地基承載力特征值與地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值關(guān)系

1、地基承載力特征值與地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值關(guān)系這個(gè)問(wèn)題具有普遍的意義，但不是一兩句話(huà)可以說(shuō)清楚的， 這里 涉及土力學(xué)的概念、統(tǒng)計(jì)的概念和設(shè)計(jì)方法的概念，而且相互交叉。 首先需要了解新、老規(guī)范術(shù)語(yǔ)的變化過(guò)程。老規(guī)范：（1）由載荷試驗(yàn) 求得的稱(chēng)為地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值；（2）經(jīng)過(guò)深寬修正以后稱(chēng)為地基承載 力設(shè)計(jì)值；（3）將地基承載力公式計(jì)算的結(jié)果稱(chēng)為地基承載力設(shè)計(jì)值； 新規(guī)范：（1）由載荷試驗(yàn)求得的稱(chēng)為地基承載力特征值；（2）經(jīng)過(guò)深 寬修正以后稱(chēng)為修正后的地基承載力特征值；（3）將地基承載力公式 計(jì)算的結(jié)果稱(chēng)為地基承載力特征值。 有位網(wǎng)友做過(guò)一個(gè)概括，比較簡(jiǎn) 明扼要，而且將地基承載力和設(shè)計(jì)時(shí)所用的載荷聯(lián)系起來(lái)了

2、，概念很清楚，特轉(zhuǎn)引如下：關(guān)于地基承載力的特征值與老規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)值的關(guān)系，要弄清楚這個(gè)問(wèn)題必須比較三本規(guī)范，即74規(guī)范、89規(guī)范和2002 規(guī)范。74規(guī)范是荷載標(biāo)準(zhǔn)值與容許承載力的比較；89規(guī)范是荷載設(shè) 計(jì)值與承載力設(shè)計(jì)值的比較；2002規(guī)范是荷載標(biāo)準(zhǔn)值與承載力特征 值的比較。從74規(guī)范到89規(guī)范，荷載放大1.251.30倍，承載力只 放大1.11.2倍，設(shè)計(jì)安全水平提高了約1.15倍。從89規(guī)范到2002 規(guī)范。承載力表達(dá)式基本不變，去掉 1.1的約束，荷載相當(dāng)于74規(guī) 范。設(shè)計(jì)安全水平又回到74規(guī)范的水平。實(shí)際上89規(guī)范是不正確的， 2002規(guī)范的特征值物理意義就是 74規(guī)范的容許值，表達(dá)式與

3、89規(guī) 范一樣，但物理意義不一樣?！蔽覈?guó)存在一個(gè)不是太好的傾向，就是 技術(shù)術(shù)語(yǔ)的穩(wěn)定性太差，不尊重約定俗成的習(xí)慣，隨便下定義、改術(shù) 語(yǔ)，給使用帶來(lái)了許多的不方便，這樣的例子太多了，標(biāo)準(zhǔn)值和特征 值的關(guān)系之惑，也是必然的。工程設(shè)計(jì)中所用的承載力、強(qiáng)度等性能 值，都是屬于抗力，其術(shù)語(yǔ)存在兩種有密切關(guān)系但概念不同的體系。 從抗力的機(jī)理方面來(lái)劃分，可分為極限值和容許值，如地基極限承載 力和地基容許承載力之分，對(duì)材料則有極限強(qiáng)度和容許強(qiáng)度之分。其 概念非常清楚，一種是極限狀態(tài)，一種是工作狀態(tài)，極限狀態(tài)驗(yàn)算需 要用安全系數(shù)或者分項(xiàng)系數(shù)，而工作狀態(tài)驗(yàn)算是不需要用安全系數(shù) 的。從設(shè)計(jì)方法方面來(lái)劃分，則有標(biāo)準(zhǔn)值

4、(代表性值)和設(shè)計(jì)值的劃 分，標(biāo)準(zhǔn)值是某一保證率的分位值，如在巖土工程勘察規(guī)范(GB50021-2001 )中給出了巖土參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值的近似公式，就是標(biāo)準(zhǔn) 值的一種計(jì)算方法，式中：而設(shè)計(jì)值則是該變量的驗(yàn)算點(diǎn)的坐標(biāo)，都 是一種具有概率統(tǒng)計(jì)含義的取值方法?？沽Φ脑O(shè)計(jì)值是其標(biāo)準(zhǔn)值與分 項(xiàng)系數(shù)之比值。在地基設(shè)計(jì)的抗力中，地基極限承載力有平均值和標(biāo) 準(zhǔn)值之分，地基容許承載力也有平均值和標(biāo)準(zhǔn)值之分。標(biāo)準(zhǔn)值的取用 是考慮了數(shù)據(jù)的離散性，在平均值的基礎(chǔ)上打個(gè)折扣。例如載荷試驗(yàn) 的PS曲線(xiàn)上有兩個(gè)拐點(diǎn)，第一拐點(diǎn)是比例極限，用作容許承載力， 第二拐點(diǎn)是極限承載力。如果做了 n個(gè)試驗(yàn)，則可以分別求得容許承 載力的平均

5、2值，再乘以一個(gè)小于1的系數(shù)成為標(biāo)準(zhǔn)值。同理也 可以分別求得極限承載力的平均值和標(biāo)準(zhǔn)值。在 89規(guī)范中的地基承 載力標(biāo)準(zhǔn)值指的是容許承載力標(biāo)準(zhǔn)值，因?yàn)檫@本規(guī)范的地基承載力是 用了容許承載力的概念。用地基極限承載力的標(biāo)準(zhǔn)值在地基設(shè)計(jì)表達(dá) 式中，應(yīng)除以分項(xiàng)系數(shù)而成為設(shè)計(jì)值，這個(gè)計(jì)算過(guò)程體現(xiàn)了設(shè)計(jì)安全度的要求。而容許承載力的標(biāo)準(zhǔn)值是不需要再除以分項(xiàng)系數(shù)的，因?yàn)椴捎萌菰S承載力設(shè)計(jì)地基時(shí)是驗(yàn)算工作狀態(tài)，不是驗(yàn)算極限狀態(tài)，容許承載力的取值中已經(jīng)體現(xiàn)了安全度的要求，因此在地基設(shè)計(jì)時(shí)不再需要考慮安全度的問(wèn)題，就不存在容許承載力設(shè)計(jì)值的概念。 新規(guī)范 的特征值，按該規(guī)范說(shuō)明中的說(shuō)法是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)中將“ charac

6、teristicvalue翻譯為 標(biāo)準(zhǔn)值”是不合適的。應(yīng)當(dāng)翻譯為 特征值”并認(rèn)為可 以是統(tǒng)計(jì)出來(lái)的，也可以是經(jīng)驗(yàn)的數(shù)值。可是，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)可靠 度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，是指一般情況下標(biāo)準(zhǔn)值是由統(tǒng)計(jì)得出的， 但如果資料不充分，可以用經(jīng)驗(yàn)的方法來(lái)處理資料，也是一種經(jīng)驗(yàn)的 數(shù)據(jù)處理方法。但在地基規(guī)范中的特征值，按照2.1.3條的定義，是沒(méi)有統(tǒng)計(jì)的含義的；但在附錄 C中，卻是把由平板載荷試驗(yàn)得到的 每個(gè)試驗(yàn)稱(chēng)為特征值，而將平均值也稱(chēng)為特征值，又賦予統(tǒng)計(jì)的含義。 特征值的平均值仍舊稱(chēng)為特征值，兩個(gè)特征值的統(tǒng)計(jì)概念是完全不同 的，一個(gè)統(tǒng)計(jì)的樣本，一個(gè)是統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，但不能用術(shù)語(yǔ)的規(guī)定性來(lái) 區(qū)別，這在邏輯上就出

7、現(xiàn)矛盾。將其翻譯到老標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的術(shù)語(yǔ)，如前 一個(gè)術(shù)語(yǔ)稱(chēng)為容許承載力”則后一個(gè)術(shù)語(yǔ)稱(chēng)為容許承載力的標(biāo)準(zhǔn) 值” 土力學(xué)的概念和統(tǒng)計(jì)的概念都表示得十分清楚。根據(jù)地基規(guī)范 的定義，地基承載力特征值也是強(qiáng)度條件下的地基容許承載力，而在89規(guī)范中的地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值也是強(qiáng)度條件下的地基容許承載力， 在機(jī)理上是一樣的，可能在取值標(biāo)準(zhǔn)上嚴(yán)格程度有些差異，例如過(guò)去 就是按s/b=0.02的標(biāo)準(zhǔn)取值，而新規(guī)范是按 s/b=0.015的標(biāo)準(zhǔn)取值。地基承載力特征值、地基承載力設(shè)計(jì)值、地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值關(guān)系在（建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范）中，在樁的承載力計(jì)算公式中（8.5.4-1）, 提到的是樁承載力承載力特征值；在（建筑樁基技術(shù)

8、規(guī)范）中提到的 是樁的極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值，請(qǐng)問(wèn)二者的關(guān)系是什么，如何換算？建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 樁承載力特征值可由試驗(yàn)確定。特征值由 試驗(yàn)值除以2得到。1/2=0.5。對(duì)應(yīng)的組合是正常使用極限狀態(tài)下的 標(biāo)準(zhǔn)組合。即荷載標(biāo)準(zhǔn)值。建筑樁基技術(shù)規(guī)范樁的極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值，以人工挖孔樁為例，以標(biāo)準(zhǔn)值除以1.65得到設(shè)計(jì)值，對(duì)應(yīng)的組合是承載力極限狀態(tài)下的基本組合 ，即荷載設(shè)計(jì)值。1/1.65=0.61。 1.25N+1.2GN為上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載,G為承臺(tái)自重及土重，近似地可 取0.61/1.2=0.51。考慮單樁承載力的提高系數(shù)1.11.2， 0.51/1.11.2=0.460.43、原因 與鋼、混凝土、

9、砌體等材料相比，土屬于大變形材料，當(dāng)荷載增加時(shí)，隨著地基變形的相應(yīng)增 長(zhǎng)，地基承載力也在逐漸加在，很難界定出下一個(gè)真正的極限值”而根據(jù)現(xiàn)有的理論及經(jīng)驗(yàn)的承載力計(jì)算公式，可以得出不同的值。因此，地基極限承載力的確定，實(shí)際上沒(méi)有一個(gè)通用的界定標(biāo)準(zhǔn)，也沒(méi) 有一個(gè)適用于一切土類(lèi)的計(jì)算公式，主要依賴(lài)根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)所定下的 界限和相應(yīng)的安全系數(shù)加以調(diào)整，考慮一個(gè)滿(mǎn)足工程的要求的地基承 載力值。它不僅與土質(zhì)、土層埋藏順序有關(guān)，而且與基礎(chǔ)底面的形狀、 大小、埋深、上部結(jié)構(gòu)對(duì)變形的適應(yīng)程度、地下水位的升降、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)的差別等等有關(guān)，不能作為土的工程特性指標(biāo)。另一方面，建筑物的正常使用應(yīng)滿(mǎn)足其功能要求， 常常是承載力

10、還有潛力可挖，而 變形已達(dá)到可超過(guò)正常使用的限值，也就是變表控制了承載力。因此，根據(jù)傳統(tǒng)習(xí)慣，地基設(shè)計(jì)所用的承載力通常是在保證地基穩(wěn)定的 前提下，使建筑物的變形不超過(guò)其允許值的地基承載力，即允諾承載 力，其安全系數(shù)已包括在內(nèi)。無(wú)論對(duì)于天然地基或樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，原 則均是如此。隨著建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GBJ68-84)施行，要求抗力計(jì)算按承載能力極限狀態(tài)，采用相應(yīng)于極限值的標(biāo)準(zhǔn)值”并將過(guò)去的總安全系數(shù)一分為二，由荷載分項(xiàng)系數(shù)和抗力分項(xiàng)系數(shù)分 擔(dān)，這給傳統(tǒng)上根據(jù)經(jīng)驗(yàn)積累、采用允許值的地基設(shè)計(jì)帶來(lái)了困擾。建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ7- 89)以承力的允許值作為標(biāo)準(zhǔn)值， 以深寬修正后的承載力值作為設(shè)

11、計(jì)值， 引起的問(wèn)題是，抗力的設(shè)計(jì)值 大于標(biāo)準(zhǔn)值，與建筑可*度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB50068 2001)規(guī)定 不符，因此本次規(guī)范進(jìn)行了修訂。二、對(duì)策建筑結(jié)構(gòu)可*度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB50068 2001)鑒于地基設(shè)計(jì)的特殊性，將上一版 應(yīng) 遵守本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定”修改為 宜遵守本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的原則 ”并加強(qiáng)了正 常使用極限狀態(tài)的研究。而建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009 2001) 也完善了正常使用極限狀態(tài)的表達(dá)式，認(rèn)可了地基設(shè)計(jì)中承載力計(jì)算 可采用正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。特征值”一詞，用以表示按正常使用極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)采用的地基承載力和單樁承載力的 值。 三、應(yīng)用用作抗力指標(biāo)的代表值有標(biāo)準(zhǔn)值和特征值。

12、當(dāng)確定巖土抗剪強(qiáng)度和巖石單軸抗壓強(qiáng)度指標(biāo)時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)值；由荷載試驗(yàn)確定承載力時(shí)取特征值，載荷試驗(yàn)包括深層、淺層、巖基、單樁、錨桿等，見(jiàn)規(guī)范有關(guān)附錄。地基承載力特征值fak是由荷載試驗(yàn)直接測(cè)定或由其與原位試驗(yàn)相關(guān)關(guān)系間接確定和由此而累積的經(jīng)驗(yàn)值。它相于載荷試驗(yàn)時(shí)地基土壓力-變形曲線(xiàn)上線(xiàn)性變形段內(nèi)某一規(guī)定 變形所對(duì)應(yīng)的壓力值，其最大值不應(yīng)超過(guò)該壓力-變形曲線(xiàn)上的比例 界限值。修正后的地基承載力特征值fa是考慮了影響承載力的各項(xiàng)因素后，最終采用的相應(yīng)于正常使用極限狀態(tài)下的設(shè)計(jì)值的地基允 許承載力。單樁承載力特征值Ra是由載荷試驗(yàn)直接測(cè)定或由其與原位試驗(yàn)的相關(guān)關(guān)系間接推定和由此而累積的經(jīng)驗(yàn)值。它相應(yīng)于正常

13、使用極限狀態(tài)下允許采用單樁承載力設(shè)計(jì)值。當(dāng)按地基承載力計(jì)算以確定基礎(chǔ)底面積和埋深或按單樁承載力確定樁的數(shù)量時(shí)，傳至基礎(chǔ) 或承臺(tái)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)采用標(biāo)準(zhǔn)組合，相應(yīng)的抗力限值采用修正后的地基承載力特征值或單樁承載力特征值。即swc, C為抗力或變形的限值；pk< fa（地基）；Qk< Ra（樁基）。此時(shí) 特征值fa、Ra即為正常使用極限狀態(tài)下的抗力設(shè)計(jì)值。當(dāng)根據(jù)材料性質(zhì)確定基礎(chǔ)或樁臺(tái)的高度、支擋結(jié)構(gòu)截面、計(jì)算基礎(chǔ)或支擋結(jié)構(gòu) 內(nèi)力、確定配筋和驗(yàn)算材料強(qiáng)度時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載效應(yīng)和相應(yīng) 的基底板應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，即丫 OSWR計(jì)算，此時(shí)地基反力

14、p、樁頂下反力Ni和主動(dòng)土壓力Ea等相應(yīng)為荷 載設(shè)計(jì)值，要采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)。因此，閱讀地質(zhì)報(bào)告時(shí)，若為 特征值”則為允許值，安全系數(shù)已包括在內(nèi)；若為 標(biāo)準(zhǔn)值”則為 極限值，應(yīng)考慮相應(yīng)的抗力分項(xiàng)系數(shù)。要了解這個(gè)問(wèn)題須比較三本規(guī)范，即74規(guī)范，89規(guī)范和2002規(guī)范。74規(guī)范是荷載標(biāo)準(zhǔn)值與容 許承載力的比較；89規(guī)范是荷載設(shè)計(jì)值與承載力設(shè)計(jì)值的比較；2002規(guī)范是荷載標(biāo)準(zhǔn)值與特征值的比較。74規(guī)范到89規(guī)范時(shí)荷載放大1.25到1.30倍，承載力只放大1.1到1.2倍，設(shè)計(jì)安全水平提高 了約1.15倍。89規(guī)范到2002規(guī)范承載力表達(dá)式基本不變，去掉1.1 的約束;荷載相當(dāng)74規(guī)范。設(shè)計(jì)安全水平又

15、回到74規(guī)范水平。 實(shí)際 上89規(guī)范是不正確的，2002規(guī)范的特征值物理意義就是 74規(guī)范的 容許值。表達(dá)值與89規(guī)范一樣，但物理意義不一樣。89規(guī)范是按照建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GBJ68-84)的要求，以地基承載力的 允許值作為標(biāo)準(zhǔn)值，以深度寬度修正后的承載力值作為設(shè)計(jì)值，引起的問(wèn)題是，抗力的設(shè)計(jì)值大于標(biāo)準(zhǔn)值，與建筑可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB50068-2001 )規(guī)定不符，因此本次規(guī)范進(jìn)行了修訂。新版地基規(guī)范認(rèn)為，建筑物的正常使用應(yīng)滿(mǎn)足其功能要求， 實(shí)際情況上常常 是承載力還有潛力可挖，而變形已達(dá)到可超過(guò)正常使用的限值， 也就 是變形控制了承載力。因此，根據(jù)傳統(tǒng)習(xí)慣，地基設(shè)計(jì)所用的承載力 通

16、常是在保證地基穩(wěn)定的前提下，使建筑物的變形不超過(guò)其允許值的 地基承載力，即特征承載力，其安全系數(shù)已包括在內(nèi)。無(wú)論對(duì)于天然 地基或樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，原則均是如此。簡(jiǎn)單的說(shuō)，特征值已包含了安全系數(shù)，數(shù)值應(yīng)比原規(guī)范中的標(biāo)準(zhǔn)值小，具體數(shù)值應(yīng)通過(guò)載荷實(shí)驗(yàn) 確定，但為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，可將標(biāo)準(zhǔn)值除以一抗力分項(xiàng)系數(shù)，可取1.25。在上海市的地基基礎(chǔ)規(guī)范里，極限值除以1.6為設(shè)計(jì)值，極限值除以2 為特征值。由次可見(jiàn)：地基承載力特征值二地基承載力設(shè)計(jì)值/1.25特征值小于以前的設(shè)計(jì)值，但是荷載由過(guò)去的設(shè)計(jì)植改為標(biāo)準(zhǔn)值，所以結(jié)果應(yīng)該變化不大。但如果可變荷載較大，則計(jì)算結(jié)果會(huì)比以前小。只有理解了地基極限承載力；容許承載力；承載

17、力標(biāo)準(zhǔn)值；承載力設(shè)計(jì)值的含義，就不會(huì)被特征值迷惑！其實(shí)承載力特征值就是容許承載 力，也是承載力標(biāo)準(zhǔn)值，這是由89地基規(guī)范混亂引起 的,2002地基規(guī)范 無(wú)法改回這個(gè)錯(cuò)誤才采用了 "特征值"一詞，不信看看北京市建筑設(shè)計(jì) 細(xì)則結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)（321-1）式，地基承載力是采用的是標(biāo)準(zhǔn)值.標(biāo)準(zhǔn)值/安 全系數(shù)=特征值，一般取2。標(biāo)準(zhǔn)值/分項(xiàng)系數(shù)二設(shè)計(jì)值，一般取1.65。 這分別是地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范和樁基設(shè)計(jì)規(guī)范的不同規(guī)定。單樁承載力特征值:2002地基基礎(chǔ)規(guī)范的提法 單樁承載力設(shè)計(jì)值：94- 94規(guī)范 的提法單樁承載力設(shè)計(jì)值：=單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值/抗力分項(xiàng)系數(shù) （一般1.65左右）單樁承載

18、力特征值:=靜載試驗(yàn)確定的單樁極限承 載力標(biāo)準(zhǔn)值/2采用2002規(guī)范時(shí)，設(shè)計(jì)值就取特征值，荷載組合為荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合采用94- 94規(guī)范時(shí)，設(shè)計(jì)值就是上面那個(gè)式 子，荷載組合為荷載效應(yīng)的基本組合顯然兩者差別較大由于老規(guī)范中，設(shè)計(jì)人員經(jīng)常把單樁承載力設(shè)計(jì)值、單樁承載力特征值兩個(gè)概 念搞混，2002規(guī)范中已經(jīng)不提單樁承載力設(shè)計(jì)值這個(gè)概念了，所有 公式中均使用特征值概念。樓上提到的”單樁承載力特征值:=靜載 試驗(yàn)確定的單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值/2 “是對(duì)的。極限標(biāo)準(zhǔn)值除以2,即為特征值 極限側(cè)摩阻力除以2就是摩阻力特征值 詳細(xì)你可以 看基礎(chǔ)規(guī)范第138頁(yè)第七條！1.25X特征值=設(shè)計(jì)值；1.6X設(shè)計(jì)值=極限值；2X特征值=極限值 謝謝，昨天咨詢(xún)了省上專(zhuān)家，我也仔細(xì)想了，對(duì)于樁來(lái)說(shuō)，極限樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值除以2應(yīng)該和基礎(chǔ)規(guī)范上的特征值相等，認(rèn)為極限樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值即為特征值的說(shuō)法是錯(cuò)誤的。 兩者規(guī)范的安全系數(shù)基本都為 2。樁規(guī)范采用縮小抗力（設(shè)計(jì)值二標(biāo) 準(zhǔn)值/1.65）和放大荷載（基本組合二標(biāo)準(zhǔn)組合X1.25）兩個(gè)方面來(lái)實(shí) 現(xiàn)，安全系數(shù)為1.65X1.25=2.01，而基礎(chǔ)規(guī)范采用標(biāo)準(zhǔn)組合