[知识] 地基承载力特征值用词、定义和采用理由存在的问题(下)

  接着[知识] 地基承载力特征值用词、定义和采用理由存在的问题(上),进行介绍。

  3  地基承载力特征值采用理由问题

  以下讨论地基承载力特征值的采用理由时同样是将地基承载力特征值作为地基承载力许用值来理解的,否则无需讨论,因为从本文第一部分已经可知,真正的地基承载力特征值是地基极限承载力统计值(或者说,地基承受荷载的极限能力的统计值)。

国标《地基规范》11版条文说明给出了采用地基承载力特征值(即采用允许应力法拒绝总安全系数法或分项系数法)的理由。分析表明,这些理由是不成立的。

  地基承载力特征值的采用理由之一:地基极限承载力不存在或很难确定。

  分析:地基极限承载力通常是存在的,重庆地区广泛分布的岩石地基更是如此。

  事实上采用地基承载力特征值概念的国标《地基规范》02版和13版附录(浅层、深层、岩石、锚杆抗拔、单桩竖向、单桩水平、单桩抗拔)关于各种载荷试验的规定就已经给出了如何确定极限荷载的方法(这些情况表明,地基承载力特征值或单桩承载力特征值通过载荷试验确定时,均需确定地基极限承载力或单桩极限承载力),采用地基承载力特征值概念的一些行业标准和地方标准直接在地基承载力验算和单桩承载力验算条文中给出了地基极限承载力标准值与地基承载力特征值的换算式。

  理论上说,土质地基承载力是由土体抗剪强度参数和基础条件决定的抗力,只要存在抗剪强度参数,就会有地基承载力。

  因而不能把地基极限承载力不存在或很难确定作为不采用地基极限承载力标准值概念的理由。

  国标《地基规范》02版和13版一方面说地基极限承载力不存在或很难确定从而采用地基承载力特征值(即采用允许应力法),一方面又提供极限荷载确定方法。这是自相矛盾的。

  地基承载力特征值的采用理由之二:地基承载力还有潜力可挖但地基变形已达到或超过正常使用限值。

  这种情况并非普遍存在,重庆地区广泛分布的岩石地基,其变形常常是在破坏前还没有达到正常使用限值,况且承载能力验算与变形验算是两项独立的工作,承载能力验算并不代替变形验算,因而不能把地基承载力还有潜力可挖但地基变形已达到或超过正常使用限值作为不采用地基极限承载力标准值概念的理由。

  其实,设计人采用地基极限承载力进行承载能力验算(无论采用分项系数法还是总安全系数法)才能对自己设计的基础的安全度有一个大体的把握。

  在现阶段,采用地基极限承载力标准值和总安全系数法进行承载能力验算完全可行。采用地基极限承载力标准值进行承载能力验算还可以对不同安全等级(重要性等级)采用不同的安全系数。

  4  结语

  1) 当前采用的地基承载力特征值这一术语不符合特征值的本义和特征值与标准值的关系,更不符合抗力特征值的本义,如果基础设计一定要采用允许应力法,那么,为了保留“承载力”一词,可以将当前采用的地基承载力特征值改为地基承载力许用值。

  2)地基承载力特征值(地基承载力许用值)定义为“由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值,其最大值为比例界限值”,与用载荷试验确定地基承载力特征值的具体方法矛盾、与地基承载力特征值的深宽修正结果矛盾、与按理论公式确定地基承载力特征值的方法矛盾,是不合适的。如果基础设计一定要采用允许应力法,那么,地基承载力特征值(地基承载力许用值)应定义为具有一定安全储备的地基承载能力代表值。

  3)地基承载力特征值(地基承载力许用值)的两个采用理由(地基极限承载力不存在或很难确定,地基承载力还有潜力可挖但地基变形已达到或超过正常使用限值)均是不成立的。在现阶段,采用地基极限承载力标准值和总安全系数法进行承载能力验算完全可行。采用地基极限承载力标准值进行承载能力验算还可以对不同安全等级(重要性等级)采用不同的安全系数。

  4)将“按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时,传至基础或承台底面上的作用效应颖按正常使用极限状态下作用的标准组合;相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值”的规定列为强制性条文,初衷或许是保证基础底面尺寸和桩数设计的安全,但客观上也对行业标准和地方标准在地基承载力验算方面采用分项系数法或总安全系数法进行了强制阻止,不仅如此,这样做还对地基承载力特征值这个用词在全国范围进行了强制推广。

  5)在我国,国标影响力极大,国标的规定会进大学教科书,会列为注册工程师职业资格考试内容,岩土工程类国标的规定视为岩土工程学的一个部分。李广信先生曾说:土力学是一门很土的力学。如果做一点引申,也可以说,岩土工程学是一门很土的学科,因为它有很多的经验系数、经验公式或半理论半经验公式(由于经验系数、经验公式或半理论半经验公式有局限性,会随着新经验而变化,而且蕴含着理论上的道理等待着我们去挖掘,满足于此没有希望,从此出发才是正道)。

注:上述内容据《全国第十届土力学及岩土工程学术大会论文集》收录文章“重庆市工程地质勘察规范的特色”和2015年重庆市注册岩土工程师继续教育课件相关内容修改

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