地基承载力宽度和深度修正的原因是什么

地基承载力宽度和深度修正的原因是什么

实验表明,地基承载力不仅与土的性质有关,还与基础的大小、形状、埋深以及荷载的情况有关.现对地基承载力特征值进行宽度和深度修正的原因进行如下探讨.

1fak与fa的含义及差别

要解释承载力深宽修正的原因,首先要明白地基承载力特征值（fak）和修正后的地基承载力特征值（fa）含义和它们之间的差别.

根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2010）的定义,地基承载力特征值（fak）﹕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.

修正后的地基承载力特征值（fa）﹕从载荷试验或其他原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值经深宽修正后的地基承载力值.按理论公式计算得来的地基承载力特征值不需修正.

根据上述定义及对定义的理解,两个特征值存在两方面的差别﹕

（1）地基所处的应力状态不同

fak﹕地基土弹性变形范围内最大的承载能力.根据对承载力理论公式的理解,对于一般土的fa允许地基土有一定的塑性区开展,塑性区开展深度不大于基础宽度B的1/4,也就是土力学中提到的P*1/4荷载,可理解为fa=P*1/4,对于饱

和软土fa为地基土开始由弹性变形进入塑性变形的临塑荷载（土力学书中P0）,fa=P0.对fak要求高,对fa要求低,fa 当然要大于fak.按P*1/4的计算公式,其值取决于地基土抗

剪强度（C、φ值）、基础埋深和基础宽度.

（2）荷载深度和荷载宽度不同

确定fak的载荷试验是在地基表面进行的,如果开挖试坑,要求试坑宽度不小于载荷板直径的3倍,目的是去除边载对试验结果的影响,也就是地基承载力特征值是地基表面无边载情况下的承载能力.即便是通过室内试验、原位测试、规范查表等间接方法确定的地基承载力也是对比载荷试验得来的,所以勘察报告给出的地基承载力特征值都是表示无边载（无埋

深）条件下地基表面的承载力能力.载荷板面积较小（一般土直径600mm,软土800mm）.与载荷板相比,实际的基础有埋深且有一定宽度.

2宽度修正的原因

（1）根据大量的载荷资料表明﹕对于内摩擦角大于0°的地基土,其承载力的增大随内摩擦角的提高的而逐渐显著.

若地基底部的宽度增大,地基承载力将提高,基础越宽,基底应力越均匀,承载力越大,所以地基承载力标准值应予以宽度修正.

（2）地基宽度大时,地基破坏的滑动面变大,因此,摩擦力变大,导致较高的地基承载力.

（3）相同的基底应力下,地基中的剪应力相同,基础宽度（B）越大,滑弧越深、越长,抵抗剪应力的能力越强,承载能力越高.

3深度修正的原因

（1）静载荷实验表明﹕深度修正实质是考虑土的侧限作用对地基承载力的影响.地基越深,基底四周土侧限作用越大,抵抗基底土层隆起的力越大,地基承载力越高.深度修正主要是基础周围基底面以上土的压力可以阻止地基下破裂面的产生,把这部分作用划到地基承载力中主要是为了好对比整个地基的承载能力与上部结构传来的力的大小而不是基底下土的承载力的提高.

（2）根据滑移线理论,基础两边存在超载时,也会导致摩擦力变大,导致较高的地基承载力,深度较大时相当于超载.

（3）对比载荷试验,基础总是有埋藏深度的,基础埋深范围内的土体重量就相当于作用在基础下地基旁边的边载,地基土的破坏是向基础侧面的圆弧滑动剪切破坏（太沙基承载力理论）,边载（基础埋深）的存在,起到约束作用,阻止地基土向侧面滑动,从而增大了地基土抵抗剪应力的能力,表现为地基承载能力的提高.同时,允许塑性区深度开展至B/4,表现为允许地基土承担更大的剪应力.简单说,深度修正的原因为﹕边载约束效应和允许地基土塑性工作.

4结语

在采用载荷实验或原位实验的经验统计关系等确定地基承载力标准值时,考虑的是对应于标准条件或基本条件下的值.

而在进行地基基础设计和计算时,考虑的是承载力极限状态下的标准组合,即采用荷载设计值,所以,对某个实体基础而言,就应该计入它的埋深和宽度给地基承载力特征值带来的影响,进行深度和宽度修正.了解了地基承载力特征值的宽度和深度修正的原因,便于我们在进行基础设计时灵活考虑这些对于地基承载力影响的因素.只有这样,才能进一步实现安全、经济、合理的建筑结构基础设计.