燕志恒

（寧夏建筑科學(xué)研究院有限公司，寧夏銀川750021）

0 引言

地基的均勻性評價是巖土工程勘察中非常重要的一項內(nèi)容，且《巖土工程勘察規(guī)范》（GB 50021-20012）（以下簡稱勘察規(guī)范）和《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB 5007-2002）（以下簡稱地基規(guī)范）對地基的均勻性有明確的規(guī)定，但兩規(guī)范均沒有具體的評價標(biāo)準和準則，巖土工程師在對地基的均勻性進行評價時也顯得無從下手，不知從何處著手，作者多年從事巖土工程勘察報告的審查，試圖從定性及定量角度對地基的均勻性提出一些方法。

1 評價范圍及評價內(nèi)容

1.1 評價范圍

對天然地基的均勻性評價時應(yīng)首先確定其評價的平面范圍和深度范圍，天然地基的均勻性評價平面范圍與抗震場地評價范圍既有相似而又有較大的差異，抗震的建筑場地評價多以自然村或某一街區(qū)為單位進行考慮，而建筑地基的均勻性評價時多以建筑物水平投影面積范圍為標(biāo)準， 也即通常以建筑物角點包絡(luò)線所占的面積為評價范圍；但地基均勻性的評價深度范圍與抗震覆蓋層厚度評價具有明顯不同的概念，必須有明確的定性概念，假若它的評價范圍與抗震覆蓋層厚度的評價范圍一致，則將造成過大的投資浪費，建筑抗震覆蓋層厚度的確定是以地面至地層界面剪切波速大于500/的巖土層頂面距離為準，而地基均勻性評價深度應(yīng)掌握以下幾條原則：

（1）地基主要受力層情況：對于條形基礎(chǔ)為基底下3b（b 為基礎(chǔ)底面寬度），對于獨立基礎(chǔ)為基底下1.5b，且評價深度均不小于5m；

（2）壓縮層深度范圍：對于天然地基淺基礎(chǔ)，獨立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)其壓縮層深度按變形比法確定其評價深度：

式中：符號意義可參考“地基規(guī)范”。

（3）對大面積基礎(chǔ)其評價深度范圍按下式確定：

zn＝b（2.5－0.4lnb）

式中：b 為基礎(chǔ)寬度且對于大面積基礎(chǔ)其評價范圍應(yīng)不小于1 倍基礎(chǔ)寬度范圍。

（4）對于樁基礎(chǔ)按等效實體深基礎(chǔ)的底面積按應(yīng)力比確定評價深度zn即zn處的附加應(yīng)力σz與土的自重應(yīng)力σc應(yīng)符合下式要求：

σz＝0.2σc，σz＝αIp0

式中：αI為附加應(yīng)力系數(shù)，查有關(guān)規(guī)范確定；p0為等效實體基礎(chǔ)底面的平均附加應(yīng)力。

1.2 基本方面

（1）當(dāng)?shù)鼗至訉用嫫露却笥?0%時，可視為不均勻地基。 此時可加深基礎(chǔ)埋深使之超過持力層最低的層面深度，當(dāng)加深基礎(chǔ)不可能時，則可采取墊層等措施加以調(diào)整。

（2）地基持力層和第一下臥層在基礎(chǔ)寬度方向上，地層厚度的差值小于0.05b（b 為基礎(chǔ)寬度）時，可視為均勻地基；當(dāng)大于0.05b 時，應(yīng)計算橫向傾斜是否滿足要求，若不能滿足應(yīng)采取結(jié)構(gòu)或地基處理措施。

（3）地基土的均勻性以壓縮層內(nèi)各土層的壓縮模量為評價依據(jù)。

2 評價內(nèi)容

2.1 工程地質(zhì)單元的劃分根據(jù)現(xiàn)場調(diào)繪情況， 確定場地是否跨越不同的地貌單元，再根據(jù)鉆孔揭露資料，繪制場地縱橫工程地質(zhì)剖面圖，分析評價巖土質(zhì)的成因，沉積年代，力學(xué)性質(zhì)，分析地基巖土縱橫方向上物理力學(xué)性質(zhì)的差異情況，分析建筑物基礎(chǔ)平面是否跨越不同的地貌單元和位于同一工程地質(zhì)單元。

2.2 地基均勻性評價深度的計算根據(jù)建筑物的荷載特征， 結(jié)合建筑物擬采用的基礎(chǔ)型式估算地基巖土的壓縮層深度范圍，分析評價壓縮層范圍內(nèi)的地基巖土的物理力學(xué)性質(zhì)，進而進行地基均勻性的定性及定量評價。

2.3 不均勻地基的評價" 按下列要求對地基的均勻性進行定性及定量評價：

①建筑物基礎(chǔ)平面跨越不同的地貌單元，巖土層的工程特性在縱橫方向上具明顯的差異為不均勻地基。

②建筑物所在場地構(gòu)造破碎帶（非全新活動斷裂帶）發(fā)育或構(gòu)造引起的節(jié)理/裂隙發(fā)育導(dǎo)致巖體極為破碎（非風(fēng)化破碎巖體）為不均勻地基。

③場地內(nèi)有大面積的軟弱粘性土和填土分布，經(jīng)人工處理過的地基均為不均勻地基。

④根據(jù)工程地質(zhì)剖面圖，相鄰鉆孔的壓縮層范圍內(nèi)巖土層界面坡度＞10 度時為不均勻地基。

⑤建筑物平面范圍內(nèi)各鉆孔壓縮層范圍內(nèi)壓縮模量厚度加權(quán)平均值的最大值與最小值的比值作為不均勻系數(shù)，并結(jié)合同一工程地質(zhì)單元巖土層厚度的統(tǒng)計變異系數(shù)進行分析評價。

⑥地基主要受力層范圍內(nèi)的巖土層在基礎(chǔ)寬度方向上存在厚度明顯不同，層厚統(tǒng)計變異系數(shù)大于等于0.5，并且相鄰鉆孔間同一工程地質(zhì)單元的巖土層厚度差值大于等于0.05b（b 為基礎(chǔ)寬度）時，為不均勻地基，即滿足下兩式要求時為不均勻地基：

式中：H1、H2相鄰鉆孔同一工程地質(zhì)單元巖土層厚度，m；b 基礎(chǔ)寬度。

⑦在同一鉆孔內(nèi)的地基土壓縮層范圍內(nèi)任意相鄰兩層巖土層的地基土壓縮模量比值滿足下式要求為不均勻地基：

Es1/Es2＞3

式中：Es1為上層土壓縮模量；Es2為下層土壓縮模量。

⑧對于樁基礎(chǔ)其樁底高差大于等于下式計算結(jié)果時應(yīng)判定為不均勻地基：

ΔH=Dtanα

式中：D 為樁徑；α 為相鄰樁底中點連線與水平線的夾角。

3 特殊性巖土

3.1 濕陷性土

（1）勘探點的間距應(yīng)按規(guī)范第4 章的規(guī)定取小值。 對濕陷性土分布極不均勻的場地應(yīng)加密勘探點；

（2）控制性勘探孔深度應(yīng)穿透濕陷性土層；

（3）應(yīng)查明濕陷性土的年代、成因、分布和其中的夾層、包含物、膠結(jié)物的成分和性質(zhì)；

（4）濕陷性碎石土和砂土，宜采用動力觸探試驗和標(biāo)準貫入試驗確定力學(xué)特性；

（5）不擾動土試樣應(yīng)在探井中采?。?/p>

（6）不擾動土試樣除測定一般物理力學(xué)性質(zhì)外，尚應(yīng)作土的濕陷性和濕化試驗；

（7）對不能取得不擾動土試樣的濕陷性土，應(yīng)在探井中采用大體積法測定密度和含水量；

（8）對于厚度超過2m 的濕陷性土，應(yīng)在不同深度處分別進行浸水載荷試驗，并應(yīng)不受相鄰試驗的浸水影響。

3.2 紅粘土

紅粘土地區(qū)的巖土工程勘察，應(yīng)著重查明其狀態(tài)分布、裂隙發(fā)育特征及地基的均勻性。

3.3 軟土

（1）軟土地區(qū)勘察宜采用鉆探取樣與靜力觸探結(jié)合的手段；

（2）軟土取樣應(yīng)采用薄壁取土器，其規(guī)格應(yīng)符合本規(guī)范第9 章的要求；

（3）軟土原位測試宜采用靜力觸探試驗、旁壓試驗、十字板剪切試驗、扁鏟側(cè)脹試驗和螺旋板載荷試驗；

（4）軟土的力學(xué)參數(shù)宜采用室內(nèi)試驗、原位測試，結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定。

3.4 混合土

（1）混合土的承載力應(yīng)采用載荷試驗、動力觸探試驗并結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定；

（2） 混合土邊坡的容許坡度值可根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定。對重要工程應(yīng)進行專門試驗研究。

3.5 填土

（1）搜集資料，調(diào)查地形和地物的變遷，填土的來源、堆積年限和堆積方式。

（2）當(dāng)建筑物相鄰高低層荷載相差較大時，應(yīng)分析其變形差異和相互影響；當(dāng)?shù)孛嬗写竺娣e堆載時，應(yīng)分析對相鄰建筑物的不利影響。

（3）地基沉降計算可采用分層總和法或土的應(yīng)力歷史法，并應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗進行修正，必要時，應(yīng)考慮軟土的次固結(jié)效應(yīng)。

（4）提出基礎(chǔ)形式和持力層的建議；對于上為硬層，下為軟土的雙層土地基應(yīng)進行下臥層驗算。

3.6 多年凍土

含有固態(tài)水，且凍結(jié)狀態(tài)持續(xù)二年或二年以上的土，應(yīng)判定為多年凍土。 根據(jù)融化下沉系數(shù)δ0的大小，多年凍土可分為不融沉、弱融沉、融沉、強融沉和融陷五級，并應(yīng)符合下表的規(guī)定。

3.7 膨脹土

（1）勘探點宜結(jié)合地貌單元和微地貌形態(tài)布置；其數(shù)量應(yīng)比非膨脹巖土地區(qū)適當(dāng)增加，其中采取試樣的勘探點不應(yīng)少于全部勘探點的1/2；

（2）勘探孔的深度，除應(yīng)滿足基礎(chǔ)埋深和附加應(yīng)力的影響深度外，尚應(yīng)超過大氣影響深度；控制性勘探孔不應(yīng)小于8m，一般性勘探孔不應(yīng)小于5m；有軟弱夾層及層狀膨脹巖土應(yīng)按最不利的滑動面驗算；具有脹縮裂縫和地裂縫的膨脹土邊坡，應(yīng)進行沿裂縫滑動的驗算。

3.8 鹽漬巖土

（1）巖土中含鹽類型、含鹽量及主要含鹽礦物對巖土工程特性的影響；

（2）巖土的溶陷性、鹽脹性、腐蝕性和場地工程建設(shè)的適宜性；

（3）鹽漬土地基的承載力宜采用載荷試驗確定，當(dāng)采用其他原位測試方法時，應(yīng)與載荷試驗結(jié)果進行對比；

（4）確定鹽漬巖地基的承載力時，應(yīng)考慮鹽漬巖的水溶性影響；

（5）鹽漬巖邊坡的坡度宜比非鹽漬巖的軟質(zhì)巖石邊坡適當(dāng)放緩，對軟弱夾層、破碎帶應(yīng)部分或全部加以防護；

（6）鹽漬巖土對建筑材料的腐蝕性評價應(yīng)按規(guī)范第12 章執(zhí)行。

3.9 風(fēng)化巖和殘積土

（1）勘探點間距應(yīng)取本規(guī)范第4 章規(guī)定的小值；

（2）應(yīng)有一定數(shù)量的探井；

（3）宜在探井中或用雙重管、三重管采取試樣，每一風(fēng)化帶不應(yīng)少于3 組；

（4）宜采用原位測試與室內(nèi)試驗相結(jié)合，原位測試可采用圓錐動力觸探、標(biāo)準貫入試驗、波速測試和載荷試驗；

（5）室內(nèi)試驗除應(yīng)按本規(guī)范第11 章的規(guī)定執(zhí)行外，對相當(dāng)于極軟巖和極破碎的巖體，可按土工試驗要求進行，對殘積土，必要時應(yīng)進行濕陷性和濕化試驗。

3.10 污染土

由于致污物質(zhì)侵入改變了物理力學(xué)性狀的土， 應(yīng)判定為污染土。污染土的定名可在原分類名稱前冠以“污染”二字。污染土場地包括可能受污染的擬建場地、受污染的擬建場地和受污染的已建場地三類。

4 結(jié)束語

總之，工程地質(zhì)評價工作應(yīng)在建筑工程興建之前完成，它是工程建設(shè)的基礎(chǔ)，沒有這一步一切工程建設(shè)均將成為空中樓閣。

［1］唐賢強,謝瑛.地基工程原位測試技術(shù)[M].北京：中國鐵道出版社,1996.

［2］熊傳祥,周建安,龔曉南,等.軟土結(jié)構(gòu)性試驗研究[J].工業(yè)建筑,2002（03）.