地基承載力修正之精髓
發布者：君小豪
《建筑地基基礎設計規范》（簡稱規范）第5.2.4條指出：通過載荷試驗或其它原位測試結果、經驗值等方法確定的地基承載力特征值，需要進行深度修正。其條文說明中還有一段論述：“目前建筑工程大量存在著主裙樓一體的結構，對于主體結構地基承載力的深度修正，宜將基礎底面以上范圍內的荷載，按基礎兩側的超載考慮，當超載寬度大于基礎寬度兩倍時，可將超載折算成土層厚度作為基礎埋深，基礎兩側超載不等時，取小值。”
目前工程屆對地基承載力深度修正的認識還十分混亂。本文擬進一步對地基承載力深度修正的實質進行總結，闡述其在常見的幾種地基基礎形式中的應用，同時剖析幾種工程界中流行的認識，希望對廣大設計人員有所幫助。
2．1深度修正的實質和要點
文【1】、【2】指出，進行地基承載力的深度修正，就是為了考慮基礎兩側基底標高以上的超載q對基礎兩側滑動土體向上滑動的抵抗作用。這個超載可以直觀地理解為作用在滑動土體表面的壓重，見圖1。超載q可以是土自重q＝rd；也可以是裙房產生的連續均布壓力，計算公式可參考規范式（5.2.2-1），注意，活荷載應按“荷載規范”第4.1.2條要求折減。
因此，結合地基破壞機理，以及計算公式建立的前提，總結出地基承載力深度修正的幾個要素分別如下：
（1） 地基承載力的深度修正，其實都是超載的壓重作用。無論是用土的天然埋深，還是將裙房等其他連續均勻壓重折算為土厚進行地基承載力的深度修正，其實質都是基礎兩側超載對抗滑動土體向上運動的體現。
（2） 對超載連續、均勻性和滿足一定分布寬度的要求。地基承載力計算公式的建立是以超載q為連續均布荷載，并作用在整個滑動體表面為前提的。根據規范和文【2】的建議，超載的分布寬度滿足大于（2～4）B（B為基礎寬度）的要求即可進行地基承載力的深度修正。如果是天然土層形成的超載，這個荷載基本上是連續均布的。裙房等壓重不一定能形成的連續均布的超載，具體分析見下文。
（3） 取最小值的要求。地基的破壞一般都發生在最薄弱部位，因此應取基礎四周的埋深（或折算埋深）的最小值進行深度修正。
理解了地基承載力深度修正的實質，就可以把地基承載力深度修正的問題轉化為考慮基礎四周2～4倍基礎邊長范圍內（表示為圖2中反斜線）超載的大小與分布問題。再抓住了上述3個要素，基本可以解決一般工程的深度修正取值問題。
2． 2設計中存在的錯誤認識及說明
1．條文說明中“基礎底面以上范圍內的荷載”是指主樓兩側裙房基礎底面標高處的基底壓力。
“基礎底面以上范圍內的荷載”指的是主樓兩側在主樓基礎底面標高處的基底壓力（見圖1）。
由此錯誤認識產生的問題是：當裙房基礎底面標高在主樓基礎底面標高之上時（如圖3），少考慮了H－h厚土形成的超載作用。這種情況用于深度修正的計算埋深d＝相應于荷載效應標準組合時，裙房上部結構傳至基礎頂面的平均豎向壓力和裙房基礎自重折算成的土厚d1＋(H－h)。
從前面分析可知，“超載”不是附加應力。
3．用基底標高處實際反力確定基礎的等效埋深。
根據規范公式（5.2.2-1），基礎底面反力值p（見圖1）與上部結構傳至基礎頂面的豎向力以及基礎自重和基礎上的土重有關，與基礎兩側的超載沒有直接關系，因此，這樣做是沒有什么道理的。
4．將地基承載力的深度修正原理與地基承載力的長期壓密提高作用混為一談。
地基承載力與上部結構的承載力不同，其與地基變形密切有關。在地基上部荷載的長期作用下，地基變形沉降趨于穩定，因此可以適當提高地基承載力。可見，地基承載力的壓密提高機理與超載的壓重作用是不同的。
5．當地基承載力按深層載荷試驗確定時，還進行深度修正。
按深層載荷試驗確定地基承載力特征值時，兩側的超載已經存在，所以規范規定不用進行深度修正。
6．用于地基承載力深度修正的超載折算厚度不應該大于基礎天然埋深。
只要滿足上述3個要素的超載，就應該可以用于地基承載力的深度修正。不應該受到天然埋深的限制。
7．取基礎兩邊的埋深（或折算埋深）的平均或者加權平均來進行承載力的深度修正。
從破壞模式來看，基礎兩邊的壓重不一樣時，破壞的滑裂面自然在壓重輕的一邊先發生。《規范》條文說明“基礎兩側超載不等時，取小值。”就是這種概念的體現。在沒有充分地論證之前，取小值偏于安全。
8．只考慮沿基礎短邊方向的修正，不考慮長邊方向。
當結構四周的超載相差不多，且其長寬相差較大時，破壞一般不會沿著長邊發生，此時取短邊(B方向)進行考慮是可以的。但當結構的長寬比較接近時，取四周的埋深（折算埋深）的最小值進行深度修正是較安全的。
3 對裙樓邊長小于2倍主樓邊長時的考慮及建議
如圖4所示，裙樓邊長小于2倍主樓邊長。分兩種情況考慮。
1．當裙樓處的折算深度大于天然埋深時，按照規范要求，取天然埋深進行深度修正是沒有問題的。但作者認為，當裙樓可以形成較為連續均布的超載時，可以適當考慮裙樓的壓重作用，取計算埋深處于裙樓折算埋深和天然埋深之間。因為這方面沒有
權威資料，因此具體取值應該慎重，或者參考工程經驗。
2．當裙樓處的折算埋深不大于天然埋深時，規范沒有明確說明。這個時候，取折算埋深，取小值從小考慮應該是合理、且偏安全的。當然如上所述，從壓重機理來說也可以適當考慮天然埋深的較大壓重，同樣應該慎重。
該基礎防水板的基底反力的大小與其構造密切相關[3]。防水板下設置軟墊層，起到確保防水板不承擔或承擔最少量的地基反力時，軟墊層下的地基反力q可以考慮防水板自重、地下室地面建筑做法重等。如果防水板下采用的是一般墊層，防水板與基礎將共同承擔上部結構傳來的力，其地基反力由分析計算得到。
對于6～8m的柱距以及板厚加素混凝土墊層為500mm左右時，防水板的基底反力也不能形成均布荷載，也就不能將基底平均壓力q全額作為超載對獨立基礎下的承載力進行深度修正。不少設計人員將基底壓力平均值折減后作為超載，即式中，a為折減系數。折減系數取多少取決于柱跨、板厚及土的性狀。柱距越小、筏板越厚、地基土越好，折減越少，但由于這方面的資料較少，承載力修正的量值具有很大的經驗性，相關討論見文[1]。但折減系數不能取得太小，否則計算得到得折算深度de小于裙房室內地面到基礎底面的距離d1，就沒有意義了。
計算埋深取室外埋深和折算埋深的小值。
為了突出問題，僅對結構短邊方向、基礎兩邊天然埋深一樣、裙房邊長大于主樓邊長2倍、主樓基礎為整體性較好的箱形或筏板基礎的情況進行說明。
計算埋深取左右兩邊折算埋深的最小值。
由于粗砂可以傳遞水平方向的受力，因此對主樓地基承載力的深度修正可以參考主裙樓一體時的情況。
因為，裙房的獨立基礎不能形成連續均勻的分布荷載，因此，不能考慮裙房荷載對超載的貢獻。其計算埋深應為從裙房室內地面算起的天然埋深。
如4.3的分析，防水板不能形成均布荷載，宜通過防水板下反力測試，積累一定實測資料后，按式（1）對其基底反力進行折減后作為超載，
