巖土工程勘察地基均勻性及穩(wěn)定性評價

汪旭鴻

摘要：在巖土工程的勘察報告中，地基的均勻性和穩(wěn)定性評價是一項重要的內(nèi)容，對確定建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體系和地基處理方式有著重要的影響，同時對保障建筑工程的質(zhì)量與安全都有重要意義，因此，需要對巖土工程勘察地基均勻性與穩(wěn)定性給予科學(xué)的評價，為實際的工程建設(shè)提供重要的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：巖土工程;地基;均勻性;穩(wěn)定性

在巖土勘察中，地基的均勻性與穩(wěn)定性評價就是其中重要的工作之一，它能夠直接決定了設(shè)計和施工工作的方案選擇與技術(shù)選擇。所以，需要在巖土工程勘察過程中，加強對地基均勻性以及穩(wěn)定性的研究，使勘察結(jié)果更加準確，為后期的設(shè)計和施工奠定更加堅實的基礎(chǔ)，也使工程的質(zhì)量與安全都有了更可靠的依據(jù)。

一、地基均勻性的評價

1.劃分工程地質(zhì)單元。首先需要先到現(xiàn)場去進行實地調(diào)查，觀察項目的地貌單元是否基于不同的地貌單元;其次跟根據(jù)鉆孔探測的資料來繪制出場地的縱橫剖面圖，對巖土成因以及力學(xué)狀態(tài)等進行評價，分析其地基巖土力學(xué)狀況差異性。

2.評價范圍。首先需要確定地基均勻性評價深度：對條形基礎(chǔ)，評價深度為基底下地面寬度的3倍并且不小于5m，獨立基礎(chǔ)的評價深度為基底下地面寬度的1.5倍并且不小于5m;對于天然地基的均勻性評價，其條形地基、淺地基、獨立地基深度范圍是通過? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?來確定;大面積基礎(chǔ)的評價深度由Zn=b（2.5-0.4lnb）確定，這公式中b代表基礎(chǔ)寬度，這種方法需要保證大面積基礎(chǔ)評價深度大于基礎(chǔ)寬度;對于樁基礎(chǔ)的評價深度記為Zn，Oz=0.2Oc，Oc=Σa1P0，其中Oz是附加應(yīng)力，Oc是土的自重應(yīng)力，a1為附加應(yīng)力系數(shù)，P0是等效實體基礎(chǔ)底面的平均附加應(yīng)力。另外計算地基均勻性的評價深度，需要結(jié)合建筑物負荷特點和基礎(chǔ)形式來確定，通過科學(xué)合理的計算確定地基巖土壓縮層的厚度，然后在據(jù)此評價土的力學(xué)性能，實現(xiàn)將地基均勻性進行定性與定量。

3.評價內(nèi)容。根據(jù)有關(guān)的規(guī)范與標準，并且結(jié)合實際情況來進行地基均勻性評價，實際上就是研究地基土不能進行均勻壓縮的問題。因此，可以從以下方面來評價不均勻地基：如果建筑物所處的地貌單元不同，縱橫面巖土層有明顯差異，則被評價為不均勻地基;如果工程所在區(qū)域地質(zhì)為地質(zhì)構(gòu)造破碎帶發(fā)育，其中破碎巖體并非風(fēng)化所引起，則評價為不均勻地基;如果現(xiàn)場有大面積的填土或黏土，或者地基經(jīng)過了人為的處理，則評價為不均勻地基;通過地質(zhì)剖面圖來進行分析，相鄰的鉆孔壓縮層區(qū)域巖體層坡度超過了10°，則評價為不均勻地基。

二、地基穩(wěn)定性的評價

一般來說，建筑地基在均質(zhì)的土層上受到垂直的豎向力，只要滿足荷載要求，就為地基穩(wěn)定性提供主要條件。不均勻地基、斜坡地基、地下水變化比較大或者建筑受到了風(fēng)荷載等水平荷載影響比較大的情況下，需要驗算地基的穩(wěn)定性，來保證建筑工程的質(zhì)量與安全。

地基穩(wěn)定性受到影響的因素有不均勻地基、土層、地質(zhì)水文、基礎(chǔ)支護結(jié)構(gòu)、荷載、排水、埋深等。在場地整體穩(wěn)定的前提之下，在山區(qū)或者河谷取，除了對地基穩(wěn)定性有明顯的影響因素，還有以下的情況：

1.在穩(wěn)定土坡頂上的建筑地基：這種地基在有關(guān)國家規(guī)范與標準上有規(guī)定，垂直于坡頂邊緣線的基礎(chǔ)底面邊長小于等于3m時，基礎(chǔ)底面外緣線至坡頂水平距離符合下列公式要求且同時不能小于2.5m，公式為：條形基礎(chǔ)為a≥3.5b-d/tanβ;矩形基礎(chǔ)為：a≥2.5b-d/tanβ，公式中的b代表坡頂邊緣垂直的基礎(chǔ)地面邊長，d代表基礎(chǔ)埋深，β代表坡腳角度（見圖1）。

當(dāng)基礎(chǔ)底面外邊緣線至坡頂?shù)乃骄嚯x不滿足上述公式要求時，利用基底的壓力結(jié)合公式來計算基礎(chǔ)埋置深度;如果基礎(chǔ)寬度大導(dǎo)致地基不滿足半無限空間體的要求，此時需要降低設(shè)計荷載或者利用樁基礎(chǔ)。而當(dāng)坡腳角度大于45°且坡高度大于8m時，通過上述公式計算后，a值比較小，容易出現(xiàn)滑坡的現(xiàn)象。此時需要對坡體的穩(wěn)定性進行驗算，保證建筑的質(zhì)量與安全。

上述內(nèi)容只適用于均質(zhì)穩(wěn)定的土坡，如果有軟弱構(gòu)造面的影響，需要對不同界面可能發(fā)生的滑動狀況進行驗算，并進行相應(yīng)的處理。

2.邊坡地下水的水位上升或者表面被水所浸泡，都會使建筑地基土的強度降低，使地基失穩(wěn)。河邊的建筑容易發(fā)生這種情況。

3.開挖深基坑后，基底和邊緣會因開挖壓力與卸荷作用的影響，由于其內(nèi)部會受到地下水壓力，容易導(dǎo)致地基失穩(wěn)。

4.基底的受力層范圍有軟弱層或者傾斜坡度在10-15%以上時，在地基設(shè)計的過程中不僅需要考慮軟弱層的強度，還需要考慮到地基穩(wěn)定性。

5.基底下存在孔洞或者墓穴等情況時，施加上部荷載容易使洞頂坍塌，使地基突然沉降。對此，需要觀察孔洞等是否被填滿，如果是填滿的，則可以說地基是穩(wěn)定的;如果出現(xiàn)墓穴或者未填滿的孔洞，則需要對其力學(xué)性能進行重新驗算。

三、結(jié)束語

地基的均勻性與穩(wěn)定性評價意義是十分重大的，它可以直接影響到建筑基礎(chǔ)的選型以及結(jié)構(gòu)形式，同時也是設(shè)計單位的結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工單位的施工方案設(shè)計的重要參考，因此，為了保證建筑的質(zhì)量與安全，需要有效的評價巖土工程勘察地基均勻性及穩(wěn)定性，并對其進行詳細分析，使工程建設(shè)可以更順利的進行。

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（作者單位：江蘇省地質(zhì)工程有限公司）