地基均勻性評(píng)價(jià)相關(guān)問(wèn)題的探討

張霖 陳靖 曹聚鳳＊

（1.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局111地質(zhì)大隊(duì)，貴州 貴陽(yáng) 550081;2.貴州地質(zhì)工程勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550081）

0 引言

工程實(shí)踐表明，很多建筑物的開(kāi)裂、傾斜甚至倒塌等事故，是由地基變形引起的。因此，為了保證建筑物的正常使用和安全，地基除了要滿足承載力和穩(wěn)定性的要求之外，還要滿足變形要求。引起地基變形的因素除了建筑物荷載差異大、體型復(fù)雜之外，還有一個(gè)關(guān)鍵因素就是地基不均勻，因此，在進(jìn)行巖土工程勘察時(shí)正確地評(píng)價(jià)地基均勻性對(duì)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)而言非常重要。但是在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行地基均勻性評(píng)價(jià)時(shí)還存在一些問(wèn)題，在巖土工程勘察規(guī)范和地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中沒(méi)有明確統(tǒng)一的評(píng)價(jià)方法。鑒于此，通過(guò)對(duì)現(xiàn)行規(guī)范相關(guān)規(guī)定進(jìn)行梳理，并分析地層均勻性評(píng)價(jià)與地基均勻性評(píng)價(jià)之間的區(qū)別，進(jìn)一步提出如何進(jìn)行地基均勻性評(píng)價(jià)的方法。

1 現(xiàn)行規(guī)范對(duì)地基均勻性評(píng)價(jià)的規(guī)定

現(xiàn)行規(guī)范中，對(duì)地基均勻性有如下規(guī)定：

（1）《工程勘察通用規(guī)范》（GB 55017-2021）第6.1.5條第1款規(guī)定“應(yīng)分析評(píng)價(jià)地基均勻性”[1]。

（2）《建筑與市政地基基礎(chǔ)通用規(guī)范》（GB 55003-2021）第3.2.1 條規(guī)定，當(dāng)場(chǎng)地與地基存在一些特殊性巖土（如紅黏土、填土、軟土）時(shí)，巖土工程勘察成果應(yīng)評(píng)價(jià)地基均勻性[2]。

（3）《巖土工程勘察規(guī)范》（GB 50021-2001）第4.1.11 條第3 款規(guī)定，詳細(xì)勘察應(yīng)“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(píng)價(jià)地基的穩(wěn)定性、均勻性和承載力”[3]。

（4）《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50007-2011）第3.0.4 條第1 款規(guī)定，巖土工程勘察報(bào)告應(yīng)提供建筑物范圍內(nèi)的地層結(jié)構(gòu)及其均勻性[4]。

（5）《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79-2012）第3.0.9 條規(guī)定“處理后的地基應(yīng)進(jìn)行地基承載力和變形評(píng)價(jià)、處理范圍和有效加固深度內(nèi)地基均勻性評(píng)價(jià)”[5]。

（6）《高層建筑巖土工程勘察標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T 72-2017）第8.2.3 條提出了地基均勻性評(píng)價(jià)的定性和定量方法。定性評(píng)價(jià)考慮的是地貌單元和工程地質(zhì)單元是否相同，工程特性是否有差異；定量評(píng)價(jià)考慮的是地基變形計(jì)算深度范圍內(nèi)的當(dāng)量模量與地基不均勻系數(shù)界限值之間的關(guān)系[6]。

由此可見(jiàn)，除了《高層建筑巖土工程勘察標(biāo)準(zhǔn)》以外，其他5本規(guī)范都沒(méi)有對(duì)地基均勻性的評(píng)價(jià)方法和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)作出明確規(guī)定。而《高層建筑巖土工程勘察標(biāo)準(zhǔn)》提出的地基均勻性評(píng)價(jià)方法僅適用于天然地基，對(duì)某些人工地基并不適用，比如大厚度壓實(shí)填土地基[7]。

針對(duì)規(guī)范存在的不足之處，一些專家學(xué)者和技術(shù)人員提出了改良的地基均勻性評(píng)價(jià)方法。例如鄧永鋒等[8]以強(qiáng)夯加固地基為例，提出了不均勻系數(shù)和變異系數(shù)相結(jié)合的評(píng)價(jià)方法；邢斐等[9]利用面波技術(shù)測(cè)試地層不同深度處的波速情況，再利用波速與巖土物理力學(xué)性質(zhì)的相關(guān)性評(píng)價(jià)地基均勻性；張瑞松等[7]提出了壓實(shí)填土地基差異沉降敏感度的概念，并給出了壓實(shí)填土地基均勻性評(píng)價(jià)的方法。

2 地層均勻性評(píng)價(jià)與地基均勻性評(píng)價(jià)之間的區(qū)別

地層均勻性評(píng)價(jià)是對(duì)場(chǎng)地各個(gè)地層的工程特性和空間分布進(jìn)行評(píng)價(jià)；而地基均勻性評(píng)價(jià)是對(duì)可能導(dǎo)致基礎(chǔ)差異沉降的巖土體的綜合評(píng)價(jià)，是地基按變形控制設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。地基可能包含多個(gè)地層，地層均勻性是地基均勻性評(píng)價(jià)的主要依據(jù)之一[10]。地層均勻性差的話，地基均勻性一般不好；但是地層均勻性好的話，地基均勻性不一定好。如圖1 所示的情況，假設(shè)地基變形計(jì)算深度范圍內(nèi)所有地層在水平方向上分布比較均勻，厚度變化不大，工程特性差異不大，那么各個(gè)地層的均勻性很好；但是，各個(gè)地層在垂直方向上壓縮性差距很大的話，則地基均勻性不好。

圖1 地層均勻性好而地基均勻性不好的一種情況

因此，地層均勻性評(píng)價(jià)不能等同于地基均勻性評(píng)價(jià)，但是有的勘察人員卻對(duì)兩者之間的區(qū)別不太清楚，以為地層均勻性評(píng)價(jià)就是地基均勻性評(píng)價(jià)，對(duì)后續(xù)工程產(chǎn)生不良影響。

3 巖土工程勘察報(bào)告中地基均勻性評(píng)價(jià)存在的問(wèn)題

巖土工程勘察報(bào)告一般比較重視持力層的選擇、基礎(chǔ)方案的建議、地下水作用的評(píng)價(jià)等，而地基均勻性評(píng)價(jià)往往過(guò)于簡(jiǎn)單，有的勘察報(bào)告甚至一筆帶過(guò)。這種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因，一是現(xiàn)行規(guī)范對(duì)地基均勻性評(píng)價(jià)的規(guī)定不夠具體，二是勘察人員對(duì)地基均勻性評(píng)價(jià)的概念不夠清楚。例如，某地質(zhì)剖面示意圖如圖2 所示，其勘察報(bào)告中“地基均勻性評(píng)價(jià)”章節(jié)的內(nèi)容是：“根據(jù)鉆探揭露，場(chǎng)地巖土層自上而下為素填土、紅黏土、強(qiáng)風(fēng)化石灰?guī)r和中風(fēng)化石灰?guī)r。素填土少量分布，厚度不均，均勻性較差；紅黏土零星分布，均勻性較差；強(qiáng)風(fēng)化石灰?guī)r分布不均，厚度0.2～9.9m，均勻性差；中風(fēng)化石灰?guī)r分布廣泛，厚度較大，均勻性好?！?/p>

圖2 地質(zhì)剖面示意圖

該報(bào)告的地基均勻性評(píng)價(jià)存在3 個(gè)問(wèn)題：一是只進(jìn)行了地層均勻性評(píng)價(jià)，沒(méi)有對(duì)地基均勻性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)；二是在進(jìn)行地層均勻性評(píng)價(jià)時(shí)，僅考慮了分布是否均勻，厚度變化如何，沒(méi)有考慮巖土體的工程特性（如素填土的密實(shí)度、紅黏土的塑性）是否有差異；三是沒(méi)有考慮溶洞的影響，當(dāng)巖溶強(qiáng)發(fā)育時(shí)應(yīng)評(píng)價(jià)為不均勻地基。

4 地基均勻性評(píng)價(jià)方法

首先，要確定地基均勻性評(píng)價(jià)的范圍，分為平面范圍和深度范圍。

（1）平面范圍：地基均勻性評(píng)價(jià)的平面范圍應(yīng)該是單體建筑物水平投影面積范圍[11]。在進(jìn)行巖土工程勘察時(shí)，宜先進(jìn)行地層均勻性評(píng)價(jià)，再結(jié)合擬采用的基礎(chǔ)形式進(jìn)行地基均勻性評(píng)價(jià)。

（2）深度范圍：地基均勻性評(píng)價(jià)的深度范圍應(yīng)該是變形計(jì)算深度范圍，從基礎(chǔ)底面開(kāi)始至滿足變形計(jì)算要求的深度為止?；A(chǔ)形式（如條形基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)）不同或地基類型（如天然地基或人工地基）不同，地基均勻性評(píng)價(jià)的深度范圍不同，具體規(guī)定可參考《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》以及文獻(xiàn)[11]。

其次，要搞清楚影響地基均勻性評(píng)價(jià)的因素，如地質(zhì)成因、地貌類型、工程地質(zhì)特性、不良地質(zhì)作用等[12]，當(dāng)這些因素可能導(dǎo)致基礎(chǔ)產(chǎn)生差異沉降時(shí)，應(yīng)評(píng)價(jià)地基為不均勻地基。例如當(dāng)?shù)鼗冃斡?jì)算深度范圍內(nèi)存在軟弱夾層、巖溶、透鏡體、孤石或構(gòu)造破碎帶且影響較大時(shí)，應(yīng)評(píng)價(jià)為不均勻地基，如圖3 所示（以透鏡體為例）。

圖3 地基變形計(jì)算深度范圍內(nèi)存在透鏡體

5 結(jié)束語(yǔ)

地基均勻性評(píng)價(jià)是地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，是巖土工程勘察報(bào)告的重要內(nèi)容。在進(jìn)行地基均勻性評(píng)價(jià)時(shí)，首先要確定評(píng)價(jià)范圍（平面范圍和深度范圍），其次要搞清楚影響地基均勻性評(píng)價(jià)的因素，在此基礎(chǔ)上，再對(duì)地基均勻性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。在今后的工程實(shí)踐中，要對(duì)工程經(jīng)驗(yàn)不斷總結(jié)，才能提出更加合理的評(píng)價(jià)方法和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。