地基承载力为什么要进行宽度修正

答疑讨论中心－高大钊教授专栏


请问地基承载力为什么要进行宽度修正？
Q:
请问地基承载力为什么要进行宽度修正？在《建筑地基基础规范》基础宽度取3~6M，而桥梁设计规范则是大于2~10M，这其中的原由是什么？请指教！谢谢！
A:
1.在《地基基础设计规范》89版中， 地基承载力的深宽修正是与平板载荷试验及地基承载力表配套使用的技术规定，由于平板载荷试验的压板宽度比较小，埋置深度等于零，将载荷试验的结果用于实际基础时，需要按实际基础的尺寸进行修正。地基承载力表是根据载荷试验的结果统计得到的，因此也和载荷试验的结果一样，需要深宽修正；
2.在2002版的规范中，虽然没有了地基承载力表，但用载荷试验得到的地基承载力，仍然需要进行深宽修正；
3.深宽修正的系数缺乏试验的依据，主要参考国内外的一些技术标准的规定确定的，为了留有的余地，对深度和宽度都有一个起始值，例如宽度小于3m不修正，大于6m用6m，这些规定没有非常严格的数值上的道理，各本规范的规定也很不相同，没有谁对谁不对的问题；
4.用地基承载力公式计算的结果，绝对不应该再进行深宽修正，而现在不知怎么会出现这种错误的做法，实在是不应该。

Q:
谢谢高老师，但是我还是有点不明白：在《地基基础规范》里按公式进行宽度修正计算，其实，地基承载力提高的并不多，在实际工作中好多都不考虑它，这是其一；其二，当基础宽度大于3M时，地基承载力进行宽度修正提高一点，是不是同样的地基承载力条件下，基础宽度越大，基础就较稳定，地基较不易破坏？谢谢！
A:
1.地基承载力是随基础宽度和埋置深度的增加而增大，这在承载力计算公式中充分地体现出来，反正由岩土工程师根据计算结果取用，看着办；
2.基础宽度太大了，计算的承载力比较高，不敢用，所以大于6m的就按6m 的计算结果用；
3.你这最后一个问题，应当提为“在同样基底压力的条件下，基础宽度越大，基础就较稳定。”是这么个道理。

Q:
谢谢高老师！对于基础大于6M的情况，可以作试验验证吗，怎么这样的问题就放在那，大于6M也能根据实际进行修正对于高层意义很大；再说，现在进行宽度修正，承载力只增加了一个很微小的数，真正是设计时，好多设计人员不考虑宽度修正，那这个宽度又有什么意义呢？理论上，如果地基承载力随着基础宽度的增加，地基承载力也无限制的增加，当然了宽度修正系数也应通过试验很准确的确定，那么才有意义。
说到这里我又想起了进行软弱下卧层验算时地基压力扩散角的问题，压力扩散角是不是随着深

度与宽度比的增大，压力扩散角也在增大、怎样增大的，会不会等于90度？随着Es1/Es2的增大，压力扩散角也是增大的、怎样变化的？压力扩散角又怎样由试验确定？压力扩散角还会与那些因素有关？谢谢。
A:
1.其实，当基础宽度大于6m后，地基整体破坏时的承载力还是随宽度而增加的，对这点，业内人士是有共识的，因此不需要用试验验证；
2.在工程实践中，能不能用那么大则是另外的一个问题，国内的做法是规范定一个限制，有了这个限制后，谁也不敢去突破它了；
3.在国外，由岩土工程师自己去判断和控制，给你发挥的空间，责任由你自己负；
4.为什么要有一定的控制呢？当基础宽度很大时，在发生整体破坏以前，可能其他的破坏模式已经出现了，例如沉降量比较大，就会出现正常使用极限状态，限制了进一步采用更大的基底压力；
5.基础的埋置深度和宽度对地基承载力的影响程度，远比规范中给出的深宽修正系数所反映的影响大，问题也是能不能用那么大，岩土工程的条件是那么复杂多变，一本国家标准能管得了那么宽吗？怕控制不住而又要管，那只能往比较保险的方向控制，大家都能睡得着觉；
6.地基压力扩散角，那是另外一个概念，和承载力是不同的，地基承载力计算是研究和控制土体中塑性变形的产生和发展，而压力扩散角的问题是严格控制在弹性阶段内的问题，而且是将双层地基的应力分布的复杂问题加以简单化处理了。扩散角与深度宽度这些几何条件没有关系，只和上层与下层土的刚度比有关，还和持力层的相对厚度有关，这个z/b实际上反映了应力计算时，几何条件的归一化处理的结果。

Q:
地基承载力进行宽度修正问题，是一个相当复杂的问题，能提高多少才算即经济又安全呢？
A:
1.要想充分发挥埋置深度和宽度对地基承载力的提高作用，不能指望于深宽修正，那是一种经验方法而已，必然是偏于比较安全的方面来作规定；
2.如果重视理论和实践的统一，岩土工程师有比较丰富的经验和水平，技术控制体系又能比较尊重人的具体经验而不是只靠本本，那么可望能设计得更合理些；