岩土工程评价与设计讲座之一 - (下)

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1、岩土工程评价与设计方法讲座第一部分岩土工程评价方法（下）同济大学高大钊2010年12月五.勘察报告中的岩土工程评价1.地基承载力评价2.场地的均匀性评价1.地基承载力评价勘察报告提供的地基承载力特征值仅是强度参数还是同时满足强度与变形要求的综合参数？用承载力公式确定的地基承载力是否必须验算沉降？很多勘察单位直接把地基承载力标准值变为地基承载力特征值。因89规范与2002规范上部结构荷载组合不同，导致计算出的基础底面积明显减少，对此很多结构设计人员提出疑问。《建筑地基基础设计规范》计算地基土强度特征值的公式中涉及土的容重项，如果地下水位不同时，地基承

2、载力的计算结果是不一样的。但如按静探结果、标贯试验或物理性指标计算或查表求其承载力时，根本与地下水位无关。用《高层建筑岩土工程勘察规程》的极限承载力公式可以提供地基承载力吗？不知道这能否用于中低层建筑勘察的特征值取值依据？用平板载荷试验得到的承载力，用公式计算的承载力，不管是极限还是允许值，也不管标以什么名称，都是从强度概念得到的承载力，不包含变形的概念。影响建筑物变形的因素非常复杂，不可能在用载荷试验确定的承载力和用公式计算得到的承载力时能够控制建筑物的变形值。建筑物地基基础的设计必须满足强度和变形两方面的要求，但并不是要求承载力控制必须同时包含

3、变形控制。有的时候，承载力与变形都必须计算，有的时候强度满足了要求，变形也自然满足。例如根据上海的地质条件，硬壳层的载荷试验数值可能达到150kPa左右，无论叫比例界限，特征值，临界荷载，都是从硬壳层的强度得到的承载力，用公式计算时是用了硬壳层的抗剪强度指标，载荷试验试验反映的也就是2～3m厚的硬壳层的承载力。而建筑物的沉降，主要是由深层的软土控制的，基础面积大，应力传得深，受压缩的土层更厚，这些因素在载荷试验中能反映吗？显然不能；在计算公式中能反映吗？也是不能的。所以根据上海的地质条件和工程经验，天然地基只能用80～100kPa，即过去的所谓老八

4、吨。这个承载力是综合考虑了地基的变形，一般情况下计算的沉降是可以满足要求的，但承载力还是强度问题，只是考虑了深层软土对沉降的影响，取用值比较小一些而已。同时，这个承载力也不能对变形打包票，在建筑物体型复杂，层高变化大时，即使用了很低的承载力，建筑物也还是有可能开裂的。在本书1.6节中详细地介绍了一些案例，虽然建筑物的层数不多，基底压力也并不高，但由于各种因素的影响，建筑物还是墙面开裂，严重地损坏了。上海的《地基基础设计规范》从1999年版开始，采用地基极限承载力公式按基础的尺寸和埋置深度计算地基承载力，这本规范最近正在进行修编。在上海地区，近年来对

5、10个场地的浅层黏性土和粉土层一共做了39台平板载荷试验，以验证地基极限承载力计算公式的适用性。试验结果表明，上海地区浅层土的地基极限承载力在200kPa~300kPa之间，粉土的承载力高于黏性土，粉土的p～s曲线呈渐变型，无明显转折点；而黏性土的p～s曲线有明显的线性段。你谈到了89版《建筑地基基础设计规范》和2002版《建筑地基基础设计规范》的关系，但大家忽略了还有一本74版的《工业与民用建筑地基基础设计规范》，而且这是个源头。编制74版规范时，上部结构设计还没有采用概率极限状态设计方法，荷载采用的是标准值，地基容许承载力用p1/4公式计算或查

6、地基承载力表，设计方法是十分标准的容许应力法。但在编制89版规范时，上部结构设计已经采用了概率极限状态设计方法，因此地基设计的荷载也已经用了设计值，与74版规范相比大约提高了25％左右，但由于地基承载力用的仍是容许值，无法用分项系数加以调整。尽管当时采取了一些提高地基承载力值措施，例如c、的统计修正系数采用85％的保证率，深宽修正以后承载力的增量不到10％的也乘以1.1的系数等，但这本规范颁布以后，总的反映是基础的宽度设计得宽了，即承载力是用得低了些。2002版《建筑地基基础设计规范》实际上是回到了74版规范的设计水平，虽然在细部上有些差别，但在

7、总体上是回到了74规范，即荷载小了，基础明显减小了，这是回归到74规范的正常情况，不需要害怕。2002版规范与74版规范比较，安全度是一致的；与89规范比较，将本来高了一点的安全度拉了下来，不必有疑问，很正常。用承载力公式确定的地基承载力为什么必须验算沉降？《建筑地基基础设计规范》考虑弹塑性影响计算的临界承载力，在一定程度上考虑了变形的影响，却还要验算沉降。我想问，按我国《建筑地基基础设计规范》公式计算的承载力特征值还需要验算沉降，是不是存在矛盾。《建筑地基基础设计规范》的公式来源于前苏联规范。前苏联的规范采用p1/4公式控制基底压力的目的是为了进

8、行沉降计算，认为基底以下塑性区的开展深度没有超过1/4的基础宽度，地基中大部分区域还处于弹性状态，可以用弹性理论计算应力，