地铁勘察规范中基床系数的测定方法溯源

《地铁勘察规范中基床系数的测定方法溯源》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、地铁勘察规范中基床系数的测定方法溯源、分析和建议高大钊（同济大学上海四平路1239号200092）提要：对我国技术标准中关于基床系数的测定方法和工程应用的现状进行了归纳和分析，发现基床系数的应用和测定方法已经出现了多元化的现象，亟需加以必要的统一与规范化；查阅了Terzaghi和Vesic的两篇重要文献，了解了流传已久的一些方法的来源，澄清了一些重要的概念和思路。对我国技术标准中关于基床系数的应用与测定，提出了评价与建议，认为提供弹性地基梁板计算用的竖向基床系数应采用方形承压板载荷试验；水平向基床系数建

2、议用桩的水平载荷试验的方法测定而不用平板载荷试验；用于控制填土质量标准的指标K30可以采用圆形承压板的载荷试验测定，其术语称为地基系数K30；而用室内试验测定基床系数的方法不宜在工程勘察中推广应用。关键词：基床系数载荷试验弹性地基梁板填土质量控制桩的横向抗力1．问题的提出国标《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》GB50307－1999[1]规定了基床系数K30的几种测定方法，包括压板直径为30cm的载荷试验、三轴压缩试验和固结试验。国标《地铁设计规范》GB50157－2003[2]将基床系数应用于三个

3、方面：1)板墙式围护结构按竖向弹性地基梁模型计算；2)明挖结构按底板支承在弹性地基上的结构物计算；3)路基土采用地基系数K30控制压实标准。自1867年Winkler提出基床系数的概念以后，首先在弹性地基上的梁板计算中得到广泛的应用，后来又应用于承受横向荷载的结构物的内力分析，基床系数作为一种计算参数，得到了工程师的重视。关于基床系数的测定，自1955年Terzaghi的文献[3]发表以来，采用1平方英尺面积的方形承压板载荷试验用于测定竖向基床系数，用桩的水平载荷试验测定水平向基床系数已经成为人们约定俗

4、成的认识，但在我国的勘察规范中过去却少有规定。自世纪之交开始，由于《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》规定了在勘察阶段用圆形承压板载荷试验测定K30的方法测定竖向的和水平向的基床系数，同时还规定了可以用室内三轴压缩试验和固结试验的方法测定。人们不能不注意到，这些规定在基本概念、测定标准和工程应用方面所产生的一些影响，这些影响也可以从后继的一些规范的编制和一些研究报道中反映出来。因此，有必要对这个问题加以追溯和分析，对勘察规范如何规定基床系数的测定方法提出建议。2．我国有关技术标准对基床系数测定方法的一

5、些规定我国早期的勘察规范对基床系数的测定方法很少有具体的规定，仅桩基规范规定了用桩的水平载荷试验方法测定水平基床系数。1999年，《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》首次在我国的勘察规范中对基床系数的各种测定方法作了非常具体的规定，包括下列4个条文和有关的条文说明：10.3.1条基床系数在现场测定时宜采用K30方法，采用直径30cm的荷载板垂直或水平加载试验，可直接测定地基土的水平基床系数Kx和垂直基床系数Kv。10.3.2条在室内宜采用三轴试验或固结试验的方法测定地基土的基床系数K。10.3.3条在

6、初步勘察阶段可根据地基土的分类、密实度，按照本规范附录选用。10.3.4条在详细勘察阶段应通过试验方法确定。在这本规范的条文说明中给出了基床系数随基础宽度B增加而减小的计算公式：黏性土：（1）砂土；（2）K1－标准基床系数或K30值。在此以后，国标《岩土工程勘察规范》[4]、行标《高层建筑岩土工程勘察规程》[5]和上海市工程建设规范《岩土工程勘察规范》[6]对基床系数的测定都相继作出了具体的规定。但这些规范的规定之间却出现一些矛盾和分歧，主要表现在下列4个方面：1）基床系数的测定方法分为三种：（1）由载

7、荷试验测定竖向和水平向的基床系数（2）由桩的水平载荷试验测定水平向基床系数（3）由三轴试验或固结试验测定竖向和水平向的基床系数2)关于承压板的形状和尺寸的规定（1）30cm（1ft）边长的方形承压板（2）30cm（1ft）直径的圆形承压板（3）方形和圆形承压板均可3）由载荷试验得出的基床系数的术语与符号《岩土工程勘察规范》和《高层建筑岩土工程勘察规程》都采用相同的基准基床系数的术语和符号Kv，但承压板的形状是不同的。其他几本标准的术语都不统一，符号也不一致。4）关于按基础尺寸换算的基床系数《岩土工程勘察

8、规范》对此没有作出任何规定；《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》和《高层建筑岩土工程勘察规程》给出了相同的换算公式，其来源都是引用Terzaghi的公式；而上海市工程建设规范《岩土工程勘察规范》还给出了将非标准尺寸的承压板试验结果换算为标准承压板条件下的“标准基床反力系数”Kv1和再换算为实际基础尺寸的“地基土的基床反力系数”，Ks的术语与符号均与其他的规范之间存在差异。5)各本勘察规范用载荷试验测定基床系数的不同规定见表1。各本勘察规范