對(duì)地基承載力埋深修正的探討

諶 霞 （河南省航空物探遙感中心，河南 鄭州 453000）

1 規(guī)范相關(guān)條文說明

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.2.4條指出：通過載荷試驗(yàn)或其他原位測(cè)試結(jié)果、經(jīng)驗(yàn)值等方法確定的地基承載力特征值，尚應(yīng)按 fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)進(jìn)行深度修正。條文說明中還有一段論述：“目前建筑工程大量存在著主裙樓一體的結(jié)構(gòu)，對(duì)于主體結(jié)構(gòu)地基承載力的深度修正，宜將基礎(chǔ)底面以上范圍內(nèi)的荷載，按基礎(chǔ)兩側(cè)的超載考慮，當(dāng)超載寬度大于基礎(chǔ)寬度兩倍時(shí)，可將超載折算成土層厚度作為基礎(chǔ)埋深，基礎(chǔ)兩側(cè)超載不等時(shí)，取小值?！?/p>

上述表述具備同一實(shí)質(zhì)，即均涉及到地基破壞機(jī)理。希望通過總結(jié)其實(shí)質(zhì)，對(duì)其在諸多地基基礎(chǔ)形式方面的運(yùn)用進(jìn)行闡述。

2 地基承載力深度修正的實(shí)質(zhì)與要點(diǎn)

針對(duì)地基承載力開展深度修正，即對(duì)基礎(chǔ)兩側(cè)基底標(biāo)高上部超載q抵抗基礎(chǔ)兩側(cè)滑動(dòng)土體向上滑動(dòng)的作用加以考慮，可對(duì)如圖1所示的滑動(dòng)土體表面受到超載作用的壓重有所認(rèn)識(shí)。

圖1 超載作用示意圖

可以以土自重作為超載q，也可為出自于裙房的連續(xù)均布?jí)毫?，以《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》5.2.2-1條Pk=（Fk+Gk）/A作為參考，參照規(guī)范，針對(duì)活載荷進(jìn)行折減。所以，基于計(jì)算公式、地基破壞機(jī)理，最終獲得如下多個(gè)地基承載力深度修正的相關(guān)要素。

從本質(zhì)上來看，深度修正均對(duì)應(yīng)于超載的壓重作用。不論是天然埋深，還是折算相關(guān)連續(xù)均勻壓重為相應(yīng)土厚度，即基礎(chǔ)兩側(cè)超載、滑動(dòng)土體向上運(yùn)動(dòng)互為對(duì)抗的具體體現(xiàn)。

就均勻性、超載連續(xù)等而言，需要符合分布寬度的相關(guān)要求。計(jì)算地基承載力的基本前提，即超載q在滑動(dòng)體整體表面作用、且為連續(xù)均布載荷。依據(jù)規(guī)范來看，超載需要具備比2～4倍基礎(chǔ)寬度B更大的分布寬度，此時(shí)才可完成深度修正。

若超載出現(xiàn)于天然土層，且連續(xù)均布，連續(xù)均布載荷則可能無法對(duì)應(yīng)于裙房壓重。分析如下：

最小值對(duì)應(yīng)的取值要求。最為薄弱的位置往往會(huì)產(chǎn)生地基破壞，所以需要基于基礎(chǔ)四周最小埋深值開展深度修正。其本質(zhì)在于，向?qū)Τd如何在基礎(chǔ)四周2～4倍基礎(chǔ)邊長(zhǎng)范圍內(nèi)分布，大小等諸多問題轉(zhuǎn)化。

因此普通的深度修正如何取值問題得到解決。

圖2 超載作用平面示意

結(jié)合《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》來看，若基礎(chǔ)兩側(cè)存在不同超載，壓重較輕的一側(cè)將首先產(chǎn)生于破壞的滑裂面，取小值更為安全。

若結(jié)構(gòu)四周存在接近的超載，并且有明顯的長(zhǎng)寬差時(shí)，則長(zhǎng)邊往往不會(huì)出現(xiàn)破壞。此時(shí)以短邊進(jìn)行考慮，是可行的。但若具備近似的長(zhǎng)寬比時(shí)，若想更為安全的完成深度修正，則需取四周埋深最小值。

3 對(duì)裙樓邊長(zhǎng)小于2倍主樓邊長(zhǎng)時(shí)的考慮及建議

從圖3來看，裙樓邊長(zhǎng)小于主樓邊長(zhǎng)的兩倍，可劃分為兩大狀況進(jìn)行考慮：

圖3 裙樓邊長(zhǎng)不超過2倍主樓邊長(zhǎng)的狀況

若通過與天然埋深進(jìn)行對(duì)比，裙樓位置具備更深的折算深度時(shí)，結(jié)合規(guī)范來看，可按天然埋深完成深度修正；若裙樓的超載相對(duì)連續(xù)均布時(shí)，可針對(duì)裙樓壓重作用進(jìn)行考慮，數(shù)值可取裙樓折算埋深和天然埋深之間或參照相應(yīng)的工程經(jīng)驗(yàn)來取值。

若對(duì)比天然埋深，裙樓位置的折算深度更小時(shí)，規(guī)范并未明確對(duì)此進(jìn)行說明，此時(shí)，取折算埋深的小值更為安全。

4 各種基礎(chǔ)類型的計(jì)算埋深取值舉例

針對(duì)圖4（a）獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)（不帶地下室）：地基承載力特征值fak需修正，基礎(chǔ)埋深應(yīng)d從室內(nèi)地面標(biāo)高算起。

針對(duì)圖4（b）獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)（帶地下室）：地基承載力特征值fak可按不修正考慮，fa≈fak。

針對(duì)圖 4（c）、（d）：有無地下室，地基承載力特征值fak都需修正，基礎(chǔ)埋深自室外地面標(biāo)高算起，有地下車庫的情況下，基礎(chǔ)埋深應(yīng)折減。

針對(duì)圖4（d）：基礎(chǔ)防水板基底反力如何，主要受到構(gòu)造密度影響，軟墊層被設(shè)定于防水板之下，以此保障防水板此時(shí)承受的地基反力較小，此時(shí)，可考慮將地下室地面建筑做法等來明確地基反力q。若將一般墊層鋪設(shè)于防水板之下時(shí)，來自上部結(jié)構(gòu)的力將由基礎(chǔ)、防水板來承受，并通過分析計(jì)算，由此獲得地基反力。

圖4 各種情況的計(jì)算埋深取值示意

5 帶裙房的主樓的地基承載力深度修正舉例

僅針對(duì)主樓基礎(chǔ)屬于具備良好整體性的箱型、結(jié)構(gòu)短邊方向等相關(guān)狀況進(jìn)行闡述。

圖5 帶裙房的主樓的地基承載力深度修正示意

針對(duì)圖5（a）主裙樓一體：計(jì)算埋深時(shí)，需首先明確左右兩側(cè)最小折算埋深。

針對(duì)圖5（b）主裙樓間設(shè)縫：地面以粗砂來充實(shí)的狀況，因水平方向受力，可通過粗砂來傳遞，所以在開展深度修正時(shí)，可對(duì)如圖5（b）展示的主裙樓一體狀況進(jìn)行參考。

針對(duì)圖5（c）裙房為獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)：無法對(duì)裙房荷載超載進(jìn)行考慮，裙房?jī)?nèi)部地面開始的天然埋深，即為計(jì)算埋深。

針對(duì)圖5（d）裙房屬于獨(dú)立柱基礎(chǔ)+防水板：均布荷載無法出現(xiàn)于防水板，需基于防水板反力測(cè)試，由此取得資料，結(jié)合公式折減，并加以計(jì)算。

6 結(jié)語

針對(duì)地基承載力埋深修正，主要表現(xiàn)在不同的基礎(chǔ)形式及超載等方面。承載力修正的量值不僅要按照現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行，還需要有很大的經(jīng)驗(yàn)。