淺談不同行業規范中淺基礎地基承載力計算

崔 飛 楊以亮

（中水淮河規劃設計研究有限公司 合肥 230601）

1 引言

正確的地基設計，其基底壓應力不僅要滿足地基穩定性的要求，不超過地基的容許承載力，還需要滿足地基變形的要求，所引起的變形不能超過建筑物的容許變形。影響地基容許承載力的因素非常多，因此想要確切的確定某一地基的容許承載力很困難，常用的計算方法是先保證地基穩定性的要求，采用極限承載力除以安全系數（通常取2～3）或者根據控制地基內塑性區發展范圍作為地基容許承載力初值，然后再進行沉降驗算，如果沉降也滿足要求，則這時的基底壓力就是所要計算的地基承載力。

常用承載力的計算方法有理論公式計算法、現場試驗法、經驗法三種，為確定地基承載力的三大門派，參閱各行業規范，并對各種淺基礎地基承載力計算方法進行歸類，分析總結如下。

2 地基承載力計算方法

2.1 門派1：理論公式計算法

2.1.1 《建筑地基基礎設計規范》（GB5007-2011）第5.2.5 條

計算公式：fa=Mbγb+Mdγmd+Mcck，式中：Mb、Md、Mc為承載力系數；b 為基礎底面寬度（m），大于6m 時按6m 取值，對于砂土小于3m 時按3m 取值；ck為基底下一倍短邊寬度的深度范圍內土的黏聚力標準值（kPa）。

使用本公式計算出的地基承載力有以下要點需要注意：①公式計算出的地基承載力已經考慮了基礎的深度和寬度效應，在用于地基承載力驗算時無須再做深寬修正；②公式承載力的計算只與基底土體的抗剪強度有關，土體強度指標的測定成果對計算值影響較大；③除用公式確定地基承載力外，驗算地基承載力時還須考慮地基的變形驗算；④使用本公式前提條件為偏心距e ≤0.033b，主要是考慮當偏心荷載作用時，需要滿足pkmax≤1.2fa，公式中默認考慮了偏心受壓的要求。

2.1.2 《公路橋涵地基與基礎設計規范》（JTG3363-2019）第4.3.5 條

軟土地基承載力容許值可按照下列公式：

式中：m 為抗力修正系數；Cu為地基土不排水抗剪強度標準值，本公式是由斯開普敦公式推導而來，使用本公式進行地基驗算時也必須進行地基的變形驗算。

2.1.3 《鐵路橋涵地基與基礎設計規范》（TB10093-2017）第4.1.4 條

鐵路橋涵規范中有兩種按照土的物理指標計算軟土地基的容許承載力：

①一般修正后地基承載力計算公式：

②適用于小橋和涵洞基礎計算公式：[σ]=σ0+γ2（h-3），軟土地基基本承載力σ0按照天然含水率查表取值。

上述兩個計算公式均需要利用土的物理指標，同時γ2的取值跟持力層的透水性有關，持力層在水面以下且不透水時，需要考慮地基土的飽和土壓力及上覆水壓力，γ2取飽和容重；當持力層為透水層時，水中部分土層γ2取浮容重。

2.1.4《水運工程地基設計規范》（JTS147-2017）第5.3.6 條

計算公式：Pzj=0.5γk（bj+bj-1）Nγ+qkNq+ckNc，其中系數Nγ、Nq、Nc需根據內摩擦角φ 進行查表獲得，地基承載力大小與內摩擦角有關。

以上幾個典型公式計算地基承載力有一個共同特征，就是根據土的強度指標查經驗系數表，然后代入相關的公式中進行計算。

2.2 門派2：現場試驗法

2.2.1 《建筑地基基礎設計規范》（GB5007-2011）第5.2.4 條

由載荷試驗或其他原位測試確定地基承載力特征值fak，然后進行深寬修正：fa=fak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5），式中：修正系數ηb、ηd由土的類別和物理狀態決定，寬度b 取值范圍為3m ≤b ≤6m，深度d 按照不利原則選擇取最小埋深一側控制。

2.2.2 《濕陷性黃土地區建筑標準》（GB50025-2018）第5.6.5 條

地基承載力特征值fak由現場試驗獲得，需要進行深寬修正，計算公式：fa=fak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-1.5），與《建筑地基基礎設計規范》（GB5007）基本相同，唯一的區別在于深度修正自地表1.5m 算起，主要是考慮黃土的表層一般沉積年代較短，密度較低，較松軟。

表1 常見的承載力修正情形匯總表

2.2.3 《膨脹土地區建筑技術規范》（GB50112-2013）第5.2.6 條

修正后的地基承載力特征值計算公式：fa=fak+γm（d-1.0），膨脹土地基不修正寬度，只修正深度，其深度修正自地表1.0m 算起。

2.2.4 《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2012）第3.0.4條和第7.1.5 條

對于處理后的地基，承載力計算公式參照《建筑地基基礎設計規范》（GB5007-2011），基礎寬度的地基承載力修正系數應取0，除幾種特殊情況外，深度修正系數一般取1.0。

對于散體材料增強體復合地基承載力特征值可以通過復合地基靜載荷試驗確定，也可以采用計算公式：fspk=[1+m（n-1）]fsk確定，其中處理后樁間土承載力特征值可由經驗確定。

2.3 門派3：經驗法

2.3.1 《公路橋涵地基基礎設計規范》（JDG3363-2019）第4.3.4 條

地基承載力公式：fa=fa0+k1γ1（b-2）+k2γ2（h-3），式中：地基承載力基本容許值fa0可根據巖土類別、狀態及其物理力學特性指標查表選用；寬度b 取值范圍為2m ≤b ≤10m；埋深h 小于3m 時，h 取3m，h/b 大于4 時，h 取4b，埋深扣除3m，與建筑地基規范不同。

2.3.2 《鐵路橋涵地基基礎設計規范》（TB10093-2017）第4.1.3 條

地基承載力公式：[σ]=σ0+k1γ1（b-2）+k2γ2（h-3），式中：修正系數k1、k2與土的類別、狀態及其物理力學特性指標有關；寬度b 取值范圍為2m ≤b ≤10m；埋深h 小于3m 時，h 取3m，h/b 大于4 時，h 取4b，與公路橋涵規范類似。

2.3.3 《建筑地基基礎設計規范》（GB5007-2011）第5.2.6 條

巖石地基承載力特征值一般根據巖基荷載試驗方法確定，對于破碎、極破碎的巖石地基承載力特征值可根據平板載荷試驗確定，對于完整、較完整和較破碎的巖石地基可根據室內飽和單軸抗壓強度試驗確定，fa=ψr·frk，其中折減系數是根據巖體完整程度選定。

3 結論

承載力計算和修正的情況很多，對于不同規范，不同行業的承載力計算和修正方法也存在較大的差異，對此常見的承載力修正情形總結見表1。

通過以上三種確定承載力方法的羅列和分析，實際可按兩種路線來進行記憶，第一種路線是純粹的按照土的物理力學強度指標進行計算得到地基承載力，第二種路線就是根據經驗或者靜載試驗得到一個基本的地基承載力特征值fak，然后通過深度、寬度進行修正后確定地基承載力特征值。采用現場載荷試驗得到特征值fak時，載荷板的尺寸、埋深往往與施工時實際基礎尺寸、埋深不一致，此時要對載荷試驗測得的承載力進行寬度、深度修正得到修正后的地基承載力特征值，才能應用到實際工程上。淺層載荷試驗沒有邊載，相當于試驗時基礎埋深為0，所測定的承載力fak沒有包含深度影響，同時由于載荷板的尺寸比基礎的尺寸要小很多，因此要進行深寬修正。深層載荷試驗有邊載，如果試驗時的深度與實際基礎埋深一致時，深度不需修正，只需修正寬度即可；如果深度不一致，則寬度和深度都要進行修正■