巖土工程評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)講座之一 - （下）

巖土工程評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)方法講座第一局部巖土工程評(píng)價(jià)方法〔下〕

五.勘察報(bào)告中的巖土工程評(píng)價(jià)1.地基承載力評(píng)價(jià)主要討論勘察報(bào)告中提供的是什么樣的地基承載力，怎么使用這些承載力的數(shù)據(jù)，用什么方法提供地基承載力。2.場(chǎng)地的均勻性評(píng)價(jià)主要討論均勻性評(píng)價(jià)的目的究竟是什么，怎樣看待均勻性問(wèn)題和怎樣評(píng)價(jià)地基的均勻性。1.地基承載力評(píng)價(jià)勘察報(bào)告提供的地基承載力特征值僅是強(qiáng)度參數(shù)還是同時(shí)滿足強(qiáng)度與變形要求的綜合參數(shù)？用承載力公式確定的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力特征值。因89標(biāo)準(zhǔn)與2002標(biāo)準(zhǔn)上部結(jié)構(gòu)荷載組合不同，導(dǎo)致計(jì)算出的根底底面積明顯減少，對(duì)此很多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員提出疑問(wèn)。用平板載荷試驗(yàn)得到的承載力，用公式計(jì)算的承載力，不管是極限還是允許值，也不管標(biāo)以什么名稱，都是從強(qiáng)度概念得到的承載力，不包含變形的概念。影響建筑物變形的因素非常復(fù)雜，不可能在用載荷試驗(yàn)確定的承載力和用公式計(jì)算得到的承載力時(shí)能夠控制建筑物的變形值。建筑物地基根底的設(shè)計(jì)必須滿足強(qiáng)度和變形兩方面的要求，但并不是要求承載力控制必須同時(shí)包含變形控制。為什么會(huì)形成這種看法的歷史淵源？40年前的74標(biāo)準(zhǔn)的地基承載力表的配套規(guī)定。當(dāng)時(shí)形成了容許承載力的一個(gè)“新〞的定義：在保證地基穩(wěn)定和建筑物變形不超過(guò)限值的條件下，地基土所能承受的最大壓力。這個(gè)定義進(jìn)入了學(xué)校的教科書，影響了幾代人。在國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)和教科書中并沒有這樣的定義，地基極限承載力除以平安系數(shù)得到容許承載力。僅從強(qiáng)度穩(wěn)定性角度定義。還有一個(gè)原因是有些地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)那么。有的時(shí)候，承載力與變形都必須計(jì)算，有的時(shí)候強(qiáng)度滿足了要求，變形也自然滿足。例如根據(jù)上海的地質(zhì)條件，硬殼層的載荷試驗(yàn)數(shù)值可能到達(dá)150kPa左右，無(wú)論叫比例界限，特征值，臨界荷載，都是從硬殼層的強(qiáng)度得到的承載力，用公式計(jì)算時(shí)是用了硬殼層的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，載荷試驗(yàn)試驗(yàn)反映的也就是2～3m厚的硬殼層的承載力。而建筑物的沉降，主要是由深層的軟土控制的，根底面積大，應(yīng)力傳得深，受壓縮的土層更厚，這些因素在載荷試驗(yàn)中能反映嗎？顯然不能；在計(jì)算公式中能反映嗎？也是不能的。所以根據(jù)上海的地質(zhì)條件和工程經(jīng)驗(yàn)，天然地基只能用80～100kPa，即過(guò)去的所謂老八噸。這個(gè)承載力是綜合考慮了地基的變形，一般情況下計(jì)算的沉降是可以滿足要求的，但承載力還是強(qiáng)度問(wèn)題，只是考慮了深層軟土對(duì)沉降的影響，取用值比較小一些而已。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，層高變化大時(shí)，即使用了很低的承載力，建筑物也還是有可能開裂的。在本書1.6節(jié)中詳細(xì)地介紹了一些案例，雖然建筑物的層數(shù)不多，基底壓力也并不高，但由于各種因素的影響，建筑物還是墻面開裂，嚴(yán)重地?fù)p壞了。上海的?地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?從1999年版開始，采用地基極限承載力公式按根底的尺寸和埋置深度計(jì)算地基承載力，這本標(biāo)準(zhǔn)在最近的修編工作時(shí)。在上海地區(qū)，近年來(lái)對(duì)10個(gè)場(chǎng)地的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)算公式的適用性。試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，上海地區(qū)淺層土的地基極限承載力在200kPa~300kPa之間，粉土的承載力高于黏性土，粉土的p～s曲線呈漸變型，無(wú)明顯轉(zhuǎn)折點(diǎn)；而黏性土的p～s曲線有明顯的線性段。你談到了89版?建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?和2002版?建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?的關(guān)系，但大家忽略了還有一本74版的?工業(yè)與民用建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?，而且這是個(gè)源頭。編制74版標(biāo)準(zhǔn)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)方法，荷載采用的是標(biāo)準(zhǔn)值，地基容許承載力用p1/4公式計(jì)算或查地基承載力表，設(shè)計(jì)方法是十分標(biāo)準(zhǔn)的容許應(yīng)力法。但在編制89版標(biāo)準(zhǔn)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)方法，因此地基設(shè)計(jì)的荷載也已經(jīng)用了設(shè)計(jì)值，與74版標(biāo)準(zhǔn)相比大約提高了25％左右，但由于地基承載力用的仍是容許值，無(wú)法用分項(xiàng)系數(shù)加以調(diào)整。盡管當(dāng)時(shí)采取了一些提高地基承載力值措施，例如c、的統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)采用85％的保證率，深寬修正以后承載力的增量不到10％的也乘以1.1的系數(shù)等，但這本標(biāo)準(zhǔn)公布以后，總的反映是根底的寬度設(shè)計(jì)得寬了，即承載力是用得低了些。2002版?建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?實(shí)際上是回到了74版標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)水平，雖然在細(xì)部上有些差異，但在總體上是回到了74標(biāo)準(zhǔn)，即荷載小了，根底明顯減小了，這是回歸到74標(biāo)準(zhǔn)的正常情況，不需要害怕。2002版標(biāo)準(zhǔn)與74版標(biāo)準(zhǔn)比較，平安度是一致的；與89標(biāo)準(zhǔn)比較，將本來(lái)高了一點(diǎn)的平安度拉了下來(lái)，不必有疑問(wèn)，很正常。用承載力公式確定的地基承載力

為什么必須驗(yàn)算沉降？?建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?考慮彈塑性影響計(jì)算的臨界承載力，在一定程度上考慮了變形的影響，卻還要驗(yàn)算沉降。我想問(wèn)，按我國(guó)?建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?公式計(jì)算的承載力特征值還需要驗(yàn)算沉降，是不是存在矛盾。?建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?的公式來(lái)源于前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。前蘇聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)采用p1/4公式控制基底壓力的目的是為了進(jìn)行沉降計(jì)算，認(rèn)為基底以下塑性區(qū)的開展深度沒有超過(guò)1/4的根底寬度，地基中大局部區(qū)域還處于彈性狀態(tài)，可以用彈性理論計(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)算的前提，并不是基底壓力小于p1/4公式計(jì)算的結(jié)果就不需要進(jìn)行沉降計(jì)算了。?建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?GB5007-2002根本上沿襲了前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)的體系，用標(biāo)準(zhǔn)的地基承載力公式計(jì)算的結(jié)果并不包含沉降必然滿足要求的結(jié)論。恰恰相反，幾個(gè)版本的地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)都強(qiáng)調(diào)按照地基承載力公式計(jì)算結(jié)果確定的地基承載力，必須驗(yàn)算沉降。你的理解上存在一些問(wèn)題。問(wèn)題之一是混淆了強(qiáng)度與變形兩個(gè)不同性質(zhì)的問(wèn)題的界限。地基承載力與建筑物的沉降控制不能加以等同，前者是強(qiáng)度問(wèn)題，與沉降控制不存在直接的因果關(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)算的結(jié)果。問(wèn)題之二是不了解如何進(jìn)行變形控制。變形控制必須控制計(jì)算沉降滿足建筑物的要求，根據(jù)不同類型的建筑物，用不同性質(zhì)的變形指標(biāo)來(lái)控制，而承載力驗(yàn)算只與根底尺寸及埋置深度有關(guān)，與建筑物的類型沒有直接的關(guān)系，因此只驗(yàn)算地基承載力不能替代變形控制。問(wèn)題之三是地基承載力驗(yàn)算與沉降計(jì)算所涉及的土層深度范圍不同。對(duì)地基承載力驗(yàn)算有影響的主要是持力層和軟弱下臥層，層位太深的土層對(duì)承載力不會(huì)有什么影響。但深層的土層對(duì)沉降量還是有重要的影響，建筑物的平面尺寸越大、根底的寬度越寬，對(duì)沉降有影響的深度范圍就越深。承載力公式與經(jīng)驗(yàn)關(guān)系的比較?建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?計(jì)算地基土強(qiáng)度特征值的公式中涉及土的容重項(xiàng)，如果地下水位不同時(shí)，地基承載力的計(jì)算結(jié)果是不一樣的。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(wú)關(guān)。用地基承載力公式計(jì)算的方法，比較具體地反映了工程場(chǎng)地土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)對(duì)地基承載力的影響、也反映了地下水的影響，一般計(jì)算的結(jié)果比經(jīng)驗(yàn)公式的結(jié)果可能比較大一些，要滿足沉降驗(yàn)算的要求。對(duì)抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)的要求比較高，指標(biāo)的取值對(duì)承載力的計(jì)算結(jié)果的影響比較大。用經(jīng)驗(yàn)方法確定地基承載力，都是建立在載荷試驗(yàn)根底上積累的經(jīng)驗(yàn)，但所涵蓋的范圍比較大，經(jīng)驗(yàn)的成熟程度、當(dāng)?shù)仳?yàn)證的程度、取值的可靠性可能存在比較大的差異，不能一概而論，要具體分析。如果當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)經(jīng)過(guò)工程驗(yàn)證，比較成熟可靠，那么可能比公式計(jì)算要好把握一些。但對(duì)于籠統(tǒng)地所謂地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，沒有驗(yàn)證的工程，那需要慎重對(duì)待。用?高層建筑巖土工程勘察規(guī)程?的極限承載力公式可以提供地基承載力嗎？不知道這能否用于中低層建筑勘察的特征值取值依據(jù)？我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)品種繁多，使人眼花繚亂，這本標(biāo)準(zhǔn)并非都是為高層建筑而編制的，有些是針對(duì)高層建筑規(guī)定的，有些具有普遍適用的意義，需要具體分析，例如地基極限承載力公式就并不僅適用于高層建筑。國(guó)外是否也是分層提供地基承載力的？現(xiàn)在的勘察報(bào)告是按不同深度的土層分層提供地基承載力，其實(shí)質(zhì)是根本條件〔小壓板，無(wú)埋深或假定為標(biāo)準(zhǔn)條基〕下的地基承載力。我的問(wèn)題是①國(guó)外是否也是這樣做；②一般我們是把深層土假想為在地面處提供地基承載力，看了幾外鄉(xiāng)力學(xué)教材也只是講天然地基淺根底承載力公式，多未講天然地基深根底承載力公式。在國(guó)外的土力學(xué)著作中，包括前蘇聯(lián)，對(duì)淺根底和深根底的承載力問(wèn)題都是分別討論的，概念非常清楚，不可能用淺根底的地基承載力公式去計(jì)算深層土的地基承載力問(wèn)題。在我國(guó)的許多著作或教材中，對(duì)這個(gè)問(wèn)題的概念也是清楚的。錢家歡教授主編的?土工原理與計(jì)算?中，第八章地基承載力，其中第五節(jié)講的是“深根底地基承載力〞，在這節(jié)開頭就說(shuō)明了兩者的區(qū)別：“深根底與淺根底具有不同的破壞特征，因而其承載力確實(shí)定也各有所異。前面各節(jié)所介紹的承載力計(jì)算公式均只適用于淺根底的情況。本節(jié)將討論深根底地基的破壞特征及其承載力確實(shí)定方法。〞鄭大同教授在?地基極限承載力的計(jì)算?一書中論述了梅耶霍夫?qū)ι罡椎鼗休d力的奉獻(xiàn)：“50年代，梅耶霍夫進(jìn)一步考慮了根底底面以上，土體發(fā)生抗剪強(qiáng)度的影響，從而提出了淺根底和深根底的極限承載力公式。〞“梅耶霍夫在1951年曾經(jīng)指出，地基承載力取決于地基土的物理力學(xué)性質(zhì)〔密度、抗剪強(qiáng)度和變形性質(zhì)〕，取決于地基中的原始應(yīng)力和地下水的情況，取決于根底的物理性質(zhì)〔根底尺寸、埋置深度和基底的粗糙程度〕，而且也取決于建造根底的方法。〞但在工程勘察工作中，不知從什么時(shí)候開始，要求按不同深度的土層分層提供地基承載力，而且不管土層的埋藏深度如何，都用淺根底的地基承載力公式計(jì)算深層土的地基承載力。這種做法對(duì)工程實(shí)踐是不適宜的，更為可怕的是使工程師們的學(xué)術(shù)思想都搞糊涂了，根本概念也不講了，以己之昏昏，怎能使人昭昭，糊里糊涂地計(jì)算，糊里糊涂地應(yīng)用，浪費(fèi)了也沒有覺察，危險(xiǎn)了在吃平安系數(shù)的余量。分層提供承載力是一種習(xí)慣做法，是歷史的產(chǎn)物，在根底埋深不大的情況下問(wèn)題不突出；如何提供？將深層的土層假定在地面，設(shè)定一個(gè)淺根底的寬度與埋深，用標(biāo)準(zhǔn)的公式計(jì)算，要求設(shè)計(jì)人員按實(shí)際埋置深度進(jìn)行修正后使用；或者將淺層土載荷試驗(yàn)得到的承載力，按相似的物理指標(biāo)推廣到深層土中；太湖地區(qū)湖積平原廠區(qū)勘察，建筑物主要為廠房(最大單柱荷重2000kN)及辦公樓(最大單柱荷重4000kN)，擬采用的結(jié)構(gòu)型式廠房為排架結(jié)構(gòu)，辦公樓為框架結(jié)構(gòu)，淺根底。

根據(jù)本地區(qū)地層及擬建建筑物特征，勘探點(diǎn)布置的深度為10-15m，為滿足抗震標(biāo)準(zhǔn)對(duì)場(chǎng)地類別的判別，其中選3個(gè)鉆孔加深至20m。0-4.5m粘土,可(硬)塑，fak=200kPa,Es=6.68MPa

4.5-6.5m，粉質(zhì)粘土,可塑，fak=140kPa,Es=5.55MPa

6.5-10.5m,粉土，中密，fak=140kPa,Es=8.58MPa

10.5-16.50,粉砂，中密，fak=200kPa，Es=10.45MPa3個(gè)加深鉆孔揭露的地層為：

16.50-19.00,粉質(zhì)粘土，軟塑,Es=4.17MPa

19.00-20.00,粘土，可塑,Es=7.31MPa

經(jīng)驗(yàn)算，當(dāng)采用獨(dú)立柱基，根底寬度取4.5m時(shí)，根底埋深取1.5m，地基土承載力可滿足要求；地基壓縮層厚度小于10m。由于加深鉆孔深度僅為通過(guò)土類估算20m以淺的剪切波速，以滿足對(duì)場(chǎng)地類別判定的要求，故每層僅取3層原狀樣品，未提供地基承載力特征值。當(dāng)我院審核人認(rèn)為揭露深度內(nèi)的地層均要提供地基承載力特征值。請(qǐng)問(wèn)16.50m以深的粉質(zhì)粘土及粘土層有必要提fak嗎？

根據(jù)這兩幢建筑物的性質(zhì)和荷載的大小，勘探深度10～15m就能滿足天然地基淺根底承載力計(jì)算和沉降計(jì)算的要求。將局部鉆孔深度增加到20m，完全是為了測(cè)定剪切波速以計(jì)算等效剪切波速，確定建筑場(chǎng)地類別。因此，加深的鉆孔資料，即對(duì)16.5m～20.0m范圍的土層并不需要評(píng)價(jià)地基承載力。在這個(gè)案例中，根底選型已經(jīng)比較明確，根底埋置深度也能確定，哪些土層是主要土層，應(yīng)該比較清楚了。所以，你對(duì)16.5m以下的土層，不按主要土層的要求取土，也不需要提供地基承載力的建議值，這是符合強(qiáng)制性條文規(guī)定的?？此姆輲r土工程報(bào)告，其中兩份是國(guó)內(nèi)的，兩份是由國(guó)外巖土工程師編寫的，一份在國(guó)外，一份在國(guó)內(nèi)。某沖壓機(jī)車間某電廠擴(kuò)建工程美國(guó)加州的一個(gè)超市國(guó)內(nèi)的一個(gè)商城〔實(shí)例1.1-1〕軟土地區(qū)某沖壓車間壓機(jī)根底的巖土工程勘察，壓機(jī)根底尺寸為24m×86.5m，基底總壓力為204kPa，采用樁根底?？紤]3種不同樁長(zhǎng)的方案，樁的入土深度分別為45m、60m和65m，樁端持力層分別為第⑧b、第⑨b、和第⑩層，因此鉆孔深度91.45m，勘探深度范圍內(nèi)揭露了十多層的土層。對(duì)于這樣的一個(gè)工程，已經(jīng)明確采用長(zhǎng)樁根底的工程，還要在勘察報(bào)告中分層地提供那么多土層的地基容許承載力，不知道其目的究竟是什么？地基根底設(shè)計(jì)根本不需要這些土層作為天然地基的持力層，也不需用這些土層的地基承載力進(jìn)行設(shè)計(jì)。特別是這些深層土的地基承載力，用淺根底地基承載力公式計(jì)算得到的這些數(shù)據(jù)既沒有什么用處，也沒有什么物理意義，顯然是多余的。〔實(shí)例1.1-2〕國(guó)內(nèi)某電廠擴(kuò)建工程的巖土工程勘察報(bào)告。主廠房為框架和排架結(jié)構(gòu)兩種結(jié)構(gòu)型式，采用天然地基方案，勘探孔深度39m～42m，揭露了9層土層，對(duì)各個(gè)主要土層均進(jìn)行了地基承載力的分析與計(jì)算，地基容許承載力的綜合建議值。這份資料的特點(diǎn)是已經(jīng)明確采用天然地基上的淺根底，設(shè)計(jì)主廠房的根底埋置深度為6.5m，基底最大壓力為200kPa。第③1層土層的埋藏深度正好在6.5m左右，對(duì)表1-2中所提供的地基承載力進(jìn)行深寬修正以后的地基承載力也大于基底最大壓力，因此采用③1層作為主車間根底的持力層是可行的?！矊?shí)例1.1-3〕這是一份美國(guó)加州某超市的巖土工程報(bào)告。建設(shè)場(chǎng)地的面積為74000m2，建筑面積為21500m2，結(jié)構(gòu)為單層排架。由結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的柱荷載為：內(nèi)柱385kN，外柱267KN；由活荷載所產(chǎn)生的柱荷載為680kN，地坪均布荷載為7.3kPa，最大集中荷載為23kN；承重墻荷載為181.4kN/m~272.1kN/m，非承重墻荷載為22.3kN/m~90.7kN/m?！矊?shí)例1.1-3〕這是一份美國(guó)加州某超市的巖土工程報(bào)告。建設(shè)場(chǎng)地的面積為74000m2，建筑面積為21500m2，結(jié)構(gòu)為單層排架。由結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的柱荷載為：內(nèi)柱385kN，外柱267KN；由活荷載所產(chǎn)生的柱荷載為680kN，地坪均布荷載為7.3kPa，最大集中荷載為23kN；承重墻荷載為181.4kN/m~272.1kN/m，非承重墻荷載為22.3kN/m~90.7kN/m。[4]該場(chǎng)地典型的土層柱狀圖見圖1-1，根底設(shè)計(jì)所需的地基容許承載力數(shù)值見表1-3。這份報(bào)告說(shuō)明，巖土工程分析需要以確切的上部結(jié)構(gòu)傳至根底的荷載為依據(jù)，才能進(jìn)行必要的計(jì)算。對(duì)于地基承載力，對(duì)于采用天然地基的工程，只需要分析持力層的地基承載力，不需要分層提供每層土的地基承載力。資料也說(shuō)明，評(píng)價(jià)地基承載力時(shí)，如果采用極限承載力公式計(jì)算，可以按照不同的荷載組合，分別采用不同的平安系數(shù)?！矊?shí)例1.1-4〕由國(guó)外的巖土工程師為外商投資建于國(guó)內(nèi)軟土地區(qū)的某商城編寫的巖土工程報(bào)告。該商城場(chǎng)地面積18600m2，周邊長(zhǎng)度160m×105m。建筑物全景見圖1-2，由北、東、西三個(gè)塔樓和裙房組成，北塔樓地上48層，框剪結(jié)構(gòu)，根底尺寸55m×43m，基底平均壓力為350kPa；東、西塔樓均為地上32層，框剪結(jié)構(gòu)，東塔樓根底面積32m×72m，基底平均壓力為265kPa，西塔樓根底面積32m×55m，基底平均壓力為265kPa；裙房為地上8層，框架結(jié)構(gòu)，基底平均壓力為150kPa。全部采用筏板下的樁根底，滿堂布樁，樁徑500mm、壁厚9mm的鋼管樁，樁長(zhǎng)35m，單樁承載力1330kN。北塔樓的基坑開挖深度為7.5m，東、西塔樓為6.5m，裙房為4.5m。提供分層承載力的主要問(wèn)題1.將勘察報(bào)告的結(jié)論建立在缺乏物理概念的根底之上；2.在工程中采用這種方法確定地基承載力，存在許多無(wú)法估計(jì)的不確定性，可能是平安隱患，也可能會(huì)造成資源浪費(fèi)；3.將在根底埋置深度不深的歷史條件下得到的深寬修正的經(jīng)驗(yàn)方法，推廣到10余米以致20多米的深度，對(duì)所引起的可能問(wèn)題沒有充分地估計(jì)；4.由于高層建筑的大量采用，根底埋置深度的急劇增大，由于確定地基承載力方法的不科學(xué)性帶來(lái)的問(wèn)題日益嚴(yán)重；現(xiàn)在應(yīng)該冷靜地分析和考慮如何解決這個(gè)問(wèn)題。2.場(chǎng)地的均勻性評(píng)價(jià)場(chǎng)地的均勻性評(píng)價(jià)是巖土工程勘察的重要內(nèi)容，但對(duì)怎樣認(rèn)識(shí)均勻性與均勻性評(píng)價(jià)的作用存在不同的理解，因而做法與結(jié)果也就不同。重點(diǎn)討論這三個(gè)問(wèn)題：評(píng)價(jià)場(chǎng)地均勻性的作用是什么？如何認(rèn)識(shí)與處理場(chǎng)地土層的不均勻性？場(chǎng)地均勻性的評(píng)價(jià)方法場(chǎng)地均勻性評(píng)價(jià)的作用是什么？場(chǎng)地均勻性評(píng)價(jià)是手段而不是目的；為根底方案選擇和采取工程措施提供依據(jù)；為方案或設(shè)計(jì)成果的比較提供建筑物性狀的定量或半定量的計(jì)算結(jié)果；勘察階段的均勻性評(píng)價(jià)不是最終結(jié)果。場(chǎng)地均勻性評(píng)價(jià)是手段

而不是目的場(chǎng)地均勻性評(píng)價(jià)不是簡(jiǎn)單地說(shuō)明自然界，而是為了工程建設(shè)〔設(shè)計(jì)與施工〕的需要，分析與說(shuō)明地基巖土層力學(xué)性狀的均勻性。因此，均勻性評(píng)價(jià)的前提是工程建設(shè)的要求，均勻性評(píng)價(jià)的內(nèi)容是分析地基的均勻性對(duì)建筑物的影響，均勻性評(píng)價(jià)的結(jié)果為工程設(shè)計(jì)與施工方案提供依據(jù)。為根底方案選擇和

采取工程措施提供依據(jù)勘察報(bào)告中均勻性評(píng)價(jià)的結(jié)果不是“均勻還是不均勻〞，也不是簡(jiǎn)單的“是否適宜于建設(shè)〞之類的結(jié)論，更無(wú)法得出建筑物的不均勻沉降是多少，是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求等等的結(jié)論，而是提出設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題，對(duì)根底選型有什么要求，可能采取什么工程措施等的建議?？辈祀A段的均勻性評(píng)價(jià)主要著眼于地質(zhì)條件，說(shuō)明地質(zhì)條件對(duì)建筑物會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響，設(shè)計(jì)施工時(shí)應(yīng)采取什么對(duì)策。例如，對(duì)山區(qū)土巖組合地基，跨在兩種不同地質(zhì)單元上的建筑物地基，硬層或軟弱層的厚度變化比較大的地基等，這種地質(zhì)條件的不均勻性會(huì)對(duì)建筑物帶來(lái)不利的影響，在根底選型、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)的結(jié)構(gòu)體系或根底的類型。或在地基根底設(shè)計(jì)時(shí)，采取一些特殊的工程措施，例如設(shè)置褥墊層以調(diào)節(jié)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)地基的不均勻沉降。至于，由于地基的不均勻性所產(chǎn)生的不均勻沉降是多少，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)算的事。我告訴大家，在勘察階段是計(jì)算不出來(lái)的，即使在設(shè)計(jì)階段，也不是所有的情況都能計(jì)算的。如何認(rèn)識(shí)與處理場(chǎng)地土層的

不均勻性？天然土層是均勻的還是不均勻的？從地質(zhì)學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看，總是不均勻的，但從工程學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看，在工程影響的范圍內(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，例如相同的成因類型，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。這樣局部化處理以后，對(duì)于局部化處理以后的地質(zhì)體，就可以抽樣試驗(yàn)，可以統(tǒng)計(jì)分析，可以引用均質(zhì)體的理論進(jìn)行力學(xué)的分析計(jì)算。一切巖土工程的勘探、取樣試驗(yàn)、資料的統(tǒng)計(jì)分析、代表性指標(biāo)的取值、代人解析解公式的計(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)體假定的根底上進(jìn)行的，如果不成認(rèn)這個(gè)假定，那現(xiàn)行的設(shè)計(jì)計(jì)算就什么都不能做了。但是，在巖土工程界，有的同行并不認(rèn)同這個(gè)觀點(diǎn)。作為學(xué)術(shù)研究，當(dāng)然是可以的。但作為巖土工程師處理實(shí)際工程問(wèn)題的根本觀點(diǎn)，卻使我深深地?fù)?dān)憂，在年輕一代的巖土工程師中，確實(shí)存在著缺乏工程實(shí)踐的根本訓(xùn)練，缺乏正確的統(tǒng)計(jì)概念和力學(xué)概念這種狀況，對(duì)于工程師的成長(zhǎng)，對(duì)于正確的工程判斷和處理工程問(wèn)題是非常不利的。A高教授能參與我們的討論，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的觀點(diǎn)，希望提前得到高老的原諒，在此先謝謝高老。

我感到我們的討論已經(jīng)上升到了認(rèn)識(shí)論與方法論的高度了：1、高老認(rèn)為地質(zhì)體是均質(zhì)的，數(shù)據(jù)的離散性主要來(lái)源于取樣、試驗(yàn)等具體環(huán)節(jié)，因此用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)消除抽樣試驗(yàn)方面的誤差，進(jìn)而導(dǎo)出了關(guān)于場(chǎng)地的認(rèn)識(shí)、土樣數(shù)量問(wèn)題和均勻性評(píng)價(jià)等等問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為公式中常用到經(jīng)驗(yàn)系數(shù)和修正系數(shù)主要是修正此類不確定因素帶來(lái)的誤差；

2、另一種觀點(diǎn)認(rèn)為地質(zhì)體是非均質(zhì)的，要研究其性質(zhì)必須要有足夠的數(shù)量的試驗(yàn)，要在建筑物的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(wèn)題主要強(qiáng)調(diào)用統(tǒng)一的方法、設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)標(biāo)準(zhǔn)其操作行為，因此而帶來(lái)的誤差是統(tǒng)一的，個(gè)別樣品的差距主要表現(xiàn)了抽樣母體的差異，因此要用建筑物不同位置上的數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)價(jià)其均勻性和傾斜等問(wèn)題。另一位網(wǎng)友發(fā)表了不完全相同的觀點(diǎn)：我認(rèn)為在宇宙中沒有絕對(duì)的均質(zhì)物體，巖土體也一樣，如果不按均質(zhì)體研究，你有方法反映巖土的量化數(shù)據(jù)么？你提出了地層的物理力學(xué)數(shù)據(jù)，就與你的前提矛盾了，你無(wú)法勘察，無(wú)法提供勘察報(bào)告。從地質(zhì)勘察的角度來(lái)看，其研究對(duì)象主要是地質(zhì)體，估計(jì)沒有人能否認(rèn)地質(zhì)體是非均質(zhì)、各向異性的，反過(guò)來(lái)說(shuō)就是沒有人能證明地質(zhì)體是均質(zhì)的；但勘察成果是為工程設(shè)計(jì)效勞的，從設(shè)計(jì)角度來(lái)看，所有的計(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)的理論來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，所以勘察報(bào)告中提供的承載力也好、其它任何指標(biāo)也好都是把地質(zhì)體的性質(zhì)做了均質(zhì)化處理，所用的方法就是數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法即抽樣調(diào)查的法那么，這個(gè)過(guò)程也就是巖土工程勘察工作?？偠灾褪强辈烊苏J(rèn)為地質(zhì)體是非均質(zhì)的，通過(guò)勘察過(guò)程將一定范圍內(nèi)的地質(zhì)體的性質(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)好的勘察人員必須要明白你所做的均質(zhì)化處理是否準(zhǔn)確可靠、其風(fēng)險(xiǎn)概率有多大等問(wèn)題；工程設(shè)計(jì)人員要求將地質(zhì)體看做地均質(zhì)的，但一個(gè)好的設(shè)計(jì)師必須要了解地質(zhì)體的非均質(zhì)性所帶來(lái)的后果，并妥善處理好它們的關(guān)系。我想這也正是巖土工程師所必須具備的最根本的概念和素質(zhì)要求。自然地質(zhì)條件是復(fù)雜的，巖土體是不均勻的，這是大家公認(rèn)的事實(shí)，但作為工程研究的對(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)單化，忽略次要的，解決主要的矛盾，這可能是自然科學(xué)研究和工程技術(shù)研究的不同之處。對(duì)于不同類型的均勻性問(wèn)題用

不同方法來(lái)處理。作為巖土工程師，對(duì)于你勘察的場(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)分清楚，是洪沖積的還是殘坡積的，是河漫灘還是階地，是第四紀(jì)地層還是老地層，這就是所謂的把地質(zhì)單元?jiǎng)澐终_，這是進(jìn)一步考慮布置勘察試驗(yàn)工作的根底。對(duì)于同一個(gè)地質(zhì)單元是否就是均勻的呢？不一定，例如土層厚度很可能是不均勻的，即使在平原地區(qū)，土層厚度也常常有較大的變化，因此需要用勘探點(diǎn)的間距來(lái)控制其厚度變化，不同的根底類型對(duì)土層厚度的敏感性不同，因而布孔間距的要求是不同的。但有些地區(qū)的均勻性有其特殊的問(wèn)題，例如喀斯特地區(qū)，巖溶是無(wú)法用勘探孔間距來(lái)控制的。從土的性質(zhì)來(lái)研究土層均勻性，一般認(rèn)為同一地質(zhì)單元可以作為均質(zhì)體來(lái)處理，可以采用統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)處理試驗(yàn)指標(biāo)。如果不成認(rèn)這一點(diǎn)，即使是最簡(jiǎn)單的計(jì)算平均值的方法也就失去了理論的前提，就不能用平均值來(lái)處理試驗(yàn)結(jié)果。也失去了鉆孔抽樣取土試驗(yàn)的理論依據(jù)，那麻煩就大了。將試驗(yàn)指標(biāo)用于工程計(jì)算時(shí)，計(jì)算公式的推導(dǎo)都有均質(zhì)土的假定，計(jì)算根底中點(diǎn)沉降時(shí)，你必須成認(rèn)土層是均勻的，包括深度方向和水平方向都是均勻的，如果不成認(rèn)這一點(diǎn)，這個(gè)計(jì)算土中應(yīng)力的公式就不成立，還計(jì)算什么？如果認(rèn)為同一個(gè)地質(zhì)單元也存在工程性質(zhì)不均勻性，而又希望把這種不均勻性探明顯示出來(lái)。如果采取在建筑物四個(gè)角點(diǎn)分別取土試驗(yàn)的方法，但在水平方向上怎么把握兩個(gè)鉆孔之間的變化呢？認(rèn)為一個(gè)孔的數(shù)據(jù)能代表多大的范圍，1m？2m？還是多少？就沒有底了。如果認(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)之間的不均勻性又如何把它探明？因此在對(duì)同一地質(zhì)單元的不均勻性假定的根底上的勘察工作，連取土點(diǎn)確實(shí)定都會(huì)有很大的爭(zhēng)議，事情就做不下去了。在均質(zhì)土假定的根底上，把各個(gè)勘探點(diǎn)、各個(gè)取樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)的差異看成是隨機(jī)因素造成而不是系統(tǒng)因素造成的，這些隨機(jī)因素包括當(dāng)年沉積時(shí)物質(zhì)的差異、年代的差異、沉積條件的差異、取土擾動(dòng)程度的差異、試驗(yàn)條件的差異等等。在這樣假定的根底上，就可以用統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)處理這些數(shù)據(jù)的隨機(jī)誤差了，數(shù)據(jù)的離散性或變異性是反映這種隨機(jī)因素影響的定量指標(biāo)，通過(guò)計(jì)算，可以估計(jì)這些隨機(jī)誤差對(duì)計(jì)算結(jié)果所造成的影響有多大，這就是誤差估計(jì)和可靠度分析。因此在計(jì)算一幢建筑物的沉降時(shí)，一般都分層采用每層土的綜合壓縮曲線去確定其相應(yīng)壓力段的壓縮模量，而且對(duì)于一個(gè)場(chǎng)地，如果是同一個(gè)地質(zhì)單元，也只分層地給出了每層土的綜合壓縮曲線。如果發(fā)現(xiàn)某一個(gè)范圍存在明顯的指標(biāo)差異，那很可能是在地質(zhì)單元的劃分上出了問(wèn)題。

防止不均勻性對(duì)建筑物的危害地基不均勻性對(duì)建筑物的危害主要使建筑物傾斜與開裂。事先防范事故的發(fā)生無(wú)疑是十分重要的，在地基根底設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于那種十清楚顯的不均勻地基，例如軟硬不均的地基，局部基巖出露的地基，半填半挖的地基，存在暗浜的地基等等，首先需要加以界定，劃分其界限，分別研究其壓縮性，而是否會(huì)產(chǎn)生有害的不均勻沉降，不均勻性一般不是靠計(jì)算出來(lái)的，而是根據(jù)工程的判斷，解決的方法是采取工程措施，使其均勻化，一般也不是靠計(jì)算結(jié)果來(lái)保證工程平安的。產(chǎn)生不均勻沉降的因素很多，地基壓縮性的不均勻性僅是一個(gè)方面，而土層的厚度變化，荷載的差異、荷載的偏心、施工時(shí)的擾動(dòng)等可能是更重要的因素，它們所產(chǎn)生的不均勻沉降的數(shù)量級(jí)往往遠(yuǎn)大于壓縮性的不均勻。人們?cè)谑孪染_控制建筑物傾斜和開裂的本領(lǐng)還不大，特別依靠沉降計(jì)算的結(jié)果來(lái)控制不均勻沉降更是不太現(xiàn)實(shí)。為了保證工程的平安一般從兩個(gè)方面控制，一是采取工程措施來(lái)控制上述產(chǎn)生不均勻沉降的諸多因素，不使其發(fā)生，或降低其危害；二是控制計(jì)算平均沉降量的數(shù)量級(jí)，即控制根底底面的壓力值，這就是變形控制設(shè)計(jì)的方法。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)持力層和下臥層的均勻性評(píng)價(jià)，對(duì)土層的評(píng)價(jià)結(jié)論是否說(shuō)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？而且對(duì)場(chǎng)地土層是否應(yīng)該全部進(jìn)行評(píng)價(jià)？我曾經(jīng)見過(guò)一份報(bào)告上對(duì)本應(yīng)該在根底開挖將被挖除的填土層評(píng)價(jià)其均勻性，本人認(rèn)為不合理，是否正確？這是不均勻地基嗎？根據(jù)你所列舉的這個(gè)地質(zhì)剖面，從土層的厚度分布，我實(shí)在看不出地基的均勻性存在什么問(wèn)題。從現(xiàn)象上看，填土層的底面坡度比較大，似乎應(yīng)該判為不均勻地基，但建筑物的根底落在第②層粉質(zhì)黏土層上，將填土挖去了還有什么均勻性的問(wèn)題呢？對(duì)于?高層建筑巖土工程勘察規(guī)程?JGJ72-2004關(guān)于地基均勻性評(píng)價(jià)的有關(guān)規(guī)定，可能存在不同的理解，也需要進(jìn)行必要的討論：1)均勻性判斷要求進(jìn)行的，是“沉降、差異沉降、傾斜等特征分析評(píng)價(jià)〞，并不是要求進(jìn)行精確的定量計(jì)算。2)均勻性判斷的目的是為了重視地貌、工程地質(zhì)單元和地基巖土層結(jié)構(gòu)等條件對(duì)建筑物具有重要的控制性影響。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)力條件下的模量當(dāng)量值之比，可以把基底應(yīng)力約去，應(yīng)力面積化為單位應(yīng)力面積，再將分子分母中的單位應(yīng)力面積約去，最后只剩下虛擬變形的比值。由于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的理解有偏差，引出一些比較重要的觀念差異：均勻性評(píng)價(jià)與沉降計(jì)算的關(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)算的內(nèi)容不同均勻性評(píng)價(jià)與沉降計(jì)算的條件不同均勻性評(píng)價(jià)與沉降計(jì)算的結(jié)果不同是否必須同時(shí)滿足以下條件？?高層建筑巖土工程勘察規(guī)程條給出了不均勻地基的判定標(biāo)準(zhǔn)，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的時(shí)候必須同時(shí)滿足以下條件呢？

〔1〕地基持力層位于相同地貌單元或工程地質(zhì)單元，工程特性差異不大；〔2〕地基持力層位于相同地貌單元或工程地質(zhì)單元，且滿足以下條件：

①中—高壓縮性地基，持力層底面或相鄰基底標(biāo)高的坡度小于10%；

②中—高壓縮性地基，持力層及其下臥層在根底寬度方向上的厚度差值小于0.05b〔b為根底寬度〕

〔3〕處于同一地貌單元，且Esmax/Esmin小于地基不均勻性系數(shù)界限值K。在條第2款“地基均勻性〞評(píng)價(jià)是強(qiáng)制性條文，說(shuō)明在勘察報(bào)告中必須評(píng)價(jià)地基的均勻性。但條并不是強(qiáng)制性條文，這條是如何評(píng)價(jià)均勻性的方法，標(biāo)準(zhǔn)做了概括，但并不是非用這些方法不可，用其他方法是不是就不行了呢？不是的，在這本標(biāo)準(zhǔn)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)地方也有不同的經(jīng)驗(yàn)，是否可以呢？當(dāng)然是可以的。條文說(shuō)：“對(duì)判定為不均勻的地基，應(yīng)進(jìn)行沉降、差異沉降、傾斜等特征的分析評(píng)價(jià)，并提出相應(yīng)建議。〞怎樣理解這一條？有人說(shuō)，根據(jù)這一條就應(yīng)該在勘察報(bào)告中計(jì)算差異沉降。但我實(shí)在看不出來(lái)，標(biāo)準(zhǔn)是講分析評(píng)價(jià)，例如是巖土組合地基，那即使是體形非常簡(jiǎn)單的建筑物，荷載非常均勻的建筑物，還是會(huì)有不均勻沉降，而且肯定土基方向沉降大，那么采取什么措施呢？在巖基段采用褥墊是一種可以建議的工程措施。如果要你把差異沉降給計(jì)算出來(lái)，那可沒有方法計(jì)算。從上面這條規(guī)定不能得到相反的結(jié)論，說(shuō)如果評(píng)價(jià)為均勻地基，就不需要建議設(shè)計(jì)驗(yàn)算沉降了。因?yàn)橐鸾ㄖ锊痪鶆虺两档脑蚝芏啵瞬痪鶆虻鼗囊蛩刂?，還有其他很多的因素，例如，建筑物的層數(shù)或高度有比較大的差異，荷載的分布不均勻，荷載的重心與根底形心不重合等結(jié)構(gòu)的因素都會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降。因此，勘察報(bào)告的重點(diǎn)是要從地基角度發(fā)現(xiàn)不均勻性，建議設(shè)計(jì)采取工程措施，而不在于強(qiáng)調(diào)地基的均勻性，最多是說(shuō)從地基角度來(lái)看，沒有發(fā)現(xiàn)對(duì)建筑物變形產(chǎn)生不利影響的不均勻性。這一條的第一款，是從地貌和地質(zhì)單元的角度分析是否是不均勻地基，這主要根據(jù)工程師的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷。第二款是從土層的厚度是否變化過(guò)大來(lái)判斷，其中，第1點(diǎn)，持力層底面標(biāo)高的坡度比較明確，但相鄰根底底面標(biāo)高之說(shuō)在勘察階段一般都是沒有最后確定的，實(shí)在難以判斷的。但第2點(diǎn)是用根底寬度表示，以0.05b為限制，實(shí)際上就是厚度的變化不大于5％，這里并不需要和根底寬度聯(lián)系起來(lái)，勘察階段一般寬度也沒有最后確定，同時(shí)這個(gè)規(guī)定與第1點(diǎn)的10％也是有些矛盾的，兩種計(jì)算結(jié)果可能會(huì)不一致的。10%0.10b0.05b0.05b第三款就比較玄乎了，標(biāo)準(zhǔn)在條文說(shuō)明中也認(rèn)為是“定性評(píng)價(jià)地基不均勻性的定量方法〞。首先，均勻性評(píng)價(jià)是定性的，為什么是定性的呢？因?yàn)闊o(wú)法準(zhǔn)確定量，如果能定量那何必稱為定性呢？既然如此，那么這種定量計(jì)算的結(jié)果究竟有多少的把握呢？因?yàn)檫@里涉及許多不定的因素，根底的尺寸不知道，如何計(jì)算應(yīng)力面積Ａ呢？例如計(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)算公式可以知道，應(yīng)力面積與基底附近應(yīng)力的大小有關(guān)，應(yīng)力的擴(kuò)散和根底寬度有關(guān)，現(xiàn)在基底壓力、根底寬度、埋置深度都不能確定，怎么計(jì)算應(yīng)力面積呢？再說(shuō)變形計(jì)算深度范圍也不能確定，即使用最簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)公式，也需要根底的寬度多大。當(dāng)然，對(duì)于與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)系密切的勘察單位，可以得到比較確切的數(shù)據(jù)，但不是都能得到的，如果沒有數(shù)據(jù)而胡亂計(jì)算，判斷錯(cuò)了，那不耽誤事情嗎？因此如果巖土工程師發(fā)現(xiàn)土層的模量變化比較大，那就提醒設(shè)計(jì)注意計(jì)算差異沉降不就得了。均勻性評(píng)價(jià)實(shí)際是一個(gè)定性的經(jīng)驗(yàn)判斷，主要依靠工程師的經(jīng)驗(yàn)，特別是地方經(jīng)驗(yàn)。離開了具體地質(zhì)條件的特點(diǎn)，希望用一種計(jì)算的方法來(lái)標(biāo)準(zhǔn)化，主觀愿望是好的，但地質(zhì)條件千變?nèi)f化，無(wú)法抽象到完全理性的程度。把某些地方的經(jīng)驗(yàn)推廣到全國(guó)，應(yīng)該慎之又慎，何況現(xiàn)在動(dòng)不動(dòng)就要強(qiáng)制執(zhí)行的情況下，更應(yīng)該慎重。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，根據(jù)?高層建筑巖土工程勘察規(guī)程?JGJ72-2004第條的方法判為非均勻地基。報(bào)告中給出的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)教的是在這個(gè)樓的一小角有這么點(diǎn)細(xì)砂就導(dǎo)致成不均勻地基，這個(gè)是不是有點(diǎn)嚴(yán)重了？一個(gè)案例中砂和細(xì)砂是否就是兩個(gè)不同的地質(zhì)單元？是否就構(gòu)成了不均勻地基？中砂和細(xì)砂是砂土的兩個(gè)亞層，如果用其他的土分類體系，就不可能劃分為兩個(gè)土層。如果有力學(xué)指標(biāo)，就可以從力學(xué)性質(zhì)來(lái)討論是否需要?jiǎng)澐謨蓚€(gè)力學(xué)層，沒有力學(xué)指標(biāo)僅根據(jù)粒度成分的這些差異，劃分不均勻地基的依據(jù)就非常不充分。只知道基底平均壓力，上部荷載怎樣分布，如何偏心一概不知道，根據(jù)樓四個(gè)角點(diǎn)的鉆孔柱狀圖資料的沉降來(lái)計(jì)算每個(gè)孔位的沉降量，寬度方向兩個(gè)鉆孔的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)小于標(biāo)準(zhǔn)要求。這樣的沉降計(jì)算具有什么工程意義？我們需要不需要這樣的沉降計(jì)算？回容許該是不需要！為什么？1.勘察階段不具備計(jì)算不均勻沉降的條件；2.這種計(jì)算結(jié)果并不是建筑物的不均勻沉降；3.這百萬(wàn)分之一的“傾斜〞說(shuō)明了什么？從工程角度來(lái)看，根本就沒有傾斜，如果沒有這種判斷能力怎么當(dāng)工程師？4.我們的計(jì)算和測(cè)量有這樣的精度嗎？5.這樣的計(jì)算并不能提高巖土工程勘察的地位，可能適得其反。地基土的均勻性與不均勻性應(yīng)當(dāng)是一個(gè)定性的問(wèn)題。在?高層建筑巖土工程勘察規(guī)程?JGJ72-2004中人為地給出了定量的分析標(biāo)準(zhǔn)，并且規(guī)定了判定為不均勻的地基應(yīng)進(jìn)行變形計(jì)算分析，而沒有規(guī)定判定為不均勻地基的建筑物可以不進(jìn)行變形計(jì)算。這樣對(duì)不對(duì)？是否需要計(jì)算沉降不應(yīng)該單純由地基是否均勻來(lái)確定；不均勻的地基固然需要計(jì)算沉降，但均勻的地基并不是就不需要計(jì)算沉降；認(rèn)為均勻地基可以不計(jì)算沉降的說(shuō)法是錯(cuò)誤的；因?yàn)榈鼗木鶆蛐圆⒉皇谴_定是否需要計(jì)算沉降的充分條件。六.巖土工程設(shè)計(jì)荷載取值與

平安度控制方法1.什么是極限狀態(tài)?2.到底有幾種設(shè)計(jì)方法？3.如何處理巖土工程與上部結(jié)構(gòu)不同設(shè)計(jì)方法所帶來(lái)的問(wèn)題?4.如何控制巖土工程的平安度？5.怎樣計(jì)算荷載？1.什么是極限狀態(tài)?從設(shè)計(jì)方法的開展歷史來(lái)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)是將建筑物的工作狀態(tài)與極限狀態(tài)之間保持一個(gè)足夠充分的平安儲(chǔ)藏，以保證建筑物的承載力或正常使用的要求都得到滿足。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)的極限狀態(tài)控制方法。對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件到達(dá)最大承載力或不適于繼續(xù)承載的變形的狀態(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)件到達(dá)正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值的狀態(tài)稱為正常使用極限狀態(tài)。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)揮允許的最大承載能力的狀態(tài)。結(jié)構(gòu)構(gòu)件由于塑性變形而使其幾何形狀發(fā)生顯著改變，雖未到達(dá)最大承載能力，但已徹底不能使用，也屬于到達(dá)這種極限狀態(tài)。疲勞破壞是在使用中由于荷載屢次重復(fù)作用而到達(dá)的承載能力極限狀態(tài)。按照我國(guó)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)以下狀態(tài)之一時(shí)，應(yīng)認(rèn)為超過(guò)了承載能力極限狀態(tài)：1〕整個(gè)結(jié)構(gòu)或其一局部作為剛體失去平衡；2〕結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過(guò)材料強(qiáng)度而破壞，或因過(guò)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；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)倒塌；6〕地基喪失承載力而破壞；7〕結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的疲勞破壞。正常使用極限狀態(tài)可理解為結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件到達(dá)使用功能上允許的某個(gè)限值的狀態(tài)。例如，某些構(gòu)件必須控制變形、裂縫才能滿足使用要求。因過(guò)大的變形會(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(guò)大的裂縫會(huì)影響結(jié)構(gòu)的耐久性；過(guò)大的變形、裂縫也會(huì)造成用戶心理上的不平安感。按我國(guó)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)以下狀態(tài)之一時(shí)，應(yīng)認(rèn)為超過(guò)了正常使用極限狀態(tài)：1〕影響正常使用或外觀的變形；2〕影響正常使用或耐久性能的局部損壞；3〕影響正常使用的振動(dòng)；4〕影響正常使用的其他特定狀態(tài)。根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，巖土工程的承載力極限狀態(tài)可以具體區(qū)分為下面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)材料和巖土的強(qiáng)度對(duì)抗力是不重要的，這種極限狀態(tài)簡(jiǎn)稱為EQU。2〕結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的內(nèi)部破壞或過(guò)大變形，包括根底、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)重要的，這種極限狀態(tài)簡(jiǎn)稱為STR。3〕巖土體的破壞或過(guò)大的變形，在這種極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí)，巖土的強(qiáng)度對(duì)抗力是至關(guān)重要的，這種極限狀態(tài)簡(jiǎn)稱為GEO。4〕由于水的浮力或其他豎向力引起結(jié)構(gòu)物或巖土體平衡的喪失，這種極限狀態(tài)簡(jiǎn)稱為UPL。5〕由于水力梯度所引起的巖土體隆起、沖刷或管涌，這種極限狀態(tài)簡(jiǎn)稱為HYD。根據(jù)我國(guó)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和歐洲標(biāo)準(zhǔn)的條文，“地基喪失承載力而破壞〞或“巖土體的破壞或過(guò)大的變形〞都是承載力極限狀態(tài)的一種。因此，地基承載力計(jì)算，按其性質(zhì)來(lái)說(shuō)，應(yīng)該取用承載力極限狀態(tài)的根本組合。但由于?建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?所提供的地基承載力按其性質(zhì)是地基容許承載力，在設(shè)計(jì)表達(dá)式中不直接出現(xiàn)平安系數(shù)，不具備使用荷載設(shè)計(jì)值的條件，只能取用荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，這是由所采用的設(shè)計(jì)方法決定的。2.到底有幾種設(shè)計(jì)方法？請(qǐng)問(wèn)分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)方法是否就是多系數(shù)設(shè)計(jì)方法？和總平安系數(shù)法有什么區(qū)別？?建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?GB50007-2002所采用的究竟是什么設(shè)計(jì)方法？這種設(shè)計(jì)方法與極限狀態(tài)設(shè)計(jì)又有什么關(guān)系？定值法：容許應(yīng)力法總平安系數(shù)法〔單一平安系數(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〕全概率法極限狀態(tài)的數(shù)學(xué)表達(dá)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)各有關(guān)根本變量的關(guān)系式。根本變量是指影響結(jié)構(gòu)可靠度的各種物理量，它包括：引起結(jié)構(gòu)作用效應(yīng)S〔內(nèi)力等〕的各種作用和環(huán)境影響，如恒荷載、活荷載、地震、溫度變化等；構(gòu)成結(jié)構(gòu)抗力R〔強(qiáng)度等〕的各種因素，如材料和巖土的性能、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)抗力作為綜合的根本變量考慮。如令R為抗力函數(shù)；S為作用函數(shù)，那么極限狀態(tài)方程可表達(dá)為：抗力與作用之比稱為平安系數(shù)K＝R/S兩者之差稱為平安儲(chǔ)藏：這是兩種不同的平安度控制的方法，即平安系數(shù)控制方法和失效概率〔或可靠指標(biāo)〕控制方法。失效概率定義為平安儲(chǔ)藏等于零的概率，即pf＝p〔z＝0〕采用允許應(yīng)力法的設(shè)計(jì)表達(dá)式描述工作狀態(tài)的作用效應(yīng)與抗力效應(yīng)的關(guān)系，作用效應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)組合，抗力效應(yīng)以容許值〔包括試驗(yàn)曲線的某種特征點(diǎn)，或理論公式的計(jì)算結(jié)果〕表示，其平安度是隱含的，并不出現(xiàn)在設(shè)計(jì)表達(dá)式中。在允許應(yīng)力法計(jì)算中，不使用平安系數(shù)或分項(xiàng)系數(shù)。采用總平安系數(shù)設(shè)計(jì)法的表達(dá)式描述的是極限狀態(tài)的作用與抗力的平衡關(guān)系。其中，抗力效應(yīng)是極限值，包括試驗(yàn)曲線上的極限臨界值，或根據(jù)極限理論計(jì)算的結(jié)果，作用效應(yīng)是標(biāo)準(zhǔn)組合。在設(shè)計(jì)表達(dá)式中，總平安系數(shù)出現(xiàn)在抗力項(xiàng)的分母中，當(dāng)然也可以理解為乘以作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值再與抗力的極限值相平衡。采用分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)法的表達(dá)式描述極限狀態(tài)下設(shè)計(jì)驗(yàn)算點(diǎn)的抗力效應(yīng)的設(shè)計(jì)值與作用效應(yīng)的設(shè)計(jì)值的平衡關(guān)系。設(shè)計(jì)驗(yàn)算點(diǎn)的失效概率是最大的，因此用驗(yàn)算點(diǎn)的坐標(biāo)〔即設(shè)計(jì)值〕來(lái)控制設(shè)計(jì)。我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的主體工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法主要采用分項(xiàng)系數(shù)法，而現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的巖土工程設(shè)計(jì)原那么大多是多種設(shè)計(jì)方法并用。這種現(xiàn)狀就使設(shè)計(jì)工作復(fù)雜化了，不弄清楚這些問(wèn)題，很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。?建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)??建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?采用了多種設(shè)計(jì)方法。地基承載力設(shè)計(jì)采用容許承載力法，即工作狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。地基穩(wěn)定性計(jì)算采用總平安系數(shù)法,設(shè)計(jì)表達(dá)式〔13-5〕即為該標(biāo)準(zhǔn)的式〔〕：巖石錨桿抗拔承載力驗(yàn)算采用允許應(yīng)力法式中的f值為水泥砂漿或混凝土與巖石間的粘結(jié)強(qiáng)度特征值，即容許粘結(jié)強(qiáng)度值。第6章?lián)跬翂Ψ€(wěn)定性驗(yàn)算采用總平安系數(shù)法。第8章根底結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算采用分項(xiàng)系數(shù)法，所有的設(shè)計(jì)表達(dá)式中，作用均為基底的凈反力或由凈反力產(chǎn)生的根底結(jié)構(gòu)內(nèi)力，強(qiáng)度均為混凝土材料的相應(yīng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。3.如何處理巖土工程與上部結(jié)構(gòu)

不同設(shè)計(jì)方法所帶來(lái)的問(wèn)題?地基根底與上部結(jié)構(gòu)無(wú)論在使用功能、荷載傳遞或者建筑施工等方面都是不可分割的一個(gè)整體。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從上部結(jié)構(gòu)到地基根底，逐步傳遞荷載，始終保持各局部構(gòu)件的靜力平衡和滿足強(qiáng)度變形的要求。由于技術(shù)開展的側(cè)重面不同，上部結(jié)構(gòu)和地基根底的設(shè)計(jì)方法處于不同的開展階段。上部結(jié)構(gòu)比較早地開始實(shí)行了向概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的過(guò)渡，而地基根底那么仍處于總平安系數(shù)設(shè)計(jì)階段〔例如樁基設(shè)計(jì)、擋土墻設(shè)計(jì)〕，甚至有些局部尚停留在容許應(yīng)力設(shè)計(jì)階段〔例如地基承載力設(shè)計(jì)〕。目前由于上部結(jié)構(gòu)與地基根底設(shè)計(jì)原那么的不統(tǒng)一，各種標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行不同的荷載規(guī)定，設(shè)計(jì)值與標(biāo)準(zhǔn)值混用；不同標(biāo)準(zhǔn)按不同的平安度標(biāo)準(zhǔn)建立評(píng)價(jià)體系，給設(shè)計(jì)人員帶來(lái)太多的麻煩，造成很多誤解。其結(jié)果是要么可能造成浪費(fèi)，要么可能造成潛在的危險(xiǎn)。上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)算承載力時(shí)，荷載統(tǒng)一地采用設(shè)計(jì)值，抗力采用材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，沒有任何的懸念。地基根底設(shè)計(jì)中，驗(yàn)算地基承載力問(wèn)題時(shí)，由于地基承載力采用的是容許值，要求荷載取值，即基底壓力必須采用標(biāo)準(zhǔn)值。但驗(yàn)算根底結(jié)構(gòu)的承載力時(shí)，由于材料強(qiáng)度用的是設(shè)計(jì)值，荷載取值必須也采用設(shè)計(jì)值與之匹配。單樁承載力驗(yàn)算時(shí)，對(duì)于驗(yàn)算由地基土對(duì)樁的支承所構(gòu)成的承載力，與之相應(yīng)的軸力是標(biāo)準(zhǔn)值，但由樁身強(qiáng)度構(gòu)成的承載力驗(yàn)算時(shí)必須用軸力的設(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)值的不同取值和不同的適用條件。地基根底設(shè)計(jì)時(shí)，確定淺根底的平面尺寸、樁數(shù)等地基設(shè)計(jì)工程采用定值法，包括容許應(yīng)力法和總平安系數(shù)法。例如地基承載力特征值〔容許值〕、單樁極限承載力處于平安系數(shù)得單樁承載力特征值〔容許值〕?？沽Φ男再|(zhì)是容許值，標(biāo)稱標(biāo)準(zhǔn)值或特征值；因此，荷載應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值。如果荷載誤用設(shè)計(jì)值，設(shè)計(jì)的平安度過(guò)高。確定淺根底的高度、根底配筋、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)等工程采用分項(xiàng)系數(shù)描述的設(shè)計(jì)表達(dá)式。因此，抗力采用設(shè)計(jì)值；荷載也采用設(shè)計(jì)值。如果荷載誤用標(biāo)準(zhǔn)值，設(shè)計(jì)的平安度將會(huì)過(guò)低，偏于危險(xiǎn)。上部結(jié)構(gòu)荷載最終由根底傳給地基，地基根底設(shè)計(jì)必須與上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)。在基坑工程設(shè)計(jì)時(shí)，問(wèn)題與地基根底設(shè)計(jì)正好相反，由土的強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算得到的土壓力是標(biāo)準(zhǔn)值，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力也是標(biāo)準(zhǔn)值，但圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料強(qiáng)度卻是設(shè)計(jì)值?？傊?，在地基根底設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)表達(dá)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)表達(dá)式兩端不匹配那么會(huì)造成平安度下降。4.如何控制巖土工程的平安度？討論工程平安度的控制與風(fēng)險(xiǎn)、影響巖土工程平安度的因素，包括體制的因素和技術(shù)的因素。巖土工程是全過(guò)程的技術(shù)效勞，包括勘察設(shè)計(jì)階段的平安度控制、施工與運(yùn)營(yíng)階段平安度的實(shí)現(xiàn)及可能存在的風(fēng)險(xiǎn)分析。荷載取值、抗力取值和平安系數(shù)的取值都會(huì)影響平安度控制。地基根底設(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、根底結(jié)構(gòu)驗(yàn)算所用的荷載，必須是上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果，包括柱或墻根部的豎向力、水平力和彎矩。按每層的荷載估計(jì)值計(jì)算的結(jié)果，只能供編制勘察方案之用，不能用以做地基根底設(shè)計(jì)。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〔包括巖土層中的水〕作用于結(jié)構(gòu)物的荷載成為控制設(shè)計(jì)平安度的主要荷載，包括土壓力、水壓力、浮力、揚(yáng)壓力。注意這些根據(jù)土力學(xué)原理計(jì)算得到的荷載，按其性質(zhì)是標(biāo)準(zhǔn)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。巖土的變形是建筑物的正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算的“作用〞，也是造成建筑物承載力極限狀態(tài)的“作用〞之一。建筑物承受變形的能力，即允許變形值，是極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí)建筑物的“抗力〞。?建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?中的允許變形值，有些是正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算的抗力，有些那么是承載力極限狀態(tài)的抗力。[5]勘察設(shè)計(jì)階段是控制工程平安度的主要階段，如果在設(shè)計(jì)階段的平安度控制就有缺陷，設(shè)計(jì)平安度缺乏，或者對(duì)巖土體的工程性狀的認(rèn)識(shí)有偏差，設(shè)計(jì)參數(shù)的取值存在問(wèn)題，或者設(shè)計(jì)計(jì)算模式?jīng)]有反映工程的主要機(jī)理，平安系數(shù)的取值過(guò)低，或者甚至發(fā)生漏項(xiàng)和缺項(xiàng)?？辈旌驮O(shè)計(jì)從設(shè)計(jì)參數(shù)的取值和設(shè)計(jì)計(jì)算兩個(gè)方面來(lái)控制巖土工程的平安度，核心的環(huán)節(jié)是合理選取平安系數(shù)。平安系數(shù)的取值與破壞計(jì)算模式有關(guān)，不同的工程問(wèn)題、不同的計(jì)算模式，平安系數(shù)的取值是不同的。例如，地基承載力的平安系數(shù)為2～3，而擋土墻的抗滑穩(wěn)定平安系數(shù)僅為1.3。并不表示地基承載力問(wèn)題的平安度高于擋土墻的抗滑穩(wěn)定性。因此不同破壞計(jì)算模式的平安系數(shù)之間，不能相互比較平安系數(shù)的大小。我國(guó)對(duì)平安系數(shù)的取值考慮工程具體情況太少，因地制宜不夠。平安系數(shù)的取值與抗力確實(shí)定方法有關(guān)。對(duì)于相同的破壞計(jì)算模式，如果確定抗力的方法不同，那么抗力的可靠性不同，取用不同的平安系數(shù)。例如，歐洲標(biāo)準(zhǔn)對(duì)單樁承載力的平安系數(shù)，用載荷試驗(yàn)確定的單樁承載力，由于數(shù)據(jù)比較可靠，可以采用比較小的平安系數(shù)。平安系數(shù)的取值與巖土參數(shù)的試驗(yàn)方法有關(guān)，當(dāng)采用不同的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算時(shí)，平安系數(shù)的取值是不同的。例如，如果采用預(yù)固結(jié)以后的試樣做不固結(jié)不排水試驗(yàn)，得到的不排水強(qiáng)度cu會(huì)有很大的提高，如果利用這樣的試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算地基的穩(wěn)定性，就不能采用與傳統(tǒng)的試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算時(shí)相同的平安系數(shù)。平安度控制風(fēng)險(xiǎn)的影響因素?？陀^的因素，取土試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)試樣的擾動(dòng)、試驗(yàn)方法的不標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)結(jié)果的缺乏代表性、試驗(yàn)結(jié)果分析計(jì)算方法的不標(biāo)準(zhǔn)等因素都會(huì)影響對(duì)設(shè)計(jì)平安度的控制主觀因素，工程師對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)與分析，對(duì)代表性指標(biāo)的取用、對(duì)計(jì)算模式的選用等都會(huì)使得工程師對(duì)平安度的控制偏離預(yù)期的期望值。巖土工程平安度控制的關(guān)鍵是在勘察設(shè)計(jì)階段。巖土工程設(shè)計(jì)時(shí)，計(jì)算巖土抗力的強(qiáng)度參數(shù)，并不是像上部結(jié)構(gòu)材料那樣，可以從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中查到；由巖土所構(gòu)成的荷載，也不可能從荷載標(biāo)準(zhǔn)得到。這些都需要通過(guò)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)的取值是否符合設(shè)計(jì)的具體工程條件，是否反映了地質(zhì)條件的特點(diǎn)，都直接影響平安度的控制。但體制現(xiàn)狀卻非常不利于平安度的控制。巖土工程參數(shù)分析與選定是巖土工程勘察內(nèi)業(yè)工作的重要組成局部，是對(duì)原位測(cè)試和室內(nèi)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、加工，從中提出代表性的設(shè)計(jì)、施工參數(shù)，作為巖土工程勘察分析評(píng)價(jià)的重要依據(jù)。巖土工程參數(shù)分析的內(nèi)容包括對(duì)原始數(shù)據(jù)的誤差分析和有效數(shù)字的取舍，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)特征的分析，平均值和標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算，參數(shù)間經(jīng)驗(yàn)公式的建立及其圖表表示方法。由于巖土體是自然形成的，其成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造都是非均質(zhì)的和不確定的，勘察時(shí)的鉆孔或原位測(cè)試所取得的土樣或數(shù)據(jù)都有相當(dāng)大的偶然性，采樣必然帶有隨機(jī)性。因此，巖土工程參數(shù)的分析方法必須建立在隨機(jī)數(shù)學(xué)的根底上，采用統(tǒng)計(jì)的方法獲得具有代表性的參數(shù)，對(duì)于巖土工程參數(shù)也只能從統(tǒng)計(jì)的概念上去理解，才能正確地使用。對(duì)同一個(gè)巖土體，用同一種方法測(cè)定的巖土參數(shù)，每次的測(cè)定值并不完全相同，有時(shí)的分布范圍還相當(dāng)廣，如何從中得到代表性的參數(shù)，需要研究這些數(shù)據(jù)的分布規(guī)律。將測(cè)定值按數(shù)值大小從小到大依次順序排列，就得到變量的數(shù)列，稱為值序統(tǒng)計(jì)量，形成一個(gè)經(jīng)驗(yàn)的分布，這是定量研究的根底。需要巖土工程師具有分析不確定性的視野和能力，具有風(fēng)險(xiǎn)分析的能力。巖土本身所產(chǎn)生的荷載，不管是作用于結(jié)構(gòu)物或作用于巖土體上，其計(jì)算模式的正確與否，對(duì)平安度的控制是至關(guān)重要的。巖土本身所產(chǎn)生的荷載，一般也是采用巖土參數(shù)，選用一定的計(jì)算模式進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果，例如土壓力、水壓力、作用于土體或建筑物的浮力、作用于根底底板的反力、作用于土體的滲透力等。影響荷載計(jì)算結(jié)果正確性的因素。計(jì)算模式，計(jì)算假定是否反映了實(shí)際工程的主要控制因素？例如是空間問(wèn)題還是平面問(wèn)題、是彈性半無(wú)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？例如結(jié)構(gòu)的支承、約束條件，水的作用條件。計(jì)算參數(shù)，計(jì)算參數(shù)反映在工程具體條件下的巖土根本屬性與工況的影響？例如抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的選用、土的重度的選用等。平安度控制風(fēng)險(xiǎn)的影響因素客觀的因素，取土試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)試樣的擾動(dòng)、試驗(yàn)方法的不標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)結(jié)果的缺乏代表性、試驗(yàn)結(jié)果分析計(jì)算方法的不標(biāo)準(zhǔn)等因素都會(huì)影響對(duì)設(shè)計(jì)平安度的控制。主觀因素，工程師對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)與分析，對(duì)代表性指標(biāo)的取用、對(duì)計(jì)算模式的選用等都會(huì)使得工程師對(duì)平安度的控制偏離預(yù)期的期望值。巖土工程設(shè)計(jì)時(shí)，計(jì)算巖土抗力的強(qiáng)度參數(shù)，并不是像上部結(jié)構(gòu)材料那樣，可以從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中查到；由巖土所構(gòu)成的荷載，也不可能從荷載標(biāo)準(zhǔn)得到。這些都需要通過(guò)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)的取值是否符合設(shè)計(jì)的具體工程條件，是否反映了地質(zhì)條件的特點(diǎn)，都直接影響平安度的控制。5.怎樣計(jì)算荷載？請(qǐng)問(wèn)設(shè)計(jì)部門提供的荷載是荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合還是準(zhǔn)永久組合或是根本組合，這三者之間如何換算？對(duì)于不同的設(shè)計(jì)對(duì)象問(wèn)題，采用不同的荷載組合。根據(jù)?建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?GB50007-2002的規(guī)定，為驗(yàn)算地基承載力，確定根底的尺寸時(shí)，荷載采用標(biāo)準(zhǔn)組合。計(jì)算沉降時(shí)，荷載采用準(zhǔn)永久組合。驗(yàn)算地基或構(gòu)筑物的穩(wěn)定性時(shí)采用根本組合的設(shè)計(jì)值。驗(yàn)算根底內(nèi)力和配筋時(shí)采用根本組合的設(shè)計(jì)值。在勘察任務(wù)書中的荷載是為編制勘察方案用的，不是設(shè)計(jì)荷載。這里有兩個(gè)不同的概念，不能認(rèn)為都是簡(jiǎn)單地乘一個(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)的區(qū)別，考慮的荷載的內(nèi)容是不同的，要根據(jù)實(shí)際工程情況，按荷載標(biāo)準(zhǔn)來(lái)計(jì)算。另一個(gè)是所謂標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值的區(qū)別，那是差一個(gè)分項(xiàng)系數(shù)，但也不都是1.25，如以恒載為主的情況就是1.35。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(guò)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(guò)20多年的強(qiáng)制性推廣，國(guó)際制已經(jīng)在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用，所有的工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都采用了國(guó)際制，所有的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)際制與其他計(jì)量制之間的換算關(guān)系。為什么要實(shí)行國(guó)際制？亦即CGS制有什么缺點(diǎn)？在公制中，最大的問(wèn)題是無(wú)法區(qū)別質(zhì)量和重力的計(jì)量。例如，過(guò)去按CGS制的規(guī)定說(shuō)1立方米的土重2噸〔單位體積重為2噸/立方米〕，即重2000公斤〔kg〕，作用在1平方米的面積上，壓力是2噸/平方米，前面的2噸是指土的質(zhì)量，而后面的2噸是指力，可是無(wú)法加以區(qū)分。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，按前面的數(shù)據(jù)就可以說(shuō)土的質(zhì)量密度是2t/m3，這2t表示質(zhì)量，而產(chǎn)生的重力20009.820000N=20kN，作用在單位面積上的壓力是20kN/m2=20kPa。土的室內(nèi)試驗(yàn)指標(biāo)是單位體積的質(zhì)量，稱為密度，計(jì)量單位是g/cm3或t/m3，而單位體積的重力稱為重力密度或重度，計(jì)量單位是kN/m3；如果土的密度是1.8g/cm3，那么其重度應(yīng)為18kN/m3。密度是試驗(yàn)單位，而重度是計(jì)算單位，在土工試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)當(dāng)用密度表示，而不是重度，因?yàn)橛锰炱椒Q出來(lái)的是質(zhì)量而不是力。重度乘以土柱的高度就得到土的自重壓力，單位為kPa。例如，重度為18kN/m3，在10m深度處的自重壓力就是18×10＝180kPa。可以記住一個(gè)最簡(jiǎn)單的換算關(guān)系，壓力為1kg/cm2＝100kPa＝10t/m2。為什么錨桿計(jì)算的荷載如此不同？

〔一個(gè)典型的例子〕?建筑邊坡工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?GB50330-2002的〔～〕式中，為何計(jì)算所依據(jù)的荷載值不同，分別為Na、Nak和Na,是何原因？?jī)H僅是這樣規(guī)定而已嗎？這種規(guī)定的來(lái)源是?建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?第條關(guān)于荷載的規(guī)定。按照這本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，計(jì)算有關(guān)土的承載力、黏結(jié)強(qiáng)度一類時(shí)，用荷載的標(biāo)準(zhǔn)值；計(jì)算有關(guān)材料〔混凝土、鋼筋等〕的承載力時(shí)，用荷載的設(shè)計(jì)值。這個(gè)公式是驗(yàn)算錨桿鋼筋的截面，因此Na是錨桿拉力的設(shè)計(jì)值。這個(gè)公式驗(yàn)算錨桿鋼筋與砂漿之間的錨固長(zhǎng)度，是建筑材料之間的粘結(jié)強(qiáng)度，強(qiáng)度值用設(shè)計(jì)值，因此Na也用錨桿拉力的設(shè)計(jì)值。這是錨固體與地層之間的錨固強(qiáng)度的驗(yàn)算公式，由于是錨固體與地層之間的粘結(jié)強(qiáng)度是用容許值，故錨固的拉力用標(biāo)準(zhǔn)值Nak。如何使用勘察前期工作

收集到的荷載？設(shè)計(jì)能夠提供什么荷載？設(shè)計(jì)沒有進(jìn)行到一定的深度，只能估計(jì)荷載。如何估計(jì)？按每層每平方米1.5～2噸〔15～20kPa〕估計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)值小一些，設(shè)計(jì)值大一些，住宅小一些，辦公樓因?yàn)閷痈弑容^高，因此大一些。怎么使用這種荷載數(shù)據(jù)？整板根底怎么用？乘以樓層數(shù)得到基底壓力可以直接與地基承載力比較。pfa條形根底怎么用？與條形根底底面積與整板根底的面積比例有關(guān)。p/fa獨(dú)立柱基怎么用？與柱距l(xiāng)有關(guān)。柱荷載N＝p×l2但是，這種荷載只能用于做勘察方案，而不能用于地基根底設(shè)計(jì)計(jì)算。那么設(shè)計(jì)的荷載是如何計(jì)算得到的呢？設(shè)計(jì)荷載的計(jì)算荷載由恒載和可變荷載兩局部組成：恒載主要由結(jié)構(gòu)物的自重產(chǎn)生的，可變荷載包括樓面荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、積灰荷載等，按照荷載標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定：建筑荷載的傳遞設(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/m2100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/m21.1.2活荷載：商店：3.5kN/m2辦公：2.0+1.0〔考慮隔墻不確定布置〕＝3.0kN/m2通風(fēng)機(jī)房：8.0kN/m2汽車通道：4.0kN/m2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/m1.2.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/m2、內(nèi)墻加氣混凝土砌塊砌筑容重取7.5kN/m3，那么：200厚墻每米高(含雙面抹灰)：8×0.2+20×0.04+0.5=2.9kN/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155.6m層高:5.6×2.9=

16.24kN/m取164.2m層高:4.2×2.9=

12.18kN/m取12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七.根底方案建議與

地基根底設(shè)計(jì)的根底選型在勘察報(bào)告中如何建議根底方案，是巖土工程師比較關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題，也是頗費(fèi)斟酌的一件事。要做好根底方案的建議，提出符合實(shí)際的方案，必須正確掌握地質(zhì)條件，熟悉各種類型根底的適用條件，同時(shí)還必須了解上部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及要求。在勘察單位工作的巖土工程師，掌握地質(zhì)條件方面具有優(yōu)勢(shì)，但對(duì)上部結(jié)構(gòu)的了解可能不太具體，對(duì)各種根底類型的適用性不太熟悉，因而造成種種困難與誤解。下面的一些問(wèn)題正反映了巖土工程界的現(xiàn)狀，也提出了我們需要進(jìn)一步掌握的一些根本知識(shí)。這對(duì)于做好根底方案的建議，可能有所幫助。各種根底的傳力特性、構(gòu)造特點(diǎn)和設(shè)計(jì)原那么有什么不同？如何根據(jù)地基的承載條件來(lái)考慮根底的方案？選擇根底方案時(shí)，地基的條件僅是一個(gè)方面，還必須考慮上部結(jié)構(gòu)荷載的傳遞要求和使用的要求。為什么柱下條形根底

不屬于擴(kuò)展根底？?建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?GB50007-2002規(guī)定擴(kuò)展根底只包括柱下獨(dú)立根底和墻下條形根底，為什么不包括柱下條形根底？筏基和箱基是否也應(yīng)是擴(kuò)展根底？我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?GB50007-2002第條

對(duì)擴(kuò)展根底〔spreadfoundation〕作如下的解釋：“將上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載,通過(guò)向側(cè)邊擴(kuò)展成一定底面積，使作用在基底的壓應(yīng)力等于或小于地基土的允許承載力，而根底內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)同時(shí)滿足材料本身的強(qiáng)度要求，這種起到壓力擴(kuò)散作用的根底稱為擴(kuò)展根底。〞[1]按照歐洲標(biāo)準(zhǔn)的根底分類，獨(dú)立根底、墻下條形根底、柱下條形根底、筏形根底等都屬于擴(kuò)展根底。[2]但我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?GB50007-2002只把獨(dú)立根底和墻下條形根底作為擴(kuò)展根底。而將柱下條形根底、筏形根底都沒有列入擴(kuò)展根底的范疇。為什么國(guó)標(biāo)作這樣的分類？估計(jì)可能是因?yàn)?，?dú)立根底、墻下條形根底和柱下條形根底相比，存在設(shè)計(jì)原那么上的差異，因此認(rèn)為這種分類方法也有它的合理性。但按照國(guó)標(biāo)的上述定義，柱下條形根底和筏形根底也都符合上述術(shù)語(yǔ)所概括的受力條件。同時(shí)，既然國(guó)標(biāo)將原來(lái)的剛性根底改為無(wú)筋擴(kuò)展根底，配筋與不配筋是兩類擴(kuò)展根底的原那么區(qū)別，配筋是擴(kuò)展根底的重要特征。按上述的幾點(diǎn)分析，那么歐洲標(biāo)準(zhǔn)的分類似乎更有道理。柱下條形根底與獨(dú)立根底或墻下條形根底相比，計(jì)算方法究竟有什么不同呢？對(duì)矩形獨(dú)立根底需要驗(yàn)算長(zhǎng)邊和短邊兩個(gè)方向的斷面以確定根底的配筋，獨(dú)立根底在兩個(gè)方向的鋼筋都是受力鋼筋，雖然其承受的彎矩不同，配置的鋼筋截面面積不同，但其計(jì)算的原那么是一樣的。如果是方形根底，只承受軸心荷載，那只需要驗(yàn)算一個(gè)方向的斷面，兩個(gè)方向的配筋完全一樣。柱下獨(dú)立根底的兩個(gè)方向也都配置受力鋼筋，如果是軸心荷載，兩個(gè)方向的受力條件相同，因此根底的形狀就稱為方形，兩個(gè)方向的根底尺寸和配筋都是一樣的。如果在一個(gè)方向還有力矩，那么在力矩作用的方向就需要比另一方向的尺寸大一些，設(shè)計(jì)成矩形根底，如圖12-4所示，配置的鋼筋截面積也不相同，圖中長(zhǎng)邊方向配筋選用1116@210，短邊方向配筋選用1510@200。柱下獨(dú)立根底的高度按照滿足沖切承載力的要求驗(yàn)算。對(duì)墻下條形根底，只需驗(yàn)算橫斷面以確定根底的高度和底板的配筋。因?yàn)樵诟椎目v向，荷載是條形荷載，每個(gè)斷面上的荷載都是一樣的，如圖12-1所示的橫斷面總是保持平面不變，稱為平面應(yīng)變問(wèn)題，因此只需驗(yàn)算如下圖的一個(gè)橫斷面就可以了。計(jì)算條形根底的內(nèi)力時(shí)，只需在縱向取1延米長(zhǎng)度進(jìn)行分析，驗(yàn)算根底高度和計(jì)算每延米的橫向鋼筋用量。此時(shí)應(yīng)在斷面上取內(nèi)力最大的截面〔圖示I－I截面〕計(jì)算這個(gè)截面上的剪力和彎矩，然后按剪力驗(yàn)算根底的有效高度h0，按彎矩計(jì)算每延米橫向鋼筋的面積A。沿墻下條形根底的縱向所布置的鋼筋是分布鋼筋，并不是受力鋼筋。因此只需要按照構(gòu)造要求布置，不需要進(jìn)行計(jì)算。如圖12-2所示，圖中配置的橫向受力鋼筋16@170，沿磚墻的長(zhǎng)度方向配置8@250的分布鋼筋。但柱下條形根底的受力情況與墻下條形根底就有本質(zhì)的不同。在縱向，柱傳給根底的荷載是作為集中荷載來(lái)考慮的，可以假定根底底面的反力作為荷載沿縱向是均勻分布的，然后按倒梁法計(jì)算根底梁的內(nèi)力，也可以按照彈性地基上的梁進(jìn)行內(nèi)力的分析。因此每個(gè)斷面上的彎矩和剪力都是變化的，設(shè)計(jì)按照最大的內(nèi)力配置鋼筋?？v、橫向的鋼筋都是主要受力鋼筋，這是柱下條形根底與墻下條形根底重要的區(qū)別。梁在縱向的變形和

內(nèi)力的分布規(guī)律圖12-3是彈性地基上的梁在集中力作用下，梁的撓度w、轉(zhuǎn)角、彎矩M和剪力Q沿梁的長(zhǎng)度方向的分布。當(dāng)根底梁的長(zhǎng)度L/時(shí)稱為無(wú)限長(zhǎng)梁。綜合了梁的撓曲剛度和地基土的文克勒彈性特征，稱為柔度指標(biāo)，的倒數(shù)1/稱為特征長(zhǎng)度。由下式計(jì)算：k－基床系數(shù)；b－根底梁的寬度；E－根底梁混凝土的彈性模量；I－根底梁的截面慣性矩。撓度轉(zhuǎn)角彎矩剪力根底梁的撓度和彎矩的分布是對(duì)稱于集中力的作用點(diǎn)，而轉(zhuǎn)角和剪力那么呈反對(duì)稱分布。在集中力P0作用下，無(wú)限長(zhǎng)梁的撓度公式為：分別對(duì)撓度w求一階、二階和三階導(dǎo)數(shù)，就可以求得梁截面的轉(zhuǎn)角

、彎矩M和剪力Q。彎矩的分布圖顯示，在梁的不同截面上，彎矩的符號(hào)是會(huì)發(fā)生變化的，正彎矩作用時(shí)，梁的底部出現(xiàn)拉應(yīng)力，而負(fù)彎矩那么使梁的上部出現(xiàn)拉應(yīng)力，因此在根底梁中設(shè)置鋼筋時(shí)，必須在梁的上部和下部都布置受力鋼筋。作用于柱下條形根底上的柱荷載可能有假設(shè)干個(gè)，各個(gè)柱子所引起的內(nèi)力可以疊加，形成更為復(fù)雜的彎矩分布圖，一般按最大的彎矩包絡(luò)圖設(shè)置受力鋼筋。根底的寬度和長(zhǎng)度在標(biāo)準(zhǔn)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？這是由于不同的計(jì)算工況的假定不同，應(yīng)該從計(jì)算公式中物理量的概念上去把握，不要拘泥于符號(hào)是b還是L。如果是一個(gè)矩形根底，將b作為根底的寬度，L作為根底長(zhǎng)度，那么一般來(lái)說(shuō)，將寬度b理解為短邊是正確的，在許多教科書中也都是這樣規(guī)定的。如圖12-5所示。計(jì)算地基承載力，或?qū)Φ鼗休d力作寬度修正時(shí)，基于條形根底的假定，從平安角度考慮應(yīng)取短邊的尺寸作為計(jì)算公式中的寬度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的條形荷載下的應(yīng)力解，必須明確取短邊作為b，才能與所引用的各種計(jì)算應(yīng)力系數(shù)表格中的符號(hào)n＝z/b和m＝L/b相一致。但對(duì)于受單向力矩作用的矩形根底，根底尺寸在力矩作用方向一般采用比較長(zhǎng)的尺寸，以使根底有比較大的抵抗矩。因此在計(jì)算由力矩產(chǎn)生的底面反力時(shí)，所用的抵抗矩應(yīng)采用長(zhǎng)邊的數(shù)值計(jì)算，有的教科書中是用長(zhǎng)邊的尺寸L計(jì)算抵抗矩。但在?建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?GB50007-2002的圖、圖以及圖中，所標(biāo)注的“b〞并不是短邊，而是長(zhǎng)邊，那是為了計(jì)算抵抗矩用的，沒有錯(cuò)。但將長(zhǎng)邊尺寸稱為寬度確實(shí)是不太符合習(xí)慣的，因此計(jì)算公式中最好用L而不是用b，但這本標(biāo)準(zhǔn)中還是用了b，也可能其他一些教材也隨之而將長(zhǎng)邊標(biāo)注為b。小偏心大偏心因此，大家不要硬記符號(hào)，而應(yīng)從根本概念上去理解什么情況b是短邊，什么情況b是長(zhǎng)邊。根底寬度b有時(shí)并不一定是短邊，要從力學(xué)的原理來(lái)理解取b為其長(zhǎng)邊的尺寸還是短邊的尺寸，這樣才不會(huì)困惑，也不會(huì)弄錯(cuò)。在根底選型時(shí)，條形根底和筏形根底各適用于什么條件？是不是地下室必然采用筏形根底？筏形根底與箱形根底又有什么區(qū)別？淺根底根據(jù)它的傳力特性可以分為獨(dú)立根底、條形根底〔包括十字交叉條形根底〕、筏形根底、箱形根底等。無(wú)筋擴(kuò)展根底可以采用磚根底、三合土根底、素混凝土根底和毛石混凝土根底等比較低廉的根底材料外，絕大多數(shù)的根底材料都是使用鋼筋混凝土。鋼筋混凝土獨(dú)立根底主要用于柱下，也用于一般的高聳構(gòu)筑物，作為如水塔、煙囪等構(gòu)筑物的根底。獨(dú)立根底的構(gòu)造形式通常有現(xiàn)澆臺(tái)階形根底、現(xiàn)澆錐形根底和預(yù)制柱的杯口根底，見圖12-7。杯口根底可分為單肢和雙肢的杯口根底，分別適用于單肢柱和雙肢柱的情況。還可以分為低杯口根底和高杯口根底。軸心受壓柱下根底的底面形狀為正方形；而偏心受壓柱下根底的底面形狀為矩形。鋼筋混凝土條形根底分為墻下鋼筋混凝土條形根底和柱下鋼筋混凝土條形根底。柱下鋼筋混凝土條形根底又可分為單向條形根底和十字交叉條形根底，其構(gòu)造分別見圖12-8和12-9。當(dāng)?shù)鼗休d力較低，采用柱下鋼筋混凝土獨(dú)立根底的底面積缺乏以承受上部結(jié)構(gòu)的荷載時(shí)，可將幾個(gè)柱子的根底連成一條構(gòu)成單向的柱下條形根底；條形根底必須有足夠的剛度將柱子的荷載均勻地分布到擴(kuò)展的條形根底底面積上，并且調(diào)整可能產(chǎn)生的不均勻沉降。當(dāng)單向的條形根底底面積仍缺乏以承受上部結(jié)構(gòu)荷載時(shí)，可以在縱、橫兩個(gè)方向?qū)⒅走B成十字交叉條形根底。當(dāng)采用墻下條形根底或柱下十字交叉條形根底仍不能提供足夠的根底底面積來(lái)承受上部結(jié)構(gòu)的荷載時(shí)，可采用鋼筋混凝土滿堂整板根底，稱為筏形根底。筏形根底比十字交叉條形根底具有更大的整體剛度，有利于調(diào)整地基的不均勻沉降，能適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)荷載分布的變化。結(jié)合使用要求，筏形根底特別適用于采用地下室的建筑物以及大型的儲(chǔ)液結(jié)構(gòu)物〔如水池、油庫(kù)等〕。但地下室不一定都得采用筏形根底，如果地基土的承載力比較高，采用獨(dú)立根底或條形根底的基底面積足夠支持建筑物的荷載，此時(shí)地下室的底板就沒有傳遞上部結(jié)構(gòu)荷載的功能，只具有將地下室底層的樓面荷載傳遞給地基土，同時(shí)還需要具有防水、防潮的功能，此時(shí)底板厚度也不需要很厚。筏形根底分為平板式和梁板式兩種類型。平板式筏形根底是一塊等厚度的鋼筋混凝土平板圖，筏板的厚度與建筑物的高度及受力條件有關(guān)，通常不小于200mm；對(duì)于高層建筑，通常根據(jù)建筑物的層數(shù)按每層50mm確定筏板的厚度。如柱荷載比較大，為了防止筏板被沖剪破壞，可局部加厚柱下的筏板或設(shè)置獨(dú)立根底；當(dāng)柱距較大、柱荷載相差也較大時(shí)，板內(nèi)會(huì)產(chǎn)生比較大的彎矩，應(yīng)在板上沿柱軸線縱、橫向布置根底梁，形成梁板式筏形根底，梁板式筏形根底能承受更大的彎矩，其剛度主要由根底梁構(gòu)成，板的厚度就可以比平板式根底小得多。筏形根底的適用范圍十分廣泛，在多層住宅和高層建筑中都可以采用。箱形根底由鋼筋混凝土底板、頂板和縱、橫向的內(nèi)、外墻所組成，具有比筏板根底大得多的抗彎剛度，可視作絕對(duì)剛性，沉降非常均勻，其相對(duì)彎曲