摘要：在进行天然地基上的浅基础设计时，合理地使用地基承载力是十分重要的，它直接关系到建筑的安全和正常使用以及基础工程的造价。 本文简要的分析了地基承载力的相关问题，以供参考。
关键词：地基承载力；理论公式；载荷试验
1关于地基承载力的理解
地基基础的设计必须满足两个基本条件，一是强度条件即作用在地基土的荷载不超过地基的承载力，保证建筑物不发生倾倒，使地基在防止稳定破坏方面具有足够的安全储备；二是变形条件控制基础的沉降使之不超过地基的变形容许值，保证建筑物地基变形（沉降）满足要求为前提，既地基承载力是由变形和强度两方面控制的。
由强度和变形两个方面控制的地基承载力早在我国第一套工业民用建筑规范（更早使用的为前苏联规范）就已明确，上世纪70年代颁布的《工业与民用建筑地基基础设计规范》（TJ7-74）称地基承载力为地基土容许承载力，是指能满足强度和变形两方面要求的地基土单位面积的负载能力。第二套地基规范颁布于上世纪80年代末期，即《建筑地基基础设计规范》（CBJ-89），称地基承载力为地基承载力的标准值，从承载力的含义中没有强调变形要求，当然在地基变形计算方面仍有严格要求。现行的《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011），提出了地基承载力标准增加时，随着地基变形的相应增长，地基承载力也在逐渐增大，很难界定出一个真正的“极限值”；另一方面，建筑物的使用有一个功能要求，常常是地基承载力还有潜力可挖，而变形已达到或超过按正常使用的限值。因此，地基设计时采用正常使用极限状态这一原则，所选定的地基承载力是在地基土压力变形曲线线性变段内响应不超过比例界限点得的基压力值，即允许承载力。
2 确定地基承载力的方法和取值问题
地基承载力的确定决不是用一种方法就可确定的，需要通过多种手段和方法综合确定。常用的方法有以下5种：（1）按载荷试验方法确定；（2）按标贯、动力或静力触探等原位测试方法确定；（3）根据土的强度理论计算确定；（4）根据土的物性指标经验确定；（5）根据邻近条件相似的建筑工程经验确定。由上述5种方法得到承载力后，再经分析，综合确定得到地基承载力取值。
在上述方法中，一般以野外鉴别、土的物理力学性质原位测试和理论公式计算方法为主要的确定方法。现场载荷试验法是当遇到地质条件复杂，土质很不均匀或遇到重大工程时才采用的一种方法，但在一般不具设备条件和压力达不到的情况下，很难实施此方法。
用现场载荷试验确定地基持力层的承载力其正确的方法有3种：（1）强度控制法，即以比例界限P0值作为地基土承载力。它适用于硬塑～坚硬的黏性土、粉土、砂土和碎石土；（2）相对沉降控制法。根据沉降量和承压板宽度的比值s/b确定，可采用s/b=O.01～0.015对应的压力为地基承载力，但其值不应大于最大加载量的一半；（3）极限荷载法。当P～S曲线上的比例界限出现后，土很快达到极限荷载Pu，将Pu除以安全系数F(F 取 2.0)，当其数值小于比例界限的荷载值时，可将极限荷载除以安全系数的数值作为地基土承载力。如一般在深1.0 m～2.0 m以下为碎石土(以砾石、卵石为主)的地基土，即使用静载荷试验方法确定承载力，也应用强度控制法或极限荷载法。对于密实的卵石土用强度控制法得到的P～S曲线上的第1个拐点必是地基持力层将产生局部剪切破坏的开始点。此时所对应的压力即为比例界限荷载P0(或临塑荷载Pcr)，而此拐点的出现，对于是持力层的碎石土，没有足够的压力是难以出现的。至于出现第2个拐点(极限荷载对应的点)，使碎石土完全剪破，出现连续滑动面，更是难以达到。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆相对沉降控制法一般适用于在P～S曲线上出现不了拐点的中高压缩性的松砂或可塑、软塑状态下的粘性土。在地基是碎石土的情况下采用相对沉降控制法确定地基土承载力的方法是不合适的。
3关于载荷试验的讨论
3.1虽然可以在基础底面标高处的土层上做载荷试验，但为了将Boussirmsq课题的解析解用于分析试验资料，也为了试验条件的归一化，规范规定了试坑的宽度『必须不小于压板宽度的3倍。这样，试验是在无超载的条件下进行的，所得的试验结果是在相当于基础埋置深度为0的条件下的地基承载力，用于工程设计时必须按实际的埋置深度进行修正。
3.2地基承载力的大小与基础底面面积有关，载荷试验的压板尺寸越接近基础底面尺寸，试验的结果越能反映实际情况。但过大的压板尺寸将使试验的总荷载很大而难以实现，一般规定压板面积为0.25m2～0.5m2，如果是方形压板，边长为0.5m～0.707m。将这种标准尺寸压板的试验结果用于实际工程时，需要进行宽度的修正。但对于大面积的筏型基础、箱型基础，基础面积可能上百上千平方米，此时试验尺寸与实际基础尺寸相差悬殊，应力分布、破坏模式差别很大，而试验时从刚性压板边缘展开的塑性区域容易相互连接而导致破坏，因此用平板载荷试验测出的极限承载力会比实际偏小，不能完全反应真实值。对于不均匀的地基土，通过平板载荷试验得出的结果的代表性值得商榷，也难于据此推算不均匀地基的性状。
3.3载荷试验确定的地基承载力是承压板下应力主要影响范围内的承载力，一般认为压板影响深度大体为压板宽度的2~3倍。因此，如采用面积为0.5m2的承压板，则其影响深度一般不会超过2m。部分地区的人工地基检测文件规定用载荷试验确定地基承载力时没有考虑到这个问题，在应用时需引起注意。为了进一步说明这个问题，假设某地基土分别采用强夯和冲击碾压处理，强夯处理的深度可达到5m～10m，而冲击碾压的深度在2m左右，载荷试验得出的地基承载力差不多，甚至是采用冲击碾压处理措施的高，这个结果显然是不合理的。
3.4载荷试验的加荷速率按规范一般是几小时到十几小时加一级荷载，而实际工程中地基土接受上部荷载的速率一般为一周甚至一个月，有时更长，两者之间的差异是显而易见的。另外，载荷试验是用千斤顶来进行加荷，靠手动杆或电动油泵驱动加载，时间只有几分钟，甚至几秒钟，相当于一种冲击荷载，而地基土实际接受上部荷载是通过一砖一瓦的添加进行的，过程比较缓慢，不会存在冲击荷载的影响，上述差异必然会导致试验结果与真实值之间产生差异，特别对于软土地基。
结束语
确定地基承载力时不存在唯一可靠的方法，绝对不能仅凭经验或简单地套用规范计算，无论是规范推荐的理论计算公式还是载荷试验，都不一定可靠。关于确定地基承载力，不但要注重理论计算和原位试验，更要重视工后的调查分析、比较这一重要环节，通过将预先计算值与工后实测值的分析比较，以及二者之间差异原因的探讨，可以积累大量的工程经验。在具体工程实践当中，勘察设计人员需要根据地质条件，基础及上部结构特点、结合理论计算、载荷试验的测试数据以及工程经验综合判断确定。
参考文献
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论文作者:朱亦洋
论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期
论文发表时间:2017/7/20
标签：地基论文; 载荷论文; 荷载论文; 承载力论文; 压板论文; 地基承载力论文; 基础论文; 《基层建设》2017年第9期论文;