綜述巖土工程勘察與地基設(shè)計

黃煒雯 程冬冬

江蘇省地質(zhì)工程有限公司

【摘 要】地基是各項工程的基礎(chǔ)，巖土工程勘察為地基設(shè)計提供的數(shù)據(jù)支持，巖土工程勘察好壞與否直接關(guān)系到地基設(shè)計的合理與否，因此必須重視巖土勘察工作。本文分析了巖土工程勘察對于與地基設(shè)計的意義，并探討了巖土工程勘察關(guān)于地基設(shè)計的要點。

【關(guān)鍵詞】巖土勘察；地基設(shè)計；承載力

一、巖土工程勘察對于與地基設(shè)計的意義

上層結(jié)構(gòu)負(fù)載被基礎(chǔ)層所傳遞，而起到支撐作用的土體或者巖體，就是建筑工程項目里通常所指的地基。一般來說，外部環(huán)境的變化會使地基的土層發(fā)生壓縮、濕陷、膨脹、凍脹以及收縮等各種變形現(xiàn)象，這種變形如果超過了規(guī)定值，在荷載作用下，地基因土層變形而受到的破壞將嚴(yán)重影響建筑的正常使用以及安全，為建筑單位造成重大損失。在設(shè)計地基時，地基基礎(chǔ)地面所受到的單位面積壓力與地基被規(guī)定的承載力都要考慮清楚，前者不能小于后者。同時，建筑物沉降值要保持在允許的變形值內(nèi)，不能超出規(guī)定范圍。需要注意的是，地基如果發(fā)生滑動現(xiàn)象將嚴(yán)重影響建筑物的安全性，所以一定要避免。

進(jìn)行巖土勘察能夠為地基的設(shè)計提供重要的成果資料，勘察工作成果報告中的內(nèi)容是地基設(shè)計的基礎(chǔ)。其內(nèi)容需要包含以下幾個方面的內(nèi)容：

（一）工程地質(zhì)概況

地基土層的地質(zhì)情況是整個勘察工作的基礎(chǔ)，其不但對于地基評價有著重要的意義，同時也是后續(xù)工作的基礎(chǔ)，在進(jìn)行現(xiàn)場勘察的時候，需要對其進(jìn)行詳細(xì)的報告，如有需要，需要對其進(jìn)行圖文說明，以保證其全面性、真實性、可靠性。

（二）建筑地基土層評價

該評價主要包括兩個方面的內(nèi)容，其一就是對地基土層的現(xiàn)場勘查所作出的結(jié)論；其二就是在室內(nèi)進(jìn)行的土工實驗的總結(jié)。

在評價中要對這兩個方面進(jìn)行必要的評價說明。在進(jìn)行評價說明的時候，需要將具體的參數(shù)擺出，諸如壓縮系數(shù)、濕陷性系數(shù)、承載力數(shù)值等。只有具備這些內(nèi)容，才能使其更具參考性。

二、巖土工程勘察關(guān)于地基設(shè)計的要點

（一）地基承載力特征值確定

正是由于我國幅員遼闊，土壤總類繁多，因此，對于我國來說，不能對地基承載力做一個統(tǒng)一的概括的規(guī)則，雖然現(xiàn)在有使用查表的方法，但是根據(jù)查表的內(nèi)容也僅能對大部分地區(qū)的情況做較為保守的地基承載力計算，但是不能作為極其個別的地區(qū)的參考依據(jù)。因此對于地基承載力特征值的確定，更加傾向于更好地提高設(shè)計水平以適應(yīng)工程質(zhì)量的嚴(yán)格要求，其中一個重要原則就是變形控制，在GB50070-2002 中就對GBJ7-89 所指定的物理力學(xué)性質(zhì)指數(shù)以及地基承載力之間的關(guān)系做了廢除，而且在新規(guī)定中明確指出了勘察單位必須要在試驗研究之后方可對地基承載力設(shè)計參數(shù)進(jìn)行確認(rèn)。然而在實際操作中，存在很多不夠成熟之處。

（二）修正粉土與粉砂地基承載力特征值的深寬問題

在對粉土與粉砂地基承載力特征值深寬進(jìn)行修正時，在選擇深、寬修正系數(shù)時，不能僅考慮粉土中粘粒含量低于10%這一條件，因為在實際應(yīng)用中，中密以下粉土修正后承載力特征值偏不安全。并且粉砂取深、寬修正系數(shù)時不適用于很濕及飽和時稍密狀態(tài)的粉砂。所以，結(jié)合實際工程經(jīng)驗，針對中密以下粉土及很濕及飽和時稍密狀態(tài)的粉砂層要選擇不同的深度修正系數(shù)與寬度修正系數(shù)。

（三）地震效應(yīng)問題

地基設(shè)計中的波速測試結(jié)果會對場地類別判斷的準(zhǔn)確性、工程的抗震成本等產(chǎn)生直接影響，因此，針對一些抗震重要性較高、甲類及乙類建筑，相關(guān)規(guī)范強制要求進(jìn)行波速測試。地基設(shè)計時不能僅靠經(jīng)驗對場地等效剪切波速進(jìn)行估算，更不能按照區(qū)域經(jīng)驗計算覆蓋層厚度，否則會影響到場土類型、場地類別判斷的準(zhǔn)確性。地基處理后會影響到剪切波速值，相應(yīng)的場地地基土類型、場地類別均會受到影響，這些要在地基設(shè)計中充分考慮進(jìn)來。此外，針對飽和粉土、砂土進(jìn)行液化初判時，可以按照年平均最高水位作為地下水水位深度，或者采用近期內(nèi)年最高水位，不得采用勘察時水位。

（四）差異沉降控制的問題

由于地基不均勻沉降可能會引起建筑物各部分的破壞，因此需要設(shè)置沉降縫。由于建筑建造時所處的土質(zhì)基礎(chǔ)各不相同，并且建筑物相鄰部分的荷載、高度和結(jié)構(gòu)形式差別較大，常會因為各部分不均勻的沉降而導(dǎo)致開裂或錯動。為有效防止此類問題，通常在差異處設(shè)置垂直縫隙，將建筑物分割成若干個獨立單元。但是，在實際工程效果中，沉降縫并不適用于建筑，因為建筑本身的結(jié)構(gòu)壓力會使建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計十分復(fù)雜，而沉降縫的設(shè)計會對工程（如地下室）在土層中的嵌固作用產(chǎn)生一定的影響，產(chǎn)生額外的壓力負(fù)擔(dān)，不利于建筑的安全性與穩(wěn)定性，并且沉降縫對于設(shè)備安裝以及后期使用都會帶來不便。所以在建筑中，盡量不留沉降縫，而是用不同的基礎(chǔ)類型或采用不同的地基處理方式來協(xié)調(diào)不同的地基條件引起的沉降差異。

（五）靜壓預(yù)制樁單樁承載力的確定問題

《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94―2008） 中要求設(shè)計采用單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值直符合下列規(guī)定：（1）設(shè)計等級為甲級的建筑樁基，應(yīng)通過單樁靜載荷試驗確定；（2） 設(shè)計等級為乙級的建筑樁基，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件簡單時，可參照地質(zhì)條件相同的試樁資料，結(jié)合靜力觸探等原位測試和經(jīng)驗參數(shù)綜合確定。其余均應(yīng)通過單樁靜載試驗確定；（3） 設(shè)計等級為丙級的建筑樁基，可根據(jù)原位測試和經(jīng)驗參數(shù)確定。由此可見：靜壓預(yù)制樁單樁豎向承載力只能通過靜載試驗、原位測試或經(jīng)驗參數(shù)確定。比如，我們在審查巖土工程勘察報告時遇見這樣的問題：工程負(fù)責(zé)人建議采用靜壓預(yù)制樁，要求單樁承載力通過壓樁力控制。實際施工過程中施工單位按照勘察單位提供的樁端持力層進(jìn)行施工，可壓樁力始終達(dá)不到設(shè)計要求，甚至壓樁力只有計算值的一半或更少。當(dāng)停壓一星期左右再次施壓時，壓樁力基本與計算值相當(dāng)，單樁承載力能夠滿足設(shè)計要求。究其原因，有如下幾方面原因：一是壓樁過程中，壓力表的讀數(shù)反映的是樁側(cè)阻力和樁端阻力的受力情況，樁在連續(xù)壓人過程中，土層被剪切破壞，此時的側(cè)阻力相當(dāng)于物理學(xué)中的動摩阻力，而動摩阻力遠(yuǎn)小于靜摩阻力；二是當(dāng)樁停壓一段時間再次施壓時，土的結(jié)構(gòu)強度得以恢復(fù)，側(cè)阻力（ 相當(dāng)于靜摩阻力）大幅度提高，壓樁力大幅度增加。因此對于采用靜壓預(yù)制樁的工程，建議勘察報告中單樁承載力還是通過載荷試驗確定，不宜通過壓樁力確定。

三、地基設(shè)計中的問題與對策

在地基設(shè)計中，工程與環(huán)境的共同作用與相互影響表現(xiàn)在建筑地基與基礎(chǔ)之間，對此認(rèn)識不足是有些勘察單位通病，表現(xiàn)在對施工論證不足、巖土工程設(shè)計不足，工程針對性不足等是事故發(fā)生的必然結(jié)果。如果擬建高層建筑物的場地緊鄰道路，一般要求巖土工程勘察時除按高層建筑巖土工程勘察規(guī)范外，工程施工或運營時對周圍環(huán)境的影響也是重點的論證，然而這方面的報告常常在工作勘察中被忽略，致使無法滿足巖土工程施工與設(shè)計的要求。巖土工程技術(shù)人員加強培訓(xùn)學(xué)習(xí)是關(guān)鍵，當(dāng)務(wù)之急是巖土工程技術(shù)人員及管理人員的培訓(xùn)應(yīng)該加強，特別是施工技術(shù)人員與巖土工程設(shè)計人員的培訓(xùn)，以適應(yīng)巖土工程市場的發(fā)展。巖土工程勘察規(guī)范是幾十年來根據(jù)我國各地區(qū)區(qū)域差別和勘察經(jīng)驗成果總結(jié)制訂而成的法規(guī)，意義具有普遍性、指導(dǎo)性。地域遼闊，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，給大興土木增加了難度。由于環(huán)境不同，地質(zhì)成因不同，其力學(xué)性質(zhì)與物理力學(xué)性質(zhì)也不同，以地基承載力而言，某些地區(qū)承載力高，某些地區(qū)承載力低，而安全角度是工程建筑

規(guī)范最著重考慮的地方，所列舉的參數(shù)指標(biāo)，對大多數(shù)地區(qū)是適用的，而對一些地區(qū)可能偏于保守，因此，為了使經(jīng)濟效益最大發(fā)揮，應(yīng)盡早制定完善的地方性規(guī)程，以準(zhǔn)確確定各地區(qū)的地基土承載力，使建設(shè)出更經(jīng)濟合理的工程項目。工程與環(huán)境的共同作用與相互影響，特別是對建設(shè)在不良質(zhì)地作用范圍的工程，要充分論證建設(shè)的可行性及與環(huán)境相互作用的影響程度，以及不良地質(zhì)作用的治理措施和建筑物避讓措施等。

參考文獻(xiàn)：

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