楊道光

江西贛南地質(zhì)工程院，江西 贛州 341000

工程建設(shè)實(shí)例中，常因荷載過大超過地基極限承載能力，出現(xiàn)強(qiáng)度問題。因此，地基承載力的準(zhǔn)確獲取是避免出現(xiàn)強(qiáng)度問題的關(guān)鍵。地基承載力是工程建設(shè)的重要依據(jù)，決定著基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式、地基處理方式等。在勘察過程中，如何合理準(zhǔn)確地確定地基承載力，是巖土工程勘察中一個(gè)重要的問題。文章主要介紹工民建勘察過程中確定地基承載力主要的技術(shù)手段。

1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方法介紹

1.1 原位測(cè)試

（1）載荷試驗(yàn)。土基平板載荷試驗(yàn)主要通過收集荷載沉降P-S曲線，確定地基承載力特征值。當(dāng)荷載沉降P-S曲線有比例界限時(shí)，取該比例界限所對(duì)應(yīng)荷載值，當(dāng)極限荷載小于對(duì)應(yīng)比例界限荷載的2倍時(shí)，取極限荷載值的50%，當(dāng)不能按前兩款確定時(shí)，按相對(duì)變形值確定。巖石地基載荷試驗(yàn)，適用于確定完整、較完整、較破碎巖石地基承載力。通過收集荷載沉降P-S曲線，確定巖基承載力特征值。當(dāng)荷載沉降P-S曲線上起始直線段終點(diǎn)為比例界限，取該比例界限所對(duì)應(yīng)荷載值，當(dāng)極限荷載小于對(duì)應(yīng)比例界限荷載的3倍時(shí)，取極限荷載值的50%。巖石地基承載力不進(jìn)行深寬修正?，F(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)，通過現(xiàn)場(chǎng)獲取地基在受荷下的變形特征，按相對(duì)變形允許值確定地基承載力。

（2）靜力觸探。適用于軟土、一般黏性土、粉土、砂土和含少量碎石的土。根據(jù)需要可采用單橋探頭、雙橋探頭，單橋可測(cè)定比貫入阻力，雙橋可測(cè)定錐尖阻力和側(cè)壁摩阻力。初步判定地基土承載力特征值時(shí)可根據(jù)地基土承載力特征值fak與比貫入阻力標(biāo)準(zhǔn)值Ps關(guān)系確定（見表1）。

表1 承載力特征值與比貫入阻力標(biāo)準(zhǔn)值關(guān)系

（3）動(dòng)力觸探。動(dòng)力觸探包括輕型和重型，可根據(jù)觸探擊數(shù)初步判斷地基土承載力特征值（見表2、表3）。

表2 輕型動(dòng)力觸探擊數(shù)與地基土承載力特征值關(guān)系

表3 重型動(dòng)力觸探擊數(shù)與地基土承載力特征值關(guān)系

（4）標(biāo)貫試驗(yàn)。初步判定地基土承載力時(shí)，可按表查值（見表4～表6）

表4 砂土承載力特征值表

表5 粉土承載力特征值表

表6 黏性土承載力特征值表

靜力觸探試驗(yàn)、圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)、標(biāo)貫試驗(yàn)均通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)定貫入難易程度，通過經(jīng)驗(yàn)值換算，間接獲取地基承載力。

1.2 土工試驗(yàn)

通過室內(nèi)試驗(yàn)確定承載力的方法主要有《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50007—2011）規(guī)定，小偏心受壓條件下（e≤0.033b，e為孔隙比，b為基礎(chǔ)寬），根據(jù)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定地基承載力特征值：

式中：fa為由土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定的地基承載力；Mb、Md、Mc均為承載力系數(shù)；b、d分別為基礎(chǔ)寬度、埋深；r為基底以下土重；rm為基底以上土重；Ck為基底下1倍短邊寬的深度范圍內(nèi)黏聚力標(biāo)準(zhǔn)值。

該公式是基于平面應(yīng)變、近彈性理論，考慮強(qiáng)度和變形的修正公式，理論基礎(chǔ)是太沙基地基承載力理論公式。由式（1）可知地基承載力由三部分組成：滑動(dòng)面上的黏聚力產(chǎn)生的承載力McCk、滑動(dòng)土體自重產(chǎn)生的承載力Mbrb、基底以上兩側(cè)超載產(chǎn)生的承載力Mdrmd。獲取C、φ值的方法，主要有快剪、固結(jié)快剪、慢剪、三軸剪等。承載力系數(shù)與土層內(nèi)摩擦角有關(guān)，承載力特征值與基礎(chǔ)寬埋深及基底上下土性有關(guān)。

其他獲取地基承載力試驗(yàn)，還有十字板剪切試驗(yàn)，可用于計(jì)算飽和軟黏土的地基容許承載力。公路橋涵、鐵路橋涵等相關(guān)規(guī)范規(guī)定，可通過含水率、液性指數(shù)、孔隙比等試驗(yàn)參數(shù)查表確定承載力經(jīng)驗(yàn)值?！督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50007—2011）規(guī)定地基承載力特征值fa的計(jì)算公式如下：

式中：frk為巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度；ψr為折減系數(shù)，通過室內(nèi)巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度確定巖基承載力。

2 工程實(shí)例

結(jié)合工程實(shí)例，根據(jù)不同巖土性質(zhì)，確定各巖土層地基承載力（見表7～表10）。鉆孔揭露場(chǎng)區(qū)地層自上而下大體可分為7層，自上而下分別為素填土、淤泥質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土、粉砂、全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。

素填土：雜色，濕，松散，主要由黏性土組成，屬第四系新近人工填筑土層。淤泥質(zhì)黏土：灰黑色，飽水，流塑，味臭，含少量腐植質(zhì)，主要由粉黏粒組成，屬第四系靜水環(huán)境沉積層。粉質(zhì)黏土：黃褐色，濕，可塑～軟塑，切面較平整光滑，干強(qiáng)度中等，韌性中等，屬第四系全新統(tǒng)沖積層。粉砂：黃色，飽水，中密，砂質(zhì)成分以石英為主，直徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量約占總重的50%～60%，屬第四系上更新統(tǒng)沖積層。全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖：紫紅色，稍濕，巖芯呈密實(shí)～硬塑土柱狀，結(jié)構(gòu)基本破壞，浸水易軟化崩解，屬白堊系全風(fēng)化層。強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖：紫紅色，稍濕，巖石結(jié)構(gòu)大部破壞，風(fēng)化裂隙很發(fā)育，巖芯呈碎塊狀，水浸易軟化崩解，散體狀結(jié)構(gòu)，極軟巖，巖體質(zhì)量類別為Ⅴ類，屬白堊系強(qiáng)風(fēng)化層。中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖：紫紅色，質(zhì)堅(jiān)，巖石結(jié)構(gòu)部分破壞，裂隙發(fā)育一般，巖芯柱狀為主，巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD為50%～80%，中厚層狀結(jié)構(gòu)，巖體較完整，質(zhì)量類別為Ⅴ類，堅(jiān)硬程度屬軟巖，屬白堊系中風(fēng)化巖層。

現(xiàn)根據(jù)巖土性質(zhì)，采用不同方法確定各層承載力特征值（見表7～表10）。由表10可知，室內(nèi)試驗(yàn)由于受到取樣的離散型、制樣的規(guī)范性、人為擾動(dòng)等的影響，獲取的巖土參數(shù)部分失真，換算的承載力與原位測(cè)試結(jié)果出入較大。采用室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定地基承載能力時(shí)，應(yīng)充分考慮這些不利影響因素。

表7 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)確定承載力統(tǒng)計(jì)表

表8 重型動(dòng)力觸探確定承載力統(tǒng)計(jì)表

表9 巖石飽和單軸抗壓確定承載力統(tǒng)計(jì)表

表10 巖土層承載力確定方法異同表

3 結(jié)束語(yǔ)

文章通過原位測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)及查規(guī)范手冊(cè)經(jīng)驗(yàn)值表等方法，針對(duì)不同巖土層性質(zhì)采用不同的地基承載力確定方法，直接或間接地獲取了巖土層地基承載力，較為準(zhǔn)確地反映了地層的承載能力，與后期驗(yàn)槽、試樁結(jié)果出入不大，收到了較好的效果。巖土層因受到沉積歷史和環(huán)境的差異性、后期人為的干擾等影響，表現(xiàn)出各異強(qiáng)度變形性質(zhì)，因此要想合理地獲取巖土層的性質(zhì)，工作人員應(yīng)充分考慮各方面的影響。