地基承載力范文

導語：如何才能寫好一篇地基承載力，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：細砂；地基承載力；壓縮變形；密實度

中圖分類號：TU473.1+4 文獻標識號：A 文章編號：2306-1499（2013）04-（頁碼）-頁數

1. 地基承載力的概念及取值方法

1.1地基承載力的概念

所謂地基承載力是指地基受荷后塑性區限制在一定范圍內，保證不產生剪切破壞而喪失穩定，且地基變形不超過容許值時的承載能力。

地基承載力特征值fak是正常使用極限狀態計算時的地基承載力，即在發揮正常使用功能時地基所允許采用抗力的設計值。它是以概率理論為基礎，也是在保證地基穩定的條件下，使建筑物基礎沉降計算值不超過允許值的地基承載力。

地基承載力基本值f0是指按標準方法試驗，未經數理統計處理的數據，可由土的物理性質指標查規范得出的承載力。該承載力為按有關規范規定的一定的基礎寬度和埋置深度條件下的地基承載能力。

從fak與f0的概念分析，f0經過一定的折減后即為fak，但從國標《建筑地基基礎設計規范》（GBTJ-89）[6]到（GB50007-2002）[5]的演變，以及福建省標準《建筑地基基礎技術規范》（DBJ 13-07-2006）[1]表C.0.6與《工程地質手冊》（第三版）[3]表3-2-36的對比分析，fak與f0是基本一致的。

1.2目前砂土地基承載力取值的一般方法

地基承載力的取值既不能片面地追求較高的安全度而造成工程浪費，也不能為了節省造價而犧牲安全度，刻意提高取值，應本著既安全又經濟的原則進行。

目前對砂土的地基承載力確定方法常用的有兩種，其中最常用的為查表法。

（1）查表法，按地方標準提供的承載力表格查表取值。目前一些沿海地區，如福建、廣東、廣西等的地方建設標準均提供了根據標貫擊數確定承載力的表格，其中對于砂土的取值也都大同小異，以福建省標準《建筑地基基礎技術規范》（DBJ 13-07-2006）[1]為例，詳見下表1：

設計綜合各種試驗結果，采用fak=220kPa、E0=15 MPa進行設計，基礎尺寸按3.2m×3.2m考慮，采用分層總和法估算地基最終沉降量為16.33mm。根據沉降觀測結果，開閉所沉降穩定后的累計總沉降量為12-17mm。

顯然，利用平板載荷試驗和靜力觸探試驗成果的計算結果與實際觀測較為接近。

4.試驗檢測結果分析

4.1從試驗方法的綜合使用方面分析

從三種不同檢測方法獲得的地基承載力特征值來看，根據標貫擊數依福建省標準《建筑地基基礎技術規范》（DBJ 13-07-2006）[1]表C.0.6確定的承載力值最小，約160kPa；按平板載荷試驗確定的承載力值最大，不小于220 kPa；按靜力觸探確定的承載力值居中，約為180 kPa。載荷試驗是天然地基上模擬建筑物的基礎荷載條件，通過承壓板向地基施加豎向荷載，觀察研究地基土的變形和強度規律的一種原位試驗，屬于現場模擬操作，是確定地基承載力最接近實際的手段，這已得到業界的共識，檢測結果也被設計認可和采用。但是，由于該試驗費用較高，一般只用于安全等級為一級的建筑物。

利用標貫擊數查表確定砂土的地基承載力是目前巖土工程勘察中最常用的方法。福建省標準《建筑地基基礎技術規范》（DBJ 13-07-2006）[1]表C.0.6與《工程地質手冊》（第三版）[3]表3-2-36采用的其實就是《建筑地基基礎設計規范》（GBJ 7-89）[6]附表5-8的數據。近二十多年來，隨著經濟的快速發展，工程建設項目雖然數量龐大，但普遍存在工期緊、勘察費低的現象，而且受場地工程地質條件與工程重要性等級等因素的影響，因此也少有對細砂層采用多種試驗方法及沉降觀測結果進行承載力的驗證，并提出更新意見，而一直引用原有數據。

觀點一：當場地有現場載荷試驗時，對試驗結果的采用應以載荷試驗為主，其他試驗方法為輔。

4.2 從砂土的壓縮變形機理、密實度的表征分析

一般來說，砂土顆粒間孔隙連通性較好，地基承載力受地下水及孔隙氣體的影響很小，其強度主要來源于固體顆粒間的滑動摩擦和咬合摩擦，前者會引起土體的剪縮，顆粒間的滑動趨向密實；后者會引起土體的剪脹、顆粒破碎和顆粒重新定向排列。因此，砂土的壓縮變形穩定后承載力的提高基本上是砂粒結構排列在外荷作用下重新調整擠密的結果。

孔令偉、朱建群等人的研究（國家自然科學基金資助項目40372128）[9]指出，粉粒含量對砂土強度的影響表現在兩個方面：（1）由于粉粒含量的增加，影響砂土的透水性，從而使砂土在外力作用下，超靜孔隙水壓力來不及消散而降低其有效抗剪強度；（2）砂土在外力作用下，砂顆粒間的相互錯動導致處于砂粒接觸點上的粉粒滑入孔隙中；或者，一部分粉粒仍處在接觸點上而產生粉粒自身的彈性壓縮（實際上該部分變形量非常小，可忽略不計），從而表現出較大的體縮。雖然從這個層面上來講，砂土的粉粒含量、顆粒形狀、級配、粒徑等對其壓縮變形有一定影響，但是該文獻研究的是粉粒含量對松散狀態（孔隙比e=1.07±0.005）下的片狀粉細砂強度的影響，對不同粉粒含量在不同密實度狀態下對砂土強度的影響問題，目前尚未發現有專門的研究資料。

眾所周知，砂土的密實度是砂土體強度，即砂土體抵抗外力產生壓縮變形能力的一種綜合表征，這從現行有關規范的條文也可見一斑，例如：（1）國標《巖土工程勘察規范》（GB 50021-2001）[2]第3.3.9條根據標貫實測值劃分砂土密實度，未按砂土類別（粒組成分）進行細分；（2）行標《靜力觸探技術規則》（TBJ 37-93）[4]根據靜力觸探結果，對承載力與壓縮模量的取值也并無砂土類別之分；（3）砂土作為基礎持力層，對工程影響最大的就是液化問題，國標《建筑抗震設計規范》（GB 50011-2010）[10]第4.3節對飽和砂土的液化判別雖然考慮了粘粒含量的影響，但也未考慮砂土的粉粒含量、顆粒形狀、級配、粒徑等因素，對不同類別的砂統一按標貫擊數進行判別。

觀點二：根據標貫擊數確定的細砂地基承載力可以提高到與中、粗砂相當的水平。

4.3從試驗成果的取用及地基沉降計算與沉降觀測結果方面分析

地基沉降計算與實際沉降觀測之間會存在一定差異，這是由于理論計算基于線彈性模型與土體的本構模型之間存在差異造成的，這在不少文獻（如文獻[8]）及教科書中都有論述。當然，沉降計算與變形參數的取值關系甚大，比如利用平板載荷試驗成果計算的沉降量較小，就是因其變形參數取值較大的結果。本文討論的是地基承載力的取值問題，在變形參數取值相同的情況下，基礎尺寸將隨地基承載力的減小而增大，造價也會相應增加。從地基沉降變形計算與沉降觀測的結果來看，雖然計算結果與沉降觀測之間存在一定差異，但利用平板載荷試驗和靜力觸探試驗成果的計算結果與實際觀測仍較為接近，而利用標貫試驗成果計算的結果與實測相差較大。若其他條件不變，利用標貫試驗成果（fak取160kPa），即使壓縮模量Es取10 MPa進行計算，基礎尺寸達到3.7m×3.7m，其最終沉降量也達24.96mm。不但計算的沉降量仍然較大，而且基礎尺寸也較大。

本工程實例設計采用了平板載荷試驗結果（fak取220kPa，E0=15 MPa）進行設計。實際的沉降觀測結果沉降較均勻，沉降量也較小，與理論計算值較為接近，滿足國標《建筑地基基礎設計規范》（GB 50007-2002）[5]的有關要求。

觀點三：細砂在桿長修正后的標貫擊數達到15擊時，地基承載力特征值fak取220kPa是安全可靠的。

5.結論與建議

本工程實例的細砂層直接出露、厚度大、分布范圍廣、均勻性較好，試驗條件好，與理論模型也較為接近，試驗成果可靠度高，具有一定的代表性。綜合以上的討論和分析，目前根據標貫擊數，依福建省標準《建筑地基基礎技術規范》（DBJ 13-07-2006）[1]附表C.0.6確定的細砂地基承載力偏低，會在一定程度上造成工程浪費。建議：根據標貫擊數，按該規范查表確定的細砂地基承載力特征值宜提高到與中、粗砂相當的水平，即細砂經桿長修正后的標貫擊數不小于15擊時，其地基承載力特征值不小于220kPa。

此外，建議對粉粘粒含量與不同密實度條件下的各粒級砂（若能同時考慮級配問題更好）的強度關系作深入的研究，為工程建設提供更詳實的依據，在確保安全度的同時，盡量節省造價。

參考文獻

[1]福建省工程建設地方標準DBJ 13-07-2006 建筑地基基礎技術規范[S].中國建筑工業出版社，2006年

[2]中華人民共和國國家標準 GB 50021-2001 巖土工程勘察規范[S].中國建筑工業出版社，2009年

[3]常士驃等.工程地質手冊（第三版）[M].中國建筑工業出版社，1992年

[4]中華人民共和國行業標準 TBJ 37-93 靜力觸探技術規則[S].中國建筑工業出版社，1993年

[5]中華人民共和國國家標準 GB 50007-2002 建筑地基基礎設計規范[S].中國建筑工業出版社，2002年

[6]中華人民共和國行業標準 GBJ 7-89 建筑地基基礎設計規范[S].中國建筑工業出版社，1989年

[7]中華人民共和國行業標準 JGJ 72-2004 高層建筑巖土工程勘察規程[S].中國建筑工業出版社，2004年

[8]馬崇武 劉忠玉 王衛平. 傳統地基沉降計算方法存在問題分析[J].東莞理工學院學報，2007，14（5）

[9]朱建群 孔令偉 鐘方杰. 粉粒含量對砂土強度特性的影響[J].巖土工程學報 2007，29（11）

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【關鍵詞】：地基承載力；特征值；太沙基理論；深寬修正

Abstract ]:By retrospective determination of bearing capacity of foundation between methods of inheritance, characteristic value of bearing capacity of deep width correction discussed.

[ Key words ]: foundation bearing capacity; Eigen value; Terzaghi theory; depth width correction

中圖分類號：TU47文獻標識碼： A 文章編號：2095-2104（2012）07-0020-02

地基承載力是地基基礎設計中相當重要的一個參數，其數值大小不僅關系到建筑為的安全而且決定了建筑物的基礎形式和成本。地基承載力特征值的建議值通常是由勘察人員在巖土工程勘察報告中提出來的，因此，如何確定和應用地基承載力是我們每一位工程勘察技術人員所必須掌握的基本功。下面就筆者的工作體會和經驗對以上問題進行初步的探討。

一、地基承載力的確定

地基承載力是保證地基強度和穩定條件下地基承受荷載的能力。在不同的歷史時期，不同設計規范中，也出現了不同的地基承載力概念，比如：容許承載力、承載力標準值、承載力設計值、承載力特征值等，根據文獻2，我們在這里進行討論地基承載力特征值。

文獻2定義承載力特征值為：由在和實驗測定的地基土壓力變形曲線（p-s曲線）線段變形段內規定的變形所對應的壓力值，其最大值為比例界限。由該定義看出，地基承載力特征值主要由載荷試驗所確定。但在工程實踐應用中，由于載荷試驗價格高，試驗繁，耗時長，規范規定在甲級建筑物中必須采用，在乙、丙級建筑物中可采用其他方法綜合確定。

1、載荷試驗

載荷試驗是確定承載力最準確、最直接的一種方法。該法利用一套加壓裝置測定一定面積承壓板下的應力主要影響范圍內的地基壓力變形曲線，從而確定地基承載力特征值。它分為淺層平板載荷試驗、深層平板載荷試驗、螺旋板載荷試驗3種，其中淺層平板載荷試驗適用于地下水位以上淺層地基土，深層平板載荷試驗適用于埋深≥3m和地下水位以上的地基土，螺旋板載荷試驗適用于深層地基土或地下水位以上的地基土。3種方法的試驗要點及取值方法可參見文獻2和工程地質手冊。

2、理論公式計算

理論公式計算確定地基承載力特征值主要根據土的抗剪強度指標。該方法可分為兩類：一類為采用極限平衡理論求得地基承載力極限值，再除以安全系數，得到地基承載力特征值，該法最早由普朗特爾導出，后經太沙基、漢森、魏錫克等補充，此法是國內確定地基承載力的主流，為文獻4推薦采用，公式為；另一類是按控制地基中塑性區發展范圍的方法確定地基承載力特征值，往往選用臨塑荷載或比臨塑荷載大的臨界荷載和作為地基承載力，該方法應用廣泛，積累了大量工程經驗，在我國的地基基礎設計中推薦了以該方法為理論基礎的公式：。

理論公式計算倚重的土的抗剪強度指標，需視工程情況正確選用cu或uu試驗法予以確定。

3、根據土工試驗、原位測試數據查表

這是最為常見的根據經驗確定承載力，是利用土工試驗指標和原位測試結果，結合手冊、規范中提供的承載力表查取承載力。使用這一方法需要明確：承載力表必須具有代表性，所測的土工試驗數據一定要準。因為所用的承載力表是以載荷試驗資料為基礎，然后通過數據回歸分析，建立經驗關系，并與土的抗剪強度計算進行比較，綜合得到的一種對應。由于我國各地存在差異，新規范取消了承載力表。

以上三種方法是目前勘察人員確定地基承載力特征值主要采用的方法。

二、深寬修正的實質

文獻2要求：當基礎寬度＞3m或埋置深度＞0.5m時，承載力特征值應按照進行深寬修正，意義何在？

我們知道地基的破壞形式可分為整體剪切破壞、局部剪切破壞和沖切破壞三種，對于密實砂土、硬塑、堅硬的黏性土地基，通常為整體破壞，而出現局部剪切和沖切破壞的松散砂及軟弱土不作為基礎持力層，因此地基的破壞形式多表現為整體剪切破壞。

按照太沙基理論得到的便符合這一假定。由此公式的推導過程（詳見文獻1）顯示，公式中第一項與第二項分別為基礎寬度與基礎深度對承載力的效應。正因如此，承載力不但與土的抗剪強度有關，也是基礎寬度和基礎埋深的函數，基礎寬度大、基礎埋深大對地基承載力產生有利影響。

三、深寬修正的對象

上面我們談到了三種地基承載力的確定方法，不同方法得到的承載力特征值是否應統一進行修正呢？

由于載荷試驗的埋深為零，所測定的承載力沒有包含深度的影響，同時載荷試驗的荷載板尺寸比基礎小得多，所測得的結果不能直接應用于實際工程，而需要進行深寬修正。

同樣，根據土工試驗數據所得的物理力學指標(如孔隙比e、液性指數Il)，以及根據原位測試（標準貫入擊數N、重型觸探擊數N63.5等）等所得的力學指標對應的承載力表，因為都是通過將各種指標回歸于載荷試驗而得到的對應關系，所以從本質上可視為載荷試驗確定地基承載力的另外一種表達形式，因而所得到的地基承載力同樣需要進行深寬修正。

唯獨文獻2給出的是傳承了經典理論的計算公式，依此計算所得的地基承載力特征值不僅體現了土性對地基承載力的影響，經過了經驗校正，而且考慮了基礎寬度與基礎埋深的影響，因此不需要也不應該進行深寬修正。并且，深寬修正方法的數據依據、計算方法的可信度和理論層次都低于用承載力公式計算的方法，用低一層次的方法去校正高一層次的結果，在理論上是不合適的。

四、結語

1、地基承載力特征值可通過載荷試驗、理論公式計算和土工試驗、原位測試查表等方法確定。

2、根據太沙基理論，對于由載荷試驗及由土工試驗、原位測試查表等方法得到的地基承載力特征值應結合工程實際進行深寬修正。而對于由理論公式直接計算得到的地基承載力特征值不能再進行深寬修正。

參考文獻：

1、《土力學與基礎工程》高大釗主編，中國建筑工業出版社

2、《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2002

3、《巖土工程勘察規范》GB50021-2001

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【關鍵詞】CFG樁；復合地基；褥墊層；承載力

0 引言

CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱（即Cement Flying-ash Gravel pile），是由碎石、石屑、粉煤灰混合料，摻適量的水進行拌合，采用各種成樁機械形成樁體。通過調整水泥的用量及配比，一般可使樁體強度等級在C10～C25之間變動[1]。CFG樁復合地基通過褥墊層與基礎連接，無論樁端落在一般土層還是堅硬土層，均可保證樁間土始終參與工作。樁體的強度高低直接受水泥的摻量多少影響，水泥少時，強度低；水泥摻量高時，CFG樁樁體的強度就高。CFG樁復合地基適用于處理粘性土、粉土、砂土和自重固結完成的素填土地基。

1 CFG樁在復合地基中的作用

1.1 樁體的擠密加筋作用

CFG樁在成樁的過程中，樁體擠壓周圍松散土體，使得土體孔隙比減小，密實度增大，同時施工過程中不需要向原地基中加水，CFG樁樁體中的粉煤灰以及水泥在水化時也起到對樁間土吸水、發熱和膨脹的作用，使得樁間土達到擠密的效果。另外，由于CFG樁樁體粘結強度大、抗剪強度強，其樁體強度明顯大于樁周邊土的強度，實際上CFG樁樁體就起到土層的豎向加筋的作用，進而增大土的抗剪強度和樁側摩阻力，提高地基的承載力[2]。

1.2 樁體置換作用

CFG樁樁體是具有一定粘結強度的混合料的樁體。在CFG樁復合地基中，CFG樁承擔荷載遠大于樁間土承擔荷載，土被CFG樁置換是復合地基承載力得到提高的主要原因之一。

1.3 樁體的排水作用

CFG樁由于在普通混凝土拌合料中摻入粉煤灰，因此具有很強的滲透性，樁體相對于土體構成了滲透性很好的豎向排水、減壓通道。可以有效地消散振沖產生的超孔隙水壓力的增高，加速土體的排水和固結，有效提高土體強度，土體強度還會隨著時間增加而增強。另外，CFG樁復合地基采用振沖法施工，還可大大增強粉、細砂土的抗液化能力。

2 復合地基承載力最新計算方法

建筑地基處理技術規程（JGJ 79-2012）中的計算方法[3]，在第七章詳細介紹了各種復合地基的計算方法和施工要點，其中對于復合地基初步設計時可按下式估算承載力：

2.1 對有粘結強度增強體復合地基

f■=λm■+β（1-m）f■（1）

式中：f■――復合地基承載力特征值（kPa）；λ――單樁承載力發揮系數，宜按當地經驗取值，無經驗時可取0.7～0.90；m――面積置換率；R■――單樁承載力特征值（kN）；A■――樁的截面積（m2）；β――樁間土承載力發揮系數，按當地經驗取值，無經驗時可取0.9～1.0；f■――處理后樁間土承載力特征值（kPa），應按靜載荷試驗確定。

對于CFG樁復合地基，屬于有粘結強度的增強體復合地基，所以應按照公式（1）計算地基承載力。

2.2 單樁豎向承載力特征值R■應通過現場載荷試驗確定。

R■=u■■q■l■+βq■A■（2）

式中：u■――樁的周長（m）；n――土層數；q■――樁周第i層土的側阻力特征值。l■――第i層土的厚度（m）；q■――樁端土端阻力特征值（kPa）。

2.3 按樁身材料強度確定的單樁豎向承載力特征值R■

R■=■f■A■（3）

式中f■――樁體試塊標準養護28d 的立方體抗壓強度平均值（kPa）

3 影響因素分析

從上述的3個公式來看，與復合地基置換率、樁土應力比、樁長、樁徑、樁體材料，復合地基土層信息等均有一定關系，主要分析以下幾方面的影響。

3.1 樁的平面布置方式

樁的布置形式很多，條形基礎可以采用單排、雙排或多排的布樁方式，獨立基礎可以采用單樁或是多樁布置，箱筏基礎宜采用等邊三角形布樁[4]，m為面積置換率，其計算公式為m=Ap/A，樁可以是三角形或是方形排列。樁間距的大小影響m的大小，樁間距越大，m值越小，復合地基承載力越小，但當樁距小于4倍樁徑后，隨樁距的減小，復合地基承載力的增長率明顯下降。一般選擇3～4d（樁徑）為宜。

3.2 樁長、樁徑

樁長的選擇一般決定于持力層所在位置。樁越短，樁間土荷載分擔比例就越高，樁間土受的荷載越大，樁間土的壓縮變形越大，樁長范圍內土的壓縮變形也越大；反之，樁越長，樁間土荷載分擔比就越小，樁間土的壓縮變形越小。樁徑大，置換率就大，處理區域的復合模量就大，復合地基承載力提高的就越明顯。樁體長度不同時，在承擔相同的基礎荷載時，樁體和樁間土所承擔的應力分擔不同，樁越長，樁承擔的荷載就越大，樁間土的壓縮變形就小；樁越短，樁體承擔基礎荷載就越小，基礎荷載大部分由樁間土承擔，使得沉降比較大。因此增加樁長可以增大加固區的深度，同時樁體越長，樁側摩阻力越大，上部荷載可以傳遞到更深的土層中使復合地基的承載能力提高，變形減少。

3.3 褥墊層

褥墊層厚度大，樁間土承載力能夠得到充分發揮，樁體承擔豎向荷載減小，但地基水平和豎向變形都會增大。相反，褥墊層厚度小，樁土豎向荷載分擔比加大，樁間土承載力不能得到充分發揮，需要增加樁的數量和樁長，而且樁對基礎的應力集中明顯，但其優點是復合地基的沉降量小[5]。群樁復合地基，樁數越多，置換率越大，則約束作用越大。

3.4 施工工藝

CFG樁常用工藝有長螺旋鉆孔灌注成樁，振動沉管灌注成樁和長螺旋鉆孔、管內裝混合料成樁。每種成樁工藝都有不同的要求，振動沉管灌注成樁屬于非擠土成樁，主要適合淤泥質土、松散砂土、粘性土、粉土等地質條件、長螺旋鉆孔灌注成樁要求施工土層處于地下水位以上，適合于粘性土、粉土、素填土、中等密實以上的砂土，屬于非擠土成樁；長螺旋鉆孔泵壓混合料成樁，適用于粘性土、粉土、砂土以及對噪音或污染要求比較嚴格的場地。施工時一定要及時清理場地，保證樁體剛度不變，以提高樁體承載力。

4 結語

CFG樁有著擠密加筋、置換、排水作用，有效提高了地基承載力。設計時需要考慮樁長、樁徑、樁間距、褥墊層的厚度、樁體剛度等因素，提高復合地基承載力的同時降低成本是值得注意的問題。

【參考文獻】

[1]曹俊秀，徐華山.水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）在工程地基處理中的應用[J].安徽建筑，2009（1）：60-62.

[2]曾巧.CFG樁復合地基設計計算與工程應用[D].重慶交通大學，2013，06.

[3]中華人民共和國住房和城鄉建設部.建筑地基處理技術規程（JGJ79-2012）[S].2012.

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關鍵詞：高速公路；地基承載力

中圖分類號: U412.36+6

引言

隨著我國經濟建設的飛速發展，高速公路建設正逐步成為國家基礎設施建設的重點工程，國家也將會繼續加大資金投入進一步改善道路交通及完善路網結構。因此，討論該如何進一步研究高速公路的鋪設以及維護工程中所存在的問題，是非常有實際意義的。在高速公路的施工中，無論在技術上、管理上，也有不少教訓，值得我們去反思研討。而在這么多的問題中，高速公路地基承載力的潛在問題及防治就是其中的重要課題。

1. 地基承載力潛在問題的重要性

高速公路的優越性使其在如今經濟社會中起重要的作用。為了完善其功能，進一步擴大其應用，彌補高速公路的不足勢在必行。各種土木工程在整個使用年限內都要求地基穩定，要求地基不致因承載力不足、滲流破壞而失去穩定地基容許承載力性，也不致因變形過大而影響正常使用。高速公路的地基承載力是高速公路的建設中相當重要的因素之一。

地基承載力指地基在同時滿足變形和強度兩個條件下，單位面積所能承受的最大荷載。在荷載作用下，地基要產生變形。隨著荷載的增大，地基變形逐漸增大，初始階段地基土中應力處在彈性平衡狀態，具有安全承載能力。當荷載增大到地基中開始出現某點或小區域內各點在其某一方向平面上的剪應力達到土的抗剪強度時，該點或小區域內各點就發生剪切破壞而處在極限平衡狀態，土中應力將發生重分布。高速公路建設中有大量的通道和涵洞等構造物，在高填方地段，填土荷載將在構造物基底產生相當大的壓力(可達500 kPa以上)[1]。因此在進行高速公路設計及巖土工程勘察時，均應對其地基承載力問題給予高度重視，也就是說地基承載力的確定成了施工和設計中必須認真考慮的問題。

2. 確定地基承載力的方法

地基承載力的確定問題是一個復雜的問題。雖然，在傳統意義上確定方法己經相當成熟，然而由于傳統方法存在大量的假設，各地的地質背景又不盡相同，使得目前許多實際工程當中使用的地基承載力值偏低或偏高，從而造成了不必要的浪費或工程隱患。因此，有針對性的確定地基承載力是非常必要的。

地基承載力可以根據地基容許承載力的方法來確定，可以根據臨界荷載的方法來確定，也可以根據極限荷載的方法來確定。具體確定方法包括原位試驗法、理論公式法、規范表格法和當地經驗法。

2.1 原位試驗法（in-situ testing method）：

原位試驗法包括（靜）載荷試驗、靜力觸探試驗、標準貫入試驗、旁壓試驗等，是一種通過現場直接試驗確定承載力的方法。其中以載荷試驗法為最可靠的基本的原位測試法。可以測定難于取得不擾動土樣的有關工程力學性質；可避免取樣過程中應力釋放的影響；影響范圍大，代表性強。然而影響原位測試成果的因素較為復雜，使得對測定值的準確判定造成一定的困難。

2.2 理論公式法（theoretical equation method）：

理論公式法是根據土的抗剪強度指標計算的理論公式確定承載力的方法。該方法可以通過計算得出承載力，簡單方便，然而土的抗剪強度的影響因素很多，因此用理論公式法算得承載力較為局限。

2.3 規范表格法（code table method）：

規范表格法是根據室內試驗指標、現場測試指標或野外鑒別指標，通過查規范所列表格得到承載力的方法。規范不同（包括不同部門、不同行業、不同地區的規范），其承載力不會完全相同，應用時需注意各自的使用條件。

2.4 當地經驗法（local empirical method）：

當地經驗法是一種基于地區的使用經驗，進行類比判斷確定承載力的方法。這種方法推算承載力也較方便快速，但是由于經驗的準確性無法量化，它只能充當一種宏觀輔助方法。

目前，在土木工程建設中，確定地基承載力的方法較多，但對于中小型工程，因建設資金等因素的制約，一般均采用規范法[2]確定地基承載力。規范表格法相比于原位試驗法跟加快速，工作量相對較少；而與理論公式法和當地經驗法相比，由于有試驗數據的支撐，規范表格法更為準確，且說服力更強。

3. 影響高速公路地基承載力的潛在因素

高速公路的地基承載力與土質和含水量有關。采用規范法可確定地基承載力，對于粉土，按天然含水量ω0和天然孔隙比e0查規范中的表得地基承載力；對于粘性土，按天然含水量ω0與液性指數II。查表可得粘性土土質的地基承載力[3]。

3.1 水分對地基承載力的影響

當高速公路修建后，因蓄水而使地基土的含水量增大，故承載力降低。若設計高速公路時，以天然地基承載力作為設計值，就會使建筑物的安全系數減小，甚至造成地基失穩、高速公路斷裂等嚴重事故，直接威脅到人身安全和財產安全。例如，朝赤高速公路土質對含水量的變化極為敏感，即在土質含水量低時，土的承載力較高，而當其含水量增加時，承載力隨之急劇下降，壓縮性增加，不能滿足高速公路對路基的要求，勢必產生路基病害。因此，在設計高速公路時，需要考慮蓄水情況下的地基承載力，保證高速公路在該情況下能夠正常的運行。令外，在鋪設高速公路的同時，其相關輔助設施（如排水設施）的高效運行也是保證地基承載力相對穩定的重要因素。

3.2 土質對地基承載力的影響

在我國，膨脹土和軟土在土質對地基的影響最大。在高速公路建設中，土質的勘察是相當重要的環節，只有確定了土質，才能采取相應方案以保證地基承載力。

3.2.1 膨脹土

膨脹土指的是具有較大的吸水后顯著膨脹、失水后顯著收縮特性的高液限粘土，它主要由強親水性礦物質組成，并且具有顯著脹縮性的粘性土。其一是土中含有較多的粘粒，而粘粒中又含有較多親水性較強的蒙脫石或伊利石；二是具有特殊的膨脹結構。膨脹土對公路的危害具有多次反復性，在堅硬狀態下該土的工程性質較好，但其顯著地漲縮特性可使路基發生變形、位移、開裂、隆起等嚴重破壞。為了保證道路在較長時間內路基的穩定和路面的平整度，達到安全.舒適行車的目的，必須解決因膨脹土而造成的一系列工程問題。

3.2.2 軟土

國內軟土地基分布廣泛，指強度低，壓縮量較高的軟弱土層，多數含有一定的有機物質。軟土有著高含水量、孔大隙比、高壓縮性、小壓縮模量、低承載力等特性。為了提高該段公路路基的穩定性和承載能力，鋪設高速公路路基之前，需要對軟土路基進行相應的處理。加固土樁法，通過土體樁和樁間軟土形成復合地基可提高地基承載力。軟土地區修筑高速公路，由于軟土壓縮性大、含水量高、強度低等特點，造成施工過程的安全風險比較大，工程條件很差。因此，軟土地基路堤施工期間，應該根據場地軟土的特點，進行施工安全監控，盡量控制地基沉降變形，只有這樣才能確保施工進度和施工質量。

3.2.3 濕陷性黃土

濕陷性黃土是指在一定壓力下受水浸濕，土結構迅速破壞，并產生顯著附加下沉的黃土。濕陷性黃土又分為非自重濕陷性黃土和自重濕陷性黃土。非自重濕陷性黃土是在上覆土的自重壓力下受水浸濕，不發生顯著附加下沉的濕陷性黃土；自重濕陷性黃土是在上覆土的自重壓力下受水浸濕，發生顯著附加下沉的濕陷性黃土。在諸多增強高速公路地基承載力的方法中，改良基床底層填料已成為提高高速公路路基質量的關鍵問題，往往建議采用擠密法對黃土進行技術處理。擠密法是處理地下水位以上新近堆積黃土、濕陷性黃土、雜填土和素填土的一種地基加固方法，主要是通過“擠壓”作用使地基土得到加密，并利用打入鋼套管在地基中成孔，最終在孔中分層填入素土后夯實而成土樁，這種方法屬于柔性樁，與樁間同形成復合地基。

結論與建議

( 1 ) 本文分析了地基承載力存在的一些問題，并提出了確定地基承載力的方法。

( 2) 具體分析了水分、土質對地基承載力的影響。

本文拋磚引玉, 提出問題, 旨在引起工程界和學術界對地基承載力確認方法的重視和影響因素。所建議的地基承載力確定方法, 還有待于工程驗證和進一步完善。

參考文獻

[1] 楊杰．高速公路路塹邊坡加固預應力錨索施工技術與質量制[J]. 巖石力學與工程學報，2003, 22(2): 2759-2764．

[2] 現行建筑結構規范大全，第四冊．北京：中國建筑工業出版社，1991.

篇5

關鍵詞：粘性土；地基承載力；關系

Abstract: the characteristics of the soil and the bearing capacity of the foundation has a strong link between, and different soil with different capacity. This article mainly aims at the characteristics of cohesive soil, and combined with the bearing capacity of the foundation, this paper analyzes the related theory of cohesive soil moisture content and the relationship between the bearing capacity of the foundation.

Keywords: viscous soil; The bearing capacity of the foundation; relationship

中圖分類號：TU47 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）

在自然界，存在著不同特性的土壤，這些土具有不同的物理特性。土的形態常處于粘滯流動狀態和固體狀態，具有可塑性。土的地基承載力與土的體積、密實度以及含水量有著密切的關系。一般而言，土的含水量越大，土質會越松軟，土的地基承載力則相對較低，如果土的含水量小，土質較硬，土的地基承載力便增大，因此不同物理特征的土直接影響著土的地基承載力。粘性土是指具有可塑狀態性質的土，它具有特別的物理屬性，筆者將在下文中從粘性土的物理特性出發，分析粘性土與地基承載力的關系。

一、粘性土的物理特性

粘性土是指一種含粘土粒較多，透水性較小的土壤，壓實后的粘性土保水性好，毛細作用小。一般而言粘性土在工程上按照不同的可塑性，分為粉質粘土和粘土，其中將塑性指數在10以上并且在17以下的的粘性土稱之為粉質粘土，而塑性在17之上的則稱之為粘土。粘土的土粒較細，孔較小，透水性較弱，相比較其他土質而言，粘土具有膨脹、收縮的特性。，隨著含水量大小的變化，粘性土的力學性質也會隨之改變。具體說來粘性土具有以下特性：

粘性土是由極小的土粒做成的可塑性的細粒土，粘土的塑性隨著含水量的不同也會相應的產生變化。可塑性是指土在外力的作用下，可塑成任何形狀卻不發生龜裂，當外力停止施力時仍然能夠保持原來的形狀。粘性土隨著含水量不同分別處于幾種狀態：液體、塑體、固體等狀態。其中粘性土從一種狀態轉變為另一種狀態的分界含水量稱為界限含水率。液限和塑限是塑體稠度的兩個界限，分別表示了塑體稠度的上限和下限。正是因為這樣的上限下限使得塑性的大小可以通過液限和塑限的差值確定，得出的結果便是塑性指數的定量表示。塑性指數越大則表明粘土的可塑性越強，塑性指數偏小則說明可塑性較小。塑性指數是判斷粘性土性質分類的重要指標。其中的粘土是粘性土的代表，粘土具有極強的可塑性和吸水性，并且粘土還具有膨脹性和收縮性。作為一種重要的建筑地基，粘性土的承載能力與它的天然稠度有關。

二、地基承載力

地基承載力是地基容許承載力，在保證地基穩定的條件下，建筑物的沉降量不能超過建筑物允許值。一般而言，地基的穩定性與構成地基的土體息息相關，要保證建筑物的安全和正常使用，在使用過程中不遭到破壞，就需要地基的負荷不能超過地基土的負荷能力，具體便是要求組成地基土層的土受壓縮和變形、凹陷產生的變形不能過大，從而保證地基的穩固。在進行基礎設計的過程中需要充分考慮以下幾個因素：1.地基的容許承載力必須在基礎的單位面積壓力之上；2.地基的變形值要小于建筑物的沉降允許值；3.地基穩定牢固，不會出現意外的滑動。在基礎的設計過程中必須充分考慮這三方面因素，一旦其中某一因素出現偏差便極有可能造成地基的損壞。

在地基的處理上，每一種土質下的地基都具有不同的地基承受能力，要使地基能夠穩固，常常需要對地基進行改善，具體說來可以通過以下幾種途徑改善地基：1.采取一定措施提高地基土的壓縮模量，即使地基受建筑物沉降量的影響縮小，能夠支撐建筑物；2.透水性的改善，因為地基土的透水性的不同，地基在開挖過程中要結合地基環境實際情況進行透水處理；3.針對一些不良土質采取改善措施，主要是指在地基設計中通過必要的手段提高地基土的質量，使之適應建筑物的沉降量。4.有的地基在開挖過程中因為建筑物需要，常常對地基土進行裁剪，但許多裁剪常常會造成地基土的承載力的改變，從而使得地基的邊緣失穩，容易造成地基的破壞，因此在設計過程中必須改善地基的裁剪特性。5.由于地及周邊環境的運動和施壓常常會造成地基的不穩定，尤其是一些突發性事件，比如地震等，因此必須加強地基的抗震能力和抗壓能力。

三、粘性土和地基承載力的關系

在自然環境下，土的形態常處于粘滯流動狀態和固體狀態之間，并且常呈現出的是塑性狀態。土體的力學性質通常通過其含水量的多少來進行研究分析，土體的地基承載力、土體的體積等都與土的含水量密切相關。含水量的減少，土體的體積便會縮小，從而使得土體的密度增加，比如在平原中大量開采地下水會造成土地地面的凹陷，這便是含水量減少，土體體積縮小，密度變大的結果。粘性土之所以被稱為粘性土也是與其本身的特性有關的，筆者在上文中已經就粘性土的相關性質做出了具體的闡述，那么粘性土這些性質和地基承載力之間存在怎樣的關系呢？筆者在下文中將做出進一步探討。

由上述事實我們已知土體的力學性質與土體的含水量直接相關，土體的密度、體積、塑性等直接受含水量的影像，因此，在探索粘性土的物理特性與地基承載力之間的關系時，筆者選擇從其含水量著手進行分析，即直接探索粘性土的含水量與地基承載力之間的關系。天然孔隙比m由土體的干容重

即 ，又因為固體顆粒的體積n和孔隙體積m之和便是土體的總體積，即m+n=1,孔隙比是孔隙體積比上固體顆粒體積即有.

另外，我們已知水的重量和固體顆粒之間的比值是自然條件下的含水量W

綜上，可以得出天然孔隙比和天然含水量之間的關系，即

由此我們可以推導出W及的變化和e之間的關系。

天然土體中除了水和孔隙以外還有空氣，在塑性狀態下，土體的整體結構是復雜變化的，并且因為水和空氣的壓縮性，使得計算本身存在一定誤差，但只要這個誤差在允許范圍內就是具有現實參考價值的。

除去粘性土含水量和地基承載力的關系，筆者將進一步分析飽和粘性土地基的固結沉降公式，更加詳細的探索粘性土和地基承載力的關系：

從無側脹條件下的半數微型壓軸曲線可以得出最終固結沉降公式：

由于土體在固結的過程中有效應力和孔隙之間的關系是又因為，通過推到可以得出地基土在時間t的固結沉降公式為：

因此粘性土的地基承載力主要體現在粘性土本身的土體性質上，而且還要考慮粘性土的含水量及孔隙與地基承載力之間的關系，因為這些因素之間相互影像和制約，最終影響地基力承載力。因此，粘性土的含水量影響了地基土的密度和體積，粘性土的含水量較其他土體大，并且因為其土體的可塑性較強，透水性差，在土體中水的飽和性較高，因此粘性土下地基一般而言塑性較強，這使得地基的可變性增大，這對地基設計來有好也有壞。一方面因為其高塑性使得土體的韌性較高，耐壓性較強，不易發生龜裂，抗震能力也較強，能夠抵御外力的突發性襲擊，當然這也是基于地基本身的抗壓能力之上的，過大的外力也會對粘性土造成破壞。另一方面，因為粘性土的含水量較高，塑性較大，密度較高，使得土體的透水性不好，容易出現積水，這對地基的抗濕能力提出了挑戰。粘性土的柔軟性使得在地基設計中不得不加強其硬性處理，使地基更加堅固和穩定。通常針對粘性土可采取的措施有：混填法，即在土壤中混入一定量的巖石和砂，增加土體的硬度，使得地基更加堅固；預壓法，是一種模擬建筑物壓力的方法，在建筑物建筑之前，對地基進行試壓，將土體中的多余水排除，提高土體的密度，從而提高地基承載力的穩定性。

四、粘性土地基承載力的季節性變化及改善措施

由上文內容可看到，地基承載力與粘性土的土體性質直接相關，尤其是粘性土的含水量是影響土體性質的重要因素，因此在地基設計中必須充分考慮粘性土的含水量。我國是季風氣候區，每年的氣候季節變化大，降水主要集中在夏季，而冬季卻出現明顯的干旱。不同季節的降水量對粘性土的土體含水量的影響非常大，不同時間的環境也對土體特征造成了影響，最終影響地基承載力。地基在設計過程中及最終投入使用，都會受到地基內部土體含水量的影響，其內部的含水量不是一成不變的。由于不同季節的降水、地下水的變化、地表水的流動、地表蒸發力以及地表溫度等因素的季節性，其地基承載力都會發生周期性的遷移，含水量也發生著周期性的季節變化。含水量的變化對地基的物理性質作用是非常巨大的，在上文中筆者已經借助相關計算推導了其中的內在聯系，含水量對地基承載力的地基強度、剛度和穩定性有顯著的影響。夏季地下水位上升，地表水流入土體的成分多，粘性土的含水量增大，含水量增大后土體體積也會變大，土壤塑形增強，但這在一定程度上容易造成地基承載力的可變性大，土體內部孔隙增大，容易出現積水。另外由于夏季降水量大，對地表的沖刷力較強，粘性土地基在施工過程中容易出現地基沖刷現象。旱季土體內含水量少，粘性土土質較硬，塑性降低，不利于施工。

正是因為粘性土的上述季節性變化因素，使得基礎設計和施工過程中必須充分考慮季節變化對粘性土土體物理力學性質的影響，充分考慮含水量的變化對地基承載力的影響。具體說來可以通過以下幾方面措施進行改善：一方面在降水量較大的季節，尤其是夏季，對粘性土的含水量進行實時檢測，如果含水量過高就要進行一定的排水措施，防止造成地基內部積水，影響地基承載力；另外還要注意對地基地表的維護，例如增加碎石砂巖等加固地基，防止強降雨對地基地表土體的沖刷。在降水較少的季節，尤其是冬季和春季，粘性土中的含水量較少，土體實密度提高，土體的塑性相對降低，因此在旱季容易發生龜裂的現象，因此在施工過程中要注意人為的對粘性土的含水量進行干預，適量增加地基內部粘性土的含水量，提高其塑性，從而提高粘性土的抗壓能力，從而保證了地基承載力。粘性土的季節變化對地基承載力的影響是巨大的，在基礎設計中除去考慮自然因素下的粘性土土體性質之外還要充分考慮不同季節和不同施工時間對粘性土性質的影響。

綜上所述，粘性土與基礎地基承載力之間的關系與粘性土本身的含水量、實密度、孔隙等因素直接相關。在地基設計中必須充分考慮粘性土的土體性質，并且還要與地基建設的周圍環境相結合，真正提高地基的穩定性。

參考文獻：

[1]高彥斌、王江鋒、葉觀寶、李偉、徐超，粘性土各向異性特性的PFC數值模擬――《工程地質學報》，2009年05期

篇6

關鍵詞：遼寧中部地區 淺部地基、承載力

在遼寧中部地區，有多條高速公路建成通車，未來還需要修建鞍山至臺安、燈塔至遼中等高速公路。高速公路位于下遼河沖積平原上，公路路基、部分小型橋梁的基礎形式為淺基礎，地基地層為粉質粘土和粉細砂地層。地層承載力指標的高低，對高速公路建設的造價有重大影響。為降低公路工程造價，我們在公路路段內選取K19+330段進行土的原位測試對比試驗，選取K21+890段進行砂土的原位測試對比試驗。試驗目的通過本次試驗，對粉質粘土和粉砂地層采用各種測試手段確定的土層工程指標進行對比分析，為設計提供比較充分的綜合指標依據。

試驗方法包括標準貫入試驗、靜力觸探試驗和深層平板載荷試驗。

1 場地工程地質條件

1.1 K19+330段

根據鉆探資料，場地土巖性特征自上而下分述如下：

①素填土：黃褐色，稍濕，稍密。

②粉質粘土：灰褐色～黃褐色，灰褐色～灰黑色，濕～飽和，軟塑狀態，局部夾薄層粉土。

③細砂：灰色，飽和，中密狀態。

1.2 K21+890段

根據鉆探資料，場地土巖性特征自上而下分述如下：

①粉土：黃褐色、灰色，稍濕，中密狀態，含有植物根系。

②粉砂、細砂：黃褐色，濕-飽和，松散-稍密狀態。

2 試驗及結果分析

2.1 標準貫入試驗

現場采用DPP-100型回轉鉆機泥漿護壁鉆進，標貫結果見表1。

表1 地層標貫擊數統計表

2.2 靜力觸探試驗

現場采用20T自行式靜力觸探車，采用雙橋探頭，JTY-3A型數據采集儀進行數據采集，試驗結表見表2。

2.3 深層平板載荷試驗

深層平板載荷試驗采用堆載法，配重為砼塊和鋼梁自重，壓板面積0.5m2，試驗深度1.1～1.5m。試驗采用500kN油壓千斤頂加荷，配40MPa標準壓力表測壓，以2塊50mm量程百分表觀測地基土沉降。粉質粘土②分級荷載30kPa，首級30kPa，終載270kPa和300kPa；粉砂②分級荷載40kPa，首級40kPa，終載400kPa。試驗結果見表3。

表3 深層平板載荷試驗承載力結果統計表

注：[fao]為承載力基本容許值,單位kPa,s為對應沉降量,單位mm。

綜合上述標準貫入試驗、靜力觸探試驗和深層平板載荷試驗結果，分別確定地基土的承載力基本容許值[fao]和壓縮（變形）模量Es(E0)及樁側摩阻力標準值（qik）見表

4。

由上述對比分析可以看出，由土工試驗、標貫試驗、靜探試驗確定的承載力平均值略低于靜載荷試驗指標，粉質粘土②差值為7%，粉砂②差值為17%。

3 結論

通過深層平板載荷試驗、靜力觸探試驗、標準貫入試驗結果對比分析，采用標貫試驗獲得的承載力值安全系數較大，深層平板載荷試驗獲得的承載力值更接近實際，靜力觸探試驗得的承載力值偏大，所以，在實際工作中，應根據不同構筑物對承載力的要求，采用不同的方法確定地基承載力指標，有條件情況下，承載力指標宜采用多種原位測試結果綜合分析確定。

參考文獻：

[1]工程地質手冊（第四版），2007年2月第四版.

[2]公路工程地質勘察規范（JTG C20-2011），2011年11月第1版.

篇7

【關鍵詞】地基承載力；增量加載法；尺寸效應

【Abstract】 Based on the incremental loading finite element method， Studied the horizontal bearing capacity of foundation， and slope foundation characteristic and load plate. Based on numerical load test analysis， The results shows that the load test proposed load board size is the right in the specification. The bearing capacity is relatively sensitive for the slope of foundation. The research results provide a reference for slope foundation bearing capacity determination.

【Key words】 The foundation bearing capacity； The incremental loading method； Size effect

0 前言

平板載荷試驗是用一定尺寸的載荷板在指定土層上逐級加載，同時測量相應沉降，以得到p-s曲線確定地基極限承載力的一種原位試驗方法。在地基土平板載荷試驗中，載荷板尺寸對試驗結果[1]有很大影響。我國《建筑地基基礎設計規范》（GB5007-2011）[2]規定，對于淺層平板載荷試驗承壓板面積不應小于0.25m2，對于軟土不應小于0.5m2，如載荷板采用正方形，則相應的寬度不小于0.5m，對于軟土不應小于0.71m。韓曉雷等[3]開展了強夯法處理地基的載荷試驗尺寸效應研究，在該場地上分別選取8種尺寸的剛性方板載荷試驗，認為載荷板的寬度可選擇0.4-0.707m。張文龍等[4]開展了內蒙古地區粉細砂地基平板載荷試驗尺寸效應研究，認為存在一個載荷板尺寸效應的界限值0.5m×0.5m和0.7m×0.7m，當載荷板尺寸在兩個界限值之間時，試驗測試的承載力比較接近。柳飛等[5]開展了離心機試驗模擬平板載荷試驗研究，試驗結果表明基礎直徑為0.8m（載荷板面積0.5m2）和0.56m（面積0.25m2）的極限承載力相差27%-40%。文獻[6-10]對載荷板尺寸效應的其它問題進行了研究。以上研究成果表明承載板尺寸效應研究成果較為離散。本文基于有限元增量加載法，進一步開展載荷板尺寸效應研究。

1 載荷試驗增量加載有限元數值模擬方法

載荷試驗增量加載有限元數值模擬方法是通過數值分級加載方法，分析地基受力及變形全過程（應力-應變、位移）、獲取荷載―沉降曲線及地基破壞模式。在數值載荷試驗中需要輸入巖土體物理力學參數、地基土體本構模型和破壞準則，本文模擬時，地基土采用彈塑性模型和莫爾一庫侖屈服準則。數值試驗加載方法及承載力判定滿足淺層載荷試驗規范要求。

2 水平地基載荷板尺寸效應數值載荷試驗分析

試驗采用方板載荷試驗方法，為了消除計算模型尺寸對地基承載力影響，計算模型尺寸見圖1。 載荷板寬度b從0.1m變化為1.0m，增量為0.1m，共計進行10個數值試驗。試驗地基土采用碎石土，地基土體物理力學參數見表1，有限元計算模型如圖2所示。

圖3 和圖4是承壓板在不同尺寸下的地基承載力，可以看出，當載荷板寬度為10cm時，承載力最大，而當載荷板為20cm時，載荷板承載力急劇下降，到30cm時地基承載力達最小值，且最小值和最大值之間的差異將近1000kPa，當載荷板尺寸大于30cm時，地基承載力隨著載荷板尺寸的增加而不斷增加，當到達50cm以后，基本保持不變。由表2可知，當載荷板尺寸大于50cm時的地基承載力相對于50cm時的地基承載力損失都不到1%，說明載荷板尺寸對地基承載力有影響且作用范圍有限。

通過水平地基載荷板數值試驗研究，當載荷板尺寸寬度達到50cm以后，承載力基本保持不變，據此，載荷板尺寸選擇應不小于50cm為宜。

3 斜坡地基承載力數值分析

3.1 不同邊坡距下地基承載力分析

為研究邊坡距對斜坡地基承載力的影響，計算模型見圖5。采用方形載荷板， 尺寸寬度b為0.5m，坡角為45°時分析如下幾種工況：L（邊坡距）分別為0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80m，地基土物理力學參數見表1，計算分析得出不同邊坡距下地基承載力與坡邊距關系見表3，圖 6和圖 7為承載力特性。

篇8

[關鍵詞]基坑開挖；承載力；建筑物；變形 文章編號：2095-4085（2017）05-0107-02

1基坑工程的概念

基坑工程屬于復雜工程，牽涉領域廣泛，例如：土力學、工程地質、基礎工程、原位測試技術、土與結構相互作用等。_挖基坑大部分是在短時間內完成，一方面工程經費控制比較嚴格，另一方面影響開挖基坑原因有很多，比如：地下水情況、地質條件、天氣變化、施工順序及管理等。基坑工程服務涉及工程的多個方面，土建、橋梁、道路、管道和海域附近工程等。

2工程實例

高層建筑周圍有4幢多層和10多間低矮的房屋，根據設計數據，高層地下室兼作人防工程。基坑開挖將采取降水、支護開挖，最大開挖深度達到9.2m左右，涉及到的土層大致可分為粉質黏土，粉土。施工過去沒幾天，周圍一些低層建筑出現裂縫。

基坑周圍樓房及高層受力層為①層粉土，基礎深度為1.2m（地層）、2.0 m（多層），直接下臥層采用②層粉質黏土。關于施工著重關心的高層建筑，因為它的基礎下①層粉土厚度只有0.3 m，所以，該試驗主要向第②層進行。出現裂縫的建筑離基坑邊緣大概6m～10 m左右，去掉外伸半寬基礎，實際離開基坑最外邊達5.2m～9.2m左右。按照基坑開挖理論得出的②層黏土粉質承載能力：225kPa。根據數據顯示，多層建筑設計采用數值120 kPa。到開挖基坑之后，照著方法計算，由于側限抗力變小而變小的承載力值：36 kPa，得出安全系數K=2，減少18kPa，大致占設計值15%。根據同個勘察現場實驗數據推出，降低變大約6mm～8mm，如果再考慮降水變化，周圍場地由于基坑施工而造成的附加降低數值會高于10.0 mm，歸納原本的建筑強度、設計和質量等特質，得到合理回答：即使有圍護，依然存在很多原因造成大量較低建筑出現裂縫。采用不同的方式對地面沉陷進行計算，可以看出：在距離基坑邊緣4m～8 m范圍內，理論沉陷值在15mm～9mm之間，與該文中陳述的結果基本一致。與采用剛性基礎的低層建筑不同，采取柔性基礎的多層建筑由于整體剛度較好，直到基坑工程全部完工都沒有裂縫。

3基坑開挖對鄰近建筑物地基承載力影響的整治措施

3.1注漿法

注漿法利用氣壓、液壓、電動化學方法，使用注漿管將介質平均地注入到土里，漿液利用滲透、擠密、填充等，除去沙粒之間和石頭縫隙的水分和空氣后擁有空余空間，經過人工控制，漿液會從松散或者縫隙狀態結合成一體，變成完全不同的剛度高、滲透性好還有化學穩定性好的“結石體”。原材料、水或其他溶液和各種添加劑的混合漿液注漿法。一般使用的注漿原料通常指漿液用的原材料，根據用途分類，外加劑有氧化劑、催化劑、懸浮劑等。注漿材料種類各式各樣，包括以水泥漿為主的水泥漿材，一般用于巖石加固，往往在施工中比較常用。

3.2深層攪拌樁

加固飽和粘性土和粉土等地基，深層攪拌樁無疑是最佳的方式之一。該方法使用了石灰水泥等作為固化劑，利用特殊的操作機器，及時把強化劑和地基進行攪和，從而令土基加固并具備遇水穩定性、綜合整體性和硬度效果好的水泥加固土，進而增強地基強度提高變形模量值。依據強化劑混進形態的不同，將分為漿液和粉體噴射攪拌。前面一個用漿液和地基土強制攪和，后面一個是用粉體和地基土強制攪和。現今，噴漿型式的濕法攪拌機器有單、雙軸、三軸，還有多軸，在社會上都比較常用。噴粉機器現在有攪拌機只有單軸一種類型，加固土有止水要求時，應該選擇漿液攪拌法進行。

3.3高壓噴射注漿法

（1）對于粉質土、砂質土、黃質土、素填土和碎石土以及淤泥、淤泥質土、流動或軟黏性土等地基，運用高壓噴射注漿法都能起到較好的加固地基作用，然而碰到硬黏性質土或者是含有大量小石或部分植物殘留草根的地基，阻擋、削弱噴射流的情況，使沖擊破碎力大幅度減少，造成切削范圍小和處理效果不好；遇到含有大量微生物的土體，該方法的處理效果也會不一樣，要依據實驗現場結果得出適用程度；針對濕陷性黃土地基，也應該預先有現場試驗。（2）高壓旋噴樁加固的有效直徑或范圍要依據現場實驗或工程經驗確定。當用作止水帷幕的時候，加固體的搭接要長于30cm。（3）根據土類的特性，強化規范還要經過實驗和以往經驗得出壓噴射注漿的施工數據，而且在施工時必須按規范進行調制。高壓噴射注漿以水泥為主要材料時，對于特殊要求的工程項目，應采用32.5級以上普通硅酸鹽水泥，依照要求加入適量的外加劑和摻合料。一般通過試驗得出外加劑和摻合料的用量，水灰配合比一般取0.8～1.5左右。（4）高壓噴射注漿的順序可分為鉆機就位、鉆孔、置入注漿管、高壓噴射注漿和拔出注漿管等。泵和空壓機的水灰比、流量壓力、提升速度等施工參數一旦確定就必須嚴格執行，并且使鉆孔的垂直度符合要求。施工作業完成后要馬上清洗機具和孔口。

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關鍵詞：水泥土攪拌樁承載力不足處理措施

中圖分類號：TQ172文獻標識碼： A

1前言

水泥土攪拌樁在工程運用上主要是加固地基土達到提高天然土層的承載力及止水的作用，目前運用在工程的各個領域都起到了比較理想的效果，對于淤泥質土、粉質粘土及飽和粘性土等軟土地基的處理效果顯著且投資經濟，采用施工工藝和投入施工的機械設備簡單、不排污、對土體擠密效果微弱、造價較低且能很快投入使用。但該工法實施過程也會遇到如單樁承載力不足、樁體成樁質量差、復合地基承載力不足等問題，造成地基加固處理效果不理想，同時對工期控制及結構安全造成潛在危害。

2 水泥土攪拌樁承載力不足原因分析

水泥土攪拌樁承載力不足主要體現在單樁承載力不足及復合地基承載力不足，復合地基承載力滿足要求但單樁承載力達不到要求的情況也較普遍。

單樁承載力不足的原因主要有：1）樁端未進入到設計持力層，部分樁端位于軟弱土層；2）樁身成樁質量差，存在因攪拌不均，復攪次數偏少、水灰比偏大等未能使土體與水泥漿有效凝結；3）樁頂3倍樁徑范圍的樁體質量較差，該部位為應力較大區域，樁體上部應力傳遞受制約；4）土質原因使成樁情況不理想如有機質含量較高、含水量較高、土質PH值呈酸性等因素造成

復合地基承載力不能滿足要求的主要原因有：1）樁身質量差，樁體的貢獻未達到設計要求。對于樁長較長的情況，往往單樁承載力受樁身強度控制，按土層側阻力及端阻力計算單樁承載力遠遠大于設計荷載，因樁身質量缺陷導致單樁承載力不足的情況時有發生。2）樁間土質較差，基槽開挖后對土體擾動較大，同時因雨季開挖土體浸泡，強度降低，未能充分發揮樁同作用的效果。

3 水泥土攪拌樁承載力不足預防措施及事后處理措施分析

（一）預防措施及過程控制

為防止水泥土攪拌樁復合地基施工后存在各種缺陷而造成承載力難以滿足設計要求的情況，筆者認為應加強過程控制。從勘察、設計、施工及監理各個環節加強應有的重視，并明確各個環節應重視的問題。

勘察階段應重視的問題：1）應詳細查明填土層的厚度及組成，調查了解填土層的堆填時間，包含物特征，若填土層堆填時間較長應取樣進行固結程度的判別。2）應詳細查明軟土層的分布范圍，可采用鉆探與靜力觸探相結合的辦法，同時應控制好勘探點的間距，被加固軟土層及可能的持力層起伏較大時，應及時加密勘探點。3）現場測試、取樣及試驗項目應齊全，主要是地下水埋深及PH值；被加固土層的含水量、固結度、塑性指數和有機質含量等。4）應對建議的復合地基處理方案成樁可行性及施工注意事項進行詳細闡述。

設計階段應重視的問題：1）設計前應進行擬處理土的室內配比試驗。針對現場擬處理的最弱層軟土的性質，選擇合適的固化劑、外摻劑及其摻量，為設計提供各種齡期、各種配比的強度參數。2）樁身強度不宜太高。應使樁身有一定的變形量，這樣才能促使樁間土強度的發揮。3）水泥土樁的布置形式對加固效果很有影響，應結合工程地質特點和上部結構要求選擇合理的布樁形式，可采用柱狀、壁狀、格柵狀、塊狀以及長短樁相結合等不同加固形式。

施工階段應重視的問題：1）事前控制：監理工程師應仔細審核施工單位呈報的施工組織設計，確定施工方案的可行性。施工機械一律配備電腦記錄儀及打印設備，自動記錄儀必須采用經國家計量部門認證的監測儀器進行自動記錄，以便了解和控制水泥漿用量、鉆進速度、施工樁長、成樁時間等參數。2）施工過程控制：a做好試驗樁工作獲取技術參數和施工工藝。試樁對工程樁施工具有很強的指導意義，試樁樁位的選擇應在充分分析地質情況的前提下選擇地質條件最不利地段進行。b樁位、樁徑、樁身垂直度及樁長的控制應滿足設計及規范要求。c漿液質量及噴攪工藝控制.d攪拌和噴漿過程控制。現場監理工程師應嚴格把關施工過程的工藝執行情況，尤其應避免因水灰比過大、攪拌不均、樁長不夠等嚴重影響樁體質量的環節。

（二）事后加固措施分析

滿足齡期要求的樁體按《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2012）[1]要求進行靜載荷試驗，驗收檢驗數量不少于總樁數的1%。針對復合地基承載力不足的情況，通常有如下處理辦法：

1）換填法：若基底標高可提升，挖至樁頂后鋪設褥墊層，將褥墊層的厚度加大，褥墊層的厚度依據承載力驗算確定，同時在褥墊層內增加土工格柵，褥墊層的壓實度應進行嚴格控制。若基底標高不可變更，可采用超挖一定深度，按上述方法加大墊層厚度。

2）長短樁結合方案：復合地基承載力不足時可考慮在既有樁體之間增加短樁，分擔上部一定荷載，同時在褥墊層中增加土工格柵，控制不均勻沉降。

3）微型樁補強方案[2]：在承載力不足的樁體之間布置微型樁，樁徑一般在150-300mm，采用地質鉆機成孔，用小碎石填入孔內，填滿孔后啟動送漿泵，將水泥漿壓入孔內。

4）錨桿靜壓樁法[3]：對于已大面積開挖至樁頂且工期較緊的情況，可采用錨桿靜壓樁進行補強，錨桿靜壓樁采用樁基逆做法施工，樁基逆做法就是采用結構施工期間在地下室底板上預埋或后置鋼筋，并在需要補樁的部位預留樁孔或開鑿樁孔，施工時將樁架固定于錨桿上，用千斤頂利用樁架力將預制樁壓入土中的施工方法，它具有無噪聲、與結構同步施工不占用施工時間等特點

4結論

水泥土攪拌樁復合地基雖有諸多優點且運用廣泛，但各環節控制不到位，易產生樁體質量差及承載力無法滿足設計要求的缺陷。同時，該樁體凝期較長，一旦產生缺陷，對工程工期控制及投資控制都將產生較嚴重的影響。因此，水泥土攪拌樁復合地基的勘察、設計、施工、監理及檢測均應引起高度重視，各環節控制應嚴格把握其重點，有的放矢。事后加固處理方案的選擇應結合工程情況慎重選擇，并輔以檢測手段進行驗證。

參考文獻：

[1] JGJ79-2012，建筑地基處理技術規范 [S]，中國建筑工業出版社。

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關鍵詞：CFG樁復合地基修正模型 承載力計算

Abstract： This combination of Chengdu Polytechnic Dongyuan 37 buildings of 33 storeys high-level engineering application of CFG pile composite foundation treatment. Describes the design of CFG pile composite foundation should follow the relevant national rules. Has carried on the discussion to time the ground processing existence neighboring building depth revision model.

Key Word：CFG pile composite foundation Th revision model Supporting capacity computation

中圖分類號：TU348 文獻標識碼：A文章編號：

在實際工程中開發商為了最大限度追求建筑面積，通常在規劃中高層住宅緊鄰地下車庫等建筑，因此高層建筑地基處理的深度修正問題就成為地基處理設計人員經常遇到的問題。筆者以成都理工東苑37幢高層住宅CFG樁設計施工的工程實例對此問題做一些討論。

CFG樁復合地基修正模型

CFG樁復合地基是在天然地基中設置豎向增強體（CFG樁），由樁、同承擔上部結構傳來的荷載。根據中國建筑科學研究院企業標準Q/JY06-1997（下簡稱“企標”），當無單樁靜載時，單樁極限承載力標準值可按下式預估：

Ruk=-UP∑qsiLi+qpAP（1）

式中-UP ------樁的周長；qsi ------樁側第i層土的極限側阻力標準值；

qp ------------樁的極限端阻力標準值 ； Li------------第i層土的厚度。

對于處理后的地基，按照地基處理關于深寬修正的通常做法，不做寬度修正，深度修正系數取1.0，“89規范”考慮荷載基本組合按下式進行復合地基承載力的驗算（根據“89規范”，單樁承載力設計值較單樁承載力標準值方大1.2倍）：

CFG樁復合地基承載力標準值fφ、k為

fφ、k=m(Ruk÷KAP)+αβ(1-m)fk （2）

式中m------面積置換率；AP ------樁的截面面積；fk -------天然地基承載力標準值；α------加固后樁間土承載力標準值與天然地基承載力標準值之比；β------樁間土強度發揮系數；K----------樁的安全系數

對于處理后的地基，按照地基處理關于深寬修正的通常做法，不做寬度修正，深度修正系數取1.0，“89規范”考慮荷載基本組合進行復合地基承載力的驗算（根據“89規范”，單樁承載力設計值較單樁承載力標準值放大1.2倍）：

P≦m(1.2Ruk÷KAP)+αβ(1-m)fk+Y0(d-0.5) (3)

如果按照荷載標準組合進行復合地基承載力驗算，其公式可寫為：

Pk≦m(Ruk÷KAP)+αβ(1-m)fk+Y0(d-1.5)(4)

從式（3）及式（4）可以看出，兩式左端P較Pk 大20%左右，兩式右端第2項基本相同，第3項深度修正的起始高度略有差別，按“89規范”確定CFG樁復合地基承載力設計值時對右端第1項單樁承載力進行了放大。因此，對于同樣的地基處理方案，按照不同的荷載組合，復合地基承載力計算的安全儲備會有一定的差異。

二 工程實例

、工程概況

成都理工東苑第37幢高層住宅由華遠房地產股份有限公司開發建設，結構形式為全現澆鋼筋混凝土結構，地上32層，地下2層，基礎采用箱筏基礎，埋深7.0m，置于巖土工程勘察報告中的④層砂質粉土——粘質粉土、④1粉質粘土，天然地基承載力標準值綜合考慮為180kPa，不能滿足設計要求。經方案論證，采用CFG樁復合地基方案進行處理。

、CFG地基承載力的計算

理工東苑37棟的高層住宅采用CFG樁復合地基加固技術進行處理，地基處理的實際參數按承載力和變形雙控確定，施工采用長螺旋鉆孔管內泵送CFG樁混合料施工工藝。

、設計要求

深寬修正后復合地基承載力標準值要求大于450kPa；

建筑物沉降量控制在10cm以內，傾斜小于0.002。

、單樁極限承載力計算

根據勘察報告，CFG樁以園礫⑨層為樁端持力層，樁長20m，樁徑415mm，根據勘察報告提供的各土層的物理力學指標，計算得到單樁極限承載力標準值1560kN，考慮冬季施工等不利因素，單樁極限承載力標準值取為1400kN。

復合地基承載力計算

成都理工東苑37幢復合地基采用荷載標準組合進行設計。

樁的安全系數K取2.0，當樁間距為1.6m時，由式（2）可以計算得到復合地基承載力標準值fsp,k=427.5kPa。

地基承載力只做深度修正，不做寬度修正，深度修正系數取1.0，由式（4）可得到修正后復合地基承載力標準值為

521kPa>Pk=450kPa

滿足實際要求，兩者相差16%

三、復合地基承載力的深度修正

（一）、復合地基承載力的深度修正

該小區為超高層住宅，小區每棟住宅樓之間規劃為地下車庫，車庫為地下2層，埋深10m，車庫上覆蓋2.5m厚的土作為綠化用地。37幢的東、北兩側與車庫相鄰，相互位置標高見圖1。

圖1： 37幢與車庫的相互位置（剖面）

“89規范”對深度修正基礎埋置深度d的相關規定如下：一般自室外地面標高算起，在填方整平地區可自填土地面標高算起，但填方在上部結構施工后完成時，應從天然地面標高算起。

對于緊鄰地下車庫，能否進行修正或者如何進行修正，規范沒有明確規定。

“89規范”地基承載力的深寬修正系數源自于“74規范”，在“74規范”中地基承載力深度修正按下式進行：

R=[ R]+mBy(B-3)+mDyp(D-1.5) (5)

深度修正系數mD 、mB 的確定，以載荷試驗的結果為依據，并參照了地基承載力塑性荷載P1/4 公式，即：

fk = Mbrb+Mdy0d+McCk （6）

式中Mb 、Md 、 Mc------承載力系數

《建筑地基處理技術規范》JGJ79—91 中對于人工處理的地基規定不做寬度修正，深度修正系數取1.0。在本文實例中，考慮到地下車庫基礎為整板基礎，地下車庫自重與其上覆土重量對樓座地基承載力具有一定的邊載效應，對于深度修正是按修正量不應大于地下車庫（含2.5m覆土）的自重壓力進行的。

（二）施工檢測及沉降觀測

理工東苑37幢CFG樁施工完畢后，由四川建筑工程質量監督檢測中心進行了小應變和單樁靜載實驗，靜載實驗結果表明復合地基承載力滿足設計要求。

參考文獻

（1）《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2002）

（2）徐至鈞主編《水泥粉煤灰碎石樁復合地基》 機械工業出版社2010.2