌握一些基本知識(shí)。這對(duì)于做好基礎(chǔ)方案提議，也許有所幫助。第143頁(yè)第143頁(yè)為何柱下條形基礎(chǔ)

不屬于擴(kuò)展基礎(chǔ)？《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-要求擴(kuò)展基礎(chǔ)只包括柱下獨(dú)立基礎(chǔ)和墻下條形基礎(chǔ)，為何不包括柱下條形基礎(chǔ)？筏基和箱基是否也應(yīng)是擴(kuò)展基礎(chǔ)？第144頁(yè)第144頁(yè)我國(guó)國(guó)家原則《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-第2.1.11條

對(duì)擴(kuò)展基礎(chǔ)（spreadfoundation）作下列解釋：“將上部結(jié)構(gòu)傳來荷載,通過向側(cè)邊擴(kuò)展成一定底面積，使作用在基底壓應(yīng)力等于或小于地基土允許承載力，而基礎(chǔ)內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)同時(shí)滿足材料本身強(qiáng)度要求，這種起到壓力擴(kuò)散作用基礎(chǔ)稱為擴(kuò)展基礎(chǔ)?！盵1]第145頁(yè)第145頁(yè)按照歐洲規(guī)范基礎(chǔ)分類，獨(dú)立基礎(chǔ)、墻下條形基礎(chǔ)、柱下條形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)等都屬于擴(kuò)展基礎(chǔ)。[2]但我國(guó)國(guó)家原則《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-只把獨(dú)立基礎(chǔ)和墻下條形基礎(chǔ)作為擴(kuò)展基礎(chǔ)。而將柱下條形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)都沒有列入擴(kuò)展基礎(chǔ)范圍。第146頁(yè)第146頁(yè)為何國(guó)家原則作這樣分類？預(yù)計(jì)也許是由于，獨(dú)立基礎(chǔ)、墻下條形基礎(chǔ)和柱下條形基礎(chǔ)相比，存在設(shè)計(jì)原則上差別，因此認(rèn)為這種分類辦法也有它合理性。但按照國(guó)家原則上述定義，柱下條形基礎(chǔ)和筏形基礎(chǔ)也都符合上述術(shù)語(yǔ)所概括受力條件。同時(shí)，既然國(guó)家原則將本來剛性基礎(chǔ)改為無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)，配筋與不配筋是兩類擴(kuò)展基礎(chǔ)原則區(qū)別，配筋是擴(kuò)展基礎(chǔ)主要特性。按上述幾點(diǎn)分析，那么歐洲規(guī)范分類似乎更有道理。第147頁(yè)第147頁(yè)柱下條形基礎(chǔ)與獨(dú)立基礎(chǔ)或墻下條形基礎(chǔ)相比，計(jì)算方法終究有什么不同呢？對(duì)矩形獨(dú)立基礎(chǔ)需要驗(yàn)算長(zhǎng)邊和短邊兩個(gè)方向斷面以確定基礎(chǔ)高度或配筋，獨(dú)立基礎(chǔ)在兩個(gè)方向鋼筋都是受力鋼筋，即使其承受彎矩不同，配置鋼筋截面面積不同，但其計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)是一樣。假如是方形基礎(chǔ)，只承受軸心荷載，那只需要驗(yàn)算一個(gè)方向斷面，兩個(gè)方向配筋完全一樣。第148頁(yè)第148頁(yè)對(duì)墻下條形基礎(chǔ)，只需驗(yàn)算橫斷面以擬定基礎(chǔ)高度和底板配筋。由于在基礎(chǔ)縱向，荷載是條形荷載，每個(gè)斷面上荷載都是同樣，如圖12-1所表示橫斷面總是保持平面不變，稱為平面應(yīng)變問題，因此只需驗(yàn)算如圖所表示一個(gè)橫斷面就能夠了。第149頁(yè)第149頁(yè)第150頁(yè)第150頁(yè)計(jì)算條形基礎(chǔ)內(nèi)力時(shí)，只需在縱向取1延米長(zhǎng)度進(jìn)行分析，驗(yàn)算基礎(chǔ)高度和計(jì)算每延米橫向鋼筋用量。此時(shí)應(yīng)在斷面上取內(nèi)力最大截面（圖示I－I截面）計(jì)算這個(gè)截面上剪力和彎矩，然后按剪力驗(yàn)算基礎(chǔ)有效高度h0，按彎矩計(jì)算每延米橫向鋼筋面積A。第151頁(yè)第151頁(yè)沿墻下條形基礎(chǔ)縱向所布置鋼筋是分布鋼筋，并不是受力鋼筋。因此只需要按照結(jié)構(gòu)要求布置，不需要進(jìn)行計(jì)算。如圖12-2所表示，圖中配備橫向受力鋼筋16@170，沿磚墻長(zhǎng)度方向配備8@250分布鋼筋。第152頁(yè)第152頁(yè)第153頁(yè)第153頁(yè)但柱下條形基礎(chǔ)受力情況與墻下條形基礎(chǔ)就有本質(zhì)不同。在縱向，柱傳給基礎(chǔ)荷載是作為集中荷載來考慮，能夠假定基礎(chǔ)底面反力作為荷載沿縱向是均勻分布，然后按倒梁法計(jì)算基礎(chǔ)梁內(nèi)力，也能夠按照彈性地基上梁進(jìn)行內(nèi)力分析。因此每個(gè)斷面上彎矩和剪力都是改變，設(shè)計(jì)按照最大內(nèi)力配置鋼筋。縱、橫向鋼筋都是主要受力鋼筋，這是柱下條形基礎(chǔ)與墻下條形基礎(chǔ)主要區(qū)分。第154頁(yè)第154頁(yè)梁在縱向變形和

內(nèi)力分布規(guī)律圖12-3是彈性地基上梁在集中力作用下，梁撓度w、轉(zhuǎn)角、彎矩M和剪力Q沿梁長(zhǎng)度方向分布。當(dāng)基礎(chǔ)梁長(zhǎng)度L/時(shí)稱為無限長(zhǎng)梁。綜合了梁撓曲剛度和地基土文克勒彈性特性，稱為柔度指標(biāo)，倒數(shù)1/稱為特性長(zhǎng)度。第155頁(yè)第155頁(yè)由下式計(jì)算：k－基床系數(shù)；b－基礎(chǔ)梁寬度；E－基礎(chǔ)梁混凝土彈性模量；I－基礎(chǔ)梁截面慣性矩。第156頁(yè)第156頁(yè)撓度轉(zhuǎn)角彎矩剪力基礎(chǔ)梁撓度和彎矩分布是對(duì)稱于集中力作用點(diǎn)，而轉(zhuǎn)角和剪力則呈反對(duì)稱分布。第157頁(yè)第157頁(yè)在集中力P0作用下，無限長(zhǎng)梁撓度公式為：第158頁(yè)第158頁(yè)分別對(duì)撓度w求一階、二階和三階導(dǎo)數(shù)，就能夠求得梁截面轉(zhuǎn)角、彎矩M和剪力Q。第159頁(yè)第159頁(yè)彎矩分布圖顯示，在梁不同截面上，彎矩符號(hào)是會(huì)發(fā)生改變，正彎矩作用時(shí)，梁底部出現(xiàn)拉應(yīng)力，而負(fù)彎矩則使梁上部出現(xiàn)拉應(yīng)力，因此在基礎(chǔ)梁中設(shè)置鋼筋時(shí)，必須在梁上部和下部都布置受力鋼筋。第160頁(yè)第160頁(yè)第161頁(yè)第161頁(yè)作用于柱下條形基礎(chǔ)上柱荷載也許有若干個(gè)，各個(gè)柱子所引起內(nèi)力能夠疊加，形成更為復(fù)雜彎矩分布圖，普通按最大彎矩包絡(luò)圖設(shè)置受力鋼筋。第162頁(yè)第162頁(yè)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)兩個(gè)方向也都配備受力鋼筋，假如是軸心荷載，兩個(gè)方向受力條件相同，因此基礎(chǔ)形狀就稱為方形，兩個(gè)方向基礎(chǔ)尺寸和配筋都是同樣。假如在一個(gè)方向尚有力矩，那么在力矩作用方向就需要比另一方向尺寸大一些，設(shè)計(jì)成矩形基礎(chǔ)，如圖12-4所表示，配備鋼筋截面積也不相同，圖中長(zhǎng)邊方向配筋選取1116@210，短邊方向配筋選取1510@200。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)高度按照滿足沖切承載力要求驗(yàn)算。第163頁(yè)第163頁(yè)第164頁(yè)第164頁(yè)基礎(chǔ)寬度和長(zhǎng)度在規(guī)范和各種計(jì)算中有時(shí)混淆，不知哪一個(gè)是b，哪一個(gè)是L？這是因?yàn)椴煌?jì)算工況假定不同，應(yīng)該從計(jì)算公式中物理量概念上去把握，不要拘泥于符號(hào)是b還是L。第165頁(yè)第165頁(yè)假如是一個(gè)矩形基礎(chǔ)，將b作為基礎(chǔ)寬度，L作為基礎(chǔ)長(zhǎng)度，那么普通來說，將寬度b理解為短邊是正確，在許多教科書中也都是這樣要求。如圖12-5所表示。第166頁(yè)第166頁(yè)計(jì)算地基承載力，或?qū)Φ鼗休d力作寬度修正時(shí)，基于條形基礎(chǔ)假定，從安全角度考慮應(yīng)取短邊尺寸作為計(jì)算公式中寬度b。計(jì)算沉降時(shí)，由于計(jì)算土中應(yīng)力需要引用彈性理論條形荷載下應(yīng)力解，必須明確取短邊作為b，才干與所引用各種計(jì)算應(yīng)力系數(shù)表格中符號(hào)n＝z/b和m＝L/b相一致。第167頁(yè)第167頁(yè)但對(duì)于受單向力矩作用矩形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)尺寸在力矩作用方向普通采用比較長(zhǎng)尺寸，以使基礎(chǔ)有比較大抵抗矩。因此在計(jì)算由力矩產(chǎn)生底面反力時(shí)，所用抵抗矩應(yīng)采用長(zhǎng)邊數(shù)值計(jì)算，有教科書中是用長(zhǎng)邊尺寸L計(jì)算抵抗矩。第168頁(yè)第168頁(yè)但在《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-圖8.2.7-1、圖8.2.7-2以及圖5.2.2中，所標(biāo)注“b”并不是短邊，而是長(zhǎng)邊，那是為了計(jì)算抵抗矩用，沒有錯(cuò)。但將長(zhǎng)邊尺寸稱為寬度確實(shí)是不太合乎習(xí)慣，因此計(jì)算公式中最好用L而不是用b，但這本規(guī)范中還是用了b，也也許其它一些教材也隨之而將長(zhǎng)邊標(biāo)注為b。第169頁(yè)第169頁(yè)小偏心第170頁(yè)第170頁(yè)大偏心第171頁(yè)第171頁(yè)因此，大家不要硬記符號(hào)，而應(yīng)從基本概念上去理解什么情況b是短邊，什么情況b是長(zhǎng)邊?；A(chǔ)寬度b有時(shí)并不一定是短邊，要從力學(xué)原理來理解取b為其長(zhǎng)邊尺寸還是短邊尺寸，這樣才不會(huì)迷惑，也不會(huì)弄錯(cuò)。第172頁(yè)第172頁(yè)在基礎(chǔ)選型時(shí)，條形基礎(chǔ)和筏形基礎(chǔ)各適合用于什么條件？是不是地下室必定采用筏形基礎(chǔ)？筏形基礎(chǔ)與箱形基礎(chǔ)又有什么區(qū)別？淺基礎(chǔ)依據(jù)它傳力特性能夠分為獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)（包括十字交叉條形基礎(chǔ)）、筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)等。無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)能夠采用磚基礎(chǔ)、三合土基礎(chǔ)、素混凝土基礎(chǔ)和毛石混凝土基礎(chǔ)等比較低廉基礎(chǔ)材料外，絕大多數(shù)基礎(chǔ)材料都是使用鋼筋混凝土。第173頁(yè)第173頁(yè)鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)主要用于柱下，也用于普通高聳構(gòu)筑物，作為如水塔、煙囪等構(gòu)筑物基礎(chǔ)。獨(dú)立基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式通常有現(xiàn)澆臺(tái)階形基礎(chǔ)、現(xiàn)澆錐形基礎(chǔ)和預(yù)制柱杯口基礎(chǔ)，見圖12-7。第174頁(yè)第174頁(yè)杯口基礎(chǔ)可分為單肢和雙肢杯口基礎(chǔ)，分別適合用于單肢柱和雙肢柱情況。還能夠分為低杯口基礎(chǔ)和高杯口基礎(chǔ)。軸心受壓柱下基礎(chǔ)底面形狀為正方形；而偏心受壓柱下基礎(chǔ)底面形狀為矩形。鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)分為墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)和柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)又可分為單向條形基礎(chǔ)和十字交叉條形基礎(chǔ)，其結(jié)構(gòu)分別見圖12-8和12-9。

第175頁(yè)第175頁(yè)第176頁(yè)第176頁(yè)第177頁(yè)第177頁(yè)當(dāng)?shù)鼗休d力較低，采用柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)底面積不足以承受上部結(jié)構(gòu)荷載時(shí)，可將幾種柱子基礎(chǔ)連成一條構(gòu)成單向柱下條形基礎(chǔ)；條形基礎(chǔ)必須有足夠剛度將柱子荷載均勻地分布到擴(kuò)展條形基礎(chǔ)底面積上，并且調(diào)整也許產(chǎn)生不均勻沉降。當(dāng)單向條形基礎(chǔ)底面積仍不足以承受上部結(jié)構(gòu)荷載時(shí)，能夠在縱、橫兩個(gè)方向?qū)⒅A(chǔ)連成十字交叉條形基礎(chǔ)。第178頁(yè)第178頁(yè)當(dāng)采用墻下條形基礎(chǔ)或柱下十字交叉條形基礎(chǔ)仍不能提供足夠基礎(chǔ)底面積來承受上部結(jié)構(gòu)荷載時(shí)，可采用鋼筋混凝土滿堂整板基礎(chǔ)，稱為筏形基礎(chǔ)。筏形基礎(chǔ)比十字交叉條形基礎(chǔ)含有更大整體剛度，有助于調(diào)整地基不均勻沉降，能適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)荷載分布改變。結(jié)合使用要求，筏形基礎(chǔ)尤其適合用于采用地下室建筑物以及大型儲(chǔ)液結(jié)構(gòu)物（如水池、油庫(kù)等）。第179頁(yè)第179頁(yè)第180頁(yè)第180頁(yè)但地下室不一定都得采用筏形基礎(chǔ)，假如地基土承載力比較高，采用獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)基底面積足夠支持建筑物荷載，此時(shí)地下室底板就沒有傳遞上部結(jié)構(gòu)荷載功效，只含有將地下室底層樓面荷載傳遞給地基土，同時(shí)還需要含有防水、防潮功效，此時(shí)底板厚度也不需要很厚。第181頁(yè)第181頁(yè)筏形基礎(chǔ)分為平板式和梁板式兩種類型。平板式筏形基礎(chǔ)是一塊等厚度鋼筋混凝土平板圖，筏板厚度與建筑物高度及受力條件相關(guān)，通常不小于200mm；對(duì)于高層建筑，通常依據(jù)建筑物層數(shù)按每層50mm擬定筏板厚度。如柱荷載比較大，為了預(yù)防筏板被沖剪破壞，可局部加厚柱下筏板或設(shè)置獨(dú)立基礎(chǔ)；第182頁(yè)第182頁(yè)當(dāng)柱距較大、柱荷載相差也較大時(shí)，板內(nèi)會(huì)產(chǎn)生比較大彎矩，應(yīng)在板上沿柱軸線縱、橫向布置基礎(chǔ)梁，形成梁板式筏形基礎(chǔ)，梁板式筏形基礎(chǔ)能承受更大彎矩，其剛度主要由基礎(chǔ)梁構(gòu)成，板厚度就能夠比平板式基礎(chǔ)小得多。筏形基礎(chǔ)合用范圍十分廣泛，在多層住宅和高層建筑中都能夠采用。第183頁(yè)第183頁(yè)箱形基礎(chǔ)由鋼筋混凝土底板、頂板和縱、橫向內(nèi)、外墻所組成，含有比筏板基礎(chǔ)大得多抗彎剛度，可視作絕對(duì)剛性，沉降非常均勻，其相對(duì)彎曲通常小于0.33‰。箱形基礎(chǔ)普通結(jié)構(gòu)如圖12-11所表示。為了避免箱形基礎(chǔ)出現(xiàn)過大整體橫向傾斜，應(yīng)盡也許降低荷載偏心，采取箱基懸挑或箱基底板懸挑能夠有效地降低荷載偏心。第184頁(yè)第184頁(yè)第185頁(yè)第185頁(yè)當(dāng)?shù)鼗休d力比較低而上部結(jié)構(gòu)荷載又比較大時(shí)，箱形基礎(chǔ)能夠作為一個(gè)方案。但由于箱形基礎(chǔ)有許多內(nèi)隔墻，使地下室空間比較小，對(duì)使用有一定影響。箱形基礎(chǔ)埋置深度比較深，基礎(chǔ)空腹，挖去土比箱形基礎(chǔ)自重大得多，卸除了基底處原有地基自重壓力，從而大大地減小了作用于基礎(chǔ)底面附加應(yīng)力，減小了建筑物沉降，這種基礎(chǔ)稱為“補(bǔ)償式基礎(chǔ)”。第186頁(yè)第186頁(yè)由于箱形基礎(chǔ)內(nèi)隔墻諸多，地下室空間比較小，不宜于作為地下商場(chǎng)或地下車庫(kù)使用，因此近代建造地下室采用箱形基礎(chǔ)就比較少了。采用箱形基礎(chǔ)有效調(diào)整不均勻沉降工程實(shí)例首推上海展覽館，這座含有俄羅斯民族風(fēng)格展覽館外貌見圖12-12，建于1954年，采用天然地基上箱形基礎(chǔ)，箱形基礎(chǔ)面積46.5m×46.5m，高度7m，而埋置深度僅0.5m，箱形基礎(chǔ)大部分設(shè)置在地面以上，成為大廈臺(tái)座。第187頁(yè)第187頁(yè)由于箱形基礎(chǔ)內(nèi)隔墻諸多，地下室空間比較小，不宜于作為地下商場(chǎng)或地下車庫(kù)使用，因此近代建造地下室采用箱形基礎(chǔ)就比較少了。采用箱形基礎(chǔ)有效調(diào)整不均勻沉降工程實(shí)例首推上海展覽館，這座含有俄羅斯民族風(fēng)格展覽館外貌見圖12-12，建于1954年，采用天然地基上箱形基礎(chǔ)，箱形基礎(chǔ)面積46.5m×46.5m，高度7m，而埋置深度僅0.5m，箱形基礎(chǔ)大部分設(shè)置在地面以上，成為大廈臺(tái)座。第188頁(yè)第188頁(yè)第189頁(yè)第189頁(yè)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第一步是通過方案比較，選擇適合于工程實(shí)際條件基礎(chǔ)類型?；A(chǔ)是傳遞上部結(jié)構(gòu)荷載給地基、擴(kuò)散應(yīng)力、保持上部結(jié)構(gòu)處于良好工作狀態(tài)主要結(jié)構(gòu)，起承上啟下作用。在地質(zhì)條件比較困難地域，工程成敗關(guān)鍵在于基礎(chǔ)工程，基礎(chǔ)造價(jià)也許達(dá)到總造價(jià)20～30%，因此基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工是工程建設(shè)主要階段，必須謹(jǐn)慎看待。第190頁(yè)第190頁(yè)而基礎(chǔ)方案選擇則又是相關(guān)全局一步，方案不合理，就無法實(shí)現(xiàn)預(yù)定目的。選擇基礎(chǔ)方案時(shí)需要綜合考慮上部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、地基土工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件以及施工難易程度等原因，通過比較、優(yōu)化以達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理目的。第191頁(yè)第191頁(yè)各種基礎(chǔ)方案適應(yīng)性從滿足地基承載力要求考慮，基礎(chǔ)第一功效是傳遞荷載、擴(kuò)散應(yīng)力，因而必須滿足地基強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求。依據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載大小和地基土承載能力強(qiáng)弱選擇基礎(chǔ)類型，盡也許選擇簡(jiǎn)樸基礎(chǔ)型式，柱下應(yīng)首選獨(dú)立基礎(chǔ)，墻下應(yīng)首選條形基礎(chǔ)。第192頁(yè)第192頁(yè)當(dāng)獨(dú)立基礎(chǔ)不能滿足承載力要求時(shí)宜擴(kuò)展為條形基礎(chǔ)；當(dāng)單向條形基礎(chǔ)底面積不夠時(shí)能夠采用十字交叉條形基礎(chǔ)；在條形基礎(chǔ)不能滿足承載力要求才采用造價(jià)比較高筏板基礎(chǔ)。在這逐步擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積過程中，意味著造價(jià)和施工難度不斷提升，在非必要時(shí)不要采用更復(fù)雜基礎(chǔ)類型。第193頁(yè)第193頁(yè)采用筏板基礎(chǔ)或箱形基礎(chǔ)不但由于基礎(chǔ)底面積大，能夠減少基底壓力，并且由于挖去土重量不小于基礎(chǔ)自重，能夠減少作用于基礎(chǔ)底面附加壓力，這種基礎(chǔ)稱為“補(bǔ)償式基礎(chǔ)”，是一舉兩得方案。第194頁(yè)第194頁(yè)當(dāng)然，加大埋置深度也能提升地基承載力，但是在層狀土地基上，加大埋置深度作用是十分有限，有時(shí)加大埋置深度使基礎(chǔ)底面更靠近于下臥軟弱層，使地基承載力反而減少。第195頁(yè)第195頁(yè)從滿足建筑物變形要求考慮，建筑物、基礎(chǔ)和地基是一個(gè)整體，地基變形引發(fā)建筑物沉降，不同類型基礎(chǔ)，調(diào)整不均勻沉降能力是不同。當(dāng)建筑物荷載比較大，而地基土又相對(duì)比較軟弱時(shí)，需要考慮基礎(chǔ)對(duì)不均勻沉降調(diào)整能力，采取剛度更大基礎(chǔ)。第196頁(yè)第196頁(yè)如上部結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)，地基比較軟弱，則柱子之間過大不均勻沉降將會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)次應(yīng)力，容易造成結(jié)構(gòu)開裂；此時(shí)，柱網(wǎng)下獨(dú)立基礎(chǔ)之間應(yīng)設(shè)置聯(lián)系梁以增強(qiáng)整體性，或者能夠考慮采用能夠調(diào)整不均勻沉降十字交叉條形基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)。由于十字交叉條形基礎(chǔ)和筏板基礎(chǔ)底面積比較大，減少了基底壓力，使不均勻沉降也能有所減少。第197頁(yè)第197頁(yè)即使筏板基礎(chǔ)含有比條形基礎(chǔ)更大剛度，含有更大調(diào)整不均勻沉降能力，但由于筏板基礎(chǔ)寬度大，應(yīng)力轉(zhuǎn)播范圍比條形基礎(chǔ)更深，假如深層土層比較軟弱，也許反而會(huì)使沉降量增大，從而產(chǎn)生建筑物整體傾斜，在軟土地域已經(jīng)發(fā)覺過不少這類事故例子。第198頁(yè)第198頁(yè)從建筑物使用要求考慮，在選擇基礎(chǔ)方案時(shí)，有時(shí)建筑物使用要求決定了基礎(chǔ)類型。比如，當(dāng)建筑物需要地下室時(shí)，筏板基礎(chǔ)或箱形基礎(chǔ)是最適宜方案，基礎(chǔ)板就可作為地下室底板，箱形基礎(chǔ)頂板和底板也就是地下室頂板和底板，在這種情況下必定優(yōu)先采用這類基礎(chǔ)型式。第199頁(yè)第199頁(yè)對(duì)于硬殼層下有軟土層地質(zhì)條件，采用筏形基礎(chǔ)沉降量會(huì)不小于條形基礎(chǔ)。即使筏形基礎(chǔ)基底平均壓力小于條形基礎(chǔ)，但由于筏形基礎(chǔ)寬度比條形基礎(chǔ)大得多，應(yīng)力向深部傳遞，在軟土層中應(yīng)力面積比較條形基礎(chǔ)下應(yīng)力面積大，因此筏形基礎(chǔ)沉降量不小于條形基礎(chǔ)。通過下面算例，能夠理解筏形基礎(chǔ)沉降不小于條形基礎(chǔ)原因。第200頁(yè)第200頁(yè)如建筑物長(zhǎng)度為50m，寬度為10m，比較筏板基礎(chǔ)和1.5m條形基礎(chǔ)兩種方案。分別求得筏板基礎(chǔ)和條形基礎(chǔ)中軸線上變形計(jì)算深度范圍內(nèi)（為簡(jiǎn)化計(jì)算，假定兩種基礎(chǔ)變形計(jì)算深度相同）附加應(yīng)力隨深度分布曲線（近似為折線）如圖12-13所表示。已知持力層壓縮模量Es=4MPa，下臥層壓縮模量Es=2MPa。那么依據(jù)計(jì)算，能夠得到其比值為1.23，即筏形基礎(chǔ)沉降比條形基礎(chǔ)沉降大23％。第201頁(yè)第201頁(yè)第202頁(yè)第202頁(yè)是不是在筏板下布置了樁

就稱為樁筏基礎(chǔ)？首先講“樁”，樁筏基礎(chǔ)是指樁與筏板共同工作，因此這里樁是建筑物一個(gè)傳力構(gòu)件，含有抗彎、抗剪能力，能承受壓力、上拔力和水平力，因此必定是鋼筋混凝土或者是鋼樁，且與承臺(tái)有連接結(jié)構(gòu)要求。第203頁(yè)第203頁(yè)現(xiàn)在有不少稱為“樁”，如水泥攪拌樁、CFG樁、粉噴樁、砂石樁等等都僅是地基豎向加固體，它們不含有抗彎、抗剪能力，不能承受上拔力和水平力，與承臺(tái)沒有結(jié)構(gòu)要求連接，故其基本屬性不含有樁基本特性。因此，但凡在筏板下采用這種地基處理工程都不屬于“樁筏基礎(chǔ)”。第204頁(yè)第204頁(yè)再說筏板作用，有工程假如樁布置在承臺(tái)下或基礎(chǔ)梁下，上部結(jié)構(gòu)荷載直接由承臺(tái)或基礎(chǔ)梁傳遞給樁，并不是通過筏板將荷載傳遞給樁或地基土，在筏板下面并沒有設(shè)置樁。則這種筏板僅作為地下室底板，起防水、防潮作用，只承受地下室最底層樓面荷載、底部土反力與水浮力作用，并不分擔(dān)上部結(jié)構(gòu)荷載。由于沒有樁土分擔(dān)荷載條件，故這種基礎(chǔ)也不能稱為樁筏基礎(chǔ)。第205頁(yè)第205頁(yè)對(duì)筏板將上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞給樁頂情況，也有兩種不同設(shè)計(jì)理念：一個(gè)設(shè)計(jì)理念認(rèn)為荷載全部由樁來承擔(dān)，不考慮筏板與地基