地基承载力范文

导语：如何才能写好一篇地基承载力，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：细砂；地基承载力；压缩变形；密实度

中图分类号：TU473.1+4 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）04-（页码）-页数

1. 地基承载力的概念及取值方法

1.1地基承载力的概念

所谓地基承载力是指地基受荷后塑性区限制在一定范围内，保证不产生剪切破坏而丧失稳定，且地基变形不超过容许值时的承载能力。

地基承载力特征值fak是正常使用极限状态计算时的地基承载力，即在发挥正常使用功能时地基所允许采用抗力的设计值。它是以概率理论为基础，也是在保证地基稳定的条件下，使建筑物基础沉降计算值不超过允许值的地基承载力。

地基承载力基本值f0是指按标准方法试验，未经数理统计处理的数据，可由土的物理性质指标查规范得出的承载力。该承载力为按有关规范规定的一定的基础宽度和埋置深度条件下的地基承载能力。

从fak与f0的概念分析，f0经过一定的折减后即为fak，但从国标《建筑地基基础设计规范》（GBTJ-89）[6]到（GB50007-2002）[5]的演变，以及福建省标准《建筑地基基础技术规范》（DBJ 13-07-2006）[1]表C.0.6与《工程地质手册》（第三版）[3]表3-2-36的对比分析，fak与f0是基本一致的。

1.2目前砂土地基承载力取值的一般方法

地基承载力的取值既不能片面地追求较高的安全度而造成工程浪费，也不能为了节省造价而牺牲安全度，刻意提高取值，应本着既安全又经济的原则进行。

目前对砂土的地基承载力确定方法常用的有两种，其中最常用的为查表法。

（1）查表法，按地方标准提供的承载力表格查表取值。目前一些沿海地区，如福建、广东、广西等的地方建设标准均提供了根据标贯击数确定承载力的表格，其中对于砂土的取值也都大同小异，以福建省标准《建筑地基基础技术规范》（DBJ 13-07-2006）[1]为例，详见下表1：

设计综合各种试验结果，采用fak=220kPa、E0=15 MPa进行设计，基础尺寸按3.2m×3.2m考虑，采用分层总和法估算地基最终沉降量为16.33mm。根据沉降观测结果，开闭所沉降稳定后的累计总沉降量为12-17mm。

显然，利用平板载荷试验和静力触探试验成果的计算结果与实际观测较为接近。

4.试验检测结果分析

4.1从试验方法的综合使用方面分析

从三种不同检测方法获得的地基承载力特征值来看，根据标贯击数依福建省标准《建筑地基基础技术规范》（DBJ 13-07-2006）[1]表C.0.6确定的承载力值最小，约160kPa；按平板载荷试验确定的承载力值最大，不小于220 kPa；按静力触探确定的承载力值居中，约为180 kPa。载荷试验是天然地基上模拟建筑物的基础荷载条件，通过承压板向地基施加竖向荷载，观察研究地基土的变形和强度规律的一种原位试验，属于现场模拟操作，是确定地基承载力最接近实际的手段，这已得到业界的共识，检测结果也被设计认可和采用。但是，由于该试验费用较高，一般只用于安全等级为一级的建筑物。

利用标贯击数查表确定砂土的地基承载力是目前岩土工程勘察中最常用的方法。福建省标准《建筑地基基础技术规范》（DBJ 13-07-2006）[1]表C.0.6与《工程地质手册》（第三版）[3]表3-2-36采用的其实就是《建筑地基基础设计规范》（GBJ 7-89）[6]附表5-8的数据。近二十多年来，随着经济的快速发展，工程建设项目虽然数量庞大，但普遍存在工期紧、勘察费低的现象，而且受场地工程地质条件与工程重要性等级等因素的影响，因此也少有对细砂层采用多种试验方法及沉降观测结果进行承载力的验证，并提出更新意见，而一直引用原有数据。

观点一：当场地有现场载荷试验时，对试验结果的采用应以载荷试验为主，其他试验方法为辅。

4.2 从砂土的压缩变形机理、密实度的表征分析

一般来说，砂土颗粒间孔隙连通性较好，地基承载力受地下水及孔隙气体的影响很小，其强度主要来源于固体颗粒间的滑动摩擦和咬合摩擦，前者会引起土体的剪缩，颗粒间的滑动趋向密实；后者会引起土体的剪胀、颗粒破碎和颗粒重新定向排列。因此，砂土的压缩变形稳定后承载力的提高基本上是砂粒结构排列在外荷作用下重新调整挤密的结果。

孔令伟、朱建群等人的研究（国家自然科学基金资助项目40372128）[9]指出，粉粒含量对砂土强度的影响表现在两个方面：（1）由于粉粒含量的增加，影响砂土的透水性，从而使砂土在外力作用下，超静孔隙水压力来不及消散而降低其有效抗剪强度；（2）砂土在外力作用下，砂颗粒间的相互错动导致处于砂粒接触点上的粉粒滑入孔隙中；或者，一部分粉粒仍处在接触点上而产生粉粒自身的弹性压缩（实际上该部分变形量非常小，可忽略不计），从而表现出较大的体缩。虽然从这个层面上来讲，砂土的粉粒含量、颗粒形状、级配、粒径等对其压缩变形有一定影响，但是该文献研究的是粉粒含量对松散状态（孔隙比e=1.07±0.005）下的片状粉细砂强度的影响，对不同粉粒含量在不同密实度状态下对砂土强度的影响问题，目前尚未发现有专门的研究资料。

众所周知，砂土的密实度是砂土体强度，即砂土体抵抗外力产生压缩变形能力的一种综合表征，这从现行有关规范的条文也可见一斑，例如：（1）国标《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）[2]第3.3.9条根据标贯实测值划分砂土密实度，未按砂土类别（粒组成分）进行细分；（2）行标《静力触探技术规则》（TBJ 37-93）[4]根据静力触探结果，对承载力与压缩模量的取值也并无砂土类别之分；（3）砂土作为基础持力层，对工程影响最大的就是液化问题，国标《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）[10]第4.3节对饱和砂土的液化判别虽然考虑了粘粒含量的影响，但也未考虑砂土的粉粒含量、颗粒形状、级配、粒径等因素，对不同类别的砂统一按标贯击数进行判别。

观点二：根据标贯击数确定的细砂地基承载力可以提高到与中、粗砂相当的水平。

4.3从试验成果的取用及地基沉降计算与沉降观测结果方面分析

地基沉降计算与实际沉降观测之间会存在一定差异，这是由于理论计算基于线弹性模型与土体的本构模型之间存在差异造成的，这在不少文献（如文献[8]）及教科书中都有论述。当然，沉降计算与变形参数的取值关系甚大，比如利用平板载荷试验成果计算的沉降量较小，就是因其变形参数取值较大的结果。本文讨论的是地基承载力的取值问题，在变形参数取值相同的情况下，基础尺寸将随地基承载力的减小而增大，造价也会相应增加。从地基沉降变形计算与沉降观测的结果来看，虽然计算结果与沉降观测之间存在一定差异，但利用平板载荷试验和静力触探试验成果的计算结果与实际观测仍较为接近，而利用标贯试验成果计算的结果与实测相差较大。若其他条件不变，利用标贯试验成果（fak取160kPa），即使压缩模量Es取10 MPa进行计算，基础尺寸达到3.7m×3.7m，其最终沉降量也达24.96mm。不但计算的沉降量仍然较大，而且基础尺寸也较大。

本工程实例设计采用了平板载荷试验结果（fak取220kPa，E0=15 MPa）进行设计。实际的沉降观测结果沉降较均匀，沉降量也较小，与理论计算值较为接近，满足国标《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）[5]的有关要求。

观点三：细砂在杆长修正后的标贯击数达到15击时，地基承载力特征值fak取220kPa是安全可靠的。

5.结论与建议

本工程实例的细砂层直接出露、厚度大、分布范围广、均匀性较好，试验条件好，与理论模型也较为接近，试验成果可靠度高，具有一定的代表性。综合以上的讨论和分析，目前根据标贯击数，依福建省标准《建筑地基基础技术规范》（DBJ 13-07-2006）[1]附表C.0.6确定的细砂地基承载力偏低，会在一定程度上造成工程浪费。建议：根据标贯击数，按该规范查表确定的细砂地基承载力特征值宜提高到与中、粗砂相当的水平，即细砂经杆长修正后的标贯击数不小于15击时，其地基承载力特征值不小于220kPa。

此外，建议对粉粘粒含量与不同密实度条件下的各粒级砂（若能同时考虑级配问题更好）的强度关系作深入的研究，为工程建设提供更详实的依据，在确保安全度的同时，尽量节省造价。

参考文献

[1]福建省工程建设地方标准DBJ 13-07-2006 建筑地基基础技术规范[S].中国建筑工业出版社，2006年

[2]中华人民共和国国家标准 GB 50021-2001 岩土工程勘察规范[S].中国建筑工业出版社，2009年

[3]常士骠等.工程地质手册（第三版）[M].中国建筑工业出版社，1992年

[4]中华人民共和国行业标准 TBJ 37-93 静力触探技术规则[S].中国建筑工业出版社，1993年

[5]中华人民共和国国家标准 GB 50007-2002 建筑地基基础设计规范[S].中国建筑工业出版社，2002年

[6]中华人民共和国行业标准 GBJ 7-89 建筑地基基础设计规范[S].中国建筑工业出版社，1989年

[7]中华人民共和国行业标准 JGJ 72-2004 高层建筑岩土工程勘察规程[S].中国建筑工业出版社，2004年

[8]马崇武 刘忠玉 王卫平. 传统地基沉降计算方法存在问题分析[J].东莞理工学院学报，2007，14（5）

[9]朱建群 孔令伟 钟方杰. 粉粒含量对砂土强度特性的影响[J].岩土工程学报 2007，29（11）

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【关键词】：地基承载力；特征值；太沙基理论；深宽修正

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

中图分类号：TU47文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）07-0020-02

地基承载力是地基基础设计中相当重要的一个参数，其数值大小不仅关系到建筑为的安全而且决定了建筑物的基础形式和成本。地基承载力特征值的建议值通常是由勘察人员在岩土工程勘察报告中提出来的，因此，如何确定和应用地基承载力是我们每一位工程勘察技术人员所必须掌握的基本功。下面就笔者的工作体会和经验对以上问题进行初步的探讨。

一、地基承载力的确定

地基承载力是保证地基强度和稳定条件下地基承受荷载的能力。在不同的历史时期，不同设计规范中，也出现了不同的地基承载力概念，比如：容许承载力、承载力标准值、承载力设计值、承载力特征值等，根据文献2，我们在这里进行讨论地基承载力特征值。

文献2定义承载力特征值为：由在和实验测定的地基土压力变形曲线（p-s曲线）线段变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限。由该定义看出，地基承载力特征值主要由载荷试验所确定。但在工程实践应用中，由于载荷试验价格高，试验繁，耗时长，规范规定在甲级建筑物中必须采用，在乙、丙级建筑物中可采用其他方法综合确定。

1、载荷试验

载荷试验是确定承载力最准确、最直接的一种方法。该法利用一套加压装置测定一定面积承压板下的应力主要影响范围内的地基压力变形曲线，从而确定地基承载力特征值。它分为浅层平板载荷试验、深层平板载荷试验、螺旋板载荷试验3种，其中浅层平板载荷试验适用于地下水位以上浅层地基土，深层平板载荷试验适用于埋深≥3m和地下水位以上的地基土，螺旋板载荷试验适用于深层地基土或地下水位以上的地基土。3种方法的试验要点及取值方法可参见文献2和工程地质手册。

2、理论公式计算

理论公式计算确定地基承载力特征值主要根据土的抗剪强度指标。该方法可分为两类：一类为采用极限平衡理论求得地基承载力极限值，再除以安全系数，得到地基承载力特征值，该法最早由普朗特尔导出，后经太沙基、汉森、魏锡克等补充，此法是国内确定地基承载力的主流，为文献4推荐采用，公式为；另一类是按控制地基中塑性区发展范围的方法确定地基承载力特征值，往往选用临塑荷载或比临塑荷载大的临界荷载和作为地基承载力，该方法应用广泛，积累了大量工程经验，在我国的地基基础设计中推荐了以该方法为理论基础的公式：。

理论公式计算倚重的土的抗剪强度指标，需视工程情况正确选用cu或uu试验法予以确定。

3、根据土工试验、原位测试数据查表

这是最为常见的根据经验确定承载力，是利用土工试验指标和原位测试结果，结合手册、规范中提供的承载力表查取承载力。使用这一方法需要明确：承载力表必须具有代表性，所测的土工试验数据一定要准。因为所用的承载力表是以载荷试验资料为基础，然后通过数据回归分析，建立经验关系，并与土的抗剪强度计算进行比较，综合得到的一种对应。由于我国各地存在差异，新规范取消了承载力表。

以上三种方法是目前勘察人员确定地基承载力特征值主要采用的方法。

二、深宽修正的实质

文献2要求：当基础宽度＞3m或埋置深度＞0.5m时，承载力特征值应按照进行深宽修正，意义何在？

我们知道地基的破坏形式可分为整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲切破坏三种，对于密实砂土、硬塑、坚硬的黏性土地基，通常为整体破坏，而出现局部剪切和冲切破坏的松散砂及软弱土不作为基础持力层，因此地基的破坏形式多表现为整体剪切破坏。

按照太沙基理论得到的便符合这一假定。由此公式的推导过程（详见文献1）显示，公式中第一项与第二项分别为基础宽度与基础深度对承载力的效应。正因如此，承载力不但与土的抗剪强度有关，也是基础宽度和基础埋深的函数，基础宽度大、基础埋深大对地基承载力产生有利影响。

三、深宽修正的对象

上面我们谈到了三种地基承载力的确定方法，不同方法得到的承载力特征值是否应统一进行修正呢？

由于载荷试验的埋深为零，所测定的承载力没有包含深度的影响，同时载荷试验的荷载板尺寸比基础小得多，所测得的结果不能直接应用于实际工程，而需要进行深宽修正。

同样，根据土工试验数据所得的物理力学指标(如孔隙比e、液性指数Il)，以及根据原位测试（标准贯入击数N、重型触探击数N63.5等）等所得的力学指标对应的承载力表，因为都是通过将各种指标回归于载荷试验而得到的对应关系，所以从本质上可视为载荷试验确定地基承载力的另外一种表达形式，因而所得到的地基承载力同样需要进行深宽修正。

唯独文献2给出的是传承了经典理论的计算公式，依此计算所得的地基承载力特征值不仅体现了土性对地基承载力的影响，经过了经验校正，而且考虑了基础宽度与基础埋深的影响，因此不需要也不应该进行深宽修正。并且，深宽修正方法的数据依据、计算方法的可信度和理论层次都低于用承载力公式计算的方法，用低一层次的方法去校正高一层次的结果，在理论上是不合适的。

四、结语

1、地基承载力特征值可通过载荷试验、理论公式计算和土工试验、原位测试查表等方法确定。

2、根据太沙基理论，对于由载荷试验及由土工试验、原位测试查表等方法得到的地基承载力特征值应结合工程实际进行深宽修正。而对于由理论公式直接计算得到的地基承载力特征值不能再进行深宽修正。

参考文献：

1、《土力学与基础工程》高大钊主编，中国建筑工业出版社

2、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002

3、《岩土工程勘察规范》GB50021-2001

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【关键词】CFG桩；复合地基；褥垫层；承载力

0 引言

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称（即Cement Flying-ash Gravel pile），是由碎石、石屑、粉煤灰混合料，掺适量的水进行拌合，采用各种成桩机械形成桩体。通过调整水泥的用量及配比，一般可使桩体强度等级在C10～C25之间变动[1]。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接，无论桩端落在一般土层还是坚硬土层，均可保证桩间土始终参与工作。桩体的强度高低直接受水泥的掺量多少影响，水泥少时，强度低；水泥掺量高时，CFG桩桩体的强度就高。CFG桩复合地基适用于处理粘性土、粉土、砂土和自重固结完成的素填土地基。

1 CFG桩在复合地基中的作用

1.1 桩体的挤密加筋作用

CFG桩在成桩的过程中，桩体挤压周围松散土体，使得土体孔隙比减小，密实度增大，同时施工过程中不需要向原地基中加水，CFG桩桩体中的粉煤灰以及水泥在水化时也起到对桩间土吸水、发热和膨胀的作用，使得桩间土达到挤密的效果。另外，由于CFG桩桩体粘结强度大、抗剪强度强，其桩体强度明显大于桩周边土的强度，实际上CFG桩桩体就起到土层的竖向加筋的作用，进而增大土的抗剪强度和桩侧摩阻力，提高地基的承载力[2]。

1.2 桩体置换作用

CFG桩桩体是具有一定粘结强度的混合料的桩体。在CFG桩复合地基中，CFG桩承担荷载远大于桩间土承担荷载，土被CFG桩置换是复合地基承载力得到提高的主要原因之一。

1.3 桩体的排水作用

CFG桩由于在普通混凝土拌合料中掺入粉煤灰，因此具有很强的渗透性，桩体相对于土体构成了渗透性很好的竖向排水、减压通道。可以有效地消散振冲产生的超孔隙水压力的增高，加速土体的排水和固结，有效提高土体强度，土体强度还会随着时间增加而增强。另外，CFG桩复合地基采用振冲法施工，还可大大增强粉、细砂土的抗液化能力。

2 复合地基承载力最新计算方法

建筑地基处理技术规程（JGJ 79-2012）中的计算方法[3]，在第七章详细介绍了各种复合地基的计算方法和施工要点，其中对于复合地基初步设计时可按下式估算承载力：

2.1 对有粘结强度增强体复合地基

f■=λm■+β（1-m）f■（1）

式中：f■――复合地基承载力特征值（kPa）；λ――单桩承载力发挥系数，宜按当地经验取值，无经验时可取0.7～0.90；m――面积置换率；R■――单桩承载力特征值（kN）；A■――桩的截面积（m2）；β――桩间土承载力发挥系数，按当地经验取值，无经验时可取0.9～1.0；f■――处理后桩间土承载力特征值（kPa），应按静载荷试验确定。

对于CFG桩复合地基，属于有粘结强度的增强体复合地基，所以应按照公式（1）计算地基承载力。

2.2 单桩竖向承载力特征值R■应通过现场载荷试验确定。

R■=u■■q■l■+βq■A■（2）

式中：u■――桩的周长（m）；n――土层数；q■――桩周第i层土的侧阻力特征值。l■――第i层土的厚度（m）；q■――桩端土端阻力特征值（kPa）。

2.3 按桩身材料强度确定的单桩竖向承载力特征值R■

R■=■f■A■（3）

式中f■――桩体试块标准养护28d 的立方体抗压强度平均值（kPa）

3 影响因素分析

从上述的3个公式来看，与复合地基置换率、桩土应力比、桩长、桩径、桩体材料，复合地基土层信息等均有一定关系，主要分析以下几方面的影响。

3.1 桩的平面布置方式

桩的布置形式很多，条形基础可以采用单排、双排或多排的布桩方式，独立基础可以采用单桩或是多桩布置，箱筏基础宜采用等边三角形布桩[4]，m为面积置换率，其计算公式为m=Ap/A，桩可以是三角形或是方形排列。桩间距的大小影响m的大小，桩间距越大，m值越小，复合地基承载力越小，但当桩距小于4倍桩径后，随桩距的减小，复合地基承载力的增长率明显下降。一般选择3～4d（桩径）为宜。

3.2 桩长、桩径

桩长的选择一般决定于持力层所在位置。桩越短，桩间土荷载分担比例就越高，桩间土受的荷载越大，桩间土的压缩变形越大，桩长范围内土的压缩变形也越大；反之，桩越长，桩间土荷载分担比就越小，桩间土的压缩变形越小。桩径大，置换率就大，处理区域的复合模量就大，复合地基承载力提高的就越明显。桩体长度不同时，在承担相同的基础荷载时，桩体和桩间土所承担的应力分担不同，桩越长，桩承担的荷载就越大，桩间土的压缩变形就小；桩越短，桩体承担基础荷载就越小，基础荷载大部分由桩间土承担，使得沉降比较大。因此增加桩长可以增大加固区的深度，同时桩体越长，桩侧摩阻力越大，上部荷载可以传递到更深的土层中使复合地基的承载能力提高，变形减少。

3.3 褥垫层

褥垫层厚度大，桩间土承载力能够得到充分发挥，桩体承担竖向荷载减小，但地基水平和竖向变形都会增大。相反，褥垫层厚度小，桩土竖向荷载分担比加大，桩间土承载力不能得到充分发挥，需要增加桩的数量和桩长，而且桩对基础的应力集中明显，但其优点是复合地基的沉降量小[5]。群桩复合地基，桩数越多，置换率越大，则约束作用越大。

3.4 施工工艺

CFG桩常用工艺有长螺旋钻孔灌注成桩，振动沉管灌注成桩和长螺旋钻孔、管内装混合料成桩。每种成桩工艺都有不同的要求，振动沉管灌注成桩属于非挤土成桩，主要适合淤泥质土、松散砂土、粘性土、粉土等地质条件、长螺旋钻孔灌注成桩要求施工土层处于地下水位以上，适合于粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土，属于非挤土成桩；长螺旋钻孔泵压混合料成桩，适用于粘性土、粉土、砂土以及对噪音或污染要求比较严格的场地。施工时一定要及时清理场地，保证桩体刚度不变，以提高桩体承载力。

4 结语

CFG桩有着挤密加筋、置换、排水作用，有效提高了地基承载力。设计时需要考虑桩长、桩径、桩间距、褥垫层的厚度、桩体刚度等因素，提高复合地基承载力的同时降低成本是值得注意的问题。

【参考文献】

[1]曹俊秀，徐华山.水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）在工程地基处理中的应用[J].安徽建筑，2009（1）：60-62.

[2]曾巧.CFG桩复合地基设计计算与工程应用[D].重庆交通大学，2013，06.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑地基处理技术规程（JGJ79-2012）[S].2012.

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关键词：高速公路；地基承载力

中图分类号: U412.36+6

引言

随着我国经济建设的飞速发展，高速公路建设正逐步成为国家基础设施建设的重点工程，国家也将会继续加大资金投入进一步改善道路交通及完善路网结构。因此，讨论该如何进一步研究高速公路的铺设以及维护工程中所存在的问题，是非常有实际意义的。在高速公路的施工中，无论在技术上、管理上，也有不少教训，值得我们去反思研讨。而在这么多的问题中，高速公路地基承载力的潜在问题及防治就是其中的重要课题。

1. 地基承载力潜在问题的重要性

高速公路的优越性使其在如今经济社会中起重要的作用。为了完善其功能，进一步扩大其应用，弥补高速公路的不足势在必行。各种土木工程在整个使用年限内都要求地基稳定，要求地基不致因承载力不足、渗流破坏而失去稳定地基容许承载力性，也不致因变形过大而影响正常使用。高速公路的地基承载力是高速公路的建设中相当重要的因素之一。

地基承载力指地基在同时满足变形和强度两个条件下，单位面积所能承受的最大荷载。在荷载作用下，地基要产生变形。随着荷载的增大，地基变形逐渐增大，初始阶段地基土中应力处在弹性平衡状态，具有安全承载能力。当荷载增大到地基中开始出现某点或小区域内各点在其某一方向平面上的剪应力达到土的抗剪强度时，该点或小区域内各点就发生剪切破坏而处在极限平衡状态，土中应力将发生重分布。高速公路建设中有大量的通道和涵洞等构造物，在高填方地段，填土荷载将在构造物基底产生相当大的压力(可达500 kPa以上)[1]。因此在进行高速公路设计及岩土工程勘察时，均应对其地基承载力问题给予高度重视，也就是说地基承载力的确定成了施工和设计中必须认真考虑的问题。

2. 确定地基承载力的方法

地基承载力的确定问题是一个复杂的问题。虽然，在传统意义上确定方法己经相当成熟，然而由于传统方法存在大量的假设，各地的地质背景又不尽相同，使得目前许多实际工程当中使用的地基承载力值偏低或偏高，从而造成了不必要的浪费或工程隐患。因此，有针对性的确定地基承载力是非常必要的。

地基承载力可以根据地基容许承载力的方法来确定，可以根据临界荷载的方法来确定，也可以根据极限荷载的方法来确定。具体确定方法包括原位试验法、理论公式法、规范表格法和当地经验法。

2.1 原位试验法（in-situ testing method）：

原位试验法包括（静）载荷试验、静力触探试验、标准贯入试验、旁压试验等，是一种通过现场直接试验确定承载力的方法。其中以载荷试验法为最可靠的基本的原位测试法。可以测定难于取得不扰动土样的有关工程力学性质；可避免取样过程中应力释放的影响；影响范围大，代表性强。然而影响原位测试成果的因素较为复杂，使得对测定值的准确判定造成一定的困难。

2.2 理论公式法（theoretical equation method）：

理论公式法是根据土的抗剪强度指标计算的理论公式确定承载力的方法。该方法可以通过计算得出承载力，简单方便，然而土的抗剪强度的影响因素很多，因此用理论公式法算得承载力较为局限。

2.3 规范表格法（code table method）：

规范表格法是根据室内试验指标、现场测试指标或野外鉴别指标，通过查规范所列表格得到承载力的方法。规范不同（包括不同部门、不同行业、不同地区的规范），其承载力不会完全相同，应用时需注意各自的使用条件。

2.4 当地经验法（local empirical method）：

当地经验法是一种基于地区的使用经验，进行类比判断确定承载力的方法。这种方法推算承载力也较方便快速，但是由于经验的准确性无法量化，它只能充当一种宏观辅助方法。

目前，在土木工程建设中，确定地基承载力的方法较多，但对于中小型工程，因建设资金等因素的制约，一般均采用规范法[2]确定地基承载力。规范表格法相比于原位试验法跟加快速，工作量相对较少；而与理论公式法和当地经验法相比，由于有试验数据的支撑，规范表格法更为准确，且说服力更强。

3. 影响高速公路地基承载力的潜在因素

高速公路的地基承载力与土质和含水量有关。采用规范法可确定地基承载力，对于粉土，按天然含水量ω0和天然孔隙比e0查规范中的表得地基承载力；对于粘性土，按天然含水量ω0与液性指数II。查表可得粘性土土质的地基承载力[3]。

3.1 水分对地基承载力的影响

当高速公路修建后，因蓄水而使地基土的含水量增大，故承载力降低。若设计高速公路时，以天然地基承载力作为设计值，就会使建筑物的安全系数减小，甚至造成地基失稳、高速公路断裂等严重事故，直接威胁到人身安全和财产安全。例如，朝赤高速公路土质对含水量的变化极为敏感，即在土质含水量低时，土的承载力较高，而当其含水量增加时，承载力随之急剧下降，压缩性增加，不能满足高速公路对路基的要求，势必产生路基病害。因此，在设计高速公路时，需要考虑蓄水情况下的地基承载力，保证高速公路在该情况下能够正常的运行。令外，在铺设高速公路的同时，其相关辅助设施（如排水设施）的高效运行也是保证地基承载力相对稳定的重要因素。

3.2 土质对地基承载力的影响

在我国，膨胀土和软土在土质对地基的影响最大。在高速公路建设中，土质的勘察是相当重要的环节，只有确定了土质，才能采取相应方案以保证地基承载力。

3.2.1 膨胀土

膨胀土指的是具有较大的吸水后显著膨胀、失水后显著收缩特性的高液限粘土，它主要由强亲水性矿物质组成，并且具有显著胀缩性的粘性土。其一是土中含有较多的粘粒，而粘粒中又含有较多亲水性较强的蒙脱石或伊利石；二是具有特殊的膨胀结构。膨胀土对公路的危害具有多次反复性，在坚硬状态下该土的工程性质较好，但其显著地涨缩特性可使路基发生变形、位移、开裂、隆起等严重破坏。为了保证道路在较长时间内路基的稳定和路面的平整度，达到安全.舒适行车的目的，必须解决因膨胀土而造成的一系列工程问题。

3.2.2 软土

国内软土地基分布广泛，指强度低，压缩量较高的软弱土层，多数含有一定的有机物质。软土有着高含水量、孔大隙比、高压缩性、小压缩模量、低承载力等特性。为了提高该段公路路基的稳定性和承载能力，铺设高速公路路基之前，需要对软土路基进行相应的处理。加固土桩法，通过土体桩和桩间软土形成复合地基可提高地基承载力。软土地区修筑高速公路，由于软土压缩性大、含水量高、强度低等特点，造成施工过程的安全风险比较大，工程条件很差。因此，软土地基路堤施工期间，应该根据场地软土的特点，进行施工安全监控，尽量控制地基沉降变形，只有这样才能确保施工进度和施工质量。

3.2.3 湿陷性黄土

湿陷性黄土是指在一定压力下受水浸湿，土结构迅速破坏，并产生显著附加下沉的黄土。湿陷性黄土又分为非自重湿陷性黄土和自重湿陷性黄土。非自重湿陷性黄土是在上覆土的自重压力下受水浸湿，不发生显著附加下沉的湿陷性黄土；自重湿陷性黄土是在上覆土的自重压力下受水浸湿，发生显著附加下沉的湿陷性黄土。在诸多增强高速公路地基承载力的方法中，改良基床底层填料已成为提高高速公路路基质量的关键问题，往往建议采用挤密法对黄土进行技术处理。挤密法是处理地下水位以上新近堆积黄土、湿陷性黄土、杂填土和素填土的一种地基加固方法，主要是通过“挤压”作用使地基土得到加密，并利用打入钢套管在地基中成孔，最终在孔中分层填入素土后夯实而成土桩，这种方法属于柔性桩，与桩间同形成复合地基。

结论与建议

( 1 ) 本文分析了地基承载力存在的一些问题，并提出了确定地基承载力的方法。

( 2) 具体分析了水分、土质对地基承载力的影响。

本文抛砖引玉, 提出问题, 旨在引起工程界和学术界对地基承载力确认方法的重视和影响因素。所建议的地基承载力确定方法, 还有待于工程验证和进一步完善。

参考文献

[1] 杨杰．高速公路路堑边坡加固预应力锚索施工技术与质量制[J]. 岩石力学与工程学报，2003, 22(2): 2759-2764．

[2] 现行建筑结构规范大全，第四册．北京：中国建筑工业出版社，1991.

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关键词：粘性土；地基承载力；关系

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

中图分类号：TU47 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

在自然界，存在着不同特性的土壤，这些土具有不同的物理特性。土的形态常处于粘滞流动状态和固体状态，具有可塑性。土的地基承载力与土的体积、密实度以及含水量有着密切的关系。一般而言，土的含水量越大，土质会越松软，土的地基承载力则相对较低，如果土的含水量小，土质较硬，土的地基承载力便增大，因此不同物理特征的土直接影响着土的地基承载力。粘性土是指具有可塑状态性质的土，它具有特别的物理属性，笔者将在下文中从粘性土的物理特性出发，分析粘性土与地基承载力的关系。

一、粘性土的物理特性

粘性土是指一种含粘土粒较多，透水性较小的土壤，压实后的粘性土保水性好，毛细作用小。一般而言粘性土在工程上按照不同的可塑性，分为粉质粘土和粘土，其中将塑性指数在10以上并且在17以下的的粘性土称之为粉质粘土，而塑性在17之上的则称之为粘土。粘土的土粒较细，孔较小，透水性较弱，相比较其他土质而言，粘土具有膨胀、收缩的特性。，随着含水量大小的变化，粘性土的力学性质也会随之改变。具体说来粘性土具有以下特性：

粘性土是由极小的土粒做成的可塑性的细粒土，粘土的塑性随着含水量的不同也会相应的产生变化。可塑性是指土在外力的作用下，可塑成任何形状却不发生龟裂，当外力停止施力时仍然能够保持原来的形状。粘性土随着含水量不同分别处于几种状态：液体、塑体、固体等状态。其中粘性土从一种状态转变为另一种状态的分界含水量称为界限含水率。液限和塑限是塑体稠度的两个界限，分别表示了塑体稠度的上限和下限。正是因为这样的上限下限使得塑性的大小可以通过液限和塑限的差值确定，得出的结果便是塑性指数的定量表示。塑性指数越大则表明粘土的可塑性越强，塑性指数偏小则说明可塑性较小。塑性指数是判断粘性土性质分类的重要指标。其中的粘土是粘性土的代表，粘土具有极强的可塑性和吸水性，并且粘土还具有膨胀性和收缩性。作为一种重要的建筑地基，粘性土的承载能力与它的天然稠度有关。

二、地基承载力

地基承载力是地基容许承载力，在保证地基稳定的条件下，建筑物的沉降量不能超过建筑物允许值。一般而言，地基的稳定性与构成地基的土体息息相关，要保证建筑物的安全和正常使用，在使用过程中不遭到破坏，就需要地基的负荷不能超过地基土的负荷能力，具体便是要求组成地基土层的土受压缩和变形、凹陷产生的变形不能过大，从而保证地基的稳固。在进行基础设计的过程中需要充分考虑以下几个因素：1.地基的容许承载力必须在基础的单位面积压力之上；2.地基的变形值要小于建筑物的沉降允许值；3.地基稳定牢固，不会出现意外的滑动。在基础的设计过程中必须充分考虑这三方面因素，一旦其中某一因素出现偏差便极有可能造成地基的损坏。

在地基的处理上，每一种土质下的地基都具有不同的地基承受能力，要使地基能够稳固，常常需要对地基进行改善，具体说来可以通过以下几种途径改善地基：1.采取一定措施提高地基土的压缩模量，即使地基受建筑物沉降量的影响缩小，能够支撑建筑物；2.透水性的改善，因为地基土的透水性的不同，地基在开挖过程中要结合地基环境实际情况进行透水处理；3.针对一些不良土质采取改善措施，主要是指在地基设计中通过必要的手段提高地基土的质量，使之适应建筑物的沉降量。4.有的地基在开挖过程中因为建筑物需要，常常对地基土进行裁剪，但许多裁剪常常会造成地基土的承载力的改变，从而使得地基的边缘失稳，容易造成地基的破坏，因此在设计过程中必须改善地基的裁剪特性。5.由于地及周边环境的运动和施压常常会造成地基的不稳定，尤其是一些突发性事件，比如地震等，因此必须加强地基的抗震能力和抗压能力。

三、粘性土和地基承载力的关系

在自然环境下，土的形态常处于粘滞流动状态和固体状态之间，并且常呈现出的是塑性状态。土体的力学性质通常通过其含水量的多少来进行研究分析，土体的地基承载力、土体的体积等都与土的含水量密切相关。含水量的减少，土体的体积便会缩小，从而使得土体的密度增加，比如在平原中大量开采地下水会造成土地地面的凹陷，这便是含水量减少，土体体积缩小，密度变大的结果。粘性土之所以被称为粘性土也是与其本身的特性有关的，笔者在上文中已经就粘性土的相关性质做出了具体的阐述，那么粘性土这些性质和地基承载力之间存在怎样的关系呢？笔者在下文中将做出进一步探讨。

由上述事实我们已知土体的力学性质与土体的含水量直接相关，土体的密度、体积、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与地基承载力之间的关系时，笔者选择从其含水量着手进行分析，即直接探索粘性土的含水量与地基承载力之间的关系。天然孔隙比m由土体的干容重

即 ，又因为固体颗粒的体积n和孔隙体积m之和便是土体的总体积，即m+n=1,孔隙比是孔隙体积比上固体颗粒体积即有.

另外，我们已知水的重量和固体颗粒之间的比值是自然条件下的含水量W

综上，可以得出天然孔隙比和天然含水量之间的关系，即

由此我们可以推导出W及的变化和e之间的关系。

天然土体中除了水和孔隙以外还有空气，在塑性状态下，土体的整体结构是复杂变化的，并且因为水和空气的压缩性，使得计算本身存在一定误差，但只要这个误差在允许范围内就是具有现实参考价值的。

除去粘性土含水量和地基承载力的关系，笔者将进一步分析饱和粘性土地基的固结沉降公式，更加详细的探索粘性土和地基承载力的关系：

从无侧胀条件下的半数微型压轴曲线可以得出最终固结沉降公式：

由于土体在固结的过程中有效应力和孔隙之间的关系是又因为，通过推到可以得出地基土在时间t的固结沉降公式为：

因此粘性土的地基承载力主要体现在粘性土本身的土体性质上，而且还要考虑粘性土的含水量及孔隙与地基承载力之间的关系，因为这些因素之间相互影像和制约，最终影响地基力承载力。因此，粘性土的含水量影响了地基土的密度和体积，粘性土的含水量较其他土体大，并且因为其土体的可塑性较强，透水性差，在土体中水的饱和性较高，因此粘性土下地基一般而言塑性较强，这使得地基的可变性增大，这对地基设计来有好也有坏。一方面因为其高塑性使得土体的韧性较高，耐压性较强，不易发生龟裂，抗震能力也较强，能够抵御外力的突发性袭击，当然这也是基于地基本身的抗压能力之上的，过大的外力也会对粘性土造成破坏。另一方面，因为粘性土的含水量较高，塑性较大，密度较高，使得土体的透水性不好，容易出现积水，这对地基的抗湿能力提出了挑战。粘性土的柔软性使得在地基设计中不得不加强其硬性处理，使地基更加坚固和稳定。通常针对粘性土可采取的措施有：混填法，即在土壤中混入一定量的岩石和砂，增加土体的硬度，使得地基更加坚固；预压法，是一种模拟建筑物压力的方法，在建筑物建筑之前，对地基进行试压，将土体中的多余水排除，提高土体的密度，从而提高地基承载力的稳定性。

四、粘性土地基承载力的季节性变化及改善措施

由上文内容可看到，地基承载力与粘性土的土体性质直接相关，尤其是粘性土的含水量是影响土体性质的重要因素，因此在地基设计中必须充分考虑粘性土的含水量。我国是季风气候区，每年的气候季节变化大，降水主要集中在夏季，而冬季却出现明显的干旱。不同季节的降水量对粘性土的土体含水量的影响非常大，不同时间的环境也对土体特征造成了影响，最终影响地基承载力。地基在设计过程中及最终投入使用，都会受到地基内部土体含水量的影响，其内部的含水量不是一成不变的。由于不同季节的降水、地下水的变化、地表水的流动、地表蒸发力以及地表温度等因素的季节性，其地基承载力都会发生周期性的迁移，含水量也发生着周期性的季节变化。含水量的变化对地基的物理性质作用是非常巨大的，在上文中笔者已经借助相关计算推导了其中的内在联系，含水量对地基承载力的地基强度、刚度和稳定性有显著的影响。夏季地下水位上升，地表水流入土体的成分多，粘性土的含水量增大，含水量增大后土体体积也会变大，土壤塑形增强，但这在一定程度上容易造成地基承载力的可变性大，土体内部孔隙增大，容易出现积水。另外由于夏季降水量大，对地表的冲刷力较强，粘性土地基在施工过程中容易出现地基冲刷现象。旱季土体内含水量少，粘性土土质较硬，塑性降低，不利于施工。

正是因为粘性土的上述季节性变化因素，使得基础设计和施工过程中必须充分考虑季节变化对粘性土土体物理力学性质的影响，充分考虑含水量的变化对地基承载力的影响。具体说来可以通过以下几方面措施进行改善：一方面在降水量较大的季节，尤其是夏季，对粘性土的含水量进行实时检测，如果含水量过高就要进行一定的排水措施，防止造成地基内部积水，影响地基承载力；另外还要注意对地基地表的维护，例如增加碎石砂岩等加固地基，防止强降雨对地基地表土体的冲刷。在降水较少的季节，尤其是冬季和春季，粘性土中的含水量较少，土体实密度提高，土体的塑性相对降低，因此在旱季容易发生龟裂的现象，因此在施工过程中要注意人为的对粘性土的含水量进行干预，适量增加地基内部粘性土的含水量，提高其塑性，从而提高粘性土的抗压能力，从而保证了地基承载力。粘性土的季节变化对地基承载力的影响是巨大的，在基础设计中除去考虑自然因素下的粘性土土体性质之外还要充分考虑不同季节和不同施工时间对粘性土性质的影响。

综上所述，粘性土与基础地基承载力之间的关系与粘性土本身的含水量、实密度、孔隙等因素直接相关。在地基设计中必须充分考虑粘性土的土体性质，并且还要与地基建设的周围环境相结合，真正提高地基的稳定性。

参考文献：

[1]高彦斌、王江锋、叶观宝、李伟、徐超，粘性土各向异性特性的PFC数值模拟――《工程地质学报》，2009年05期

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关键词：辽宁中部地区 浅部地基、承载力

在辽宁中部地区，有多条高速公路建成通车，未来还需要修建鞍山至台安、灯塔至辽中等高速公路。高速公路位于下辽河冲积平原上，公路路基、部分小型桥梁的基础形式为浅基础，地基地层为粉质粘土和粉细砂地层。地层承载力指标的高低，对高速公路建设的造价有重大影响。为降低公路工程造价，我们在公路路段内选取K19+330段进行土的原位测试对比试验，选取K21+890段进行砂土的原位测试对比试验。试验目的通过本次试验，对粉质粘土和粉砂地层采用各种测试手段确定的土层工程指标进行对比分析，为设计提供比较充分的综合指标依据。

试验方法包括标准贯入试验、静力触探试验和深层平板载荷试验。

1 场地工程地质条件

1.1 K19+330段

根据钻探资料，场地土岩性特征自上而下分述如下：

①素填土：黄褐色，稍湿，稍密。

②粉质粘土：灰褐色～黄褐色，灰褐色～灰黑色，湿～饱和，软塑状态，局部夹薄层粉土。

③细砂：灰色，饱和，中密状态。

1.2 K21+890段

根据钻探资料，场地土岩性特征自上而下分述如下：

①粉土：黄褐色、灰色，稍湿，中密状态，含有植物根系。

②粉砂、细砂：黄褐色，湿-饱和，松散-稍密状态。

2 试验及结果分析

2.1 标准贯入试验

现场采用DPP-100型回转钻机泥浆护壁钻进，标贯结果见表1。

表1 地层标贯击数统计表

2.2 静力触探试验

现场采用20T自行式静力触探车，采用双桥探头，JTY-3A型数据采集仪进行数据采集，试验结表见表2。

2.3 深层平板载荷试验

深层平板载荷试验采用堆载法，配重为砼块和钢梁自重，压板面积0.5m2，试验深度1.1～1.5m。试验采用500kN油压千斤顶加荷，配40MPa标准压力表测压，以2块50mm量程百分表观测地基土沉降。粉质粘土②分级荷载30kPa，首级30kPa，终载270kPa和300kPa；粉砂②分级荷载40kPa，首级40kPa，终载400kPa。试验结果见表3。

表3 深层平板载荷试验承载力结果统计表

注：[fao]为承载力基本容许值,单位kPa,s为对应沉降量,单位mm。

综合上述标准贯入试验、静力触探试验和深层平板载荷试验结果，分别确定地基土的承载力基本容许值[fao]和压缩（变形）模量Es(E0)及桩侧摩阻力标准值（qik）见表

4。

由上述对比分析可以看出，由土工试验、标贯试验、静探试验确定的承载力平均值略低于静载荷试验指标，粉质粘土②差值为7%，粉砂②差值为17%。

3 结论

通过深层平板载荷试验、静力触探试验、标准贯入试验结果对比分析，采用标贯试验获得的承载力值安全系数较大，深层平板载荷试验获得的承载力值更接近实际，静力触探试验得的承载力值偏大，所以，在实际工作中，应根据不同构筑物对承载力的要求，采用不同的方法确定地基承载力指标，有条件情况下，承载力指标宜采用多种原位测试结果综合分析确定。

参考文献：

[1]工程地质手册（第四版），2007年2月第四版.

[2]公路工程地质勘察规范（JTG C20-2011），2011年11月第1版.

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【关键词】地基承载力；增量加载法；尺寸效应

【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

平板载荷试验是用一定尺寸的载荷板在指定土层上逐级加载，同时测量相应沉降，以得到p-s曲线确定地基极限承载力的一种原位试验方法。在地基土平板载荷试验中，载荷板尺寸对试验结果[1]有很大影响。我国《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2011）[2]规定，对于浅层平板载荷试验承压板面积不应小于0.25m2，对于软土不应小于0.5m2，如载荷板采用正方形，则相应的宽度不小于0.5m，对于软土不应小于0.71m。韩晓雷等[3]开展了强夯法处理地基的载荷试验尺寸效应研究，在该场地上分别选取8种尺寸的刚性方板载荷试验，认为载荷板的宽度可选择0.4-0.707m。张文龙等[4]开展了内蒙古地区粉细砂地基平板载荷试验尺寸效应研究，认为存在一个载荷板尺寸效应的界限值0.5m×0.5m和0.7m×0.7m，当载荷板尺寸在两个界限值之间时，试验测试的承载力比较接近。柳飞等[5]开展了离心机试验模拟平板载荷试验研究，试验结果表明基础直径为0.8m（载荷板面积0.5m2）和0.56m（面积0.25m2）的极限承载力相差27%-40%。文献[6-10]对载荷板尺寸效应的其它问题进行了研究。以上研究成果表明承载板尺寸效应研究成果较为离散。本文基于有限元增量加载法，进一步开展载荷板尺寸效应研究。

1 载荷试验增量加载有限元数值模拟方法

载荷试验增量加载有限元数值模拟方法是通过数值分级加载方法，分析地基受力及变形全过程（应力-应变、位移）、获取荷载―沉降曲线及地基破坏模式。在数值载荷试验中需要输入岩土体物理力学参数、地基土体本构模型和破坏准则，本文模拟时，地基土采用弹塑性模型和莫尔一库仑屈服准则。数值试验加载方法及承载力判定满足浅层载荷试验规范要求。

2 水平地基载荷板尺寸效应数值载荷试验分析

试验采用方板载荷试验方法，为了消除计算模型尺寸对地基承载力影响，计算模型尺寸见图1。 载荷板宽度b从0.1m变化为1.0m，增量为0.1m，共计进行10个数值试验。试验地基土采用碎石土，地基土体物理力学参数见表1，有限元计算模型如图2所示。

图3 和图4是承压板在不同尺寸下的地基承载力，可以看出，当载荷板宽度为10cm时，承载力最大，而当载荷板为20cm时，载荷板承载力急剧下降，到30cm时地基承载力达最小值，且最小值和最大值之间的差异将近1000kPa，当载荷板尺寸大于30cm时，地基承载力随着载荷板尺寸的增加而不断增加，当到达50cm以后，基本保持不变。由表2可知，当载荷板尺寸大于50cm时的地基承载力相对于50cm时的地基承载力损失都不到1%，说明载荷板尺寸对地基承载力有影响且作用范围有限。

通过水平地基载荷板数值试验研究，当载荷板尺寸宽度达到50cm以后，承载力基本保持不变，据此，载荷板尺寸选择应不小于50cm为宜。

3 斜坡地基承载力数值分析

3.1 不同边坡距下地基承载力分析

为研究边坡距对斜坡地基承载力的影响，计算模型见图5。采用方形载荷板， 尺寸宽度b为0.5m，坡角为45°时分析如下几种工况：L（边坡距）分别为0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80m，地基土物理力学参数见表1，计算分析得出不同边坡距下地基承载力与坡边距关系见表3，图 6和图 7为承载力特性。

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[关键词]基坑开挖；承载力；建筑物；变形 文章编号：2095-4085（2017）05-0107-02

1基坑工程的概念

基坑工程属于复杂工程，牵涉领域广泛，例如：土力学、工程地质、基础工程、原位测试技术、土与结构相互作用等。_挖基坑大部分是在短时间内完成，一方面工程经费控制比较严格，另一方面影响开挖基坑原因有很多，比如：地下水情况、地质条件、天气变化、施工顺序及管理等。基坑工程服务涉及工程的多个方面，土建、桥梁、道路、管道和海域附近工程等。

2工程实例

高层建筑周围有4幢多层和10多间低矮的房屋，根据设计数据，高层地下室兼作人防工程。基坑开挖将采取降水、支护开挖，最大开挖深度达到9.2m左右，涉及到的土层大致可分为粉质黏土，粉土。施工过去没几天，周围一些低层建筑出现裂缝。

基坑周围楼房及高层受力层为①层粉土，基础深度为1.2m（地层）、2.0 m（多层），直接下卧层采用②层粉质黏土。关于施工着重关心的高层建筑，因为它的基础下①层粉土厚度只有0.3 m，所以，该试验主要向第②层进行。出现裂缝的建筑离基坑边缘大概6m～10 m左右，去掉外伸半宽基础，实际离开基坑最外边达5.2m～9.2m左右。按照基坑开挖理论得出的②层黏土粉质承载能力：225kPa。根据数据显示，多层建筑设计采用数值120 kPa。到开挖基坑之后，照着方法计算，由于侧限抗力变小而变小的承载力值：36 kPa，得出安全系数K=2，减少18kPa，大致占设计值15%。根据同个勘察现场实验数据推出，降低变大约6mm～8mm，如果再考虑降水变化，周围场地由于基坑施工而造成的附加降低数值会高于10.0 mm，归纳原本的建筑强度、设计和质量等特质，得到合理回答：即使有围护，依然存在很多原因造成大量较低建筑出现裂缝。采用不同的方式对地面沉陷进行计算，可以看出：在距离基坑边缘4m～8 m范围内，理论沉陷值在15mm～9mm之间，与该文中陈述的结果基本一致。与采用刚性基础的低层建筑不同，采取柔性基础的多层建筑由于整体刚度较好，直到基坑工程全部完工都没有裂缝。

3基坑开挖对邻近建筑物地基承载力影响的整治措施

3.1注浆法

注浆法利用气压、液压、电动化学方法，使用注浆管将介质平均地注入到土里，浆液利用渗透、挤密、填充等，除去沙粒之间和石头缝隙的水分和空气后拥有空余空间，经过人工控制，浆液会从松散或者缝隙状态结合成一体，变成完全不同的刚度高、渗透性好还有化学稳定性好的“结石体”。原材料、水或其他溶液和各种添加剂的混合浆液注浆法。一般使用的注浆原料通常指浆液用的原材料，根据用途分类，外加剂有氧化剂、催化剂、悬浮剂等。注浆材料种类各式各样，包括以水泥浆为主的水泥浆材，一般用于岩石加固，往往在施工中比较常用。

3.2深层搅拌桩

加固饱和粘性土和粉土等地基，深层搅拌桩无疑是最佳的方式之一。该方法使用了石灰水泥等作为固化剂，利用特殊的操作机器，及时把强化剂和地基进行搅和，从而令土基加固并具备遇水稳定性、综合整体性和硬度效果好的水泥加固土，进而增强地基强度提高变形模量值。依据强化剂混进形态的不同，将分为浆液和粉体喷射搅拌。前面一个用浆液和地基土强制搅和，后面一个是用粉体和地基土强制搅和。现今，喷浆型式的湿法搅拌机器有单、双轴、三轴，还有多轴，在社会上都比较常用。喷粉机器现在有搅拌机只有单轴一种类型，加固土有止水要求时，应该选择浆液搅拌法进行。

3.3高压喷射注浆法

（1）对于粉质土、砂质土、黄质土、素填土和碎石土以及淤泥、淤泥质土、流动或软黏性土等地基，运用高压喷射注浆法都能起到较好的加固地基作用，然而碰到硬黏性质土或者是含有大量小石或部分植物残留草根的地基，阻挡、削弱喷射流的情况，使冲击破碎力大幅度减少，造成切削范围小和处理效果不好；遇到含有大量微生物的土体，该方法的处理效果也会不一样，要依据实验现场结果得出适用程度；针对湿陷性黄土地基，也应该预先有现场试验。（2）高压旋喷桩加固的有效直径或范围要依据现场实验或工程经验确定。当用作止水帷幕的时候，加固体的搭接要长于30cm。（3）根据土类的特性，强化规范还要经过实验和以往经验得出压喷射注浆的施工数据，而且在施工时必须按规范进行调制。高压喷射注浆以水泥为主要材料时，对于特殊要求的工程项目，应采用32.5级以上普通硅酸盐水泥，依照要求加入适量的外加剂和掺合料。一般通过试验得出外加剂和掺合料的用量，水灰配合比一般取0.8～1.5左右。（4）高压喷射注浆的顺序可分为钻机就位、钻孔、置入注浆管、高压喷射注浆和拔出注浆管等。泵和空压机的水灰比、流量压力、提升速度等施工参数一旦确定就必须严格执行，并且使钻孔的垂直度符合要求。施工作业完成后要马上清洗机具和孔口。

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关键词：水泥土搅拌桩承载力不足处理措施

中图分类号：TQ172文献标识码： A

1前言

水泥土搅拌桩在工程运用上主要是加固地基土达到提高天然土层的承载力及止水的作用，目前运用在工程的各个领域都起到了比较理想的效果，对于淤泥质土、粉质粘土及饱和粘性土等软土地基的处理效果显著且投资经济，采用施工工艺和投入施工的机械设备简单、不排污、对土体挤密效果微弱、造价较低且能很快投入使用。但该工法实施过程也会遇到如单桩承载力不足、桩体成桩质量差、复合地基承载力不足等问题，造成地基加固处理效果不理想，同时对工期控制及结构安全造成潜在危害。

2 水泥土搅拌桩承载力不足原因分析

水泥土搅拌桩承载力不足主要体现在单桩承载力不足及复合地基承载力不足，复合地基承载力满足要求但单桩承载力达不到要求的情况也较普遍。

单桩承载力不足的原因主要有：1）桩端未进入到设计持力层，部分桩端位于软弱土层；2）桩身成桩质量差，存在因搅拌不均，复搅次数偏少、水灰比偏大等未能使土体与水泥浆有效凝结；3）桩顶3倍桩径范围的桩体质量较差，该部位为应力较大区域，桩体上部应力传递受制约；4）土质原因使成桩情况不理想如有机质含量较高、含水量较高、土质PH值呈酸性等因素造成

复合地基承载力不能满足要求的主要原因有：1）桩身质量差，桩体的贡献未达到设计要求。对于桩长较长的情况，往往单桩承载力受桩身强度控制，按土层侧阻力及端阻力计算单桩承载力远远大于设计荷载，因桩身质量缺陷导致单桩承载力不足的情况时有发生。2）桩间土质较差，基槽开挖后对土体扰动较大，同时因雨季开挖土体浸泡，强度降低，未能充分发挥桩同作用的效果。

3 水泥土搅拌桩承载力不足预防措施及事后处理措施分析

（一）预防措施及过程控制

为防止水泥土搅拌桩复合地基施工后存在各种缺陷而造成承载力难以满足设计要求的情况，笔者认为应加强过程控制。从勘察、设计、施工及监理各个环节加强应有的重视，并明确各个环节应重视的问题。

勘察阶段应重视的问题：1）应详细查明填土层的厚度及组成，调查了解填土层的堆填时间，包含物特征，若填土层堆填时间较长应取样进行固结程度的判别。2）应详细查明软土层的分布范围，可采用钻探与静力触探相结合的办法，同时应控制好勘探点的间距，被加固软土层及可能的持力层起伏较大时，应及时加密勘探点。3）现场测试、取样及试验项目应齐全，主要是地下水埋深及PH值；被加固土层的含水量、固结度、塑性指数和有机质含量等。4）应对建议的复合地基处理方案成桩可行性及施工注意事项进行详细阐述。

设计阶段应重视的问题：1）设计前应进行拟处理土的室内配比试验。针对现场拟处理的最弱层软土的性质，选择合适的固化剂、外掺剂及其掺量，为设计提供各种龄期、各种配比的强度参数。2）桩身强度不宜太高。应使桩身有一定的变形量，这样才能促使桩间土强度的发挥。3）水泥土桩的布置形式对加固效果很有影响，应结合工程地质特点和上部结构要求选择合理的布桩形式，可采用柱状、壁状、格栅状、块状以及长短桩相结合等不同加固形式。

施工阶段应重视的问题：1）事前控制：监理工程师应仔细审核施工单位呈报的施工组织设计，确定施工方案的可行性。施工机械一律配备电脑记录仪及打印设备，自动记录仪必须采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录，以便了解和控制水泥浆用量、钻进速度、施工桩长、成桩时间等参数。2）施工过程控制：a做好试验桩工作获取技术参数和施工工艺。试桩对工程桩施工具有很强的指导意义，试桩桩位的选择应在充分分析地质情况的前提下选择地质条件最不利地段进行。b桩位、桩径、桩身垂直度及桩长的控制应满足设计及规范要求。c浆液质量及喷搅工艺控制.d搅拌和喷浆过程控制。现场监理工程师应严格把关施工过程的工艺执行情况，尤其应避免因水灰比过大、搅拌不均、桩长不够等严重影响桩体质量的环节。

（二）事后加固措施分析

满足龄期要求的桩体按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）[1]要求进行静载荷试验，验收检验数量不少于总桩数的1%。针对复合地基承载力不足的情况，通常有如下处理办法：

1）换填法：若基底标高可提升，挖至桩顶后铺设褥垫层，将褥垫层的厚度加大，褥垫层的厚度依据承载力验算确定，同时在褥垫层内增加土工格栅，褥垫层的压实度应进行严格控制。若基底标高不可变更，可采用超挖一定深度，按上述方法加大垫层厚度。

2）长短桩结合方案：复合地基承载力不足时可考虑在既有桩体之间增加短桩，分担上部一定荷载，同时在褥垫层中增加土工格栅，控制不均匀沉降。

3）微型桩补强方案[2]：在承载力不足的桩体之间布置微型桩，桩径一般在150-300mm，采用地质钻机成孔，用小碎石填入孔内，填满孔后启动送浆泵，将水泥浆压入孔内。

4）锚杆静压桩法[3]：对于已大面积开挖至桩顶且工期较紧的情况，可采用锚杆静压桩进行补强，锚杆静压桩采用桩基逆做法施工，桩基逆做法就是采用结构施工期间在地下室底板上预埋或后置钢筋，并在需要补桩的部位预留桩孔或开凿桩孔，施工时将桩架固定于锚杆上，用千斤顶利用桩架力将预制桩压入土中的施工方法，它具有无噪声、与结构同步施工不占用施工时间等特点

4结论

水泥土搅拌桩复合地基虽有诸多优点且运用广泛，但各环节控制不到位，易产生桩体质量差及承载力无法满足设计要求的缺陷。同时，该桩体凝期较长，一旦产生缺陷，对工程工期控制及投资控制都将产生较严重的影响。因此，水泥土搅拌桩复合地基的勘察、设计、施工、监理及检测均应引起高度重视，各环节控制应严格把握其重点，有的放矢。事后加固处理方案的选择应结合工程情况慎重选择，并辅以检测手段进行验证。

参考文献：

[1] JGJ79-2012，建筑地基处理技术规范 [S]，中国建筑工业出版社。

篇10

关键词：CFG桩复合地基修正模型 承载力计算

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

中图分类号：TU348 文献标识码：A文章编号：

在实际工程中开发商为了最大限度追求建筑面积，通常在规划中高层住宅紧邻地下车库等建筑，因此高层建筑地基处理的深度修正问题就成为地基处理设计人员经常遇到的问题。笔者以成都理工东苑37幢高层住宅CFG桩设计施工的工程实例对此问题做一些讨论。

CFG桩复合地基修正模型

CFG桩复合地基是在天然地基中设置竖向增强体（CFG桩），由桩、同承担上部结构传来的荷载。根据中国建筑科学研究院企业标准Q/JY06-1997（下简称“企标”），当无单桩静载时，单桩极限承载力标准值可按下式预估：

Ruk=-UP∑qsiLi+qpAP（1）

式中-UP ------桩的周长；qsi ------桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；

qp ------------桩的极限端阻力标准值 ； Li------------第i层土的厚度。

对于处理后的地基，按照地基处理关于深宽修正的通常做法，不做宽度修正，深度修正系数取1.0，“89规范”考虑荷载基本组合按下式进行复合地基承载力的验算（根据“89规范”，单桩承载力设计值较单桩承载力标准值方大1.2倍）：

CFG桩复合地基承载力标准值fφ、k为

fφ、k=m(Ruk÷KAP)+αβ(1-m)fk （2）

式中m------面积置换率；AP ------桩的截面面积；fk -------天然地基承载力标准值；α------加固后桩间土承载力标准值与天然地基承载力标准值之比；β------桩间土强度发挥系数；K----------桩的安全系数

对于处理后的地基，按照地基处理关于深宽修正的通常做法，不做宽度修正，深度修正系数取1.0，“89规范”考虑荷载基本组合进行复合地基承载力的验算（根据“89规范”，单桩承载力设计值较单桩承载力标准值放大1.2倍）：

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

如果按照荷载标准组合进行复合地基承载力验算，其公式可写为：

Pk≦m(Ruk÷KAP)+αβ(1-m)fk+Y0(d-1.5)(4)

从式（3）及式（4）可以看出，两式左端P较Pk 大20%左右，两式右端第2项基本相同，第3项深度修正的起始高度略有差别，按“89规范”确定CFG桩复合地基承载力设计值时对右端第1项单桩承载力进行了放大。因此，对于同样的地基处理方案，按照不同的荷载组合，复合地基承载力计算的安全储备会有一定的差异。

二 工程实例

、工程概况

成都理工东苑第37幢高层住宅由华远房地产股份有限公司开发建设，结构形式为全现浇钢筋混凝土结构，地上32层，地下2层，基础采用箱筏基础，埋深7.0m，置于岩土工程勘察报告中的④层砂质粉土——粘质粉土、④1粉质粘土，天然地基承载力标准值综合考虑为180kPa，不能满足设计要求。经方案论证，采用CFG桩复合地基方案进行处理。

、CFG地基承载力的计算

理工东苑37栋的高层住宅采用CFG桩复合地基加固技术进行处理，地基处理的实际参数按承载力和变形双控确定，施工采用长螺旋钻孔管内泵送CFG桩混合料施工工艺。

、设计要求

深宽修正后复合地基承载力标准值要求大于450kPa；

建筑物沉降量控制在10cm以内，倾斜小于0.002。

、单桩极限承载力计算

根据勘察报告，CFG桩以园砾⑨层为桩端持力层，桩长20m，桩径415mm，根据勘察报告提供的各土层的物理力学指标，计算得到单桩极限承载力标准值1560kN，考虑冬季施工等不利因素，单桩极限承载力标准值取为1400kN。

复合地基承载力计算

成都理工东苑37幢复合地基采用荷载标准组合进行设计。

桩的安全系数K取2.0，当桩间距为1.6m时，由式（2）可以计算得到复合地基承载力标准值fsp,k=427.5kPa。

地基承载力只做深度修正，不做宽度修正，深度修正系数取1.0，由式（4）可得到修正后复合地基承载力标准值为

521kPa>Pk=450kPa

满足实际要求，两者相差16%

三、复合地基承载力的深度修正

（一）、复合地基承载力的深度修正

该小区为超高层住宅，小区每栋住宅楼之间规划为地下车库，车库为地下2层，埋深10m，车库上覆盖2.5m厚的土作为绿化用地。37幢的东、北两侧与车库相邻，相互位置标高见图1。

图1： 37幢与车库的相互位置（剖面）

“89规范”对深度修正基础埋置深度d的相关规定如下：一般自室外地面标高算起，在填方整平地区可自填土地面标高算起，但填方在上部结构施工后完成时，应从天然地面标高算起。

对于紧邻地下车库，能否进行修正或者如何进行修正，规范没有明确规定。

“89规范”地基承载力的深宽修正系数源自于“74规范”，在“74规范”中地基承载力深度修正按下式进行：

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

深度修正系数mD 、mB 的确定，以载荷试验的结果为依据，并参照了地基承载力塑性荷载P1/4 公式，即：

fk = Mbrb+Mdy0d+McCk （6）

式中Mb 、Md 、 Mc------承载力系数

《建筑地基处理技术规范》JGJ79—91 中对于人工处理的地基规定不做宽度修正，深度修正系数取1.0。在本文实例中，考虑到地下车库基础为整板基础，地下车库自重与其上覆土重量对楼座地基承载力具有一定的边载效应，对于深度修正是按修正量不应大于地下车库（含2.5m覆土）的自重压力进行的。

（二）施工检测及沉降观测

理工东苑37幢CFG桩施工完毕后，由四川建筑工程质量监督检测中心进行了小应变和单桩静载实验，静载实验结果表明复合地基承载力满足设计要求。

参考文献

（1）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）

（2）徐至钧主编《水泥粉煤灰碎石桩复合地基》 机械工业出版社2010.2