淺議寶雞地區(qū)天然地基平均沉降量計算中經(jīng)驗系數(shù)的取用

高桂軍，王海軍

(陜西省寶雞市勘察測繪院，陜西寶雞 721000)

1 前言

地基變形計算是建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計的一項重要內(nèi)容，不僅要設(shè)計人員在建筑施工圖設(shè)計階段依據(jù)巖土工程勘察報告中提供地基土的物理力學(xué)指標和變形參數(shù)進行詳細計算，同時也需要勘察技術(shù)人員進行地基平均沉降量估算，從而使巖土工程勘察和建筑設(shè)計工作聯(lián)系更緊密更貼近實踐，使工程建設(shè)活動更為經(jīng)濟安全可靠。《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》(JGJ72－2004)8.2.12及附錄解釋明確說明:對建筑整體傾斜的計算結(jié)果，應(yīng)在地區(qū)實測資料進行對比的基礎(chǔ)上進行判斷。地基變形計算的方法很多，其中分層總和法是最常用的方法，亦是國標《地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007－2011)規(guī)定的計算方法?，F(xiàn)行行業(yè)標準《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》(JGJ72－2004)附錄B也提供了用變形模量采用分層總和法估算天然地基平均沉降量的方法。作為巖土勘察工作者來說，該方法具有簡便、快捷的特點。但是規(guī)程中對調(diào)整系數(shù)和沉降經(jīng)驗系數(shù)未給以明確數(shù)值，這也給我們巖土工程師們提供了廣闊的探索空間，筆者通過對多項高層建筑地基的實測資料和計算資料對比，進一步對該計算方法和計算公式中的沉降經(jīng)驗系數(shù)和調(diào)整系數(shù)進行推算和驗證，得出了寶雞地區(qū)該沉降經(jīng)驗系數(shù)數(shù)值。

2 公式中沉降經(jīng)驗系數(shù)ψs和調(diào)整系數(shù)β的確定

行業(yè)標準《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》(JGJ72－2004)附錄B提供的天然地基平均沉降量公式:

該公式中ψs為沉降經(jīng)驗系數(shù)，規(guī)范明確給定對花崗巖殘積土取1，其他土未明確數(shù)值，指明該值由地區(qū)經(jīng)驗確定。

工程實踐中利用數(shù)學(xué)中的內(nèi)插法計算，規(guī)范附表B.0.2－2中給出了花崗巖殘積土沉降經(jīng)驗系數(shù)ψs和調(diào)整系數(shù)β，同時也給出了碎石土(卵石)調(diào)整系數(shù)β值，由此采用內(nèi)插法求得卵石的沉降經(jīng)驗系數(shù)ψs值為0.4，寶雞市區(qū)主要位于黃河最大的支流渭河兩岸，地貌上處于渭河河漫灘或低階地之上，高層建筑主要也集中建于此處，高層建筑多以第四系卵石層或其下的第三系粉質(zhì)粘土(也有同行定名為泥巖)為持力層，該兩種土的物理狀態(tài)差異顯著，但力學(xué)和工程性能卻相當(dāng)，我院多年的現(xiàn)場靜力豎向載荷試驗實際測算出的變形模量E0數(shù)值也證明了該點。寶雞地區(qū)在此建設(shè)的高層建筑地基全部采用天然地基上的筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深為 5.0 m～10.0 m左右(如圖1所示)。在實踐中作為地基持力層的第三系的泥巖(粉質(zhì)粘土)經(jīng)驗系數(shù)ψs值我們也取0.4～0.6，調(diào)整系數(shù)β取0.5，通過本地區(qū)同類場地計算和實測資料對比，證明該值是可信的，可以采用。表1是對本地區(qū)的建筑地基沉降的實測值和估算值的對比。

圖1 工程地質(zhì)剖面圖

按《高層建筑巖土工程勘察規(guī)范》估算地基平均沉降量表 表1

3 工程實例

表1為某高層住宅樓的計算實例，該場地的工程地質(zhì)條件典型剖面如圖1所示，該樓的擬建物設(shè)計基礎(chǔ)埋深6.50 m，場地地基為均勻地基。在該工程的設(shè)計論證階段，勘察建議以⑤層卵石層做基礎(chǔ)持力層，以第三系粉質(zhì)粘土(半成巖狀)作下臥受力層，采用天然地基方案，持力層和下臥層均為中～低壓縮性土，基礎(chǔ)為筏板基礎(chǔ)。在巖土勘察報告中估算的沉降為地基平均沉降量為17.05 mm，其沉降(如表1所示)可以滿足上部結(jié)構(gòu)要求。

在該住宅樓施工過程以及竣工后兩年內(nèi)，一直對該樓進行沉降觀測，最終測得該樓的最終平均沉降為15.78 mm，相對誤差率為8%。

4 工程實例分析

通過我院對近年來的實際勘察和測量資料統(tǒng)計整理，從表2中的數(shù)據(jù)可以看出，實測值均小于理論計算值，實際測量和理論計算值之間的誤差為12% ～23%，平均誤差為13.49%。由此工程實踐中建筑物的沉降觀測點均布置在建筑周邊，實際產(chǎn)生沉降量最大的地方位于建筑物基礎(chǔ)中心處，該處的沉降值往往難于觀測到;并且進行沉降測量時建筑地基往往已產(chǎn)生變形和沉降，因此實測值小于總體分析理論計算值的情況與工程實踐比較吻合，也說明我們所用的經(jīng)驗值較為準確反映出了地基土的變形特征，同時總體偏于安全。

建筑地基沉降計算值與沉降實測量對比表表2

5 結(jié)語

在工程實踐中，地區(qū)工程經(jīng)驗體現(xiàn)了一個地區(qū)建設(shè)的鮮明特點，是理論分析現(xiàn)階段不能解釋和取代的，巖土工作者應(yīng)注重積累并進行反演分析，只有不斷總結(jié)分析整理才能使土力學(xué)理論更加貼近實踐。在巖土工程勘察設(shè)計階段利用地區(qū)的經(jīng)驗系數(shù)對擬建建筑沉降估算，計算結(jié)果對工程實踐而言是可靠的，現(xiàn)行的規(guī)范、規(guī)程也給我們巖土工程工作者在實際使用時提供了廣大的探索空間，為今后形成地區(qū)性的規(guī)程作好資料收集和整理創(chuàng)造了條件。

［1］GB50007－2011.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范［S］.

［2］JGJ72－2004.高層建筑巖土工程勘察規(guī)程［S］.

［3］JGJ8－2007.建筑變形測量規(guī)范［S］.

［4］GB/T15314－1994.精密工程測量規(guī)范［S］.

［5］GB50021－2001.巖土工程勘察規(guī)范［S］.

［6］《工程地質(zhì)手冊》編委會.工程地質(zhì)手冊［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2007.

［7］陳東東，馬大喜.某小區(qū)高層建筑物沉降觀測技術(shù)及數(shù)據(jù)分析［J］.城市勘測，2013，5:127～130.

［8］羅芹，朱紅霞，趙洪峰，高層建筑箱基地基變形計算方法探討［J］.城市勘測，2006，3:71～76.