軟弱下臥層承載力驗(yàn)算時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

1、軟弱下臥層承載力驗(yàn)算時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題李文洲山東省建筑科學(xué)研究院摘 要：在進(jìn)行軟弱下臥層承載力驗(yàn)算時(shí)，必須弄清楚公式中每個(gè)符號(hào)所代表的意義和取值范圍以及每個(gè)公式的應(yīng)用環(huán)境，根據(jù)工程的具體情況，準(zhǔn)確的計(jì)算軟弱下臥層頂面處的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力值以及修正后的地基承載力特征值，并進(jìn)行驗(yàn)算.關(guān)鍵詞：軟弱下臥層 換填法 群樁 承載力驗(yàn)算地基土層一般是成層的，其承載力隨深度而增加，而外荷載引起的附加應(yīng)力則隨深度而衰減，因此，只要基底持力層承載力滿足設(shè)計(jì)要求一般就可以啦。但也有不少情況，持力層不厚，在持力層以下受力層范圍內(nèi)存在軟弱土層（即軟弱下臥層），軟弱下臥層的承載力比持力層小的多。如我國(guó)沿海地區(qū)表層“殼層

2、”下有很厚一層(厚度在20米左右)軟弱的淤泥質(zhì)土層,這時(shí),只滿足持力層承載力的要求是不夠的,還需驗(yàn)算軟弱下臥層的承載力;當(dāng)群樁基礎(chǔ)設(shè)置在有限厚硬持力層、其下存在軟弱下臥層時(shí)，為避免樁基因持力層較薄發(fā)生沖剪破壞而導(dǎo)致整體失穩(wěn)，應(yīng)驗(yàn)算軟弱下臥層的承載力；另外，在采用換填法處理地基時(shí)，如果地基表層土層較厚而全部挖除不合理時(shí)，可將其部分挖除，鋪設(shè)密實(shí)的墊層材料，但必須進(jìn)行換填層以下軟弱土層的承載力驗(yàn)算,以上幾種情況都要求傳遞到軟弱下臥層頂面的附加應(yīng)力和土的自重應(yīng)力之和不超過(guò)軟弱下臥層的承載力設(shè)計(jì)值，即 pz+pczfaz （1）式中:pz-相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力設(shè)計(jì)值（k

3、pa）;pcz-軟弱下臥層頂面處的自重應(yīng)力值（kpa）;faz-軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值（kpa）。在按照上式進(jìn)行軟弱下臥層承載力驗(yàn)算時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：一軟弱下臥層faz的修正計(jì)算問(wèn)題建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（gb5007-2002）規(guī)定，從載荷試驗(yàn)或其他原位測(cè)試、經(jīng)驗(yàn)值等方法確定的地基承載力特征值，尚應(yīng)按下式修正：faz=fak+b(b-3)+dm(d-0.5) （2）式中：faz為修正后的地基承載力特征值；fak為按現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)或其他原位測(cè)試、經(jīng)驗(yàn)值等方法確定的地級(jí)承載力特征值；b、d為基礎(chǔ)寬度和深度的修正系數(shù)；b為基礎(chǔ)底面寬度（短邊），當(dāng)基礎(chǔ)寬度小于3時(shí)按3米計(jì)算，

4、大于6米按6米計(jì)算。但在進(jìn)行軟弱下臥層驗(yàn)算時(shí)，上式中的b應(yīng)取為0；m為軟弱下臥層以上各層土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取有效重度；d為軟弱下臥層埋置深度而不是基礎(chǔ)埋值深度（m）,一般自室外地面標(biāo)高算起。在填方整平地區(qū)，可自填土地面標(biāo)高算起，但填土在上部結(jié)構(gòu)施工后完成時(shí)，應(yīng)從天然地面標(biāo)高算起。對(duì)于群樁基礎(chǔ)下的軟弱下臥層faz=quk/q (3)quk為軟弱下臥層經(jīng)深度修正后的地基極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值；q為地基承載力分項(xiàng)系數(shù)，取q=1.65.二軟弱下臥層頂面處的自重應(yīng)力值pcz計(jì)算時(shí)的取值問(wèn)題pcz=md （4）式中：d為天然地面至軟弱下臥層頂面的深度而不是基礎(chǔ)埋置深度；m為d深度范圍內(nèi)各層土的加權(quán)平

5、均重度，地下水位以下必須取有效重度。三軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力設(shè)計(jì)值pz計(jì)算時(shí)的取值問(wèn)題在計(jì)算附加應(yīng)力設(shè)計(jì)值pz時(shí)，荷載效應(yīng)組合應(yīng)取正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合而不能取其它組合，對(duì)于條形基礎(chǔ):(見(jiàn)圖1) （5） 對(duì)于矩形基礎(chǔ): （6）pk=(fk+gk )/a （7）式中，gk為基礎(chǔ)及其上回填土的自重，在計(jì)算pk時(shí)應(yīng)計(jì)入這部分自重；b,l分別為基礎(chǔ)的寬度（m）和長(zhǎng)度（m），若為條形基礎(chǔ)，l取1米，長(zhǎng)度方向應(yīng)力不擴(kuò)散；pc為基礎(chǔ)底面處的自重壓力值（kpa）;z為基礎(chǔ)底面至軟弱下臥層頂面的距離（m）;為地基應(yīng)力擴(kuò)散角()，按下表1采用。 天然地基應(yīng)力擴(kuò)散角 ( ) 表1es1/es2z0

6、.25bz 0.5bes1/es2z0.25bz0.5b362310203051025在上表中:1. es1、es2分別為土層在側(cè)限條件下取得的壓縮模量而不能取為無(wú)側(cè)限條件下的變形模量；2.es2為軟弱下臥層壓縮模量，es1為軟弱土層之上土層的壓縮模量；3.z0.5b時(shí)值不變。當(dāng)采用換填法時(shí)，地基應(yīng)力擴(kuò)散角按下表2采用 換填法地基應(yīng)力擴(kuò)散角（ ） 表2換填材料z/b 中砂、粗砂、礫砂圓礫、角礫、石屑、卵石、碎石、礦渣粉質(zhì)粘土、粉煤灰灰土0.25206280.503023在上表中:1.當(dāng)z0.25b 時(shí)，除灰土取=28外，其余材料均取=0;2.當(dāng) 0.25z/b0.5時(shí)，值可內(nèi)插求得。對(duì)于群樁基

7、礎(chǔ)：當(dāng)sa6d時(shí)，發(fā)生整體剪切破壞(見(jiàn)圖2) （8）a0、b0為樁群外緣矩形面積的長(zhǎng)短邊長(zhǎng)，如圖2所示（m），而不要取為承臺(tái)的長(zhǎng)短邊長(zhǎng)at、bt；為樁端硬持力層壓力擴(kuò)散角，按表3取值 樁端硬持力層應(yīng)力擴(kuò)散角() 表3es1/es2t=0.25b0t 0.5b0es1/es2z=0.25 b0 z0.5 b0 1412510253623102030在上表中：1.es1、 es2分別為硬持力層、軟弱土層壓縮模量; 2.z6d且硬持力層厚度t6d）,由于成樁擠密效應(yīng)和承臺(tái)效應(yīng)導(dǎo)致樁端持力層的剛度提高和樁土整體性加強(qiáng)，也可能發(fā)生整體剪切破壞，可按式（8）進(jìn)行計(jì)算；對(duì)于高承臺(tái)樁基，或承臺(tái)下地基土可能出現(xiàn)

8、自重固結(jié)濕陷、震陷、液化的低承臺(tái)群樁，當(dāng)樁側(cè)土較軟弱，雖其樁距略小于6d，也可能出現(xiàn)各基樁單獨(dú)沖剪破壞，此時(shí)應(yīng)按式（9）進(jìn)行計(jì)算。因此，在進(jìn)行軟弱下臥層承載力驗(yàn)算時(shí)，由于涉及到的公式、符號(hào)較多，一定要弄清楚每個(gè)符號(hào)所代表的意義和取值范圍以及每個(gè)公式的應(yīng)用環(huán)境，根據(jù)工程的具體情況，準(zhǔn)確的計(jì)算軟弱下臥層頂面處的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力值以及修正后的地基承載力特征值，并進(jìn)行驗(yàn)算，應(yīng)用并服務(wù)于實(shí)際工程中去。參考文獻(xiàn)：(gb50007-2002)（jgj94-94）(jgj79-2002)中國(guó)建筑工業(yè)出版社李文洲 單 位： 山東省建筑科學(xué)研究院 巖土工程所職 稱：高級(jí)工程師電 話85595283通訊地址：濟(jì)南市無(wú)影山路29號(hào) （several q