地基承载力计算方法详解

地基承载力计算方法详解

地基承载力是土木工程中一个重要的概念，它决定了建筑物的基础设计是否安全可靠。本文将详细介绍地基承载力的计算方法及相关概念。

地基承载力计算公式

地基承载力的计算公式如下：

f=fk εbγ(b-3) εdγο(d-0.5)

其中：

• fk：垫层底面处软弱土层的承载力标准值（kN/m2）
• εb、εd：分别为基础宽度和埋深的承载力修正系数
• b：基础宽度（m）
• d：基础埋置深度（m）
• γ：基底下底重度（kN/m3）
• γ0：基底上底平均重度（kN/m3）

此外，根据土的强度理论，地基承载力特征值也可以通过以下公式计算：

fa=Mbγb Mdγmd Mc*Ck

其中Ck为粘聚力标准值，由勘察单位实地勘察、实验确定，在勘察报告上按土层列表显示。

地基承载力计算公式中的参数取值

• d（基础埋置深度）：一般自室外地面标高算起。在填方整平地区，可自填土地面标高算起，但填土在上部结构施工后完成时，应从天然地面标高算起。对于地下室，如采用箱形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起；当采用独立基础或条形基础时，应从室内地面标高算起。

地基承载力计算公式的推导

地基承载力计算公式的详细推导过程可以在《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）中找到。

地基承载力特征值的取得方法

地基承载力特征值可通过以下方法综合确定：

• 载荷试验或其它原位测试
• 公式计算
• 工程实践经验

当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时，需要对地基承载力特征值进行修正：

fa=fak εbγ(b-3) εdγm(d-0.5)

其中：

• fa：修正后的地基承载力特征值
• fak：地基承载力特征值
• εb、εd：基础宽度和埋深的地基承载力修正系数
• γ：基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度
• b：基础底面宽度(m)，当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值
• γm：基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度
• d：基础埋置深度(m)

地基承载力试验的必要性

理论上，正规设计都需要进行承载力试验并提供承载力报告。静载实验数据准确但费时，适用于对数据或承载力要求很高的情况。

确定地基承载力的方法

确定地基承载力的方法主要有两种：

• 直接测量：如平板荷载试验、螺旋板荷载试验等
• 计算：根据原位实验、土工实验计算，或使用经验公式

常用地基承载力检验方法

1. 平板荷载试验：适用于各类土、软质岩和风化岩体
2. 螺旋板荷载试验：适用于软土、一般粘性土、粉土及砂类土
3. 标准贯入试验：适用于一般粘性土、粉土及砂类土
4. 动力触探：适用于粘性土、砂类土和碎石类土
5. 静力触探：适用于软土、粘性土、粉土、砂类土及含少量碎石的土层
6. 岩体直剪试验：适用于具有软弱结构面的岩体和软质岩
7. 预钻式旁压试验：适用于确定粘性土、粉土、黄土、砂类土、软质岩石及风化岩石
8. 十字板剪切试验：适用于测定饱和软粘性土的不排水抗剪强度及灵敏度等参数
9. 应力铲试验：适用于确定软~流塑状饱和粘性土
10. 扁板侧胀试验：适用于软土、一般饱和粘性土、松散~中密饱和砂类土及粉土等

经地基处理后的承载力修正

经地基处理后的承载力需要乘以一个修正系数，具体系数取决于原地基形式（如条形基础、独立柱基、筏基等）以及处理方式，可参考相关教材或规范。

地基承载力特征值的修正案例

某基础底面尺寸3.2m×3.6m,埋置深度1.8m,场地土层资料为:

• 第一层为人工填土,天然重度17.46KN/m3,厚0.8m
• 第二层为耕植土,天然重度16.64KN/m3,厚1.0m
• 第三层为黏性土(e及IL均小于0.85),天然重度19KN/m3,基础以该层作为持力层

工程地质勘察报告提供地基承载力特征值fak=340kPa,修正后的承载力计算如下：

fa=fak εbγ（b-3） εdγm（d-0.5）
=340 《0.3x19x（3.2-3） （1.6x17.46x0.8 16.64x1）/（0.8 1）x（1.8-0.5）
=340 36.5
=376.5

通过以上计算，可以得出修正后的地基承载力特征值为376.5kPa。