《港口工程地基規(guī)范2010》及其適用的計(jì)算軟件

PAGE《港口工程地基規(guī)范》（JTS147-1-2010）及其適用的計(jì)算軟件中交天津港灣工程研究院有限公司2012-08目錄1規(guī)范編制背景與工作概況…………12新規(guī)范內(nèi)容上的重大變化…………23新計(jì)算方法的理論基礎(chǔ)與工程意義………………44地基承載力（第5章）……………105土坡與地基穩(wěn)定（第6章）………146地基沉降（第7章）………………197地基處理（第8章）………………208新規(guī)范適用的計(jì)算軟件…………21PAGEPAGE301規(guī)范編制背景與工作概況1.1背景說明經(jīng)交通部水運(yùn)司批準(zhǔn)的修訂工作大綱指出：地基規(guī)范是基礎(chǔ)性規(guī)范，地基的安危直接影響上部結(jié)構(gòu)。上部結(jié)構(gòu)可靠度是建立在地基可靠度之上的，而由于地基的復(fù)雜性和地基可靠度的研究難度很大，以及土力學(xué)目前的發(fā)展水平和應(yīng)用水平所限，(《港口工程地基規(guī)范》（JTJ250-98）(以下簡稱“98規(guī)范”)存在著不少需要改進(jìn)、完善之處。需要對地基規(guī)范多年來沒有解決的難題進(jìn)行深入研究，并結(jié)合實(shí)際工程驗(yàn)算修訂規(guī)范。地基規(guī)范多年來沒有解決，但工程需要解決的難題主要有。（1）近些年來在軟土地基上設(shè)計(jì)建造重力式碼頭、直立式防波堤的工程經(jīng)常見到，其中多為強(qiáng)度指標(biāo)相差較大的多土層的地基，或局部處理（如擠密砂樁）的復(fù)合地基。對這樣的地基，其地基承載力就無可靠方法計(jì)算。另外，計(jì)算證明：強(qiáng)度指標(biāo)相差較大的多土層地基，按“98規(guī)范”方法計(jì)算的地基承載力顯著偏大，根本無法反映真實(shí)的地基承載能力。（2）邊坡穩(wěn)定問題是港口工程設(shè)計(jì)中的最重要問題之一，其中非圓弧滑動(dòng)面的穩(wěn)定計(jì)算問題是規(guī)范中不可缺少的內(nèi)容，“98規(guī)范”（附錄G）給出的是簡布法。在“98規(guī)范”的編制過程中，盡管嘗試過多種手段以使計(jì)算程序的計(jì)算過程能夠算出正確的結(jié)果，但計(jì)算過程失敗的事情時(shí)有發(fā)生，在分條較小、計(jì)算精度較高的情況下更是不斷發(fā)生。實(shí)際上，該法計(jì)算過程不易收斂的事實(shí)，土力學(xué)界早有討論并存在較大的爭議。（3）《港口工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：港口工程采用以概率理論為基礎(chǔ)，以分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)；且有條件時(shí)可直接采用可靠指標(biāo)的方法設(shè)計(jì)。對于地基規(guī)范（如土坡與地基穩(wěn)定），按“98規(guī)范”統(tǒng)計(jì)的指標(biāo)計(jì)算的可靠指標(biāo)往往較小、也不合理，根本無法達(dá)到《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的目標(biāo)可靠指標(biāo)。盡管《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的目標(biāo)可靠指標(biāo)不包括土坡與地基穩(wěn)定。但使得“以概率理論為基礎(chǔ)”的這個(gè)基礎(chǔ)并不牢固，成為可靠性設(shè)計(jì)的一個(gè)遺留問題。以上僅僅是幾個(gè)例子，實(shí)際上“98規(guī)范”不能滿足工程需要的問題很多，而且多是工程急需解決的問題。1．2新規(guī)范編制工作概況規(guī)范參編單位共收集了近些年新建工程資料近20余項(xiàng)，加上“98規(guī)范”編制過程中搜集的工程資料，共有60余項(xiàng)工程資料。其中50余項(xiàng)工程的分析計(jì)算結(jié)果，作為新規(guī)范編制的重要依據(jù)。2008年4月，九項(xiàng)專題研究通過交通部水運(yùn)司組織的評審，“成果可以作為修訂規(guī)范的依據(jù)”。2008年9月，編寫組提出了征求意見稿。并廣泛征求意見，共征得意見或建議406條。在匯總、研究了各方的意見基礎(chǔ)上，提出了送審稿，并于2009年6月由交通部水運(yùn)局組織的專家組進(jìn)行了審查。按審查會(huì)的意見進(jìn)行修改后提出總校稿，并于2010年1月由交通部水運(yùn)局技術(shù)處、水規(guī)院、交通出版社、及規(guī)范編寫組等有關(guān)人員進(jìn)行了總校。在對少數(shù)問題經(jīng)交通部水運(yùn)局技術(shù)處、有關(guān)專家和編寫組溝通，形成統(tǒng)一意見的基礎(chǔ)上，于2010年4月完成了報(bào)批稿；2010年9月實(shí)施．2新規(guī)范內(nèi)容上的重大變化新規(guī)范共分8章和14個(gè)附錄，并附條文說明。較“98規(guī)范”增加了“3基本規(guī)定”一章，原來的其他有關(guān)各章順序順延。修訂說明指出：本規(guī)范是在“98規(guī)范”的基礎(chǔ)上，經(jīng)深入調(diào)查研究，總結(jié)我國近年來港口工程地基設(shè)計(jì)與施工的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，吸納成熟的新技術(shù)、新成果，廣泛征求有關(guān)單位和專家的意見，并結(jié)合我國港口工程建設(shè)與發(fā)展的需要編制而成。本規(guī)范主要包括港口工程巖土分類、地基承載力、土坡和地基穩(wěn)定、地基沉降、地基處理等技術(shù)內(nèi)容。內(nèi)容上有重大變化主要在土性指標(biāo)和計(jì)算方法方面，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：2.1地基承載力（第5章）；（1）地基承載力驗(yàn)算一律按條形基礎(chǔ)驗(yàn)算（矩形基礎(chǔ)可分解為平行于長邊和短邊分別驗(yàn)算）。刪除了“98規(guī)范”中有關(guān)矩形基礎(chǔ)承載力驗(yàn)算的全部內(nèi)容。（2）驗(yàn)算地基承載力的計(jì)算面明確為拋石基床底面，刪除了“98規(guī)范”中對有砂墊層情況的有關(guān)內(nèi)容。（3）地基極限承載力計(jì)算采用了一套全新的計(jì)算方法，方法適用于非均質(zhì)土地基、非均布邊載的一般情況。其中對均質(zhì)土地基、均布邊載的情況原方法保留。2.2土坡與地基穩(wěn)定（第六章）；（1）將“98規(guī)范”規(guī)定“直剪快剪不宜采用”修改為“有經(jīng)驗(yàn)時(shí)可采用直剪快剪”。（2）對98規(guī)范中的簡化畢肖普法，規(guī)定為“有條件采用有效應(yīng)力法驗(yàn)算圓弧滑動(dòng)穩(wěn)定性時(shí)”應(yīng)用。（3）增加了新的穩(wěn)定計(jì)算方法——復(fù)合滑動(dòng)面法，方法可以采用圓弧滑動(dòng)面計(jì)算，也可以采用非圓弧滑動(dòng)面進(jìn)行計(jì)算。（4）取消了“98規(guī)范”的附錄G。2.3地基沉降（第7章）：（1）增加了針對原始地基處于超固結(jié)、欠固結(jié)情況下的沉降計(jì)算的有關(guān)內(nèi)容。（2）增加了針對地基的沉降過程計(jì)算的有關(guān)內(nèi)容。（3）增加了應(yīng)用實(shí)測沉降P～S～t曲線推算地基沉降量的方法，供有條件時(shí)采用。2.4地基處理（第8章）：（1）取消了“98規(guī)范”中對砂墊層底面的受壓寬度及其最大、最小壓力的確定。這實(shí)際上是不再將砂墊層作為工程結(jié)構(gòu)體的一部分。（2）對堆載預(yù)壓法的固結(jié)計(jì)算，增加了“考慮井阻與涂抹效應(yīng)對應(yīng)力固結(jié)度的影響”的有關(guān)內(nèi)容。（3）對振沖置換法，復(fù)合土層的抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算公式進(jìn)行了修改。3土體極限分析理論基礎(chǔ)與工程意義大家知道，地基承載力、土坡與地基穩(wěn)定是事關(guān)工程成敗的關(guān)鍵性問題。也是本次規(guī)范修訂變化最大的兩章，規(guī)定了新的計(jì)算方法。了解新方法的基本原理、工程意義、適用條件及與“98規(guī)范”方法的差別，是重要的。3.1土體極限分析理論基礎(chǔ)地基承載力、邊坡穩(wěn)定性問題考慮的應(yīng)力狀態(tài)是極限應(yīng)力狀態(tài)，其理論基礎(chǔ)就是土體的極限分析理論。土體處于極限狀態(tài)只是沿破壞面或滑動(dòng)面處于極限狀態(tài)，所以極限狀態(tài)的應(yīng)力場與破壞面或滑動(dòng)面有關(guān)，應(yīng)建立曲面上一點(diǎn)的應(yīng)力關(guān)系。（1）曲面上一點(diǎn)的應(yīng)力關(guān)系設(shè)曲面由：定義，對曲面上任意一點(diǎn)，取其微分三角形（圖1），a)b)圖1微分三角形及其受力示意圖a)微分三角形b)微分三角形上受力應(yīng)有曲面上任意一點(diǎn)應(yīng)有法向應(yīng)力、切向剪應(yīng)力與正向應(yīng)力、剪應(yīng)力的關(guān)系：(3-1)可解出：（3-2）這與靜力學(xué)中給出的應(yīng)力關(guān)系式實(shí)際上是一樣的，只是將通常的用水平向與曲面切向夾角的表示（當(dāng)取為水平向與滑動(dòng)面法向的夾角也一樣），這里是用曲面的切線斜率表示出來而已。（2）庫侖屈服條件與摩爾～庫侖屈服條件由式（3-1），有摩爾應(yīng)力圓：（3-3）式中：（3-4a）（3-4b）是最大剪應(yīng)力，這是眾所周知的。引進(jìn)參數(shù)，摩爾應(yīng)力圓的極坐標(biāo)形式：（3-5）將式（3-6）代入庫侖屈服函數(shù)：（3-6）有：（3-7）容易證明，當(dāng)：時(shí)，庫侖屈服函數(shù)取最大值：（3-8）當(dāng)時(shí)，就是著名的摩爾～庫侖屈服條件：（3-9）這事實(shí)上證明了：摩爾～庫侖屈服條件是庫侖屈服條件的極值形式：。并有：（3-10）式（3-10）中、的力學(xué)意義是：庫侖屈服函數(shù)框架下，剪應(yīng)力相對最大，法向應(yīng)力相對最小。（3）應(yīng)力分量與法向應(yīng)力、滑動(dòng)面的關(guān)系由式（3-2）、式（3-10），有：（3-11）式中：式（3-11）給出了應(yīng)力分量與法向應(yīng)力、破壞面的關(guān)系。滿足這一關(guān)系式的應(yīng)力場就是極限應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)力場。如果記：，式中：；則容易得出，應(yīng)力關(guān)系式（3-11）就是：這與通常特征線法的用摩爾—庫侖屈服條件得出的應(yīng)力關(guān)系是是完全一樣的。對邊坡穩(wěn)定問題，相應(yīng)的庫侖屈服函數(shù)為：（3-12）式中：（3-13）為安全系數(shù)。以、代替、，同樣可以得出應(yīng)力分量與法向應(yīng)力、滑動(dòng)面的關(guān)系：（3-14）式（3-14）只沿滑動(dòng)面成立。另外，式（3-11）或（3-14）還可以確定邊界條件，對邊坡穩(wěn)定、地基承載力、土壓力問題，邊界條件均為荷載邊界條件。在荷載邊界條件下，式（3-11）或（3-14）和平衡方程一起構(gòu)成了一個(gè)完備的極限平衡問題，或者說構(gòu)成了一套完備的土體極限分析理論基礎(chǔ)?？梢垣@得包括破壞面在內(nèi)的極限狀態(tài)的應(yīng)力場。例如：極限分析的特征線法已經(jīng)說明了這一點(diǎn)，且特征線法得出的滑移線就是破壞面。3.2廣義極限平衡法對式（3-11）或（3-14），沿破壞面或滑動(dòng)面求全導(dǎo)數(shù)是合法的，并由平衡方程，有：（3-15a）如果考慮孔隙水應(yīng)力，則沿滑動(dòng)面的應(yīng)力方程為：（3-15b）式中：稱式（3-15）為沿滑動(dòng)面的應(yīng)力方程。由平衡方程還可得出滑動(dòng)體內(nèi)的力矩平衡方程：（3-16)式中：對邊坡穩(wěn)定問題是邊坡表面的外荷載，對地基承載力問題是極限荷載(基礎(chǔ)底面)或邊載。利用沿滑動(dòng)面的應(yīng)力方程、荷載邊界條件（非均質(zhì)土?xí)r，還需要兩層土交界面的應(yīng)力條件），可以得出滑動(dòng)面上的法向應(yīng)力；代入力矩方程后得出極限承載力、邊坡穩(wěn)定性分析的計(jì)算方法。廣義極限平衡法不需要對土體的受力進(jìn)行假定，這較極限平衡法（需要條間力假定等）是一個(gè)重大進(jìn)步。但仍需要在選取滑動(dòng)面的情況下才能獲得地基承載力、邊坡穩(wěn)定的分項(xiàng)系數(shù)等工程需要的結(jié)果。3.3極限應(yīng)力狀態(tài)工程意義（1）極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則及其工程意義地基承載力、邊坡穩(wěn)定性問題同屬于土體或地基“承載能力極限狀態(tài)”。通常，承載能力極限狀態(tài)主要是指“達(dá)到最大承載力或不適于繼續(xù)承載變形的狀態(tài)”，可理解為“發(fā)揮最大允許抗力時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)”。從土體極限分析理論的方面看，極限應(yīng)力狀態(tài)的特點(diǎn)是與破壞面（或滑動(dòng)面）有關(guān)，而破壞面是未知的，破壞面問題土體極限分析理論的主要難點(diǎn)。根據(jù)前面的討論，土體或地基的承載能力極限狀態(tài)是剪應(yīng)力相對最大，法向應(yīng)力相對最小的應(yīng)力狀態(tài)?；蛘哒f，是在所有可能的應(yīng)力狀態(tài)中，使土體最可能發(fā)生剪切破壞的應(yīng)力狀態(tài)。其中‘所有可能的應(yīng)力狀態(tài)’，是指在確定的外部條件下（如荷載條件），滿足土力學(xué)基本規(guī)律（如平衡方程）的應(yīng)力場。事實(shí)上，極限應(yīng)力狀態(tài)只是土體的一種理想狀態(tài)。實(shí)際問題中的土體一般不可能恰好處于極限狀態(tài)，工程地基的土體也不允許處于極限狀態(tài)，而是要求土體處于穩(wěn)定狀態(tài)。為了使土體處于極限狀態(tài)，從理論研究方面考慮，可設(shè)想用兩種方法達(dá)到：一是加大作用于土體的荷載；二是降低土的強(qiáng)度。這就是土力學(xué)中經(jīng)典的兩個(gè)穩(wěn)定性問題：地基承載力問題和邊坡穩(wěn)定性問題。進(jìn)一步的，極限應(yīng)力狀態(tài)不是土體真實(shí)的應(yīng)力狀態(tài)，而是最可能使土體發(fā)生剪切破壞的應(yīng)力狀態(tài)。即便是計(jì)算的分項(xiàng)系數(shù)為1.0（土性指標(biāo)和計(jì)算足夠精確），并不意味著土體已經(jīng)處于破壞的臨界狀態(tài)。例如：載荷板實(shí)驗(yàn)作出的地基承載力一般大于滑移線法計(jì)算的結(jié)果。（2）極限應(yīng)力狀態(tài)的兩種破壞模式場破壞破壞模式：滑動(dòng)體內(nèi)的土體處于極限狀態(tài)，滑動(dòng)體外的土體處于穩(wěn)定狀態(tài)。地基極限承載力、極限土壓力問題同屬于場破壞模式。面破壞模式問題：土體沿滑動(dòng)面處于極限狀態(tài)，滑動(dòng)面兩側(cè)的土體處于穩(wěn)定狀態(tài)。邊坡穩(wěn)定問題屬于面破壞模式。（3）地基極限承載力問題地基極限承載力問題的破壞模式是場破壞，需要計(jì)算極限承載力豎向應(yīng)力沿基礎(chǔ)底面的分布，對非均質(zhì)土需要在基礎(chǔ)底面選擇多個(gè)點(diǎn)，并對過每一點(diǎn)的滑動(dòng)面（破壞面）進(jìn)行計(jì)算，并以不同滑動(dòng)面計(jì)算地基極限荷載的極小值作為該點(diǎn)處的地基極限承載力。所以，地基極限承載力問題的滑動(dòng)面是一個(gè)滑動(dòng)面族?！埃梗敢?guī)范”的地基極限承載力計(jì)算方法，是基于特征線法（滑移線法）得出的數(shù)值解，經(jīng)擬合獲得的。對均質(zhì)土地基，特征線法計(jì)算的地基極限承載力已被證明為精確解（不考慮計(jì)算誤差），但對強(qiáng)度指標(biāo)相差較大的非均質(zhì)土地基，這種方法是不適用的。其原因是在某些情況下可能根本得不出正確的極限荷載。如上層土強(qiáng)度高，下層土強(qiáng)度低的情況(圖2)：圖2上層土強(qiáng)度高，下層土強(qiáng)度低的情況按特征線法，可能滑動(dòng)面（滑移線的最大面）只是在硬土層內(nèi)，而真正的極限荷載所對應(yīng)的滑動(dòng)面可能會(huì)通過下層軟土。如果最大滑動(dòng)面深度在上層土的底部附近，計(jì)算的極限荷載必然偏大。這或許是到目前為止還很少見有應(yīng)用特征線法對非均值土地基進(jìn)行計(jì)算的原因。廣義極限平衡法適用于非均質(zhì)土地基、非均布邊載的一般情況。選取不同的滑動(dòng)面，就可得出不同的計(jì)算模式，如螺旋面～螺旋面～平面計(jì)算模式。如果不考慮孔隙水應(yīng)力，并取滑動(dòng)面滿足：。則力矩平衡方程簡化為：（3-16)據(jù)此，可得出新規(guī)范中的地基極限荷載的計(jì)算公式。（４）邊坡穩(wěn)定問題邊坡穩(wěn)定問題的破壞模式是面破壞，如果不考慮孔隙水應(yīng)力，則廣義極限平衡法不需要對土體的受力進(jìn)行假定，且既滿足整體力矩平衡方程、又滿足力的整體平衡方程。由于邊坡穩(wěn)定問題常需要考慮孔隙水應(yīng)力，所以，新規(guī)范的計(jì)算公式（復(fù)合滑動(dòng)面法）是在參照式（3-14）所做假定的基礎(chǔ)上得出的。下面對內(nèi)容有較大變化的有關(guān)章節(jié)進(jìn)行詳細(xì)介紹。4地基承載力（第5章）這是內(nèi)容變化最大的一章。最主要的目的是解決非均質(zhì)土地基、非均布邊載條件下的計(jì)算問題。4．1對矩形基礎(chǔ)的地基承載力驗(yàn)算做出新的規(guī)定規(guī)定“矩形基礎(chǔ)的地基承載力驗(yàn)算，可將作用于基礎(chǔ)的水平合力分解為平行于長邊和短邊的分力，分別按條形基礎(chǔ)驗(yàn)算”。刪除了有關(guān)矩形基礎(chǔ)承載力驗(yàn)算的全部內(nèi)容。原因主要是對一般的非均質(zhì)土地基情況沒有適用的地基承載力驗(yàn)算方法。4．2增加了一節(jié)：5.2作用于計(jì)算面上的應(yīng)力。（1）規(guī)定“有拋石基床的港口建筑物基礎(chǔ)應(yīng)以拋石基床底面為計(jì)算面”。明確了驗(yàn)算地基承載力時(shí)的荷載作用面（計(jì)算面）為拋石基床底面，計(jì)算面寬度采用荷載的實(shí)際作用寬度。相應(yīng)的，取消了原規(guī)范的4.2.2.4條。因?yàn)檠芯勘砻鳎河械墓こ袒瑒?dòng)面最大深度就在砂墊層內(nèi)。過去一直采用合力偏心距減小基礎(chǔ)有效寬度的方法降低承載力，這只能考慮設(shè)計(jì)荷載的偏心特征，不能考慮極限荷載的偏心特征。本次規(guī)范修訂同時(shí)考慮設(shè)計(jì)荷載、極限荷載的分布，按不違背屈服準(zhǔn)則的原則確定地基承載力。所以，設(shè)計(jì)荷載、極限荷載統(tǒng)一采用實(shí)際作用寬度。（2)規(guī)定“計(jì)算面的豎向應(yīng)力可按線性分布考慮”，并給出了其后端、前端的豎向應(yīng)力（設(shè)計(jì)荷載）計(jì)算公式。根據(jù)地基極限承載力理論，極限荷載（地基極限承載力豎向應(yīng)力）是土體處于極限狀態(tài)時(shí)地基可以承受的最大荷載（包括水平荷載），也是偏心荷載。而實(shí)際工程的地基承載力是地基承受實(shí)際荷載（設(shè)計(jì)荷載）的能力。所以，應(yīng)在同時(shí)考慮設(shè)計(jì)荷載（作用于基礎(chǔ)底面的豎向應(yīng)力）和極限荷載的條件下,確定相對設(shè)計(jì)荷載的地基承載力。因此,應(yīng)當(dāng)確定作用于計(jì)算面的應(yīng)力。（3）地基承受傾斜荷載條件下的地基承載力計(jì)算，對設(shè)計(jì)荷載的傾斜特征考慮，采用了新的方法?！?8規(guī)范”采用傾斜率（）來考慮傾斜荷載的影響。事實(shí)上，傾斜率作為計(jì)算極限荷載的一個(gè)條件，不同的極限荷載計(jì)算方法是不同的。根據(jù)計(jì)算極限荷載的邊界條件，改為：（5.3.6-6）上式改寫為：,如果是不允許的．4．3地基極限承載力計(jì)算采用了一套全新的計(jì)算方法(圖4-1)圖4-1極限承載力豎向應(yīng)力計(jì)算示意圖這是本次規(guī)范修訂經(jīng)專題研究論證提出的方法，其特點(diǎn)為：方法適用于非均質(zhì)土地基、非均布邊載的一般情況，能夠滿足工程計(jì)算的需要?；瑒?dòng)面（族）選擇對數(shù)螺旋型曲面，一是因?yàn)閷吰路€(wěn)定問題，以對數(shù)螺旋面為滑動(dòng)面的分析方法與其他滑動(dòng)面的方法（包括圓弧面的畢肖普方法）計(jì)算的抗力分項(xiàng)系數(shù)比較接近（除畢肖普方法不適用的情況外）。二是不需要對土體的受力作任何的假定或簡化，就可以導(dǎo)出適用于非均質(zhì)土的極限荷載計(jì)算方法，且計(jì)算過程較為簡單，是目前已知的最簡單的計(jì)算方法，計(jì)算的極限荷載數(shù)值穩(wěn)定性較好。三是適用范圍廣泛，如地基土非水平分層的一般非均質(zhì)土情況，基礎(chǔ)底面前方的非水平土體表面情況。當(dāng)滑動(dòng)面（族）選擇對數(shù)螺旋面時(shí)，計(jì)算的極限荷載偏大，為了保證計(jì)算的極限荷載具有足夠的精度，對兩個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)，定義兩個(gè)系數(shù)、，并以強(qiáng)度指標(biāo)的折減值：，來計(jì)算極限荷載。在均質(zhì)土地基情況下，通過適當(dāng)?shù)拇_定這兩個(gè)系數(shù)，使得計(jì)算的總極限荷載、滑動(dòng)面深度、偏心矩，均與原規(guī)范方法（特征線法）法結(jié)果基本一致，然后用于非均質(zhì)土地基的計(jì)算。按總極限荷載一般略小于特征線法計(jì)算結(jié)果考慮，取：對不同的、（包括），計(jì)算結(jié)果均與特征線法（或理論解）結(jié)果吻合的很好。用于非均質(zhì)土地基時(shí)其計(jì)算的總極限荷載、最大滑動(dòng)面深度、極限荷載的分布，均很好的反映了成層土地基極限荷載的實(shí)際情況。本次規(guī)范修訂，還考察了更精細(xì)的極限荷載計(jì)算方法――廣義極限平衡法，如螺旋面～螺旋面～平面計(jì)算模式，在均質(zhì)土地基情況下，，計(jì)算的總極限荷載、滑動(dòng)面深度、偏心矩，較推薦的螺旋面計(jì)算模式精度更高（與原規(guī)范方法（特征線法）相比）。但方法的計(jì)算過程較為復(fù)雜，且對非水平分層的一般非均質(zhì)土、基礎(chǔ)前方的土體表面為非水平面等情況尚有待進(jìn)一步改進(jìn)，計(jì)算結(jié)果也與推薦的螺旋面計(jì)算模式很接近。對方法的基本原理、適用條件可參見條文說明，或有關(guān)文獻(xiàn)。對受力層由多層土組成、且土層的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)相差不大、邊載變化不大的情況；原規(guī)范的地基極限承載力計(jì)算公式是適用的，因?yàn)槠溆?jì)算簡便，建議保留。對的情況作了修改：取消了深度系數(shù)以使與情況一致；將近似公式改為精確解（兩者相差不大）。4．4按不違背屈服準(zhǔn)則的原則確定地基承載力在用極限荷載確定實(shí)際工程的地基承載力時(shí)，通常只考慮了設(shè)計(jì)荷載的分布形式（偏心矩），而沒有考慮極限荷載的分布形式，這樣確定的地基承載力不盡合理。例如當(dāng)設(shè)計(jì)荷載的偏心矩為零時(shí)（有效寬度就是將設(shè)計(jì)荷載變?yōu)榫己奢d后的荷載作用寬度，必使偏心矩為零），確定的地基承載力就是有效寬度內(nèi)的總極限荷載，如果抗力分項(xiàng)系數(shù)為1.0，則在基礎(chǔ)底面的豎向應(yīng)力作用下，過基礎(chǔ)底面一點(diǎn)的滑動(dòng)面內(nèi)土體是處于破壞狀態(tài)（圖4-2），而均質(zhì)土條件下。也就是說，這個(gè)1.0的分項(xiàng)系數(shù)實(shí)際反映的地基情況是部分土體處于破壞狀態(tài)、部分土體處于穩(wěn)定狀態(tài)。圖4-2而極限荷載也是偏心荷載，確定地基承載力時(shí)也應(yīng)當(dāng)考慮。本次修訂規(guī)范按不違背屈服準(zhǔn)則的要求確定地基承載力，即對所確定的抗力分項(xiàng)系數(shù)，應(yīng)保證地基土處處均沒有破壞。另外，考慮到在某些情況下計(jì)算的局部極限荷載很大，如土的內(nèi)摩擦角很大時(shí)，計(jì)算面后趾附近的局部極限荷載很大，但在這個(gè)局部，實(shí)際荷載達(dá)到極限荷載的概率幾乎是零，已沒有實(shí)際意義。所以，在確定地基承載力時(shí)，應(yīng)予以修正。具體處理方法如下：首先確定一個(gè)分項(xiàng)系數(shù)的預(yù)估值（與原規(guī)范的按總極限荷載定義的分項(xiàng)系數(shù)類似）：，并認(rèn)為實(shí)際荷載大于倍設(shè)計(jì)荷載的可能性很小。超過倍設(shè)計(jì)荷載的那部分極限荷載已沒有實(shí)際意義，將其修正為倍設(shè)計(jì)荷載（容許荷載）來確定地基承載力豎向應(yīng)力。如果極限荷載小于倍設(shè)計(jì)荷載，則仍以極限荷載確定地基承載力豎向應(yīng)力（圖4-3和圖4-4）。這就是導(dǎo)出計(jì)算公式的思路。圖4-3：設(shè)計(jì)荷載向前偏心圖4-4：設(shè)計(jì)荷載向后偏心4．5抗力分項(xiàng)系數(shù)規(guī)定“抗力分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)綜合考慮強(qiáng)度指標(biāo)的可靠性、結(jié)構(gòu)安全等級和地基土情況等因素，其計(jì)算的最小值應(yīng)符合表5.3.3的規(guī)定”。各種計(jì)算情況采用的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)表5.3.3設(shè)計(jì)狀況強(qiáng)度指標(biāo)抗力分項(xiàng)系數(shù)說明持久狀況直剪固結(jié)快剪2.0～3.0飽和軟粘土地基短暫狀況十字板剪1.5～2.0有經(jīng)驗(yàn)時(shí)可采用直剪快剪注：①持久狀況時(shí)，安全等級為一、二級的建筑物取較高值，安全等級為三級的建筑物取較低值，以粘性土為主的地基取較高值，以砂土為主的地基取較低值，基床較厚取高值；②短暫狀況時(shí)，由砂土和飽和軟粘土組成的非均質(zhì)地基取高值，以波浪力為主導(dǎo)可變作用時(shí)取較高值?？沽Ψ猪?xiàng)系數(shù)，是在計(jì)算了13項(xiàng)重力式碼頭、4項(xiàng)防波堤工程的基礎(chǔ)上，并參照原規(guī)范確定的。其中：持久狀況的抗力分項(xiàng)系數(shù)與“98規(guī)范”相同。對受力層由多層土組成、且土層的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)相差不大、邊載變化不大的情況；計(jì)算的抗力分項(xiàng)系數(shù)與“98規(guī)范”方法很接近。工程的安全度基本相當(dāng)。對非均質(zhì)土、非均布邊載的一般情況，由于地基承載力的計(jì)算較“98規(guī)范”的用加權(quán)平均指標(biāo)計(jì)算更為合理，抗力分項(xiàng)系數(shù)計(jì)算值降低，工程的安全度實(shí)際上是提高了。對短暫狀況（僅為飽和軟粘土地基）的分項(xiàng)系數(shù)取值標(biāo)準(zhǔn)，是參考《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》及工程實(shí)例的計(jì)算結(jié)果給出的。目前尚無較多的工程實(shí)例支持，應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)注意積累經(jīng)驗(yàn)。5土坡與地基穩(wěn)定（第6章）5．1關(guān)于適用條件的說明：本章中的6.1.1條“本章適用于主要由欠固結(jié)、正常固結(jié)以及超固結(jié)比小于4的粘性土組成的土坡和地基穩(wěn)定?！贝嬗匈|(zhì)疑，容易讓人理解為僅僅是“粘性土組成的土坡和地基”才適用，事實(shí)上，砂性土（包括拋填塊石等）均是適用的；應(yīng)當(dāng)修改。5．２對計(jì)算水位做出新規(guī)定將“98規(guī)范”規(guī)定的“應(yīng)按極端低水位計(jì)算”修改為“應(yīng)取對穩(wěn)定最不利的相應(yīng)水位進(jìn)行計(jì)算”。原因是對大多數(shù)工程，按極端低水位計(jì)算相對其他水位計(jì)算的抗力分項(xiàng)系數(shù)較?。坏珜δ承┕こ?，按可能出現(xiàn)的相應(yīng)水位計(jì)算相對極端低水位計(jì)算的抗力分項(xiàng)系數(shù)較小。5．３對驗(yàn)算土坡和地基穩(wěn)定性的強(qiáng)度指標(biāo)的規(guī)定可采用的強(qiáng)度指標(biāo)為以下３類：（１）宜選用：直剪固結(jié)快剪、十字板剪強(qiáng)度指標(biāo)；（２）有條件時(shí)可采用：有效剪強(qiáng)度指標(biāo)；（３）有經(jīng)驗(yàn)時(shí)可采用：三軸不固結(jié)不排水剪、直剪快剪和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度指標(biāo)。對上述的３類強(qiáng)度指標(biāo)，每一類強(qiáng)度指標(biāo)均可應(yīng)用２種驗(yàn)算方法繼續(xù)計(jì)算。5．４土坡與地基穩(wěn)定驗(yàn)算方法的規(guī)定5.4.1增加了復(fù)合滑動(dòng)面法這是本次規(guī)范修訂經(jīng)專題研究論證提出的方法。該方法的優(yōu)點(diǎn)如下：（1）與沒有任何假定條件（除滑動(dòng)面外）方法（廣義極限平衡法）相比，計(jì)算的抗力分項(xiàng)系數(shù)十分接近；但方法相對簡單，尤其是對需要計(jì)入孔隙水壓力時(shí)，應(yīng)用相對方便。（2）與目前常用的一些方法相比（如原規(guī)范中的簡化畢肖普方法，及摩根斯坦方法等），不存在對某些情況下不適用問題。計(jì)算的抗力分項(xiàng)系數(shù)一般接近于簡化畢肖普法（簡化畢肖普法不適用的情況除外）。（3）可選用不同形式的滑動(dòng)面進(jìn)行計(jì)算，以確定危險(xiǎn)滑動(dòng)面。當(dāng)滑動(dòng)面為圓弧面時(shí)，計(jì)算公式很簡單（與原規(guī)范的簡化畢肖普方法基本相當(dāng)）。所以建議采用。（4）對有軟土夾層或傾斜巖面等情況是適用的，為便于應(yīng)用，在選擇相適應(yīng)的滑動(dòng)面較困難時(shí)，建議采用圓弧面~軟土夾層或傾斜巖面~圓弧面計(jì)算(圖5-1)。b）圖5-1圓弧面～軟土夾層底面或傾斜巖面～圓弧面示意圖（5）對持久狀況、短暫狀況（如施工期的穩(wěn)定計(jì)算）及各種常用的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)均可應(yīng)用。當(dāng)采用總強(qiáng)度，如十字板強(qiáng)度或三軸不固結(jié)不排水剪強(qiáng)度時(shí)，滑動(dòng)面通過相應(yīng)土體的計(jì)算公式與簡單條分法相同。對原規(guī)范中的簡布法（附錄G非圓弧滑動(dòng)面滑動(dòng)穩(wěn)定計(jì)算法），由于計(jì)算過程不易收斂，土力學(xué)界存在較大的爭議。所以，不再納入本規(guī)范。5.4.2保留了98規(guī)范中的簡單條分法簡單條分法計(jì)算的抗力分項(xiàng)系數(shù)一般偏小，這是眾所周知的事實(shí)；但由于是長期廣泛應(yīng)用的方法，應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)較多，尤其是對設(shè)計(jì)的短暫狀況（施工期的穩(wěn)定計(jì)算），是工程中長期應(yīng)用的主要方法。對原規(guī)范中抗滑力矩計(jì)算公式改寫為含有固結(jié)度（固結(jié)快剪強(qiáng)度）的形式。以滿足對持久狀況進(jìn)行計(jì)算的需要（見6.3.6條：固結(jié)度與計(jì)算情況相適應(yīng)）。5.4.3保留了98規(guī)范中的簡化畢肖普方法但規(guī)定為“有條件采用有效應(yīng)力法驗(yàn)算圓弧滑動(dòng)穩(wěn)定性時(shí)”應(yīng)用。5.4.4對驗(yàn)算方法的認(rèn)識計(jì)算公式的書寫形式按各種方法統(tǒng)一、方便計(jì)算機(jī)（編程）計(jì)算的原則書寫。對含有飽和粘性土的情況，采用固結(jié)快剪強(qiáng)度指標(biāo)時(shí)以固結(jié)度的方式書寫（公式寫法不嚴(yán)格）；對有效應(yīng)力法以孔隙水壓力的方式書寫。簡單條分法計(jì)算的抗力分項(xiàng)系數(shù)一般偏小，這是眾所周知的。簡化畢肖普法在大多數(shù)情況下計(jì)算的安全系數(shù)是合理的，但在某些條件下是不適用的，這也是眾所周知的。例如：某港防波堤（斜坡堤）斷面如圖，地基強(qiáng)度采用十字板強(qiáng)度。4種計(jì)算方法的計(jì)算結(jié)果比較簡單條分法簡化畢肖普法復(fù)合滑動(dòng)面法廣義極限平衡法0.6831.4530.9660.966注：復(fù)合滑動(dòng)面法，廣義極限平衡法選擇多種滑動(dòng)面計(jì)算。這是一個(gè)典型的說明簡單條分法計(jì)算的安全系數(shù)一般偏小、簡化畢肖普法計(jì)算的安全系數(shù)偏大的工程案例。建議多采用復(fù)合滑動(dòng)面法進(jìn)行驗(yàn)算，即便是工程設(shè)計(jì)是按簡單條分法驗(yàn)算結(jié)果確定的，也建議能再用復(fù)合滑動(dòng)面法進(jìn)行驗(yàn)算，以便積累應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。5．5抗力分項(xiàng)系數(shù)的規(guī)定５．５．１綜合抗力分項(xiàng)系數(shù)土坡和地基的穩(wěn)定性驗(yàn)算，其危險(xiǎn)滑動(dòng)面均應(yīng)滿足以下極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式：（6.3.2）式中——重要性系數(shù)，安全等級為一級、二級、三級的建筑物，分別取1.1、1.0、1.0；——作用于危險(xiǎn)滑動(dòng)面上滑動(dòng)力矩的設(shè)計(jì)值（kN·m/m）；——抗力分項(xiàng)系數(shù)；——危險(xiǎn)滑動(dòng)面上抗滑力矩的標(biāo)準(zhǔn)值（kN·m/m）。首先，對三級的建筑物，重要性系數(shù)規(guī)定為1.0，而不是“統(tǒng)標(biāo)”規(guī)定的0.9。這是因?yàn)楫?dāng)抗力分項(xiàng)系數(shù)取值標(biāo)準(zhǔn)較低（如1.1）的原因。其次，抗力分項(xiàng)系數(shù)實(shí)際上應(yīng)為綜合分項(xiàng)系數(shù)，采用綜合分項(xiàng)系數(shù)的原因，一是因?yàn)樽兞枯^多（每一土層的土性指標(biāo)均為變量）且需要采用不同的強(qiáng)度指標(biāo)，二是同一變量既是抗力又是作用（如土體重度）；難以給出各變量的分項(xiàng)系數(shù)。５．５．２抗力分項(xiàng)系數(shù)的取值標(biāo)準(zhǔn)抗力分項(xiàng)系數(shù)表6.4.1強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算公式說明直剪固結(jié)快剪第6.3.3.1款粘性土坡1.2~1.4固結(jié)度與計(jì)算情況相適應(yīng)其他土坡1.3~1.5第6.3.4.1款1.1~1.3有效剪第6.3.3.2款第6.3.4.4款1.3~1.5孔隙水壓力采用與計(jì)算情況相應(yīng)數(shù)值十字板剪第6.3.3.3款1.2~1.4考慮因土體固結(jié)引起的強(qiáng)度增長第6.3.4.2款1.1~1.3無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、三軸不固結(jié)不排水剪第6.3.3.3款第6.3.4.2款根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值直剪快剪第6.3.3.3款第6.3.4.2款根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值抗力分項(xiàng)系數(shù)是在計(jì)算了40余項(xiàng)工程（包括可靠指標(biāo)）、并根據(jù)港口工程多年設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)，采用不同的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)和計(jì)算方法，給出對應(yīng)的抗力分項(xiàng)系數(shù)。計(jì)算分析表明，復(fù)合滑動(dòng)面法的抗力分項(xiàng)系數(shù)一般接近于簡化畢肖普法（簡化畢肖普法不適用的情況除外）。所以：對復(fù)合滑動(dòng)面法，當(dāng)采用固結(jié)快剪指標(biāo)、有效剪強(qiáng)度指標(biāo)時(shí)，規(guī)定的抗力分項(xiàng)系數(shù)和“98規(guī)范”的簡化畢肖普法相同。應(yīng)當(dāng)說明的是：復(fù)合滑動(dòng)面法采用固結(jié)快剪指標(biāo)，對粘性土坡（1.2~1.4），是有條件的（純粘性土坡，或粘性土坡表層有薄層煤渣、砂）。對簡單條分法的抗力分項(xiàng)系數(shù)，本次修訂規(guī)范與98規(guī)范相同。所以，工程的安全度和“98規(guī)范”基本相同?！案鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)取值”的規(guī)定是因?yàn)?，諸如條文說明中“三軸不固結(jié)不排水剪因取土擾動(dòng)可能顯著降低強(qiáng)度值，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度也有類似的問題”所說的情況如果屬實(shí)，“根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值”的規(guī)定就是必要的。6地基沉降（第7章）：6．1增加了沉降計(jì)算應(yīng)當(dāng)考慮先期固結(jié)壓力的規(guī)定規(guī)定“在原始地基處于超固結(jié)的情況下，自重應(yīng)力至先期固結(jié)壓力區(qū)段應(yīng)按回彈再壓縮的壓縮曲線計(jì)算沉降量；原始地基處于欠固結(jié)的情況下，應(yīng)將先期固結(jié)壓力位置作為沉降計(jì)算的起點(diǎn)”。原因是地基原始土層的固結(jié)狀況（欠固結(jié)或超固結(jié)），對沉降計(jì)算影響較大，地基土的主要沉降（壓縮）是以先期固結(jié)壓力作用點(diǎn)為應(yīng)力起點(diǎn)而發(fā)生的，因此需考慮原始土層的固結(jié)狀態(tài)對沉降的影響。6．2針對地基沉降過程的計(jì)算規(guī)定規(guī)定“計(jì)算地基的沉降過程宜采用應(yīng)變固結(jié)度。計(jì)算應(yīng)變固結(jié)度時(shí)，可按固結(jié)度理論公式計(jì)算不同時(shí)刻的應(yīng)力固結(jié)度，根據(jù)應(yīng)力固結(jié)度與應(yīng)變固結(jié)度的關(guān)系，將應(yīng)力固結(jié)度轉(zhuǎn)換為應(yīng)變固結(jié)度，由已知的最終沉降量和應(yīng)變固結(jié)度得到地基的沉降過程線。”與“98規(guī)范”的“當(dāng)需要計(jì)算地基的沉降過程時(shí)，可按第7章的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行（即按應(yīng)力固結(jié)度計(jì)算）”相比，是一個(gè)重要變化。為了計(jì)算沉降過程的需要，給出了應(yīng)力固結(jié)度與應(yīng)變固結(jié)度的關(guān)系公式，及應(yīng)力固結(jié)度計(jì)算公式。采用應(yīng)變固結(jié)度計(jì)算沉降過程將會(huì)比采用應(yīng)力固結(jié)度有一定的改善，目的在于工程設(shè)計(jì)中的‘工后沉降’（或殘余沉降）計(jì)算更與實(shí)際情況接近。6．3給出了應(yīng)用實(shí)測沉降曲線推算的方法對地基最終沉降量計(jì)算，除常用的分層綜合法外，還給出了應(yīng)用實(shí)測沉降P～S～t曲線推算的方法，供有條件時(shí)采用。其目的在于當(dāng)有完整的實(shí)測沉降P～S～t曲線時(shí)，能夠得到充分的應(yīng)用，使得地基沉降量計(jì)算的更為準(zhǔn)確。7地基處理（第8章）：7．1不再將砂墊層作為工程結(jié)構(gòu)體的一部分對換填砂墊層，取消了“98規(guī)范”中對砂墊層底面的受壓寬度及其最大、最小壓力的確定。這是一個(gè)較大變化，這實(shí)際上是不再將砂墊層作為工程結(jié)構(gòu)體的一部分，而是作為地基的一部分。這與《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》或《防波堤設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》是一致的，對重力式碼頭及直立式防波堤的地基承載力計(jì)算、沉降計(jì)算有直接的影響。例如：“98規(guī)范”規(guī)定：“換填砂墊層的厚度，可根據(jù)砂墊層底面處地基土的承載力確定”。這實(shí)際上是認(rèn)為砂墊層具有足夠的承載力，不會(huì)因?yàn)槠涑休d能力不足而產(chǎn)生剪切破壞，這顯然是有問題的。7．2固結(jié)計(jì)算應(yīng)考慮井阻與涂抹效應(yīng)對地基應(yīng)力固結(jié)度的影響對堆仔預(yù)壓法的固結(jié)計(jì)算規(guī)定“地基土靈敏度較高、塑料排水板間距較小或打設(shè)深度較大時(shí)，應(yīng)考慮井阻與涂抹效應(yīng)對地基應(yīng)力固結(jié)度的影響”，并給出了固結(jié)度計(jì)算公式。較“98規(guī)范”的沒有考慮井阻與涂抹效應(yīng)的計(jì)算是一個(gè)變化。7．3復(fù)合土層的抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算公式進(jìn)行了修改。對振沖置換法，“98規(guī)范”對復(fù)合土層的強(qiáng)度采用的是滑動(dòng)面上一點(diǎn)的總強(qiáng)度，應(yīng)用很不方便。新規(guī)范修改為復(fù)合土層的內(nèi)摩擦角、粘聚力兩個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)，使得應(yīng)用更為方便。（8.6.2-1）（8.6.2-2）（8.6.2-3）其中的樁土應(yīng)力比由“98規(guī)范”的2~4，修改為：土坡和地基穩(wěn)定計(jì)算時(shí)取1.0～2.0，附加應(yīng)力小時(shí)取低值，大時(shí)取高值；地基承載力驗(yàn)算時(shí)取2.0～3.0，樁間土強(qiáng)度低取大值，強(qiáng)度高取小值。8新規(guī)范適用的計(jì)算軟件為了適應(yīng)新規(guī)范使用的要求，我們對原“港口工程地基計(jì)算系統(tǒng)”（98版）進(jìn)行了擴(kuò)充和修改，形成了08版軟件。軟件應(yīng)用人員一般應(yīng)是具有相關(guān)計(jì)算理論基礎(chǔ)和工程經(jīng)驗(yàn)的工程師，或在具有相關(guān)計(jì)算理論基礎(chǔ)和工程經(jīng)驗(yàn)的工程師指導(dǎo)下應(yīng)用。8.1.地基承載力計(jì)算8.1.１計(jì)算功能（1）按《港口工程地基規(guī)范》（新）方法計(jì)算地基承載力豎向合力及抗力分項(xiàng)系數(shù)：其中，均值土地基、均布邊載的情況，極限承載力豎向應(yīng)力計(jì)算方法與“98規(guī)范”方法相同；非均質(zhì)土的一般地基的極限承載力豎向應(yīng)力計(jì)算方法為螺旋面計(jì)算模式（同樣適用于均值土地基、均布邊載的情況）。（2）增加了廣義極限平衡法（螺旋面～螺旋面～平面計(jì)算模式）計(jì)算地基極限承載力豎向應(yīng)力（適用于均值土地基、均布邊載，及成層土地基、一般形式的邊載情況），并按規(guī)范方法計(jì)算地基承載力豎向合力及抗力分項(xiàng)系數(shù)。（3）增加了按“98規(guī)范”確定的基礎(chǔ)底面有效寬度，并按（1）、（2）計(jì)算的極限承載力豎向合力作為地基承載力豎向合力，及抗力分項(xiàng)系數(shù)；以便與“98規(guī)范”方法的計(jì)算結(jié)果比較參考。（4）保留了“98規(guī)范”方法計(jì)算地基承載力豎向合力及抗力分項(xiàng)系數(shù)，對成層土地基、均布邊載、且各土層的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)相差不大的情況，可與現(xiàn)規(guī)范方法參考。（5）程序中有兩處可以計(jì)算地基承載力，一是與抗傾抗滑計(jì)算一起進(jìn)行，按給出的荷載組合進(jìn)行計(jì)算，但不計(jì)入系纜力。二是不與抗傾抗滑的計(jì)算一起計(jì)算，即抗傾抗滑計(jì)算給出的荷載不考慮，而是按外荷載（‘ＷＨＳ’）給出的荷載進(jìn)行計(jì)算。８.1.2計(jì)算結(jié)果的討論（1）針對抗力分項(xiàng)系數(shù)取值標(biāo)準(zhǔn)中的“注：①，注：②”，可在計(jì)算中，給出最大滑動(dòng)面及持力層厚度，以分析是否應(yīng)當(dāng)取高值，或是否可以取低值。對重力式碼頭，當(dāng)拋石基床較厚時(shí)，抗力分項(xiàng)系數(shù)取高值的主要原因之一是：結(jié)構(gòu)重力在拋石基床內(nèi)向后擴(kuò)散而將荷載作用面向后延長，其延長段內(nèi)墻后填料的垂直力尚沒有計(jì)入到延長的荷載作用面內(nèi)（圖4-5和圖4-6）。圖4-5設(shè)計(jì)荷載后偏心圖4-6設(shè)計(jì)荷載前偏心（2）計(jì)算方法不適應(yīng)于深基礎(chǔ)的地基承載力計(jì)算，如而長、寬相對埋置深度較小的橋墩地基等情況。（3）沒有考慮計(jì)算面前趾附近可能發(fā)生的土體局部破壞一般地，極限荷載分布形式大都是向后偏心的（包括較大的水平力），而較大水平力條件下的設(shè)計(jì)荷載多是向前偏心的。如果比較總極限荷載與總設(shè)計(jì)荷載，只能反映地基整體破壞。如果比較極限荷載與設(shè)計(jì)荷載的分布形式，盡管抗力分項(xiàng)系數(shù)較大，但也可能會(huì)在前趾附近的一段區(qū)域內(nèi)，設(shè)計(jì)荷載大于極限荷載（圖4-7），這就是可能發(fā)生的局部破壞。圖4-7地基局部破壞我國《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5007-2002)規(guī)定：當(dāng)偏心荷載作用時(shí)，基礎(chǔ)底面邊緣的最大壓力應(yīng)不大于1.2倍的地基承載力特征值，顯然是有道理的，值得參考借鑒。8.2土坡與地基整體穩(wěn)定計(jì)算8.2.1計(jì)算功能（1）按《港口工程地基規(guī)范》（新）的方法（復(fù)合滑動(dòng)面法）計(jì)算抗力分項(xiàng)系數(shù)。當(dāng)按固結(jié)快剪強(qiáng)度指標(biāo)或有效剪強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算時(shí)，可考慮地基土中空隙水壓力（僅考慮外加荷重的固結(jié)度或孔隙水壓力，不能考慮原地基土自重的固結(jié)度或孔隙水壓力）的變化。當(dāng)采用十字板剪或其它不排水剪強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算時(shí)，可考慮因土體固結(jié)所引起的強(qiáng)度增長?；瑒?dòng)面采用以下5種：圓弧面、螺旋面、平面～圓弧面～平面、平面～螺旋面～平面、給定的滑動(dòng)面。其中當(dāng)不易給定危險(xiǎn)的滑動(dòng)面時(shí)，可給定危險(xiǎn)滑動(dòng)面所可能通過的軟弱夾層（其中的若干段），自動(dòng)形成螺旋面～軟弱夾層的某一段～螺旋面、圓弧面～軟弱夾層的某一段～圓弧面作為滑動(dòng)面。（2）對于簡單條分法，當(dāng)十字板剪或其它不排水剪強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算時(shí)，可考慮因土體固結(jié)所引起的強(qiáng)度增長。當(dāng)按固結(jié)快剪強(qiáng)度指標(biāo)，可考慮地基土中固結(jié)度的變化（僅考慮外加荷重的固結(jié)度，不能考慮原地基土自重的固結(jié)度）。對鋪設(shè)土工織物加筋墊層的工程，可按《水運(yùn)工程土工織物應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》方法考慮土工織物加筋墊層的抗滑作用。（3）簡化畢肖普法，當(dāng)按固結(jié)快剪強(qiáng)度指標(biāo)或有效剪強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算時(shí)，可考慮地基土中空隙水壓力的變化（僅考慮外加荷重的孔隙水壓力，不能考慮原地基土自重的孔隙水壓力）。（4）以上各種方法均可按每級加荷完成后的斷面進(jìn)行計(jì)算，也可以有選擇地取某幾基加荷的情況來計(jì)算；對于各種堤體，可完成兩面邊坡的計(jì)算；可以考慮滲流力的影響；可按要求計(jì)入水平力的影響；對有板樁的情況可不計(jì)算切過板樁的滑弧。計(jì)算中所需的強(qiáng)度增量（或空隙水壓力）按規(guī)范方法計(jì)算，其中的地基附加應(yīng)力如地基附加應(yīng)力計(jì)算所述，固結(jié)度計(jì)算與98版相同。8.2.2采用不同強(qiáng)度指標(biāo)時(shí)的計(jì)算效果差別（１）不同強(qiáng)度指標(biāo)的計(jì)算公式對飽和土地基上的邊坡工程，如果飽和土體已經(jīng)完全固結(jié)（如固結(jié)度已達(dá)95%以上），采用固結(jié)快剪強(qiáng)度指標(biāo)或有效剪強(qiáng)度指標(biāo)；進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算都是沒有問題的。如果飽和土體完全沒有固結(jié)（如固結(jié)度小于5%）采用十字板剪、直剪快剪等不排水剪強(qiáng)度指標(biāo)；進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算都也是沒有問題的。當(dāng)飽和土體已經(jīng)完成了部分固結(jié)，比如局部區(qū)域打設(shè)了排水通道（塑料板），可以有以下幾種計(jì)算方法：一是采用固結(jié)快剪強(qiáng)度指標(biāo)，并考慮土體的孔隙水應(yīng)力；二是采用十字板剪、直剪快剪等不排水剪強(qiáng)度指標(biāo)，并考慮因土體固結(jié)產(chǎn)生的強(qiáng)度增長。在工程主體完成時(shí)，這幾種計(jì)算方法均是可以應(yīng)用的，這里以簡單條分法為例，討論各種計(jì)算方法的強(qiáng)度差別；相應(yīng)的抗滑力矩計(jì)算公式如下（計(jì)算圖示１）。圖１：計(jì)算示意圖方法一：采用固結(jié)快剪強(qiáng)度指標(biāo)，并考慮土體的固結(jié)度?？够氐挠?jì)算公式為：(1)式中，為邊坡表面荷載和施工過程中土條寬度內(nèi)填土重力（kN/m）；為滑動(dòng)面以上土條寬度內(nèi)原地基土重力（kN/m）；為滑動(dòng)面上的固結(jié)度，當(dāng)滑動(dòng)面通過原地基表面以上的填土?xí)r，；為滑動(dòng)面上的固結(jié)快剪內(nèi)摩擦角（°）、粘聚力（kPa）；為滑弧切線與水平線夾角（°）；為土條的滑弧弧長（ｍ）；以上參數(shù)均是第i土條上的值。方法二：采用十字板剪強(qiáng)度，并考慮因土體固結(jié)產(chǎn)生的強(qiáng)度增長。抗滑力矩的計(jì)算公式為：(2)式中：填土重力產(chǎn)生的垂直附加應(yīng)力（kPa）；為土條寬度；為滑動(dòng)面上的十字板剪強(qiáng)度。當(dāng)滑動(dòng)面通過原地基表面以上的填土?xí)r，，應(yīng)改為，應(yīng)改為。方法三：采用直剪快剪強(qiáng)度，并考慮因土體固結(jié)產(chǎn)生的強(qiáng)度增長。抗滑力矩的計(jì)算公式為：(3)式中，為滑動(dòng)面上的直剪快剪內(nèi)摩擦角（°）、粘聚力（kPa）；當(dāng)滑動(dòng)面通過原地基表面以上的填土?xí)r，，應(yīng)改為，應(yīng)改為。當(dāng)然，還可以采用三軸試驗(yàn)得出的強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算，這里就不一一列舉了。（２）不同強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算效果的分析由計(jì)算公式可見，上述幾種計(jì)算方法均考慮了原地基表面以上填土對應(yīng)的強(qiáng)度，及原地基表面以上的填土重力對地基土固結(jié)過程的影響，只是計(jì)算點(diǎn)上垂直力考慮的方法不同：方法一按土條重力考慮，方法二、三按垂直附加應(yīng)力考慮。各種計(jì)算方法的主要差別是原地基土所采用的強(qiáng)度，如果固結(jié)快剪強(qiáng)度指標(biāo)是地基土完全固結(jié)后的強(qiáng)度指標(biāo)；十字板剪強(qiáng)度、直剪快剪強(qiáng)度是在獲取其強(qiáng)度時(shí)，地基土在自重條件下已經(jīng)完成部分固結(jié)條件下的強(qiáng)度指標(biāo)。則：方法一采用的是地基土完全固結(jié)后土條寬度內(nèi)的總強(qiáng)度：；顯然，除非地基土已經(jīng)基本完全固結(jié)，否則就是采用了較計(jì)算狀況偏大的強(qiáng)度，使得計(jì)算的安全系數(shù)偏大，是一種偏于不安全的計(jì)算方法。方法二采用的是地基土在施工期間完全沒有固結(jié)的土條寬度內(nèi)的總強(qiáng)度：；這是一種只考慮了地基表面以上的填土重力對地基土固結(jié)作用，沒有考慮施工期間地基土在自重條件下固結(jié)作用的計(jì)算方法。除非施工期間地基土在自重條件下完全沒有固結(jié)，否則就是采用了較計(jì)算狀況偏小的強(qiáng)度，使得計(jì)算的安全系數(shù)偏小，是一種偏于安全的計(jì)算方法。至少對打設(shè)了排水通道的情況是這樣的。方法三采用的強(qiáng)度是由兩部分組成：一是地基土在施工期間完全沒有固結(jié)的土條寬度內(nèi)的總強(qiáng)度：；二是原地基表面以上的填土所產(chǎn)生的強(qiáng)度：。這也是一種只考慮了地基表面以上的填土重力對地基土固結(jié)作用，沒有考慮施工期間地基土在自重條件下固結(jié)作用的計(jì)算方法。但對地基表面以上填土重力產(chǎn)生的強(qiáng)度增加了。對第一部分強(qiáng)度，是必須要計(jì)入的，這是沒有疑義的。第二部分強(qiáng)度是在認(rèn)為在填土重力對地基土固結(jié)作用很快就達(dá)到了這一強(qiáng)度的條件下采用的。如果不計(jì)入，也是一種只考慮了地基表面以上的填土重力對地基土固結(jié)作用，沒有考慮施工期間地基土在自重條件下固結(jié)作用的計(jì)算方法。如果計(jì)入，在較小且較小的情況下，應(yīng)當(dāng)是沒有問題的；但當(dāng)在較大且較大的情況下，就有可能采用了較計(jì)算狀況偏大的強(qiáng)度，使得其計(jì)算是