地基类论文地基承载力特征值与地基基本承力的联系

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　　摘要：结合工作经验对地基承载力特征值（GB50007-2002）与基本承载力（TB10002.5-2005）两个关键性指标的概念和得出方法进行浅析。

　　关键词：特征值,基本值,联系与区别

　　在设计桥梁涵洞浅基础时，根据《铁路桥涵低级和基础设计规范》（TB10002.5-2005）中计算地基容许承载力公式

　　[σ]=σo+k1γ1(b-2)+k2γ2(h-3)

　　式中σo为地基的基本承载力。我们设计时要求地质勘察部门提供的地质勘察报告中所需要的就是这个值。但是随着市场经济的发展，设计勘察部门的市场化竞争日趋激烈。许多时候甲方指定的地质勘察部门没有铁路地质勘察的资质和经验，提供我们的地质勘察报告上为《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）中所规定的承载力特征值fak。由于各种原因，我们一般不能要求换家勘察单位重新勘察，只能根据他们提供的承载力特征值fak来确定桥梁和涵洞基础地基的容许承载力。但σo（《铁路桥涵地基和基础设计规范》中的地基基本承载力，以下简称“基本承载力”）和fak（《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）中的地基承载力特征值，以下简称“承载力特征值”）不只是名称和代号不一样，他们在概念上和得出的方法上也不尽完全一样。本人参阅各种资料，把它们之间的联系与区别及承载力特征值在铁路桥涵地基基础中应用的问题予与浅析。

　　1.概念的区别

　　地基承载力是指地基对基础及上部结构荷载的承受能力，其大小取决与地基、基础及上部结构两个方面。有关承载力的几个基本概念：

　　极限承载力：使地基发生剪切破坏，失去整体稳定时的基础底面最小压力，亦即地基能承受的最大荷载强度。

　　容许承载力：确定地基不产生剪切破坏或失稳，同时又保证建筑物的沉降不超过允许的最大荷载。《铁路桥涵地基和基础设计规范》就以容许承载力[σ]作为桥梁涵洞设计计算时采用的值，对应《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）中地基设计计算采用的承载力特征值fak。

　　承载力基本值：根据土的室内试验或原位测试物理力学指标的平均值，按经验公式计算或查表格得到的相当于标准基础宽度和埋深时的地基容许承载力值。

　　承载力设计值：地基承载力标准值，经基础宽度和深度修正，以及直接用地基强度指标按承载力理论公式计算得到的值。承载力设计值是在地基设计计算时采用的地基设计承载力值。(1989年《建筑结构设计统一标准》（GBJ68-84）)

　　地基承载力特征值：是指荷载实验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变行所对应的压力值，其最大值为比例界限值。实际即为地基承载力的允许值。（《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002））

　　2.联系与区别

　　首先看一下建筑规范的发展变化，1974年颁布了《工业与民用建筑地基基础设计规范》（TJ7-74），建立了适合于我国各主要土类的土的物理力学性质指标与地基容许承载力[R]的关系表。采用允许承载力法进行基础设计。1989年地基规范修订时，由于《建筑结构设计统一标准》（GBJ68-84）的实施，将设计统一分为承载能力极限状态与正常使用极限状态，以荷载设计值与荷载标准值分别对应这两种状态。地基设计时，不得不

　　从原有的允许承载力的方法，调整为地基承载力设计值的做法，但保留了安全系数K的概念。2002年地基规范明确了岩土工程在可靠度设计方法上的一定的特殊性，地基承载力取特征值。回到了允许承载力的概念，明确规定了按变形设计的原则、方法使建筑地基设计原则与长期的工程经验实行了一致和统一。

　　现在再看一下《铁路桥涵地基和基础设计规范》，对比建筑规范，应该和1974年《工业与民用建筑地基基础设计规范》（TJ7-74）有相似性，《铁路桥涵地基和基础设计规范》也是采用允许承载力法进行基础设计。而且也有主要土类的物理力学性质指标与地基基本值的关系表。地质部门进行地质勘察时主要是现场钻探取回土样，在实验室内得出土的各项物理指标，经过回归修正以后，按经验表格查得承载力基本值提供给设计者使用。2002年《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）取消了地基承载力表格，并规定：地基承载力特征值可由荷载实验或其他原位测试、公式计算，并结合工程经验综合确定。从其定义可看出，静载荷试验是确定地基承载力的基本方法，并结合室内土样实验、理论公式等方法。采用几种方法确定的地基承载力，得出的数值必然有所出入，同时考虑场地土质是否均匀，几种测试方法的试验条件及可靠度，建筑物产生沉降及不均匀沉降的可能性，经过综合分析给出设计者使用的承载力特征值fak。02规范取消了以前规范中的地基承载力表，主要原因是我国幅员广大，土质条件各异，用几张表格很难概括全国的规律。用查表法确定承载力在大多数地区可能基本适合或偏于保守，但也不能排除个别地区可能不安全。随着设计水平的提高和对工程质量要求的趋于严格，变形控制已是地基设计的重要原则，因此就要求地质勘察单位根据试验和地区经验综合评定地基承载力等设计参数。

　　通过以上各规范对地基承载力的阐述。我们可以看到《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-2005）中的承载力基本值σo和《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）中的承载力特征值fak并无本质上的区别。都是地基承载力的允许值。只是02建筑地基新规范要求承载力特征值须是地质勘察部门综合各种方法及地区经验而提出，更具一定的科学性。

　　3.结语

　　由于两种规范对应的是两种行业，严格来说各行业应该严格执行本行业的规范标准。对比1974年《工业与民用建筑地基基础设计规范》（TJ7-74）和《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-2005）中的地基承载力表格，可以发现不尽相同。说明两种规范并不是一套标准。如果用承载力特征值fak代替承载力基本值σo并无事实上的根据也法律上的依据。但是有些时候客观条件不允许再要求地质勘察部门重新提供地质资料。而要求设计的又是涵洞等已往实践经验比较成熟的工程，就要求设计人员充分理解规范条文的编制思路，抓住要点，灵活变通，根据地质勘察报告中的各项物理指标及以往工程经验综合判断承载力特征值fak是否可代替承载力基本值σo,但是如遇到地质情况较复杂，或工程又是大桥、特大桥等非常重要工程的时候，设计者还是应该紧遵规范，毕竟设计质量是首要大事。

　　[参考文献]

　　[1]建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）。北京：中国建筑工业出版社，2002。

　　[2]建筑地基基础设计规范（GBJ7-89）。北京：中国建筑工业出版社，1989。

　　[3]工业与民用建筑地基基础设计规范（TJ7-74）。北京：中国建筑工业出版社，1974。

　　[4]铁路桥涵地基和基础设计规范（TB10002.5-2005）。北京：中国铁道出版社，2005。

　　[5]地基与基础（第三版）中国建筑工业出版社