地基不均匀性定量评价的Excel VBA方法
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２ ０ １ ３年 第 １ ０卷 第 １ 期
深圳土木与建筑
Ｖ ０ Ｌ ． １ ０ Ｎ Ｏ ． １ ２ ０ １ ３
地 基 不均 匀 性 定 量评 价 的 Ｅ ｘ ｃ ｅ Ｉ Ｖ Ｂ Ａ方法
刘 大海
（ 深圳 市地 质 局 ）
【 摘 要】 地基 不均 匀性 的定 量评 价工作 量 大，手工计 算相 当繁 琐。本 文 以 Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ Ｖ Ｂ Ａ 为工具 ，依据 《高层
沉降。
原载 《 岩 土工 程技 术》２ ０ １ ２ 年 第三 期 刘 大海 （ １ ９ ５ ７ 一 ） ，男 ，高级 工程师 ，水 文地 质工程 地质 专业 。
１ ６
＿ Ｆ ． 薛・ 辫・ ａ ｋ
即： ： ：
∑［ （ ｚ ） ・ 一 （ Ｚ ｆ 一 ， ） ・ ｚ ¨ ］ ／
其中： （ ） 为深度 ｚ 时的基础中心平均附加
２ ０ １ ３年 第 １ ０ 卷 第 １ 期
深 圳 土 木 与建 筑
Ｖ Ｏ Ｌ ＿ １ ０ Ｎ Ｏ ． １ ２ ０ １ ３
应力 系 数 。当为均 布荷 载矩 形基 础 时 ，可 采用 基础 角 点平 均 附加 应 力 系数 。该 系数 可查 表或 通过 程序 进行 计 算 。 ２ ． ３角点 平均 应 力系数 均布 荷 载矩 形 基础 角 点平 均 应力 系 数 ，为 三重 积 分 ，直接积 分 比较 困难 ， 目前 的规 范及 教科 书 都 是 以表 格 形 式给 出均 布 荷 载矩 形基 础 角 点应 力 系 数 及 平 均应 力 系 数 ，不 利 于编 程 自动 计 算 。因此 ， 对 于地 基 均匀 性定 量评 价 ，平 均应 力系 数 的计算 十 分 关 键 。据 张 苏 明 （ １ ９ ９ １ ）及 顾 晓鲁 等 （ １ ９ ９ ３ ） ， 在 国家标 准 《 建筑 地基 基 础 设计规 范 》（ ＧＢ Ｊ ７ ． ８ ９ ） 中 ，平均 附加应 力系 数表 仍然 是利 用角 点 附加应 力 系 数 递推 计算 的 （ 实质 是梯 形数 值积 分 ）［ ７ － ８ １ 。实际 上 ，苏联 著名 学者 弗洛 林 早在 １ ９ ５ ９年 就 已隐性 给 出 了平均 附加 应 力系 数 的解 析 公式 】 ，我 国学者 阎 明礼 （ ２ ０ ０ １ ）直接 给 出了解 析 公式 （ 据 作 者称 ，公 式为 国外 刊物 所载 ，干 Ｕ 物 名 已遗 忘 ） 【 １ 。 。 ：
１引 言
自国家 标准 《 岩土 工程勘 察规 范》 （ Ｇ Ｂ ５ ０ ０ ２ １ ． ９ ４ ） 发布 以后 ，作为 强制性 条文 ，详细勘 察 阶段 的勘 察 报 告 必 须对 地 基 的不 均 匀性 进行 评 价 【 １ 】 。北京 市 ２ ０世 纪 ６ ０年代 编制 的 《 北京市 平原 地 区建 筑地 基 设计 规 定》 ，用 最大 与 最 小沉 降 比值来 定 量评 价 地 基 的不均匀 性 ，后 北京市 标准 《 北京 地 区建 筑地 基 基础 勘 察设 计 规 范 》（ Ｄ Ｂ Ｊ ． ０ １ ． ５ ０ １ ． ９ ２ ）改用 最 大 与 最小压 缩模 量 当量 比值 来评 价地基 的不均 匀性 【 ４ 】 ， 行业标 准 《 高层 建筑岩 土勘 察规程 》 （ Ｊ Ｇ Ｊ ７ ２ ． ２ ０ ０ ４ ） 及 深 圳市 标准 《 地 基基 础勘 察 设计 规范 》（ Ｓ Ｊ Ｇ ０ １ ． ２ ｏ ｌ ｏ ）均 引用 了这 一 定量评 价指标 】 。 地 基 的不 均 匀性 定 量评 价 ， 需要计 算 同一栋 建 筑 物基 础 下各勘察 孔 的等价 压缩模 量 ，各分 层深 度 的基础 中心 点 的平 均 附加应 力系数 ，最大 、最 小及 平 均等 价 压缩模量 ，地基 不均匀 系数 以及不 均匀 界 限系数 的插 值计 算等 ，工作量 非常 大 ，手 工计算 评 价相 当 困难 。本 文 以 Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ Ｖ Ｂ Ａ为平 台，编 制 了地 基不均 匀 性定量 评价 的 Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ Ｖ Ｂ Ａ评 价宏 （ 程序 ） 。 该宏使 用 极为简 单 ，只 要在 Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ 评 价表 中输入 原 始数据 后 ，直 接运 行评 价宏就 可得 到评价 结 果 ，其 Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ 评价表 格可 直接 作为 工程文 档 ， 大大解 放 了手 工计算 评价 工作 。
２ ． ２等价 压缩模 量 Ｅ 等 价压 缩模量 Ｅ ，规 范称 为压缩模 量 当量值 。 基 础在 施加 附加应 力后将 产 生沉 降。对 于一般 的多层 土地基 ，为简 化计 算 ，可将 其简 化为一 个单 层 均质 土地基 。对于 这两 个不 同的地基 ，当相 同大 小 的基 础 施 加 大 小 一样 的 附加 应 力 而 产 生相 同 的 沉 降 时 ，则简化 的单 层均质 土地基 即 为多层土 地基 的等价 地基 ，该单层 均质土 地基 的压缩 模量就 是 多 层 土地 基 的等价压 缩模 量 ，或规 范所称 的压缩 模量 当量值 。 对 于单 层均质 土地 基 ，其基础 的沉 降计算 公式
建筑岩土勘察规程》 （ Ｊ Ｇ Ｊ ７ ２ — ２ ０ ０ ４ ） ，编制 了地基不均匀性定量评价的 Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ Ｖ Ｂ Ａ程序，评价结果的 Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ
表格 可直接 作 为工程 文档 ，大大解放 了手工 计 算评价 工作 。 【 关键词 】地 基 ，基础 ，不均 匀系数 ，定量评 价 ， Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ Ｖ Ｂ Ａ
２ ． １地基 不均 匀性 指标 地基 不均 匀性指 标定义 为 ：
＝
Ｅ ｓ
（ ｚ ） ．
、
（ ４ ）
由 （ ３ ）＝（ ４ ） ，即可 得到等 价压缩 模量 的计算
表达式：
㈩
其 中： 为 同一 栋建 筑物基 础 下各钻 孔等 价压缩模量最小值 Ｅ 为 同一 栋建筑 物 基础 下各 钻孔 等 价压 缩模 量最 大值 地基 不均 匀性 指标 ，实际上 是 同一 栋 建筑物 基 础下 地基 的最大 沉 降 比，它表 征 了地 基 的不均 匀
为：
＝ ・
（ ２ ）
对 于一 般 的多层土 地基 ，其基 础 的沉 降计 算 公 式为 ：
‘ ‘
ｓ ｉ
窆Ｅ 。
ｉ ＝Ｉ
‘
３
ｓ ｉ
当 多层 土 地 基 简 化 为 等 价 的 单层 土 均 质 地 基
时 ，沉 百度文库计算 公 式为 ：
：
２地 基 不 均 匀 性 定 量 评价
深圳土木与建筑
Ｖ ０ Ｌ ． １ ０ Ｎ Ｏ ． １ ２ ０ １ ３
地 基 不均 匀 性 定 量评 价 的 Ｅ ｘ ｃ ｅ Ｉ Ｖ Ｂ Ａ方法
刘 大海
（ 深圳 市地 质 局 ）
【 摘 要】 地基 不均 匀性 的定 量评 价工作 量 大，手工计 算相 当繁 琐。本 文 以 Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ Ｖ Ｂ Ａ 为工具 ，依据 《高层
沉降。
原载 《 岩 土工 程技 术》２ ０ １ ２ 年 第三 期 刘 大海 （ １ ９ ５ ７ 一 ） ，男 ，高级 工程师 ，水 文地 质工程 地质 专业 。
１ ６
＿ Ｆ ． 薛・ 辫・ ａ ｋ
即： ： ：
∑［ （ ｚ ） ・ 一 （ Ｚ ｆ 一 ， ） ・ ｚ ¨ ］ ／
其中： （ ） 为深度 ｚ 时的基础中心平均附加
２ ０ １ ３年 第 １ ０ 卷 第 １ 期
深 圳 土 木 与建 筑
Ｖ Ｏ Ｌ ＿ １ ０ Ｎ Ｏ ． １ ２ ０ １ ３
应力 系 数 。当为均 布荷 载矩 形基 础 时 ，可 采用 基础 角 点平 均 附加 应 力 系数 。该 系数 可查 表或 通过 程序 进行 计 算 。 ２ ． ３角点 平均 应 力系数 均布 荷 载矩 形 基础 角 点平 均 应力 系 数 ，为 三重 积 分 ，直接积 分 比较 困难 ， 目前 的规 范及 教科 书 都 是 以表 格 形 式给 出均 布 荷 载矩 形基 础 角 点应 力 系 数 及 平 均应 力 系 数 ，不 利 于编 程 自动 计 算 。因此 ， 对 于地 基 均匀 性定 量评 价 ，平 均应 力系 数 的计算 十 分 关 键 。据 张 苏 明 （ １ ９ ９ １ ）及 顾 晓鲁 等 （ １ ９ ９ ３ ） ， 在 国家标 准 《 建筑 地基 基 础 设计规 范 》（ ＧＢ Ｊ ７ ． ８ ９ ） 中 ，平均 附加应 力系 数表 仍然 是利 用角 点 附加应 力 系 数 递推 计算 的 （ 实质 是梯 形数 值积 分 ）［ ７ － ８ １ 。实际 上 ，苏联 著名 学者 弗洛 林 早在 １ ９ ５ ９年 就 已隐性 给 出 了平均 附加 应 力系 数 的解 析 公式 】 ，我 国学者 阎 明礼 （ ２ ０ ０ １ ）直接 给 出了解 析 公式 （ 据 作 者称 ，公 式为 国外 刊物 所载 ，干 Ｕ 物 名 已遗 忘 ） 【 １ 。 。 ：
１引 言
自国家 标准 《 岩土 工程勘 察规 范》 （ Ｇ Ｂ ５ ０ ０ ２ １ ． ９ ４ ） 发布 以后 ，作为 强制性 条文 ，详细勘 察 阶段 的勘 察 报 告 必 须对 地 基 的不 均 匀性 进行 评 价 【 １ 】 。北京 市 ２ ０世 纪 ６ ０年代 编制 的 《 北京市 平原 地 区建 筑地 基 设计 规 定》 ，用 最大 与 最 小沉 降 比值来 定 量评 价 地 基 的不均匀 性 ，后 北京市 标准 《 北京 地 区建 筑地 基 基础 勘 察设 计 规 范 》（ Ｄ Ｂ Ｊ ． ０ １ ． ５ ０ １ ． ９ ２ ）改用 最 大 与 最小压 缩模 量 当量 比值 来评 价地基 的不均 匀性 【 ４ 】 ， 行业标 准 《 高层 建筑岩 土勘 察规程 》 （ Ｊ Ｇ Ｊ ７ ２ ． ２ ０ ０ ４ ） 及 深 圳市 标准 《 地 基基 础勘 察 设计 规范 》（ Ｓ Ｊ Ｇ ０ １ ． ２ ｏ ｌ ｏ ）均 引用 了这 一 定量评 价指标 】 。 地 基 的不 均 匀性 定 量评 价 ， 需要计 算 同一栋 建 筑 物基 础 下各勘察 孔 的等价 压缩模 量 ，各分 层深 度 的基础 中心 点 的平 均 附加应 力系数 ，最大 、最 小及 平 均等 价 压缩模量 ，地基 不均匀 系数 以及不 均匀 界 限系数 的插 值计 算等 ，工作量 非常 大 ，手 工计算 评 价相 当 困难 。本 文 以 Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ Ｖ Ｂ Ａ为平 台，编 制 了地 基不均 匀 性定量 评价 的 Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ Ｖ Ｂ Ａ评 价宏 （ 程序 ） 。 该宏使 用 极为简 单 ，只 要在 Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ 评 价表 中输入 原 始数据 后 ，直 接运 行评 价宏就 可得 到评价 结 果 ，其 Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ 评价表 格可 直接 作为 工程文 档 ， 大大解 放 了手 工计算 评价 工作 。
２ ． ２等价 压缩模 量 Ｅ 等 价压 缩模量 Ｅ ，规 范称 为压缩模 量 当量值 。 基 础在 施加 附加应 力后将 产 生沉 降。对 于一般 的多层 土地基 ，为简 化计 算 ，可将 其简 化为一 个单 层 均质 土地基 。对于 这两 个不 同的地基 ，当相 同大 小 的基 础 施 加 大 小 一样 的 附加 应 力 而 产 生相 同 的 沉 降 时 ，则简化 的单 层均质 土地基 即 为多层土 地基 的等价 地基 ，该单层 均质土 地基 的压缩 模量就 是 多 层 土地 基 的等价压 缩模 量 ，或规 范所称 的压缩 模量 当量值 。 对 于单 层均质 土地 基 ，其基础 的沉 降计算 公式
建筑岩土勘察规程》 （ Ｊ Ｇ Ｊ ７ ２ — ２ ０ ０ ４ ） ，编制 了地基不均匀性定量评价的 Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ Ｖ Ｂ Ａ程序，评价结果的 Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ
表格 可直接 作 为工程 文档 ，大大解放 了手工 计 算评价 工作 。 【 关键词 】地 基 ，基础 ，不均 匀系数 ，定量评 价 ， Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ Ｖ Ｂ Ａ
２ ． １地基 不均 匀性 指标 地基 不均 匀性指 标定义 为 ：
＝
Ｅ ｓ
（ ｚ ） ．
、
（ ４ ）
由 （ ３ ）＝（ ４ ） ，即可 得到等 价压缩 模量 的计算
表达式：
㈩
其 中： 为 同一 栋建 筑物基 础 下各钻 孔等 价压缩模量最小值 Ｅ 为 同一 栋建筑 物 基础 下各 钻孔 等 价压 缩模 量最 大值 地基 不均 匀性 指标 ，实际上 是 同一 栋 建筑物 基 础下 地基 的最大 沉 降 比，它表 征 了地 基 的不均 匀
为：
＝ ・
（ ２ ）
对 于一 般 的多层土 地基 ，其基 础 的沉 降计 算 公 式为 ：
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ｓ ｉ
窆Ｅ 。
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‘
３
ｓ ｉ
当 多层 土 地 基 简 化 为 等 价 的 单层 土 均 质 地 基
时 ，沉 百度文库计算 公 式为 ：
：
２地 基 不 均 匀 性 定 量 评价