地基承载力特征值与地基承载力标准值关系.doc

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1、地基承载力特征值与地基承载力标准值关系这个问题具有普遍的意义，但不是一两句话可以说清楚的， 这里 涉及土力学的概念、统计的概念和设计方法的概念，而且相互交叉。 首先需要了解新、老规范术语的变化过程。老规范：（1）由载荷试验 求得的称为地基承载力标准值；（2）经过深宽修正以后称为地基承载 力设计值；（3）将地基承载力公式计算的结果称为地基承载力设计值； 新规范：（1）由载荷试验求得的称为地基承载力特征值；（2）经过深 宽修正以后称为修正后的地基承载力特征值；（3）将地基承载力公式 计算的结果称为地基承载力特征值。 有位网友做过一个概括，比较简 明扼要，而且将地基承载力和设计时所用的载荷联系起来了

2、，概念很清楚，特转引如下：关于地基承载力的特征值与老规范标准值的关系，要弄清楚这个问题必须比较三本规范，即74规范、89规范和2002 规范。74规范是荷载标准值与容许承载力的比较；89规范是荷载设 计值与承载力设计值的比较；2002规范是荷载标准值与承载力特征 值的比较。从74规范到89规范，荷载放大1.251.30倍，承载力只 放大1.11.2倍，设计安全水平提高了约1.15倍。从89规范到2002 规范。承载力表达式基本不变，去掉 1.1的约束，荷载相当于74规 范。设计安全水平又回到74规范的水平。实际上89规范是不正确的， 2002规范的特征值物理意义就是 74规范的容许值，表达式与

3、89规 范一样，但物理意义不一样。”我国存在一个不是太好的倾向，就是 技术术语的稳定性太差，不尊重约定俗成的习惯，随便下定义、改术 语，给使用带来了许多的不方便，这样的例子太多了，标准值和特征 值的关系之惑，也是必然的。工程设计中所用的承载力、强度等性能 值，都是属于抗力，其术语存在两种有密切关系但概念不同的体系。 从抗力的机理方面来划分，可分为极限值和容许值，如地基极限承载 力和地基容许承载力之分，对材料则有极限强度和容许强度之分。其 概念非常清楚，一种是极限状态，一种是工作状态，极限状态验算需 要用安全系数或者分项系数，而工作状态验算是不需要用安全系数 的。从设计方法方面来划分，则有标准值

4、(代表性值)和设计值的划 分，标准值是某一保证率的分位值，如在岩土工程勘察规范(GB50021-2001 )中给出了岩土参数标准值的近似公式，就是标准 值的一种计算方法，式中：而设计值则是该变量的验算点的坐标，都 是一种具有概率统计含义的取值方法。抗力的设计值是其标准值与分 项系数之比值。在地基设计的抗力中，地基极限承载力有平均值和标 准值之分，地基容许承载力也有平均值和标准值之分。标准值的取用 是考虑了数据的离散性，在平均值的基础上打个折扣。例如载荷试验 的PS曲线上有两个拐点，第一拐点是比例极限，用作容许承载力， 第二拐点是极限承载力。如果做了 n个试验，则可以分别求得容许承 载力的平均

5、2值，再乘以一个小于1的系数成为标准值。同理也 可以分别求得极限承载力的平均值和标准值。在 89规范中的地基承 载力标准值指的是容许承载力标准值，因为这本规范的地基承载力是 用了容许承载力的概念。用地基极限承载力的标准值在地基设计表达 式中，应除以分项系数而成为设计值，这个计算过程体现了设计安全度的要求。而容许承载力的标准值是不需要再除以分项系数的，因为采用容许承载力设计地基时是验算工作状态，不是验算极限状态，容许承载力的取值中已经体现了安全度的要求，因此在地基设计时不再需要考虑安全度的问题，就不存在容许承载力设计值的概念。 新规范 的特征值，按该规范说明中的说法是统一标准中将“ charac

6、teristicvalue翻译为 标准值”是不合适的。应当翻译为 特征值”并认为可 以是统计出来的，也可以是经验的数值。可是，根据建筑结构可靠 度设计统一标准的规定，是指一般情况下标准值是由统计得出的， 但如果资料不充分，可以用经验的方法来处理资料，也是一种经验的 数据处理方法。但在地基规范中的特征值，按照2.1.3条的定义，是没有统计的含义的；但在附录 C中，却是把由平板载荷试验得到的 每个试验称为特征值，而将平均值也称为特征值，又赋予统计的含义。 特征值的平均值仍旧称为特征值，两个特征值的统计概念是完全不同 的，一个统计的样本，一个是统计的结果，但不能用术语的规定性来 区别，这在逻辑上就出

7、现矛盾。将其翻译到老标准系统的术语，如前 一个术语称为容许承载力”则后一个术语称为容许承载力的标准 值” 土力学的概念和统计的概念都表示得十分清楚。根据地基规范 的定义，地基承载力特征值也是强度条件下的地基容许承载力，而在89规范中的地基承载力标准值也是强度条件下的地基容许承载力， 在机理上是一样的，可能在取值标准上严格程度有些差异，例如过去 就是按s/b=0.02的标准取值，而新规范是按 s/b=0.015的标准取值。地基承载力特征值、地基承载力设计值、地基承载力标准值关系在（建筑地基基础设计规范）中，在桩的承载力计算公式中（8.5.4-1）, 提到的是桩承载力承载力特征值；在（建筑桩基技术

8、规范）中提到的 是桩的极限承载力标准值，请问二者的关系是什么，如何换算？建筑地基基础设计规范 桩承载力特征值可由试验确定。特征值由 试验值除以2得到。1/2=0.5。对应的组合是正常使用极限状态下的 标准组合。即荷载标准值。建筑桩基技术规范桩的极限承载力标准值，以人工挖孔桩为例，以标准值除以1.65得到设计值，对应的组合是承载力极限状态下的基本组合 ，即荷载设计值。1/1.65=0.61。 1.25N+1.2GN为上部结构传来的荷载,G为承台自重及土重，近似地可 取0.61/1.2=0.51。考虑单桩承载力的提高系数1.11.2， 0.51/1.11.2=0.460.43、原因 与钢、混凝土、

9、砌体等材料相比，土属于大变形材料，当荷载增加时，随着地基变形的相应增 长，地基承载力也在逐渐加在，很难界定出下一个真正的极限值”而根据现有的理论及经验的承载力计算公式，可以得出不同的值。因此，地基极限承载力的确定，实际上没有一个通用的界定标准，也没 有一个适用于一切土类的计算公式，主要依赖根据工程经验所定下的 界限和相应的安全系数加以调整，考虑一个满足工程的要求的地基承 载力值。它不仅与土质、土层埋藏顺序有关，而且与基础底面的形状、 大小、埋深、上部结构对变形的适应程度、地下水位的升降、地区经验的差别等等有关，不能作为土的工程特性指标。另一方面，建筑物的正常使用应满足其功能要求， 常常是承载力

10、还有潜力可挖，而 变形已达到可超过正常使用的限值，也就是变表控制了承载力。因此，根据传统习惯，地基设计所用的承载力通常是在保证地基稳定的 前提下，使建筑物的变形不超过其允许值的地基承载力，即允诺承载 力，其安全系数已包括在内。无论对于天然地基或桩基础的设计，原 则均是如此。随着建筑结构设计统一标准(GBJ68-84)施行，要求抗力计算按承载能力极限状态，采用相应于极限值的标准值”并将过去的总安全系数一分为二，由荷载分项系数和抗力分项系数分 担，这给传统上根据经验积累、采用允许值的地基设计带来了困扰。建筑地基基础设计规范(GBJ7- 89)以承力的允许值作为标准值， 以深宽修正后的承载力值作为设

11、计值， 引起的问题是，抗力的设计值 大于标准值，与建筑可*度设计统一标准(GB50068 2001)规定 不符，因此本次规范进行了修订。二、对策建筑结构可*度设计统一标准(GB50068 2001)鉴于地基设计的特殊性，将上一版 应 遵守本标准的规定”修改为 宜遵守本标准规定的原则 ”并加强了正 常使用极限状态的研究。而建筑结构荷载规范(GB50009 2001) 也完善了正常使用极限状态的表达式，认可了地基设计中承载力计算 可采用正常使用极限状态荷载效应标准组合。特征值”一词，用以表示按正常使用极限状态计算时采用的地基承载力和单桩承载力的 值。 三、应用用作抗力指标的代表值有标准值和特征值。

12、当确定岩土抗剪强度和岩石单轴抗压强度指标时用标准值；由荷载试验确定承载力时取特征值，载荷试验包括深层、浅层、岩基、单桩、锚杆等，见规范有关附录。地基承载力特征值fak是由荷载试验直接测定或由其与原位试验相关关系间接确定和由此而累积的经验值。它相于载荷试验时地基土压力-变形曲线上线性变形段内某一规定 变形所对应的压力值，其最大值不应超过该压力-变形曲线上的比例 界限值。修正后的地基承载力特征值fa是考虑了影响承载力的各项因素后，最终采用的相应于正常使用极限状态下的设计值的地基允 许承载力。单桩承载力特征值Ra是由载荷试验直接测定或由其与原位试验的相关关系间接推定和由此而累积的经验值。它相应于正常

13、使用极限状态下允许采用单桩承载力设计值。当按地基承载力计算以确定基础底面积和埋深或按单桩承载力确定桩的数量时，传至基础 或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态采用标准组合，相应的抗力限值采用修正后的地基承载力特征值或单桩承载力特征值。即swc, C为抗力或变形的限值；pk fa（地基）；Qk Ra（桩基）。此时 特征值fa、Ra即为正常使用极限状态下的抗力设计值。当根据材料性质确定基础或桩台的高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构 内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应和相应 的基底板应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，即丫 OSWR计算，此时地基反力p、桩顶下反力N

14、i和主动土压力Ea等相应为荷 载设计值，要采用相应的分项系数。因此，阅读地质报告时，若为 特征值”则为允许值，安全系数已包括在内；若为 标准值”则为 极限值，应考虑相应的抗力分项系数。要了解这个问题须比较三本规范，即74规范，89规范和2002规范。74规范是荷载标准值与容 许承载力的比较；89规范是荷载设计值与承载力设计值的比较；2002规范是荷载标准值与特征值的比较。74规范到89规范时荷载放大1.25到1.30倍，承载力只放大1.1到1.2倍，设计安全水平提高 了约1.15倍。89规范到2002规范承载力表达式基本不变，去掉1.1 的约束;荷载相当74规范。设计安全水平又回到74规范水平

15、。 实际 上89规范是不正确的，2002规范的特征值物理意义就是 74规范的 容许值。表达值与89规范一样，但物理意义不一样。89规范是按照建筑结构设计统一标准(GBJ68-84)的要求，以地基承载力的 允许值作为标准值，以深度宽度修正后的承载力值作为设计值，引起的问题是，抗力的设计值大于标准值，与建筑可靠度设计统一标准(GB50068-2001 )规定不符，因此本次规范进行了修订。新版地基规范认为，建筑物的正常使用应满足其功能要求， 实际情况上常常 是承载力还有潜力可挖，而变形已达到可超过正常使用的限值， 也就 是变形控制了承载力。因此，根据传统习惯，地基设计所用的承载力 通常是在保证地基稳

16、定的前提下，使建筑物的变形不超过其允许值的 地基承载力，即特征承载力，其安全系数已包括在内。无论对于天然 地基或桩基础的设计，原则均是如此。简单的说，特征值已包含了安全系数，数值应比原规范中的标准值小，具体数值应通过载荷实验 确定，但为简单起见，可将标准值除以一抗力分项系数，可取1.25。在上海市的地基基础规范里，极限值除以1.6为设计值，极限值除以2 为特征值。由次可见：地基承载力特征值二地基承载力设计值/1.25特征值小于以前的设计值，但是荷载由过去的设计植改为标准值，所以结果应该变化不大。但如果可变荷载较大，则计算结果会比以前小。只有理解了地基极限承载力；容许承载力；承载力标准值；承载力

17、设计值的含义，就不会被特征值迷惑！其实承载力特征值就是容许承载 力，也是承载力标准值，这是由89地基规范混乱引起 的,2002地基规范 无法改回这个错误才采用了 特征值一词，不信看看北京市建筑设计 细则结构专业（321-1）式，地基承载力是采用的是标准值.标准值/安 全系数=特征值，一般取2。标准值/分项系数二设计值，一般取1.65。 这分别是地基基础设计规范和桩基设计规范的不同规定。单桩承载力特征值:2002地基基础规范的提法 单桩承载力设计值：94- 94规范 的提法单桩承载力设计值：=单桩极限承载力标准值/抗力分项系数 （一般1.65左右）单桩承载力特征值:=静载试验确定的单桩极限承 载

18、力标准值/2采用2002规范时，设计值就取特征值，荷载组合为荷载效应的标准组合采用94- 94规范时，设计值就是上面那个式 子，荷载组合为荷载效应的基本组合显然两者差别较大由于老规范中，设计人员经常把单桩承载力设计值、单桩承载力特征值两个概 念搞混，2002规范中已经不提单桩承载力设计值这个概念了，所有 公式中均使用特征值概念。楼上提到的”单桩承载力特征值:=静载 试验确定的单桩极限承载力标准值/2 “是对的。极限标准值除以2,即为特征值 极限侧摩阻力除以2就是摩阻力特征值 详细你可以 看基础规范第138页第七条！1.25X特征值=设计值；1.6X设计值=极限值；2X特征值=极限值 谢谢，昨天

19、咨询了省上专家，我也仔细想了，对于桩来说，极限桩端阻力标准值除以2应该和基础规范上的特征值相等，认为极限桩端阻力标准值即为特征值的说法是错误的。 两者规范的安全系数基本都为 2。桩规范采用缩小抗力（设计值二标 准值/1.65）和放大荷载（基本组合二标准组合X1.25）两个方面来实 现，安全系数为1.65X1.25=2.01，而基础规范采用标准组合，荷载没 用放大，只是采用特征值即极限桩端阻力标准值除以 2一个方面来实 现安全系数放大两倍，这样两个规范的安全系数就统一了， 有很多人 把极限桩端阻力标准值中的标准值和标准组合两个概念混淆了，极限桩端阻力标准值中的标准值只是一种统计方法，相当于每个极限桩端阻力的平均值，不是乘系数 1.0的问题。 对于其他基础形式，如 独立基础，我觉得标准值应该就是特征值，拿的不是很准确，望各位 共同探讨。 对于独立基础，最不利荷载组合怎么取向大家请教（有 12种，那一种最不利呢）。对于桩，标准组合怎么从 PKPM中取， 我向专家请教了，今天时间紧，改天再说。也希望听听大家的做法， 有神么好的见解