地基承载力特征值怎么确定(地基特征值确定)

地基承载力特征值的内涵与工程意义

在深入探讨如何确定地基承载力特征值之前，必须首先厘清其基本内涵。从工程设计的角度出发，地基需要满足两个核心要求：一是强度要求，即地基不能发生整体剪切破坏或失稳（承载力极限状态）；二是变形要求，即地基的沉降（包括不均匀沉降）不能影响建筑物的正常使用功能（正常使用极限状态）。地基承载力特征值正是统筹兼顾了这两方面要求而提出的设计参数。

它区别于地基极限承载力，后者是地基发生整体剪切破坏时所承受的极限压力。特征值是在极限承载力的基础上，除以一个大于1的安全系数（或通过概率统计方法考虑变异性）得到的，从而确保了地基在长期荷载作用下的安全储备。
于此同时呢，确定该值时，也已隐含了对地基变形（沉降）的验算与控制。
也是因为这些，它是一个“安全许可值”，是连接上部结构荷载与地基土体响应之间的关键枢纽。

其工程意义极为重大：一方面，它是进行基础底面尺寸设计的基本依据。设计人员根据上部结构传至基础顶面的荷载和地基承载力特征值，可以计算出所需的基础底面积，确保基底平均压力不超过该特征值。另一方面，它也是评价地基处理效果、选择基础形式（如浅基础、深基础）的重要标尺。一个准确合理的承载力特征值，能够在保障工程绝对安全的前提下，避免因过于保守而造成的基础尺寸过大、埋深过深等经济浪费，实现安全与经济的平衡。易搜职考网提醒，这正是工程设计的精髓所在。

确定地基承载力特征值的主要途径与方法

确定地基承载力特征值并非单一方法可以包打天下，而是需要根据工程重要性、地基复杂程度、勘察阶段和所掌握的资料深度，选择一种或多种方法进行综合分析与确定。主要途径可归纳为以下几类：

一、 依据载荷试验直接确定

这是目前被认为最可靠、最直接的方法，其结果最能反映原位土体的实际受力变形特性。通常采用浅层平板载荷试验，适用于确定浅部地基土层的承载力。

• 试验要点：在拟建场地选择代表性点位，放置一定尺寸的刚性承压板，分级加载，观测沉降随时间的变化，直至出现破坏迹象或达到预定加载值。
• 确定方法：
  • 当p-s曲线（压力-沉降曲线）上有明确的比例界限时，取该比例界限对应的压力值作为承载力特征值fak。
  • 当极限荷载pu能确定，且pu小于对应比例界限压力值的2倍时，取pu的一半作为fak。
  • 当无法按上述两点确定时，对于低压缩性土和砂土，可取s/b=0.01~0.015所对应的压力值；对于中、高压缩性土，可取s/b=0.015所对应的压力值（b为承压板宽度或直径）。
• 注意事项：试验的影响深度有限（一般为承压板宽度的1.5~2倍），对于分层地基需谨慎。同一土层参加统计的试验点不应少于3点，当极差不超过平均值的30%时，取其平均值作为该土层的承载力特征值。

二、 依据理论公式计算确定

当缺乏现场试验条件，或需要进行初步估算时，可根据土的抗剪强度指标，采用理论公式进行计算。最常用的是基于极限平衡理论推导的公式。

• 计算公式（以条形基础为例）： fak = Mbγb + Mdγmd + Mcck。其中，Mb, Md, Mc为承载力系数，根据土的内摩擦角标准值φk查表确定；γ为基底以下土的重度；b为基础底面宽度；γm为基础埋深范围内土的加权平均重度；d为基础埋置深度；ck为土的粘聚力标准值。
• 适用条件与限制：
  • 公式适用于均质地基、偏心距e ≤ 0.033倍基础底面宽度的情况。
  • 土的抗剪强度指标（ck, φk）必须可靠，通常要求通过原状土样进行室内三轴试验或不排水快剪试验获得，并经过统计修正。
  • 该公式计算的是由土的强度决定的承载力，必须额外进行地基变形验算，确保沉降满足要求。

三、 依据经验参数（查表法）估算

对于中小型、丙丁类建筑物，或初步设计阶段，可以根据现场鉴别或简单的原位测试（如动力触探、静力触探）结果，对照国家或地方规范提供的表格，估算地基承载力特征值。

• 常用方法：
  • 根据土的物理性质指标查表：例如，对于粘性土，可根据孔隙比e和液性指数IL查表；对于砂土，可根据密实度和湿度查表。
  • 根据原位测试成果查表或经验公式换算：例如，根据标准贯入试验锤击数N、轻型圆锥动力触探锤击数N10、重型圆锥动力触探锤击数N63.5或静力触探比贯入阻力ps等，通过规范给出的经验关系式或表格进行估算。
• 方法特点：该方法简便快捷，但区域性经验性强，精度相对较低，通常用于规划、可行性研究或次要工程，重要工程需用其他方法验证。

四、 其他原位测试方法与综合分析法

随着技术进步，一些其他原位测试方法也广泛应用于承载力评价中，并常与上述方法结合进行综合分析。

• 静力触探试验：能连续反映土层的力学性质变化，通过建立地区性经验公式，可将锥尖阻力qc或比贯入阻力ps换算为承载力特征值，在软土、砂土地区应用广泛。
• 标准贯入试验：适用于砂土、粉土和一般粘性土，其锤击数N是评价土层密实度和承载力的重要指标。
• 旁压试验：能较好模拟圆柱孔穴的扩张，得到土的原位应力-应变关系，可直接用于计算承载力。
• 综合分析法：对于重要工程或复杂地基，必须采用多种手段。
  例如，用载荷试验作为直接依据，用理论公式和原位测试结果进行校核与补充，并结合地区建筑经验最终综合确定。这是最科学、最严谨的确定路径。

地基承载力特征值的修正

通过上述方法得到的是基础宽度b≤3m、埋置深度d≤0.5m条件下的地基承载力特征值fak。当实际基础宽度和埋深超过此条件时，地基承载力会有所提高，因此需要进行深度和宽度修正，得到修正后的承载力特征值fa，用于最终设计。

修正公式为：fa = fak + ηbγ(b-3) + ηdγm(d-0.5)。式中，ηb和ηd分别为基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别查表确定。需注意，此修正仅适用于由载荷试验或其他原位测试、经验值等方法确定的fak。对于由土的抗剪强度指标理论公式计算得到的承载力，其公式中已包含了宽度和深度的影响，故不再进行此项修正。易搜职考网在梳理考点时发现，这一修正条件是考试和实践中极易混淆的关键细节。

特殊条件下地基承载力特征值的确定考量

工程实践中常遇到各种特殊条件，需对承载力特征值的确定进行特殊考量。

• 软弱下卧层验算：当持力层下方存在承载力显著低于持力层的软弱土层时，即使持力层承载力满足要求，还必须验算软弱下卧层顶面的承载力是否足够，防止发生冲切或剪切破坏。
• 偏心荷载作用：对于承受较大弯矩或偏心荷载的基础，除满足平均压力p≤fa外，还需满足最大边缘压力pmax≤1.2fa，并且基础底面与地基土之间不能出现零应力区（或零应力区面积控制在规定范围内）。
• 斜坡上的基础：位于稳定土坡坡顶的建筑基础，其承载力需要折减，折减系数与基础外边缘至坡顶的水平距离、基础埋深、边坡坡度等因素有关。
• 地震作用组合：在进行地基抗震承载力验算时，需将地基承载力特征值乘以一个大于1的调整系数ξa，得到抗震承载力特征值，以利用地基在地震短暂作用下的承载潜力。

易搜职考网视角下的学习与应用要点

基于多年的研究积累，易搜职考网认为，要真正掌握地基承载力特征值的确定，需从体系上把握以下几点：

建立清晰的逻辑框架。理解从原始数据（土工试验、原位测试）到基本值（fak），再到设计值（fa）的完整流程，明确每一步的依据和目的。

重视规范条文与工程背景的结合。规范表格和公式是工具，但必须理解其背后的力学原理和适用前提。
例如，理论公式中的承载力系数如何随内摩擦角变化，宽度修正为何对砂土显著而对淤泥质土不修正等。

再次，培养综合判断能力。在实际工程或复杂考题中，往往给出多种测试数据，要求综合判断。此时需要比较不同方法结果的差异，分析其原因（如试验误差、土样扰动、方法适用性），并结合建筑经验给出最合理的建议值。

关注变形控制的根本要求。确定承载力的最终目的是为了控制沉降。要时刻牢记，承载力满足要求只是必要条件，充分条件还必须进行沉降计算验证。尤其在软土地区，变形控制往往是设计的主要矛盾。

地基承载力特征值的确定是一项融合了土力学理论、现场勘察技术、规范标准和工程经验的综合技艺。它要求工程技术人员不仅会计算、会查表，更要懂得判断、懂得选择。从载荷试验的严谨实施，到理论公式的灵活应用，再到经验参数的合理借鉴，每一步都考验着专业功底。
随着岩土工程技术的不断发展，新的测试手段和评价方法也在涌现，但万变不离其宗，其核心目标始终是在深刻认识地基土体行为规律的基础上，为工程建设提供一个既安全可靠又经济合理的基石。易搜职考网将持续关注这一领域的最新进展与实践经验，为广大专业人士和备考学子提供系统、深入的知识梳理与解析，助力在职业道路和专业考试中扎实前行。通过系统性地掌握这些原则与方法，工程师们能够更加自信地应对各种复杂的地基挑战，为建造安全、耐久、和谐的建筑物与环境奠定坚实的基础。