地基极限承载力计算方法探讨
具有软弱下卧层的地基极限承载力的计算
具有软弱下卧层的地基极限承载力的计算地基极限承载力是指地基在软弱下卧层的地基极限承载力，是通过
开展合理的基础设计以及计算的预报的地基表面的极限承载力。
计算
地基极限承载力需要考虑地基分层、地基屈曲量、地基承受轴力、工
程地质和地基厚度等原因对地基极限承载力具有重要影响。
首先，应该特别注意地基厚度问题。
一般来说，在软弱下卧层地基，
一般厚度不可太小，若有厚度只能是有限厚度，可能会影响极限承载力，从而减小极限承载力，所以建议在计算时尽量保持厚度的要求。
其次，应该特别关注地基的分层设计，如若连续下卧层孔隙具有泥质
层及其它地层，那么就要保持孔隙的均匀性。
给地基设计时，要保证
地层的吸潮性、吸水性及抗渗性;孔隙层中的渗水曲线应得到严格控制，不宜过大，以免减小极限承载力。
另外，在地基极限承载力计算时，很重要的是要考虑地基地质状况，
比如岩石强度、岩土成分及其它材料，这些都会影响地基极限承载力。
有时也需要考虑地基屈曲量，错位及堆积单元的非稳定性等。
另外，还要考虑地基处承受轴力的情况，比如柱状物的位移以及其它
支撑的失效，都会对地基的极限承载力造成影响。
综上所述，计算地基极限承载力时，除了要特别注意地基厚度、地基
分层以及地基地质状况外，还要考虑地基屈曲量、承受轴力以及地基其它因素的影响，以便准确得出软弱下卧层的地基极限承载力。
软土地基螺旋桩竖向抗拔极限承载力计算方法
软土地基螺旋桩竖向抗拔极限承载力计算方法
软土地基螺旋桩的竖向抗拔极限承载力可以通过以下计算方法进行估算：
1. 确定土壤参数：首先需要确定软土地基的一些土壤参数，包括土壤的重度（γ）、内摩擦角（φ）、准静态抗剪强度（c），这些参数可以通过现场勘探或实验室测试获得。
2. 计算桩身埋深：根据工程要求和土壤特性，确定螺旋桩的埋深（L），一般建议将桩身埋入到稳定的土层中。
3. 桩侧阻力计算：根据软土地基螺旋桩的几何形状和土壤参数，可以使用一些经验公式或数值分析方法计算桩侧土的摩擦阻力。
常用的方法包括考虑桩侧阻力的全桩体计算和按段计算等。
4. 桩端承载力计算：软土地基螺旋桩的桩端承载力可以通过考虑土壤强度参数的数值分析方法来计算，例如使用有限元方法进行模拟分析。
5. 计算抗拔极限承载力：将桩身埋深中的桩侧阻力和桩端承载力进行合并，得到螺旋桩的竖向抗拔极限承载力。
这个数值可以用于评估
螺旋桩在软土地基中的抗拔能力。
需要注意的是，以上计算方法仅为一种常见的估算方法，实际工程中还需要考虑一些其他因素，如土壤的孔隙水压力、桩身的形状和材料等。
因此，在具体工程设计中，最好由专业的工程师进行详细的计算和评估。
地基承载力计算
地基承载力=8*N-20(N为锤击数）地基的承载力是随负载增加而地基单位面积的承载力。
常用单位KPa是评估基础稳定性的综合术语。
应该指出的是，基础承载力是基础设计的一个实用术语，它有助于评估基础的强度和稳定性，而不是土壤的基础特性指标。
土的抗剪强度理论是研究和确定地基承载力的理论基础。
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。
这种小范围的剪切破坏区，称为塑性区（plastic zone）。
地基小范围的极限平衡状态大都可以恢复到弹性平衡状态，地基尚能趋于稳定，仍具有安全的承载能力。
但此时地基变形稍大，必须验算变形的计算值不允许超过允许值。
当荷载继续增大，地基出现较大范围的塑性区时，将显示地基承载力不足而失去稳定。
此时地基达到极限承载力。
确定方法：（1）原位试验法（in-situ testing method）：是一种通过现场直接试验确定承载力的方法。
包括（静）载荷试验、静力触探试验、标准贯入试验、旁压试验等，其中以载荷试验法为最可靠的基本的原位测试法。
（2）理论公式法（theoretical equation method）：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。
（3）规范表格法（code table method）：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。
（4）当地经验法（local empirical method）：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，它是一种宏观辅助方法。
地基承载力的评估及计算方法
地基的临界荷载
式(6-6)与式(6-7)中，第一项中的γ为基底面以下地基土的重度；第二项中的γ为基础埋置深度范围内土的重度；如系均质土地基则重度相同。另外，如地基中存在地下水时，则位于水位以下的地基土取浮重度γ′值计算。
按极限荷载确定地基承载力 极限荷载即地基达到完全剪切破坏时的最小压力。极限荷载除以安全系数可作为地基的承载力设计值。 极限承载力的理论推导目前只能针对整体剪切破坏模式进行。确定极限承载力的计算公式：一类是假定滑动面法，先假定在极限荷载作用时土中滑动面的形状，然后根据滑动土体的静力平衡条件求解;另一类是理论解，根据塑性平衡理论导出在已知边界条件下，滑动面的数学方程式来求解。 公式基本形式pu=γbNγ+Nqq+Ncc。在平面问题中浅基础应用较多的是太沙基与汉森公式。
按工程规范确定地基承载力
规范承载力表是在总结科研成果和工程实践经验的基础上制定的，利用现场勘查资料或室内试验资料直接查表得到承载力的标准值或承载力的基本值。 当基础宽度b≤3m，基础埋深d=0.5m，可按《规范》各表所列的数值确定地基承载力的标准值或基本值。如果实际工程的b、d超过上述范围，则地基承载力需进行宽度与深度修正，修正后为地基承载力的设计值(或称容许承载力)
概 述
地基土沉降变形
建筑物基础沉降和沉降差
变形要求
概 述
荷载过大超过地基承载力
地基产生滑动破坏
稳定要求
概 述
确定地基承载力的方法有载荷试验法、理论计算法、规范查表法、经验估算法等 在工程设计中为了保证地基土不发生剪切破坏而失去稳定，同时也为使建筑物不致因基础产生过大的沉降和差异沉降，而影响其正常使用，必须限制建筑物基础底面的压力，使其不得超过地基的承载力设计值
地基承载力的评估及计算方法
按工程规范确定地基承载力
根据野外鉴别结果确定地基承载力标准值f
k
岩石的硬度不同、风化程度不同，其承载力标准值亦不同 碎石和土的种类不同、密实程度不同，其承载力标准值亦
不同
根据室内物理力学指标平均值确定地基承 载力基本值f0
粉土根据孔隙比和含水率选取承载力基本值 粘土根据孔隙比和液性指数选取承载力基本值 淤泥质土根据天然含水量选取承载力基本值 红粘土根据含水比和液塑比选取承载力基本值 素填土根据压缩模量选取承载力基本值
地基承载力的特征值
《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）5.2.5 条规定，当偏心距e小于或等于0.033倍基础底面宽度 时，根据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值可 按下式计算，并满足变形要求：
fa= Mbγb+ Mdγm+ Mc Ck （6-20）
式中fa――由土的抗剪强度指标确定的地基承载力值； Mb，Md，Mc――承载力系数，按表6-1确定；
按工程规范确定地基承载力
根据室内物理力学指标平均值确定地基承载力 标准值f k
先按规定查表6-7、表6-11中的承载力基本值f0，然后再乘以回 归系数计算f k，即
f k=f0φf
根据标准贯入试验锤击数N，轻便触探试验锤 击数N6,确定地基承载力标准值f k
现场试验锤击数应经下式修正：
6.2 地基的破坏模式
现场载荷试验 :通过试验可 O 得到载荷板在各级压力p的作 用下，其相应的稳定沉降量， 绘得p-s 曲线
p
a
b
c
s/ mm
图8-9 p-s 曲线 a-整体剪切破坏； b-局部剪切破坏；
c-刺入剪切破坏
地基的破坏的形式
矩形基础地基极限承载力计算理论探讨
～ 一 ～ Ｂ 一 一 一 一 ； 一 ～～ 一 一 ～ 一
＿一一～一 二一 重 一 ＿二 薹 一妻 善 一
．
摘 要 ：基 于 空 问 曲 面 上一 点 的应 力 分 析 ，得 出 了 而上 一 点 的法 向应 力 、剪 应 力 与 应 力 分 量 、曲 面 一 阶 偏 导 数 的 关 系 。 建 立 了 曲面 至 地 基 表 面 土柱 上 力 的微 分 平 衡 方 程 、力 的 平 衡 方 程 、力 矩 平 衡 方 程 。 以上 方 程 和 库 仑 屈 服 条 件
・
２ ・
中 国港 湾 建设
２１ ０ ０年第 ６期
维极限分析理论研 究矩形基础 地基 极限承载力问题 ，是土 力学 中一个长期未解决的难题 。 事实上 ，到 目前 为止 对三维条件的应力分析均是对空 间一点的应力分析 ，没有和空间 曲面结合起来 ；而土体极 限分析与空间 曲面 （ 可能的屈服面）密切相关 。因此 尚没 有一套研究三维极 限分析问题的基本方程 ，这正是研究工
关 键 词 ：空 间 ｝而 ；心 力分 析 ；平 衡方 程 ；矩 形 基 础 ；地 基极 限 承 载力 Ｈ １ 中 图分 类 号 ： Ｉ ３ Ｔ１ １ ４ 文 献标 志码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ３ ３ ８ （０ ０ ０ — ０ １０ １０ — ６ ８２ １ ）６ ０ ０ — ５
Ｄｉ ｃ ｓｏ ｏ ｈｅ ｓ ｕｓ ｉ ｎ ｎ ｔ Ｃａ ｃ ｌ ｔｏ Ｔｈｅ ｒ ｅ ｔ ． ｌ ｒ ｌｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｙ ｏｆ Ｒ ｃ ｍ ｇｕ ａ
Ｂａ ｅ ｕ ｓ ｄ Ｆｏ ｎｄａ ｉ ｎ ｔｏ Ｌｉ ｉ ａ ｉ Ｃａ ｃｔ ｍ ｔ Ｂｅ ｒｎｇ ｐａ ｉｙ
ＹＡＮＧ Ｊｎ － ａ ｇ ＣＡＯ Ｙｏ ｇ ｈ ａ ＨＵＡＮＧ Ｃ ｕ ｎ ｚ ｉ ｉｇ ｆｎ ， ｎ— ｕ ， ｈ ａ — ｈ
《建筑地基基础设计规范》中地基承载力若干问题的探讨
收稿日期:2004-03-02作者简介:陈青佳(1962～),男,浙江义乌人,高级工程师,现为浙江省轻纺建筑设计院副总工程师。
《建筑地基基础设计规范》中地基承载力若干问题的探讨陈青佳(浙江省轻纺建筑设计院,浙江杭州310007)摘 要:结合浙江省标准《建筑地基基础设计规范(DB 33/1001-2003,J 10252-2003)》,针对地基承载力确定的几个关键问题,进行了一些探讨,便于工程技术人员更好地理解和应用省标新规范。
关键词:地基承载力特征值;载荷试验;理论公式;极限承载力中图分类号:T U431 文献标识码:B 文章编号:1008-3707(2004)05-0015-03 浙江省标准《建筑地基基础设计规范(DB 33/1001-2003,J 10252-2003)》已经浙江省建设厅批准,并于2003年10月1日起在全省范围内执行,原《建筑软弱地基基础设计规范(DB J 10-1-90)》也于2003年12月31日废止。
笔者有幸参与了新规范的起草工作,对有关地基承载力的计算进行了较为系统的学习和探讨。
为了逐步与国际接轨,进一步执行国标《建筑结构可靠度设计统一标准(G B 50068-2001)》的概率极限状态设计原则,对地基极限承载力的计算和有关检验校核工作作简要介绍,为规范的进一步修订打下良好基础。
1 关于地基承载力特征值规范定义:地基承载力特征值是指由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性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值。
同时规范5.1.3条规定:地基承载力特征值应根据地基基础设计等级,采用载荷试验或其他原位测试、公式计算等方法,并结合工程实践经验综合确定。
本次修订与新的国家标准《建筑地基基础设计规范(G B 50007-2002)》一致,采用“地基承载力特征值”一词,用以表示正常使用极限状态计算时采用的地基承载力值,以避免过去一律使用“标准值”时所带来的混淆。
浙江省标准《建筑地基基础设计规范》和国家规范一致。
地基的极限荷载
地基的极限荷载
地基的极限荷载指的是地基土所能承受而不致破坏的
最大荷载，它相当于地基上的塑性变形区发展到地面，土处于整体破坏时的荷载。
确定地基极限荷载的方法有多种，例如：
1．现场原位试验：通过载荷试验、旁压试验、静力触探试验、标准贯入试验、扁铲侧胀试验等现场原位试验来确定承载力。
其中载荷试验法是一种基础的原位测试方法，通过载荷试验可确定地基的承载力、基底反力分布、土层的侧向挤出影响及地基土的变形模量。
2．理论公式：根据土的抗剪强度指标计算的理论公式确定承载力。
3．规范表格查取：根据室内物理力学指标平均值，查规范表格可得地基承载力基本值。
4．当地经验：建筑在砂土、卵石、圆砾、坚硬粘性土，密实粉土，坚硬中密粗砂，含碎石或卵石的中密粗砂，密实细砂层，埋深小于5m的粘性土或黄土层，可采用经验公式确定承载力。
理论上讲，当基础完全埋于土中时，作用在基础上的荷载是任意分布的，不同分布形式对地基压力有一定的影响，故地基极限荷载不是一个常数值。
地基承载力计算方法
一．地基承载力计算方法：按《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）1．野外鉴别法岩石承载力标准值f k（kpa）注：1.对于微风化的硬质岩石，其承载力取大于4000kpa时，应由试验确定；2.对于强风化的岩石，当与残积土难于区分时按土考虑。
碎石承载力标准值f k（kpa）注：1.表中数值适用于骨架颗粒空隙全部由中砂、粗砂或硬塑、坚硬状态的粘土或稍湿的粉土所充填的情况；2.当粗颗粒为中等风化或强风化时，可按其风化程度适当降低承载力，当颗粒间呈半胶结状时，可适当提高承载力；3.对于砾石、砾石土均按角砾查承载力。
2．物理力学指标法粉土承载力基本值f（kpa）注：1.有括号者仅供内插用；2.折算系数§=0。
粘性土承载力基本值f（kpa）注：1.有括号者仅供内插用；2.折算系数§=0.1。
沿海地区淤泥和淤泥质土承载力基本值f注：对于内陆淤涨和淤泥质土，可参照使用。
红粘土承载力基本值f注：1.本表仅适用于定义范围内的红粘土；2.折算系数§=0.4。
素填土承载力基本值f（kpa）注：本表只适用于堆填时间超过10年的粘性土，以及超过5年的粉土；所查承载需经修正计算。
3．标准贯入试验法砂土承载力标准值f k（kpa）注:1.砾砂不给承载力; 2.粉细砂按粉砂项给承载力;3.中粗砂按中砂项给承载力;4.细中砂按细砂项给承载力;5.粗砾砂按粗砂项给承载力;6.N63.5需修正后查承载力.粘性土承载力标准值f k（kpa）注：N63.5需经修正后查承载力。
花岗岩风化残积土承载力基本值f（kpa）注：花岗岩风化残积土的定名：2mm含量≥20%为砾质粘性土；2mm含量＜20%为砂质粘性；2mm含量=0为粘性土二．标准贯入击数修正方法1．国标方法N=aN′2．公路方法当触探杆长度≤21m时按国标;当触探杆长度≥21m时按下式计算:N L=(0.784-0.004L)Ns式中：N L表示校正后的击数Ns表示实际击数L表示触探杆长度三．土的部分特征参考值注：括号内为海南地区经验值粘性土的内摩擦角φ（度）和粘聚力c（kpa）参考值四．土的分类粉土密实度和湿度分类粘性土状态分类五.工程降水方法聚乙烯（PE）简介1.1聚乙烯化学名称：聚乙烯英文名称：polyethylene，简称PE结构式：聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。
地基承载力计算方法
地基承载力计算方法经验法是基于实际工程经验和历史数据而推导出来的一种计算方法。
这种方法适用于相对简单的土壤条件和荷载情况。
例如，根据实际工程经验可以得出土壤的安全承载力一般在一些范围内，应根据实际情况确定具体数值。
理论法是根据土壤力学和弹性力学的原理，通过建立土壤的力学模型，通过解析或数值方法求解土壤的应力分布和变形情况，从而得出地基承载力的计算结果。
常用的理论方法有排水计算法和非排水计算法。
排水计算法适用于含水量较低的土壤，即土壤的含水量低于临界含水量。
根据拉普拉斯方程以及地基充分排水的假设，可以得到地基承载力的计算公式。
这种方法适用于比较坚硬或重要的地基。
非排水计算法适用于含水量较高的土壤，即土壤的含水量高于临界含水量。
在土壤的稳定性分析中，应考虑到孔隙水的渗透作用。
利用性状方程和极限平衡原理，可以得到地基承载力的计算公式。
这种方法适用于液体或可液化土壤的地基。
试验法是通过进行现场或室内试验，来测定土壤在受到荷载时的变形和承载能力。
试验法包括静载试验、动力触探和动力压实试验等。
静载试验是最常见和可靠的一种方法，通过在地基上施加静载，然后测定变形和应力的变化，从而得出地基承载力的计算结果。
在实际工程中，通常会综合应用多种方法来计算地基承载力，以提高计算结果的准确性和可靠性。
在计算时，还需要根据具体的工程条件和土壤特性进行相应的修正和校正。
此外，地基承载力的计算还需要考虑到荷载的类型和分布、土壤的力学性质和变形特性等因素，以确保地基的稳定性和安全性。
按理论公式计算地基极限承载力
按理论公式计算地基极限承载力按理论公式计算地基极限承载力2010-04-1709:58地基的极限承载力pu是指地基发生剪切破坏失去整体稳定时的基底压力，地基承受荷载的极限压力。
将地基极限承载力除以安全系数K，即为地基承载力的设计值。
求解地基的极限承载力的途径有二:一是用严密的数学方法求解土中某点达到极限平衡时的静力平衡方程组，以求得地基的极限承载力。
此方法过程甚繁，未被广泛采用。
二是根据模型试验的滑动面形状，通过简化得到假定的滑动面，然后借助该滑动面上的极限平衡条件，求出地基极限承载力。
此类方法是半经验性质的，称为假定滑动面法。
不同研究者所进行的假设不同，所得的结果不同，下面介绍的是几个常用的公式。
7.3.1普朗德尔公式普朗德尔(Prandtl,1920)根据塑性理论，导得了刚性冲模压入无质量的半无限刚塑性介质时的极限压应力公式。
若应用于地基极限承载力课题，则相当于一无限长、地板光滑的条形荷载板置于无质量(γ=0)的地基表面上，当土体处于极限平衡状态时，塑性区的边界如图7-3所示(此时基础的埋置深度d=0，基底以上土重q=γd=0)。
由于基底光滑，Ⅰ区大主应力σ1为垂直向，其边界AD或A1D为直线，破裂面与水平面成45°+φ/2，称主动朗肯区。
Ⅲ区大主应力σ1为方向水平，其边界EF或E1F1为直线，破裂面与水平面成45°-φ/2，称被动朗肯区。
Ⅱ区的边界DE或DE1为对数螺旋线，方程为r=r0exp(θtan φ)，式中。
取脱离体ODEC(见图7-4)，根据作用在脱离体上力的平衡条件，如不计基底以下地基土的重度(即γ=0)，可求得极限承载力为(7-8)其中Nc=(7-9)式中Nc--承载力系数，是仅与φ有关的无量纲系数;c--土的粘聚力(kPa)。
如果考虑到基础有一定的埋置深度d(见图7-3),将基底以上土重用均布超载q(=γd)代替，赖斯纳(Reissner,1924)导得了计入基础埋深后的极限承载力为(7-10)其中(7-11)(7-12)式中Nq--是仅与φ有关的又一承载力系数。
确定地基极限承载力的方法
1 pu BN 2 C 式 中N 为 承 载 力 系 数 ， 是 的 函 数 Vesic（ 1970 ）建议用下式计算 N N 2N q 1tg
E
有重介质 地基的滑 裂线网
普朗特尔公式的进一步发展 • 1、1953年，卡柯 (Caquot)、凯利赛尔 (Kerisel)： • 2、1955年，梅耶霍夫 (Meyerhof)：
H.Reissner课题（浅基础地基极限承载力）
H.Reissner求得γ=0，c=0，仅考虑基础两侧地基土重量 时，由基础侧面荷载q=γH产生的极限承载力公式 B 实际地面 p d
q D
2
o tg puq qtg 45 e qNq 2 N q 称为承 载力系数 , 是 的函数
偏心与倾斜的修正系数
mT 1 l bcN c ic i 1 iq q N c t an T iq 1 p l bc cot
m
T 0.5 0.5 1 l bc ic i 1 iq q cNc 0.5T iq 1 p l b c cot 0.7T ir 1 p l b c cot
对普郎特尔-瑞斯纳公式的修正补充
基础形状的修正系数
b Nq Sc 1 l Nc b S q 1 t an l b S r 1 0. 4 l
矩形基础
Sc 1
Nq Nc
S q 1 t an S r 0. 6
圆形、方形基础
对普郎特尔-瑞斯纳公式的修正补充
假设的滑裂面形状
A
C
被动区
过渡区
D
F
刚性核
地基的极限承载力
地基的极限承载力
地基的极限承载力是指地基在承受外部载荷时，不发生破坏的最大承载能力。
它是衡量地基稳定性的重要指标，也是进行地基设计时的重要参数。
极限承载力的确定方法有多种，包括现场原位试验、理论公式、实测数理统计以及从地基规范承载力表中查取等几种。
其中，现场原位试验是最常用的一种方法，通过在现场对地基进行压力试验，直接测量地基的承载能力。
影响地基极限承载力的因素有很多，包括土的性质、埋置深度、宽度、形状、地下水位等。
同时，地基承受建筑物载荷作用后，内部应力也会发生变化。
当某一点的剪应力达到土的抗剪强度时，这一点的土就处于极限平衡状态。
若土体中某一区域内各点都达到极限平衡状态，就形成极限平衡区，或称为塑性区。
在建筑设计和施工中，保证地基的稳定性是非常重要的。
因此，需要对地基进行详细的地质勘察和工程设计，根据实际情况选择合适的地基处理方法，如换填、夯实、桩基等，以提高地基的承载能力。
同时，在地基施工过程中，需要进行质量检测和控制，确保施工质量符合要求。
关于地基极限承载力的理论计算
:( j )、 笋
一
然 后 根据 弹性 楔 体 的平衡 条件 得 出
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式中
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土 的重 度
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当基底 完全 粗糙 时 价
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当基底 完全光滑 时 从
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图
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迈耶霍夫极限承载力推导模型 图
3
e c 魏锡克 (v s i )
极限承 载力公 式
,
魏 锡克 在 普 朗特 尔 理论 基 础上 的极 限 承载 力基 本公 式
:
考虑 了 土 自重
,
得到 了 条形 基础 在 中心坚 直 荷载 作 用 下
,
和被
组成`,来自B c对 数螺 线,
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一
.
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不 计基 底 以 上 土 的抗 剪 强度
,
其 重量 作 超
并
+
一
载代替
) (
c
,
地基 极 限承 载 力 分 别 由 下 列 三种 情 况 迭加
基于塑性区发展规律的地基极限承载力计算方法
2012 年 6 月 第 41 卷 增刊
施 工 技 术 CONSTRUCTION TECHNOLOGY
89
基于塑性区发展规律的地基极限承载力 计算方法探讨
1 2 2 魏俊荣 ， 李大鹏 ， 王 珏
（ 1． 海军指挥学院营房处， 江苏 南京 210016 ； 2． 解放军理工大学工程兵工程学院， 江苏 南京 210007 ） ［ 摘要］ 合理确定地基极限承载力在工程应用上具有重要的意义， 分析了基础荷载作用下， 地基土体塑性区的发展 提出了以塑性区贯通时基底荷载作为地基极限承载力的判定方法， 由此推导了一个新的地基极限承载力公 规律， 《建筑地基基础设计规范 》 GB50007 —2002 公式、 式； 通过一个算例， 对比了 太沙基公式与新公式的区别， 验证了新 公式的合理性。 ［ 关键词］ 地基； 塑性区； 贯通； 极限承载力 ［ TU43 中图分类号］ ［ 文献标识码］ A ［ 8498 （ 2012 ） S0008903 文章编号］ 1002-
Key words： foundation； plastic zone； connection； ultimate bearing capacity
地基极限承载力是土力学中的一个重要研究课 题， 合理确定地基极限承载力， 保证位于地基上各种工 具有十分重要的意义 。 程的安全和正常使用， 普朗德尔（ L． Prandtl ） 在假定基底光滑 、 基础埋深 为零 、 地基土无质量的情况下， 将塑性极限平衡区分为 推导了极限承载能力； 赖斯纳（ Ressiner ） 在 五个部分， 普朗德尔理论的基础上考虑了基础埋深的影响， 对公 式进行了修正； 普朗德尔和赖斯纳理论的缺点在于对 工程实际进行了过分的简化， 脱离了工程实际 。 为此， 太沙基（ K． Terzaghi ） 在普朗德尔理论的基础上进行了 进一步的修正， 太沙基极限承载力考虑了基底摩擦及 基础上部覆土的重度， 取极限承载力的 1 /2 1 /3 作为 地基承载力特征值； 太沙基的不足之处在于没有考虑 基础覆土的抗剪强度， 梅耶霍夫（ G． G． Meyerhof ） 在考 虑覆土抗剪强度的情况下推导了极限承载力公式； 汉 魏锡克（ A． S． Vesic ） 分析了偏心荷 森（ J． B． Hansen ） 、 载情况下的极限承载力公式 。各种承载力理论都是在
天然地基极限承载力估算
天然地基极限承载力估算
天然地基极限承载力估算
天然地基极限承载力是指地基在承受荷载时所能承受的最大荷载，是地基设计的重要参数之一。
在工程实践中，为了保证工程的安全和可靠性，需要对天然地基极限承载力进行准确的估算。
一般来说，天然地基极限承载力的估算可以通过现场勘探和室内试验相结合的方法来进行。
具体步骤如下：
1. 现场勘探
现场勘探是天然地基极限承载力估算的第一步，通过现场勘探可以了解地基的地质情况、土层厚度、土层性质、地下水位等信息。
现场勘探的方法包括钻孔、取样、观测等。
2. 室内试验
室内试验是天然地基极限承载力估算的重要手段，通过室内试验可以对土样进行物理力学性质测试，如密度、含水率、抗剪强度等。
室内试验的方法包括压缩试验、剪切试验、直剪试验等。
3. 极限承载力计算
通过现场勘探和室内试验得到的数据，可以计算出天然地基的极限承
载力。
常用的计算方法包括静力触探法、板载试验法、动力触探法等。
需要注意的是，天然地基极限承载力的估算是一个复杂的过程，需要
考虑多种因素，如土层的厚度、土层的性质、地下水位、荷载的性质等。
因此，在进行天然地基极限承载力估算时，需要综合考虑多种因素，尽可能准确地估算出地基的极限承载力。
总之，天然地基极限承载力估算是地基设计的重要环节，通过现场勘
探和室内试验相结合的方法，可以准确地估算出地基的极限承载力，
为工程的安全和可靠性提供保障。
地基承载力验收计算方法
地基承载力验收计算方法说实话地基承载力验收计算方法这事，我一开始也是瞎摸索。
我就只知道这东西是保证建筑安全很重要的一环，但具体怎么做，那是两眼一抹黑。
我试过很多方法，就比如说最开始，我想着这地基承载力验收计算，不就是算一算这块地能承受多少重量呗，那多简单啊，直接拿建筑物重量除以地基面积就成。
结果发现完全不是这么回事儿。
后来我才知道这土地可不是一个标准的刚体，各个地方土质还不一样呢。
有一次，我参与到一个实际的项目里，那工地的土质有点复杂，有软土还有些硬石块啥的。
我按照老方法去计算，差点出了大问题。
这时候我才知道要先进行土质勘探。
这土质勘探就好比给地做个全身检查，看看哪里是腿哪里是腰，不同部位能承受的力不一样。
勘探要去取不同深度和位置的土样，这个过程可得仔细喽。
要是土样取的位置不对或者不具有代表性，后面的计算就全错了。
然后就是确定计算方法了。
现在比较常用的就是临界荷载法和极限承载力计算法。
这个临界荷载法呀，我觉得就像是找一个刚好能让地基有点变形但还能撑住的那个界限值。
刚开始我对这个方法里的每个参数怎么确定都搞不清。
后来仔细研究，发现有些参数得根据之前勘探的土质数据来，像土的内摩擦角、黏聚力这些。
极限承载力计算法呢，相对来说复杂一点。
我就把它想象成是在找这个地基最多最多能承受的上限。
在做这儿计算的时候，我好几次把土的重度这个参数给搞错了。
其实这个土的重度是分天然重度和饱和重度的，得根据实际情况来确定。
在整个地基承载力验收计算过程中，还有个容易犯错的地方就是安全系数。
这安全系数就像是给地基承载力上的一道保险。
我一开始对这个安全系数到底取多少很不确定。
一般来说呢，如果是比较重要的建筑，那安全系数就得取大一点，像一些临时性的小建筑，可能就可以取小一点。
但这个没有一个完全固定的数值，得综合很多因素。
比如说这片地区地震活动频繁不，还有建筑物的类型之类的。
反正这地基承载力验收计算方法呀，我算是明白了一定要严谨，每个环节都不容出错，一点点小误差就可能导致后面的大问题。
天然地基极限承载力估算方法
天然地基极限承载力估算方法
u f 1 根据地基土室内土工试验指标估算天然地基极限承载力 ，可按下式估算：
01
2
u r r q q c c k f N b N d N c ζγζγζ=
++式中：u f —地基极限承载力（kPa ）；
r N 、q N 、c N —地基承载力系数，根据地基持力层内摩
擦角标准值k ϕ按表K.0.1-1确定；
r ζ、q ζ、c ζ—基础形状修正系数，按表K.0.1-2确定； b 、l —分别为基础（包括箱形基础和筏形基础）底面的
宽度与长度，当基础宽度大于6mm 时，取b =6m ； 0γ、γ—分别为基底以上和基底组合持力层的土体平均重
力密度（kN/m 3）； 位于地下水位以下且不属于隔水层的土层取重力密度；当基底土层位于地下水位以下但属于隔水层时，γ可取天然重力密度；当基底以上的地下水与基底高程处的地下水之间有隔水层时，基底以上土层在计算0γ时可取天然重度密度；d —基础埋置深度（m ），应根据不同情况按下列规定选
取：①一般自室外地面高程算起；对于地下室采用箱形或筏形基础时，自室外天然地面起算，采用独立柱基或条形基础时，从室内地面起算；②在填方整平地区可自填土地面起算；但若填方在上部结构施工后完成时，自填方前的天然地面起算；③当高层建筑周边附属建筑为超补偿基础时，宜分析和考虑周边附属建筑基底压力低于土层自重压力的影响；
k c —地基持力层粘聚力标准值（kPa ）
表 -1 极限承载力系数表
注：tan 20tan (45)2
k
q N e πϕ=⋅+；()1cot c q k N N ϕ=−；()
21tan r q k
N N ϕ=+表 -2
基础形状系数。
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传统 方 法 的基 本 思 路 是 一致 的，即 以公 式 （ ）为基础 ，不同的方法 可 以求得不 同的承载力 １
系数。我们知道传统的方法 中 Ⅳ ，Ⅳ ， 是分别 求得的，不具有相关性 ，彼此独立。其中真正的困 难在于 的获取 ，往往都 是采用 了经验或半经验 公式的计算方法。三个系数都只视为土的内摩擦角 的函数 ，导致粘聚力 ｃ 和超载 ｇ两项产生的承载 力与土的容重 无关 的结论 ，从而有 ｇ ＝ 。＋ ｇ ｑ， 其中 ｇ 为 ｃ 两部分有关 的极限承载力，ｑ 、ｇ 为土 的容重有关 的极限承载力 ，前者与 无关 ，后者随 线形增长 。而 实际上 ９ 并 不是线性关 系 ， 同
的形 式 （ ）来 表示 。 １
１
文献 ［ ］采用索氏滑移线 方法指 出了传统计 ３ 算方法的近似性 ，索科 洛夫斯基本 人早在上世纪
６ ０年代 已经就土体重 力对 承载力 的影 响进行 了研 究Ｈ 。大量研究 成果 表 明，承载力 的解不能写成 Ｊ 公式 （ ）的形式 ，承载力 系数是不能分离的。基 １
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全 国中文核心期刊
路基工程
２０ ０ ６年第 ６期 （ 总第 １９期 ） ２
地基极 限承载力计算方法探讨
刘 华 强
（ 河海 大学土木工程学院岩土所
黄景 忠
江苏南京 ２０ ９ ） （ １０ ８ 郑州大学环境 与水利学 院）
摘 要 在简要介绍传统的计算地基极 限承载力方法的基础上 ，提 出了一种新 的计算方法。 该法既考虑了地基土体双向滑动的破坏模式，又避免 了传统方法中由于承载 力系数 同土的容重 无关而引起 的误差。通过一个实例对文中各种方法进行 了比较，指 出了它们与真值的近似关系。 关键词 极 限承载力 滑移线 松散介质静 力学 地基承载力 的确定既是岩土工程专业的初级入 门问题之一，也是高级阶段的最终难题之一。可以 内摩擦角 的函数 ， 为基础 宽度 ，ｇ为超载 ， 为土的容重 。各种公式的差别仅在于承载力系数和 各种修正系数的不 同。如魏锡克极 限承载力公式 ：
１
讲 ，地基承载力 的问题伴随着土力学的发展 ，然而 至今 ，还没有一个很完善的方法来解决它。地基承
载力的确定 ，一般有现场原位试验 、 理论公式 、实 测数理统计 以及从地基规范承载力表中查取等几种
方法。本文主要探讨理论公式计算地基极限承载力 的方 法 。
１ 理论 介绍 １５ ８７年 ，朗肯 （ ａｋ ｅＷ．Ｊ Ｍ． 最 早 提 Ｒ ｎｉ ｎ ． ）
而是 呈现 出一 定 的非线 性 。
倾斜荷载并考虑其他一些影响因素的极限承载力公 式 ７ ， Ｏ年代 ，魏锡 克 （ ｅ ｃＡ ． 引入修正系 Ｖ ｓ ．Ｓ ） ｉ 数和考虑压缩性影响 ，把整体剪切破坏条件下地基
极限承载力公式推广到局部或冲剪破坏时的极限承 载 计算。最近 ，沈珠江院士提出了一个地基极限 巧 承载力公式 Ｊ ，考虑了基础埋深的影响。 各种地基极限承载力计算公式都是基于普朗特 尔极限承载力公式的修正与改进 ，它们可以用普遍
于松 散介 质 极 限 平 衡 理 论 的 滑 移 线 法 给 出 了严 格
解 ，这种方法通常是按一侧挤出的极限连续应力状 态理论确定地基极限荷载的 ，只是一种偏心受力的 状态 。通常情况下 ， 地基是向两侧挤出的 ，且在基 底形 成压 密土 核 。
３ 本 文方 法
ｑ ＝ｑ ｑ ｃ ÷ Ⅳ Ｎ ＋Ⅳ ＋
刘华强等 ：地基极限承载力计算方法探讨
－ １ ７－
动区 。考虑 Ｉ 的静力 平 衡 ，如 图 ２ ，在 竖 直方 向 建立平 衡方 程 ，则 会得 到 （ ）式 。 ２
虑 了凝 聚力 Ｃ的影 响 ，即 ：
＝
至此便 可 以 由式 （ ） 求 得 地 基 的 极 限 承 ２ 载力。
４ 实例对 比
根据新规范中地基承载力特征值的概念采用下
图 １ 双 向＝ ． １ｎ ０７ ，无埋深 ，土 Ｉ
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一
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～
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的容重 ＝１．６ｋ ／ ７０ Ｎ ｍ ，粘聚力 ｃ ９８ｋ ａ ＝ ． Ｐ ，土 的内摩擦角 ＝ ０ 。求地基 的极 限承载力 ｑ （ ２。 表
厶
（） １
其中 Ⅳ ，Ⅳ ，Ⅳ 为承载力 系数 ，它们都是
刘华强 ，男 。 士研 究生。 博
本 文考虑 中心受荷 ，得 到 了地 基 向两 侧对称 挤
出达到破坏情况下 的地基极限承载力计算方法 ，如 图１ Ｉ ， 区为压密土核 ，Ⅱ区为过渡 区，Ⅲ区为被
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ｑ＝ Ｎ ＋ 。 ÷ ｑ ｃ ＋
‘一
，其中， 、 、
为压缩 性 影 响 系 数 ，考 虑 整 体破 坏 模 式时 均 取 １０ ． ，不进行压缩性修正。根据各理论公式绘制的
承载力系数表已经广泛应用于工程实践当中。
２ 理论 分析
出了地基极 限承载力 的计算 公式 Ｊ ９０年，普 。１２ 朗特尔 （ ｒ ｄ ． Ｐａ ｔＬ ）根据塑性理论 ，导 出了刚性 ｎｌ 基础 压人无 重量 土 中滑 动面 的形 状及其 相 应的极 限 承载力公式。１２ ９４年 ，瑞斯诺 （ ｅ ｓｅ Ｈ ）对 Ｒ ｉ ｎｒ ． ｓ 普朗特尔极限承载力公式进行 了改进。在 ２ Ｏ世纪 ４ ０年代以前 ，世界各 国学者提 出的地基承载力公 式 ，都是假定土是无重量 的。为了弥补这一缺陷 ， ４ ０年代 ，太沙基 （ ｅ ａｈ ）根据普 朗特尔原理 ， Ｔｒ ｇｉ ｚ ｋ 提出了考虑土重量 的地基极限承载力公式 。５ ０年 代 ．迈耶霍夫 （ ｅｅ ｏ Ｇ ． ， Ｍ ｙｒ ｆ ．Ｇ ）提出了考虑基底 ｈ 以上两侧土体抗剪 强度影响的地基极 限承载力公 式。６ ０年代 ，汉森 （ ａｓ ．Ｂ ）提 出了 中心 Ｈ ｎｅ Ｊ ． ｎ