關(guān)于地基承載力問題探討

向志群

遵義水利水電勘測設(shè)計研究院 貴州 遵義 563002

關(guān)健詞：地基；承載力；問題

1 概述

《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001（2009版）[1]中第4.1.11-3條內(nèi)容是詳細(xì)勘察應(yīng)進(jìn)行的工作之一，具體內(nèi)容為“查明建筑范圍內(nèi)巖土層的類型、深度、分布、工程特性，分析和評價地基的穩(wěn)定性、均勻性和承載力”，第14.3.3-5條內(nèi)容是巖土工程勘察報告應(yīng)包括的內(nèi)容之一，具體內(nèi)容為“各項巖土性質(zhì)指標(biāo)，巖土的強度參數(shù)、變型參數(shù)、地基承載力建議值”，從這兩條現(xiàn)行巖土工程勘察規(guī)范強制性條文中均強調(diào)詳細(xì)勘察階段需要提供地基承載力的要求可知，在現(xiàn)行的巖土工程勘察體制中，地基承載力是由勘察單位提供的，設(shè)計單位使用勘察單位提供的巖土工程勘察報告中的地基承載力進(jìn)行建筑、構(gòu)筑物基礎(chǔ)設(shè)計[1]。

2 地基承載力定義

地基承載力通常是指地基土體或巖體單位面積上所能承受上部荷載的能力，多以kPa為單位。用土力學(xué)的基本觀點來劃分，地基承載力還分為地基容許承載力和地基極限承載力兩類。一般我們在荷載作用下地基土尚處于彈性狀態(tài)或僅局部出現(xiàn)了塑性，取用的承載力值，稱為容許承載力，它是指巖土地基穩(wěn)定有足夠的安全度并且變形控制在建筑物容許范圍內(nèi)時的承載力，地基快失穩(wěn)時地基土土體或巖體單位面積上所能承受的最大上部荷載稱為極限承載力。

3 獲得地基承載力的方法

3.1 靜載荷試驗

靜載荷試驗也是最權(quán)威的方法，根據(jù)靜載荷試驗做試驗測出來的地基承載力，其余所有的方法測試出來的承載力若和靜載荷試驗測出來的標(biāo)準(zhǔn)承載力有矛盾時，一律依靜載荷試驗測出來的為準(zhǔn)。

3.2 原位測試法

原位測試方法包括例如動力觸探試驗、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、旁壓試驗、靜力觸探試驗等等，每種試驗方法各有各的限制，每種試驗都有各自適用的范圍。

3.3 室內(nèi)試驗

按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2011)[2]中相關(guān)條文根據(jù)室內(nèi)試驗測出土的黏聚力和內(nèi)摩擦角，根據(jù)理論公式計算土的承載力；硬質(zhì)巖石地基承載力，應(yīng)進(jìn)行室內(nèi)試驗測試巖石的飽和單軸抗壓強度，軟質(zhì)巖石應(yīng)進(jìn)行室內(nèi)試驗測試巖石的天然單軸抗壓強度，還應(yīng)同步進(jìn)行單軸試驗巖樣的波速檢測，評價巖體的完整性指數(shù)，對于完整、較完整和較破碎的巖石地基承載力特征值可根據(jù)室內(nèi)飽和（天然）單軸抗壓強度，按公式進(jìn)行折減后獲得[2]。

3.4 經(jīng)驗確定

對于有經(jīng)驗的地區(qū)，巖土工程師們跟據(jù)多年的工作經(jīng)驗，通過一些常規(guī)的檢測方法，在現(xiàn)場大致就可以確定一般巖土體的承載力范圍，一般情況下和實際做出來的不會差別太大。

《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001（2009版）[1]中第4.1.14條中也有“對于巖質(zhì)地基，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造為，巖體特性，風(fēng)化情況等，結(jié)合建筑物對地基的要求，按地方標(biāo)準(zhǔn)或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定”[1]。

但實際工作中也存在的地基承載力經(jīng)驗值取值困難的問題，如人工填土（雜填土或素填土）厚度較大，且在場地穩(wěn)定分布，由于堆積的塊石大小不一，密實程度差，均勻性差，就算做了現(xiàn)場載荷試驗也不能準(zhǔn)確反映填土地基的地基承載力，有時甚至無法做現(xiàn)場載荷試驗，地基的地基承載力就需要采用多種測試方法，參考同類土體的物理力學(xué)性質(zhì)的取值經(jīng)驗，再如軟塑狀紅粘土及強風(fēng)化巖層由于鉆探取樣困難，如果沒條件進(jìn)行現(xiàn)場載荷試驗及其它現(xiàn)場試驗，也只能參考同類土體的性質(zhì)物理力學(xué)性質(zhì)的取值經(jīng)驗，提供地基承載力。

3.5 地基處理場地地基承載力的確定

針對需要進(jìn)行地基處理的壓實填土地基的承載力確定，勘察單位需要采用多種現(xiàn)場檢測方法綜合分析判斷取得相關(guān)地基承載力指標(biāo)。

3.5.1 壓實填土地基回填設(shè)計和施工要求

設(shè)計時人工地基的地基承載力由現(xiàn)場載荷試驗確定， 處理后的地基須滿足建筑物地基承載力、變形、和穩(wěn)定性的要求；經(jīng)處理后的地基， 在受力層范圍內(nèi)仍存在軟弱下臥層須進(jìn)行軟弱下臥層地基承載力驗算；對有沉降控制要求的建構(gòu)筑物應(yīng)對處理后的地基進(jìn)行變 形驗算； 對需要進(jìn)行地基穩(wěn)定性驗算的建構(gòu)筑物應(yīng)進(jìn)行地基穩(wěn)定性驗算。夯（壓）實填土施工可通過機械振動碾壓或強夯處理

3.5.2 場地平場回填檢測建議

（1）填土地基必須堅持從勘察到處理的施工全過程監(jiān)理與檢測， 填土的質(zhì)量檢測應(yīng)隨施工進(jìn)程同步進(jìn)行。 （2）強夯地基均勻性檢驗根據(jù)加固體及加固條件的復(fù)雜程度和建筑物的重要性確定。（3）強夯地基承載力檢驗的數(shù)量， 應(yīng)根據(jù)場地復(fù)雜程度和建筑物的重要性確定。（4）強 夯 處 理地 基 的質(zhì)量 檢 測方法 應(yīng) 按《 貴州 省 建 筑巖土工程技術(shù) 規(guī)范 》 (DB52/T046-2018)[3]第 4.2.3 條、4.5.6 條的規(guī)定選用原位測試試驗及室內(nèi)土工試驗方法， 并應(yīng)使用兩種或 兩種以上的檢測方法進(jìn)行平行檢測試驗。（5）夯（壓）實填土地基的質(zhì)量檢驗工作應(yīng)隨填筑土層分層進(jìn)行。（6）對建筑物應(yīng)在施工及使用期間應(yīng)進(jìn)行沉降觀測。[2]

4 關(guān)于地基承載力的提供

采用原位測試法、經(jīng)驗法取得的地基承載力，根據(jù)室內(nèi)試驗測試巖石的飽和單軸抗壓強度，計算巖石的承載力，用這些方法提供地基的承載力勘察單位的巖土工程師都是容易做到的，但根據(jù)室內(nèi)試驗測出土的黏聚力和內(nèi)摩擦角，根據(jù)理論公式計算土的承載力，需進(jìn)行基礎(chǔ)深度和基礎(chǔ)寬度的修正工作，現(xiàn)行體制下，地基承載力是由巖土工程師提供，而巖土工程師并不是基礎(chǔ)設(shè)計人員，并不清楚基礎(chǔ)的寬度和深度，對于不同深度的土層均采用統(tǒng)一的假定基礎(chǔ)埋深及寬度，用規(guī)范給出的公式計算地基承載力，特別是若是土層埋深較大時，深層土按淺基礎(chǔ)計算地基承載力提供土層地基承載力的做法，這就會造成提供土層地基承載力與實際情況會有很大出入[3]。但這一直是目前巖土工程勘察行業(yè)流行的做法。提供地基承載力，既要掌握場地工程地質(zhì)條件和土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，又必須清楚擬建建（構(gòu)）筑物的使用要求和上部結(jié)構(gòu)特點，基礎(chǔ)的設(shè)計類型、尺寸和基礎(chǔ)的埋置深度等，而勘察單位的巖土工程師是在設(shè)計單位的設(shè)計工程師完成上部設(shè)計之前就完成了對建筑場地的巖土工程勘察，并提供了巖土工程勘察報告，設(shè)計單位的結(jié)構(gòu)工程師針對勘察單位巖土工程勘察提供的不符合基礎(chǔ)設(shè)計實際尺寸的地基承載力，深感無能為力，這樣的結(jié)果，可能會造成浪費，或是有不安全的因素，當(dāng)然一代又一代的巖土工程師和結(jié)構(gòu)工程師都是這樣做下來的，似乎也沒有出現(xiàn)什么大問題，盡管不少同行對同類問題提出過質(zhì)疑，大家對這種做法也習(xí)以為然，但是這終歸是一個存在的問題，就是勘察單位巖土工程師提供的深寬修正后的土質(zhì)地基承載力與實際值存在差距。那么，關(guān)于土質(zhì)地基，根據(jù)室內(nèi)試驗測出土的黏聚力和內(nèi)摩擦角，用理論公式計算土的承載力，需進(jìn)行深寬修正時，地基承載力應(yīng)該由勘察單位的巖土工程師計算提供，還是勘察單位的巖土工程師只提供包括土的黏聚力和內(nèi)摩擦角等在內(nèi)的物理力學(xué)參數(shù)，由設(shè)計單位的結(jié)構(gòu)工程師按照實際的基礎(chǔ)設(shè)計尺寸進(jìn)行計算后提供？個人認(rèn)為地基基礎(chǔ)設(shè)計與地基勘察工作是一個連續(xù)的工作，并且是相互關(guān)聯(lián)和互相影響的工作，不宜人為的生生割裂成兩個部分，由一家單位承擔(dān)地基勘察工作，同時又承擔(dān)基礎(chǔ)設(shè)計工作是最好的，這也要求我們是勘察設(shè)計人員需同時具備巖土工程勘察和地基基礎(chǔ)設(shè)計方面的知識和技能，一個好的巖土工程師同時也是一名地基基礎(chǔ)設(shè)計工程師，巖土工程師需要繼續(xù)學(xué)習(xí)設(shè)計知識，了解設(shè)計方法，了解設(shè)計對巖土工程勘察的要求，從事設(shè)計工作的結(jié)構(gòu)工程師也需要補充地質(zhì)知識，了解勘察工作的內(nèi)容，正確理解和使用巖土工程勘察報告。

5 結(jié)束語

由于詳細(xì)勘察階段建筑場地的工程地質(zhì)條件的不明確性，巖土工程詳細(xì)勘察報告的評價和結(jié)論就需要在施工圖設(shè)計過程中不斷補充和完善，而在現(xiàn)行的這種分隔的勘察設(shè)計體制中又是不容許技術(shù)上的交叉作業(yè)，不容許在施工圖設(shè)計的過程對現(xiàn)場地質(zhì)條件的加深理解，從而正確地選用更符合場地實際情況的地基承載力。

但在現(xiàn)行的體制中，地基承載力應(yīng)由勘察單位巖土工程師提供，結(jié)構(gòu)工程師僅是勘察成果的使用者，勘察單位提供的巖土工程勘察報告經(jīng)施工圖審查公司審查合格后，設(shè)計單位的結(jié)構(gòu)工程師用巖土工程勘察報告提供的地基承載力進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計單位結(jié)構(gòu)工程師一般是無權(quán)改變巖土工程勘察報告提供的地基承載力的數(shù)值，無論數(shù)值是否正確合理，如果一旦發(fā)生事故，他也不對地基承載力的取值負(fù)任何的責(zé)任，應(yīng)由勘察單位巖土工程師負(fù)責(zé)。因此，作為勘察單位巖土工程師提供地基承載力時應(yīng)當(dāng)采用多種測試分析手段，綜合分析，并加強與設(shè)計單位結(jié)構(gòu)工程充分溝通，雙方對彼此的工作內(nèi)容有更多的了解和溝通后再提出相應(yīng)工程的地基承載力。

希望未來的巖土工程是包含正負(fù)零以下的所有巖土工程勘察與地基基礎(chǔ)設(shè)計工作，讓巖土工程與基礎(chǔ)設(shè)計形成一個有機整體，廣大巖土工程師們還有更多的知識需要儲備，更多的工作要做，相信這一天終會到來的。