本文討論:巖石地基有沒有承載力修正係數?
我們反覆強調,理解一個條文要放到「規範體系」中。
什麼是「規範體系」?
見下圖。就是「國標」「行標」「地標」「協標」等等;這些標準各有特色,各有側重點。
有人會說,這些「規範」前後矛盾,亂七八糟。這是你的認知問題,實際上,這些規範都會統一在一定的「機理」前提下,沒有人會白紙黑字的寫一些明顯錯誤的東西。
我們反覆強調,概念為先,機理為本。就是說,這麼多條文,不管怎麼寫,都逃不脫「機理」這個框框,只要理解了機理,就能自由運用規範。
我們說:規範體系的任何一個係數,都應能找到它存在的機理!
所以我們說:只有深入理解規範體系,才談得上「按規範執行」!
先上規範,大家最熟悉的。
建築地基基礎設計規範 GB50007-2011 > 5 地基計算 > 5.2 承載力計算
5.2.4 當基礎寬度大於3m或埋置深度大於0.5m時,從載荷試驗或其他原位測試、經驗值等方法確定的地基承載力特徵值,尚應按下式修正:
a=ak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5) [5.2.4]
註:1 強風化和全風化的巖石,可參照所風化成的相應土類取值,其他狀態下的巖石不修正;
「其他狀態下的巖石不修正;」翻開條文說明,未做任何解釋。
我們來看《核電廠巖土工程勘察規範 GB 51041-2014》
核電廠巖土工程勘察規範 GB 51041-2014 > 13 巖土工程分析評價和成果報告 > 13.3 地基承載力
13.3.6 深層平板載荷試驗確定的地基承載力特徵值可不進行深度修正;按本規範表13.3.3、公式(13.3.4)和淺層平板載荷試驗確定的地基承載力特徵值,可根據基礎埋深按下式修正:
a=ak+ηdγm(d-0.5) [13.3.6]
式中:
fa——修正的巖石地基承載力特徵值;
ηd——巖石地基承載力修正係數,應按表13.3.6取值。
表13.3.6 巖石地基承載力修正係數
條文說明:
核電廠巖土工程勘察規範 GB 51041-2014 > 13 巖土工程分析評價和成果報告 > 13.3 地基承載力
13.3.6 基礎有一定的埋置深度,基礎下的地基是三向應力狀態,埋深越大,側壓力越大。莫爾-庫侖準則和格裡非斯準則中雖然前者適用於塑性破壞材料,後者適用於脆性破壞材料,但圍壓均有重要影響。單軸抗壓強度試驗時圍壓為零,是一種極端情況。對於地基,隨著埋深的增加,圍壓增大,地基承載力會有所提高。編制組搜集了不同地區不同巖性的試驗資料,都證明了這一點。《重慶市建築地基基礎設計規範》DB 50/5001-1997規定,巖石地基寬度修正係數取0;深度修正係數極軟巖取2.0,軟質巖取3.0,硬質巖取4.0。鑑於核電廠的特殊性,在目前經驗不多的情況下,宜偏安全考慮。故對脆性破壞巖石,深度修正係數取1.0;對塑性破壞的摩擦材料,考慮其內摩擦角的大小給出了較低的深度修正係數。顆粒較粗的弱膠結砂巖、礫巖,碎屑狀、塊石狀的風化巖取3.0,顆粒較細的泥巖、土狀風化巖取2.0。均暫不考慮寬度修正。隨著經驗的積累和研究的深入,待本規範修訂時進一步完善。
《核電廠巖土工程勘察規範 GB 51041-2014》13.3.6條文說明提到《重慶市建築地基基礎設計規範》DB 50/5001-1997規定。
我查看了[重慶市]建築地基基礎設計規範 DBJ50-047-2016,已經取消了這個修正係數。
那麼問題就來了,我們怎麼理解這個事情呢?
1、從機理上來,埋深確實可以增加巖石地基承載力,這一點沒有疑問;
2、從規範層面,是否納入這個參數還有不同意見;重慶地標為了和國標統一,取消這個修正係數無可厚非;
3、實際上,在民用建築中,如果地基是基巖,深度修正或者不修正可能對設計影響不大;記得當時顧寶和大師在講到為什麼核電工程需要修正時,提到核電工程荷載很大和埋深很深,原話我忘了。我想的話,如果不考慮埋深效應,有些項目可能出現要對「基巖」進行地基處理的「囧事兒」。這個大概是現實的需要吧。
希望這個小小的問題,能幫助大家逐漸理解「概念為先,機理為本」的認知方式!