岩石地基承载力的探讨

全国中文核心期刊　路基工程　２００６年第６期（总第１２９期）　

地基极限承载力计算方法探讨　

刘华强　

（河海大学土木工程学院岩土所江苏南京　黄景忠　

２１００９８）（郑州大学环境与水利学院）　

摘要在简要介绍传统的计算地基极限承载力方法的基础上，提出了一种新的计算方法。　该法既考虑了地基土体双向滑动的破坏模式，又避免了传统方法中由于承载力系数同土的容重　

无关而引起的误差。通过一个实例对文中各种方法进行了比较，指出了它们与真值的近似关系。　关键词极限承载力　滑移线松散介质静力学　

地基承载力的确定既是岩土工程专业的初级入　门问题之一，也是高级阶段的最终难题之一。可以　讲，地基承载力的问题伴随着土力学的发展，然而　至今，还没有一个很完善的方法来解决它。地基承　

载力的确定，一般有现场原位试验、理论公式、实　测数理统计以及从地基规范承载力表中查取等几种　

方法。本文主要探讨理论公式计算地基极限承载力　的方法。　

１　理论介绍　１８５７年，朗肯（Ｒａｎｋｉｎｅ　Ｗ．Ｊ．Ｍ．）最早提　出了地基极限承载力的计算公式　Ｊ。１９２０年，普　

朗特尔（Ｐｒａｎｄｔｌ　Ｌ．）根据塑性理论，导出了刚性　基础压人无重量土中滑动面的形状及其相应的极限　

承载力公式。１９２４年，瑞斯诺（Ｒｅｉｓｓｎｅｒ　Ｈ．）对　普朗特尔极限承载力公式进行了改进。在２Ｏ世纪　

４０年代以前，世界各国学者提出的地基承载力公　

式，都是假定土是无重量的。为了弥补这一缺陷，　４０年代，太沙基（Ｔｅｒｚａｇｈｉｋ）根据普朗特尔原理，　

提出了考虑土重量的地基极限承载力公式。５０年　代．，迈耶霍夫（Ｍｅｙｅｒｈｏｆ　Ｇ．Ｇ．）提出了考虑基底　

以上两侧土体抗剪强度影响的地基极限承载力公　式。６０年代，汉森（Ｈａｎｓｅｎ　Ｊ．Ｂ．）提出了中心　

倾斜荷载并考虑其他一些影响因素的极限承载力公　

式　，７Ｏ年代，魏锡克（Ｖｅｓｉｃ　Ａ．Ｓ．）引入修正系　数和考虑压缩性影响，把整体剪切破坏条件下地基　

岩石地基上基础抗剪承载力计算方法探讨

【摘 要】本文从现行国家《建筑地基基础设计规范》中扩展基础抗剪承载力计算的模糊表述出发，结合岩石地基上扩展基础设计实践，分析总结了目前关于岩石地基上扩展基础抗剪承载力是否需要计算以及如何计算的不同观点，以期给结构设计人员一个相对合理的设计依据。

【关键词】岩石地基；扩展基础；抗剪承载力

1、岩石地基上扩展基础受剪计算存在的问题

随着山地城市建设的发展，高层建筑不断出现。由于山地城市地基基岩埋置较浅的特点，所以高层建筑基础选用施工简便、造价低、工期短的扩展基础情况频繁出现。对于多层建筑的柱下扩展基础，因其荷载较小，大多以冲切计算确定基础高度，基础抗剪破坏往往不起控制作用。但对于高层建筑而言，因其柱下荷载很大，且岩石地基承载力较高，如标准承载力fak>1500kpa时，计算得出的扩展基础底面积就很小，按一般经验确定的基础高度，基础底面积往往在柱45?冲切锥体范围以内，按《建筑地基基础设计规范》就不需要做抗冲切验算，此时基础如不做抗剪验算，一般基础高度会很小，设计人员往往不敢直接采用。如按规范8.2.9条公式做抗剪承载力验算，又会出现基础高度特别大的情况，显然又不合理，且由于需满足基础最小配筋率的要求，基础钢筋配置会非常大，有时可能钢筋放置都有问题。如此一来，在设计实践中，很多结构设计人员就对大荷载下柱下扩展基础这么一种基础的设计就很难把握。对此，笔者通过总结各种目前的设计观点，通过比对试图让结构设计人员对此问题有一个比较深入的理解，以指导结构设计实践。

2、岩石地基上扩展基础的受力特点

相比于土质地基上的扩展基础，在岩石地基上的扩展基础有其自身的特点。由于岩石地基的刚度比基础的刚度大，岩石地基变形小的特点，使得岩石地基上的扩展基础基底反力和受力特性与土质地基上的扩展基础有很大的不同。

土质地基由于其承载力较低，计算得出的基础一般底面积较大，基础高度一般由抗冲切承载力控制，而基础剪切破坏一般不起控制作用。但对于岩质地基，因其所具有的高承载力和低变形的特点，使得设计的基础底面积较小，基底面积一般在柱、墙边45?冲切锥体范围内，可不做抗冲切计算。但是否需要做抗剪切验算以及如何做抗剪验算，现行《建筑地基基础设计规范》又没有明确的规定。

岩石地基承载力检测方法

1. 引言：地基的重要性

大家好！今天咱们聊聊一个非常重要的话题——岩石地基的承载力检测。也许你会觉得这听起来像是一件非常复杂的事情，甚至有点枯燥，但实际上，它关系到我们身边的建筑物能否稳稳当当地矗立。简言之，就是你的房子是否会出现晃动，或者在未来有没有可能掉落。想象一下，如果你家的楼房突然变得摇摇晃晃，那可是“吓得心都提到嗓子眼儿”了。为了避免这种情况，我们需要了解岩石地基的承载力，并用科学的方法来检测它的能力。

1.1 地基的承载力到底是什么？

承载力听起来很高级，其实就是岩石地基能承受多大的重量，不至于崩溃的能力。简单来说，就是岩石底下的“底气”。如果你买了块蛋糕，底部不够结实，那上面的奶油和水果可能就会滑下来。地基承载力就像这块蛋糕的底部，必须够结实，才能撑住整个建筑物的重量。没有好的地基，就像盖房子在沙滩上一样，一下子就可能“东倒西歪”了。

1.2 为什么需要检测？

检测岩石地基承载力就像给你的房子做体检。通过体检，我们能了解地基的健康状况，发现潜在的问题。你可能会问，这些检测是怎么做的？其实就是通过各种方法来“查个明白”，确保地基不会出问题。这不，科学家们也是为了让我们的建筑稳如泰山，才会不断研究和改进这些检测方法。

2. 常见的检测方法

2.1 钻探取样法

首先，咱们得聊聊钻探取样法。这就像是在地上挖坑，然后拿出一些岩石样本来研究。听起来有点像考古学家的工作对吧？不过这次我们不是挖出古代文物，而是挖出岩石来看看它的质量。这种方法很靠谱，可以让咱们直接了解岩石的真实情况，弄清楚它能承受多少压力。

2.2 现场加载试验

再来说说现场加载试验。这个方法就像是给岩石做“加压测试”。我们会在岩石上放上重物，看看它在重量作用下会发生什么。这就好比我们给床上加一个大石头，观察床板能否承受住。通过这个试验，我们能直观地了解到岩石在实际情况下的表现。

2.3 地质雷达检测

强风化千枚岩地基承载力特征值

强风化千枚岩地基承载力特征值的研究对于工程设计和施工具有重要意义。在本文中，我们将继续探讨强风化千枚岩地基承载力的相关特性，以及如何通过实验方法和经验公式来评估其承载力特征值。

1.强风化千枚岩的特性

强风化千枚岩是一种经历了长期风化作用的自然岩石，其物理化学成分和原始岩石存在较大差异。强风化千枚岩具有以下特点：

（1）结构疏松：由于风化作用，强风化千枚岩的内部结构变得疏松，孔隙率较大，导致其物理性质和力学性质发生变化。

（2）颗粒间黏结力弱：强风化千枚岩颗粒间的黏结力较弱，容易发生颗粒间的位移和变形。

（3）水分影响显著：强风化千枚岩中的水分含量对岩石的强度和稳定性有很大影响。水分含量增加时，岩石的强度和承载力将显著降低。

2.地基承载力特征值的实验方法

为了评估强风化千枚岩地基的承载力特征值，本文采用了以下实验方法：

（1）载荷板试验：通过载荷板试验直接测量地基的承载力。将载荷逐渐加到试验板上，记录不同载荷下的沉降量，从而得到地基承载力与载荷之间的关系。

（2）重型圆锥动力触探试验：通过重型圆锥动力触探试验了解

地基的物理力学性质和承载力分布情况。试验过程中，记录触探杆的贯入深度和阻力，从而得到地基承载力的分布特征。

（3）三轴压缩试验：通过三轴压缩试验研究强风化千枚岩的力学性质和变形特性。在不同应力条件下，测量岩石的应力-应变关系，从而得到岩石的强度和变形参数。

3.地基承载力特征值的计算与分析

根据实验数据，采用数理统计和经验公式计算强风化千枚岩地基的承载力特征值。

（1）经验公式：根据实验数据，拟合出承载力与触探阻力、载荷等参数之间的关系式，从而得到地基承载力特征值。

（2）数理统计：对实验数据进行统计分析，得到地基承载力的概率分布特征。根据统计结果，确定地基承载力特征值。

4.结论

本文通过对强风化千枚岩地基承载力特征值的研究，总结了强风化千枚岩的特性，并探讨了实验方法和经验公式在评估地基承载力特征值中的应用。研究结果表明，载荷板试验、重型圆锥动力触探试验和三轴压缩试验是评估强风化千枚岩地基承载力特征值的有效手段。通过实验数据计算和分析，可以得到较为准确的地基承载力特征值，为工程设计和施工提供重要依据。