不同地基條件下軟質(zhì)巖巖石地基承載力的確定及適用條件探析

宋偉強(qiáng)

摘要：在建設(shè)工程項(xiàng)目施工中，地基施工占據(jù)著關(guān)鍵性地位。為增強(qiáng)軟質(zhì)巖地基施工的科學(xué)性和有效性，并有效保障軟質(zhì)巖地基施工安全，必須對地基承載力進(jìn)行科學(xué)確定。本文淺析了不同地基條件下軟質(zhì)巖巖石地基承載力的確定方法以及適用條件，以期軟質(zhì)巖巖石地基施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：軟質(zhì)巖;地基承載力;適用條件

1.前言

軟質(zhì)巖通常具有泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，遇水極易發(fā)生軟化，在曝曬下極易發(fā)生開裂。在軟質(zhì)巖地基施工中，若缺乏現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果，通常借助相應(yīng)公式實(shí)施對地基實(shí)際承載力的計(jì)算，并利用查表實(shí)現(xiàn)對具體取值的確定。對此，有必要探究在各類地基不同條件下，確定軟質(zhì)巖相應(yīng)的地基實(shí)際承載力的方法，并明確其具體的適用條件。

2.不同方法的地基承載力分析

本文選取三個場地作為分析樣本，對淺層靜力平板載荷試驗(yàn)、嵌巖基樁自平衡法靜載試驗(yàn)進(jìn)行采用。后者所用樁徑長度為1.Om，分別對編號為1、2、3的試樁實(shí)施嵌固處理，其中，編號1的試樁實(shí)際長度為2.4m，編號2的試樁的實(shí)際長度為5.Om，編號3的試樁的實(shí)際長度為6.Om。

2.1規(guī)范公式計(jì)算

軟質(zhì)巖相應(yīng)的地基實(shí)際承載力的規(guī)范計(jì)算公式如下：

淺基礎(chǔ)相應(yīng)的地基承載力特征值：

在上述公式中，ψr表示折減系數(shù)，若場地中存在的風(fēng)化巖均具有較完整的程度，則要充分考慮存在的不利組合，并嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范，將ψ，的取值設(shè)置為0.2。ξr表示地基自身的端阻以及側(cè)阻相應(yīng)的綜合系數(shù)，對應(yīng)樁徑的實(shí)際長度為l.Om，嵌固段實(shí)際長度分別是2.4m，5.Om以及6.Om，嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范，將ξr1的取值設(shè)置為1.29、將ξr2的取值設(shè)置為1.57、將ξr3的取值設(shè)置為1.63：CI表示地基相應(yīng)的端阻發(fā)揮系數(shù)，C1表示地基相應(yīng)的側(cè)阻發(fā)揮系數(shù)，對應(yīng)樁相應(yīng)的嵌固段實(shí)際長度要超過0.5m，嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范，將c1的取值設(shè)置為0.45，將c2的取值設(shè)置為0.03。

遵循相關(guān)規(guī)范公式，對地基實(shí)際承載力相應(yīng)的具體特征值實(shí)施計(jì)算，呈現(xiàn)出如下規(guī)律：在一定埋深情況下，樁基礎(chǔ)自身樁端阻力相應(yīng)的具體特征值是淺基礎(chǔ)對應(yīng)的地基實(shí)際承載力相應(yīng)的具體特征值的2.25倍。樁基礎(chǔ)自身實(shí)際嵌固深度與樁嵌固段自身的承載力相應(yīng)的具體特征值二者呈現(xiàn)出非線性關(guān)系。當(dāng)基礎(chǔ)嵌固自身實(shí)際深度呈現(xiàn)逐漸增加時，樁嵌固段自身的承載力相應(yīng)的具體特征值的綜合值增加量逐步減小。這表明，到一定深度時，樁嵌固段自身的承載力相應(yīng)的特征值的綜合值會形成一個定值[1]。

2.2規(guī)范查表取值

利用規(guī)范查表對地基實(shí)際承載力具體的特征值進(jìn)行確定，如表1所示。

通過規(guī)范查表對地基承載力相應(yīng)的特征值進(jìn)行確定，其值處于較大的區(qū)間范圍。在實(shí)際中，直接利用規(guī)范查表，難以對地基實(shí)際承載力具體的特征值進(jìn)行有效確定嘲。

2.3淺層靜力平板載荷試驗(yàn)

借助淺層靜力平板載荷試驗(yàn)對3個場地進(jìn)行分析，在具體試驗(yàn)過程中，壓力一沉降這一曲線自身的起始直線段實(shí)際對應(yīng)的具體終點(diǎn)表現(xiàn)為比例荷載，與終止加載各項(xiàng)條件有效符合的前一級相應(yīng)荷載表現(xiàn)為極限荷載，將該荷載與相關(guān)安全系數(shù)二者的實(shí)際比值與比例荷載實(shí)施相互比較，選取較小值，據(jù)此為各檢測點(diǎn)自身地基實(shí)際承載力具體的特征值[3]。

2.4基樁自平衡法靜載試驗(yàn)

遵循2倍預(yù)估荷載具備的10級分級加載，對編號1的試樁增加2×2400kN的荷載，上部樁即在向上位移的情況下出現(xiàn)突變，并使上部樁出現(xiàn)抬起，側(cè)阻力達(dá)到極限狀態(tài)，將前一級增加荷載的值，即2lOOkN作為極限側(cè)阻力;下部樁呈現(xiàn)出較小的向下位移，沒有產(chǎn)生突變，其端阻力沒有達(dá)到極限狀態(tài)。對試樁2增加荷載到2×2400kN，對試樁3增加荷載到2×3000kN，此時，試樁急劇增加向下位移，并產(chǎn)生陡然降低，無法確保穩(wěn)定荷載，端阻力達(dá)到極限狀態(tài)，側(cè)阻力沒有達(dá)到極限狀態(tài)[4]。對單樁豎向承載力相應(yīng)的特征值Ra而言，各類規(guī)范具有不同的公式表達(dá)，但從總體上看，表述了基本相同的含義。將不同規(guī)范計(jì)算公式作為依據(jù)，可得如下公式：

借助該試驗(yàn)，對樁基礎(chǔ)嵌固段對應(yīng)地基側(cè)阻力相應(yīng)的特征值以及端阻力相應(yīng)的特征值進(jìn)行確定。樁基礎(chǔ)嵌固實(shí)際深度不斷增加，其側(cè)阻力發(fā)揮也相應(yīng)增加、地基端阻力相應(yīng)的特征值也隨之增加，單樁豎向承載力相應(yīng)的特征值也相應(yīng)增加。

3.不同方法的地基承載力對比分析

將淺基礎(chǔ)對應(yīng)的地基實(shí)際承載力具體的特征值fa與淺層地基相應(yīng)的靜力平板載荷試驗(yàn)具體結(jié)果實(shí)施對比和深入分析，將嵌巖樁自身的地基端阻力具體的特征值qpa、側(cè)阻力具體的特征值qra與基樁自平衡法靜載試驗(yàn)具體結(jié)果實(shí)施對比和深入分析，將嵌巖樁單樁豎向承載力具體的特征值Ra與基樁自平衡法靜載試驗(yàn)結(jié)果實(shí)施對比和深入分析，分別依據(jù)公式（2）和公式（3）對場地內(nèi)3個試樁各自的單樁豎向承載力具體的特征值Ra進(jìn)行計(jì)算。各類方法對泥巖承載力進(jìn)行確定的對比如表2所示。

4.地基承載力確定方法的適用條件

借助規(guī)范公式對地基實(shí)際承載力進(jìn)行計(jì)算，或者利用規(guī)范查表對地基承載力進(jìn)行確定：

（1）對巖石完整性進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，在此基礎(chǔ)上，將巖石實(shí)際具備的完整程度作為相關(guān)依據(jù)，借助規(guī)范公式，對淺基礎(chǔ)對應(yīng)的地基實(shí)際承載力相應(yīng)的特征值fo進(jìn)行計(jì)算。

（2）若樁基礎(chǔ)嵌固深度比1倍樁徑要小，可將之作為淺基礎(chǔ)，對地基承載力相應(yīng)的特診值fao進(jìn)行確定。

（3）若樁基礎(chǔ)嵌固深度比1倍樁徑要小，且嵌固深度在5m以下，可借助公式（3）對其端阻力相應(yīng)的特征值qpa進(jìn)行計(jì)算。

（4）若樁基礎(chǔ)嵌固深度稍微超過5m，可借助規(guī)范查表，取范圍值相應(yīng)的上線值對其端阻力相應(yīng)的特征值qpa進(jìn)行確定。

（5）若樁基礎(chǔ)對軟質(zhì)巖進(jìn)行嵌入，通過不同方法得出其側(cè)阻力具體的特征值q ra均較小，有必要借助規(guī)范查表，取范圍值相應(yīng)的中值，對q ra進(jìn)行確定。

樁基礎(chǔ)相應(yīng)的端阻力以及側(cè)阻力均能實(shí)現(xiàn)最大程度上的發(fā)揮時，可將qpa與qra分別與各自對應(yīng)的具體幾何量相乘，實(shí)現(xiàn)對單樁豎向承載力的計(jì)算。若樁基礎(chǔ)嵌固深度過大，則應(yīng)在現(xiàn)場實(shí)施基樁試驗(yàn)對單樁豎向承載力進(jìn)行確定。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹建強(qiáng).軟質(zhì)巖巖石地基承載力確定方法與適用條件分析[J].西部探礦工程， 2018 （01）19-22.

[2]趙葉江.對確定貴陽軟巖地基承載力的幾點(diǎn)認(rèn)識[J].土工基礎(chǔ)，2015，29（02）：60-63.

[3]李成芳，陳奎，熊啟東，等.重慶地區(qū)軟質(zhì)巖地基承載力試驗(yàn)研究[J].建筑結(jié)構(gòu)，2017（09）：90-93.

[4]何建凱.淺論第三系泥巖地基承載力的確定方法[J].巖土工程技術(shù)，2017，31（02）：76-79.