地基承載力特征值與地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值關(guān)系(共10頁(yè))

1、地基承載力特征值與地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值關(guān)系(gun x) 這個(gè)問(wèn)題具有普遍的意義，但不是一兩句話可以說(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)求得的稱為地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值；（2）經(jīng)過(guò)深寬修正以后稱為地基承載力設(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)求得的稱為地基承載力特征值；（2）經(jīng)過(guò)深寬修正以后稱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，概

2、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(sn bn)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89規(guī)

3、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（代表性值）和設(shè)計(jì)值的劃分

4、，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 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

5、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“characteristic value”翻譯為“標(biāo)準(zhǔn)值”是不合適的。應(yīng)當(dāng)

6、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?？墒?，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)稱為特征值，而將平均值也稱為特征值，又賦予統(tǒng)計(jì)的含義。特征值的平均值仍舊稱為特征值，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)稱為“容許承載力”，則后一

7、個(gè)術(shù)語(yǔ)稱為“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)(shj)值、地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值關(guān)系(gun x) 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)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

8、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+1.2G,N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?？紤]單樁承載力的提高系數(shù)1.11.2，0.51/1.11.2=0.460.43。 一、原因 與鋼、混凝土、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

9、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)適用于一切土類的計(jì)算公式，主要依賴根據(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)(yugun)，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)滿足其功能要求，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，

10、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（GBJ789）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)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*

11、度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB500682001）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)（GB500682001）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（GB500092001）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。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

12、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上線性變形段內(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

13、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SC，C為抗力或變形的限值；pkfa（地基）；QkRa（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0SR計(jì)算，此時(shí)地基反力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

14、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。

15、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)（GB500682001）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

16、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，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：地基承載力特征值=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

17、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)專業(yè)(3.2.1-1)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)=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：9494規(guī)范的提法 單樁承載力設(shè)計(jì)值：?jiǎn)螛稑O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9494規(guī)范時(shí)

18、，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，昨天咨詢了省上專家，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