綜述巖土工程勘察與地基設計

黃煒雯 程冬冬

江蘇省地質工程有限公司

【摘 要】地基是各項工程的基礎，巖土工程勘察為地基設計提供的數據支持，巖土工程勘察好壞與否直接關系到地基設計的合理與否，因此必須重視巖土勘察工作。本文分析了巖土工程勘察對于與地基設計的意義，并探討了巖土工程勘察關于地基設計的要點。

【關鍵詞】巖土勘察；地基設計；承載力

一、巖土工程勘察對于與地基設計的意義

上層結構負載被基礎層所傳遞，而起到支撐作用的土體或者巖體，就是建筑工程項目里通常所指的地基。一般來說，外部環境的變化會使地基的土層發生壓縮、濕陷、膨脹、凍脹以及收縮等各種變形現象，這種變形如果超過了規定值，在荷載作用下，地基因土層變形而受到的破壞將嚴重影響建筑的正常使用以及安全，為建筑單位造成重大損失。在設計地基時，地基基礎地面所受到的單位面積壓力與地基被規定的承載力都要考慮清楚，前者不能小于后者。同時，建筑物沉降值要保持在允許的變形值內，不能超出規定范圍。需要注意的是，地基如果發生滑動現象將嚴重影響建筑物的安全性，所以一定要避免。

進行巖土勘察能夠為地基的設計提供重要的成果資料，勘察工作成果報告中的內容是地基設計的基礎。其內容需要包含以下幾個方面的內容：

（一）工程地質概況

地基土層的地質情況是整個勘察工作的基礎，其不但對于地基評價有著重要的意義，同時也是后續工作的基礎，在進行現場勘察的時候，需要對其進行詳細的報告，如有需要，需要對其進行圖文說明，以保證其全面性、真實性、可靠性。

（二）建筑地基土層評價

該評價主要包括兩個方面的內容，其一就是對地基土層的現場勘查所作出的結論；其二就是在室內進行的土工實驗的總結。

在評價中要對這兩個方面進行必要的評價說明。在進行評價說明的時候，需要將具體的參數擺出，諸如壓縮系數、濕陷性系數、承載力數值等。只有具備這些內容，才能使其更具參考性。

二、巖土工程勘察關于地基設計的要點

（一）地基承載力特征值確定

正是由于我國幅員遼闊，土壤總類繁多，因此，對于我國來說，不能對地基承載力做一個統一的概括的規則，雖然現在有使用查表的方法，但是根據查表的內容也僅能對大部分地區的情況做較為保守的地基承載力計算，但是不能作為極其個別的地區的參考依據。因此對于地基承載力特征值的確定，更加傾向于更好地提高設計水平以適應工程質量的嚴格要求，其中一個重要原則就是變形控制，在GB50070-2002 中就對GBJ7-89 所指定的物理力學性質指數以及地基承載力之間的關系做了廢除，而且在新規定中明確指出了勘察單位必須要在試驗研究之后方可對地基承載力設計參數進行確認。然而在實際操作中，存在很多不夠成熟之處。

（二）修正粉土與粉砂地基承載力特征值的深寬問題

在對粉土與粉砂地基承載力特征值深寬進行修正時，在選擇深、寬修正系數時，不能僅考慮粉土中粘粒含量低于10%這一條件，因為在實際應用中，中密以下粉土修正后承載力特征值偏不安全。并且粉砂取深、寬修正系數時不適用于很濕及飽和時稍密狀態的粉砂。所以，結合實際工程經驗，針對中密以下粉土及很濕及飽和時稍密狀態的粉砂層要選擇不同的深度修正系數與寬度修正系數。

（三）地震效應問題

地基設計中的波速測試結果會對場地類別判斷的準確性、工程的抗震成本等產生直接影響，因此，針對一些抗震重要性較高、甲類及乙類建筑，相關規范強制要求進行波速測試。地基設計時不能僅靠經驗對場地等效剪切波速進行估算，更不能按照區域經驗計算覆蓋層厚度，否則會影響到場土類型、場地類別判斷的準確性。地基處理后會影響到剪切波速值，相應的場地地基土類型、場地類別均會受到影響，這些要在地基設計中充分考慮進來。此外，針對飽和粉土、砂土進行液化初判時，可以按照年平均最高水位作為地下水水位深度，或者采用近期內年最高水位，不得采用勘察時水位。

（四）差異沉降控制的問題

由于地基不均勻沉降可能會引起建筑物各部分的破壞，因此需要設置沉降縫。由于建筑建造時所處的土質基礎各不相同，并且建筑物相鄰部分的荷載、高度和結構形式差別較大，常會因為各部分不均勻的沉降而導致開裂或錯動。為有效防止此類問題，通常在差異處設置垂直縫隙，將建筑物分割成若干個獨立單元。但是，在實際工程效果中，沉降縫并不適用于建筑，因為建筑本身的結構壓力會使建筑地基基礎設計十分復雜，而沉降縫的設計會對工程（如地下室）在土層中的嵌固作用產生一定的影響，產生額外的壓力負擔，不利于建筑的安全性與穩定性，并且沉降縫對于設備安裝以及后期使用都會帶來不便。所以在建筑中，盡量不留沉降縫，而是用不同的基礎類型或采用不同的地基處理方式來協調不同的地基條件引起的沉降差異。

（五）靜壓預制樁單樁承載力的確定問題

《建筑樁基技術規范》（JGJ94―2008） 中要求設計采用單樁豎向極限承載力標準值直符合下列規定：（1）設計等級為甲級的建筑樁基，應通過單樁靜載荷試驗確定；（2） 設計等級為乙級的建筑樁基，當地質條件簡單時，可參照地質條件相同的試樁資料，結合靜力觸探等原位測試和經驗參數綜合確定。其余均應通過單樁靜載試驗確定；（3） 設計等級為丙級的建筑樁基，可根據原位測試和經驗參數確定。由此可見：靜壓預制樁單樁豎向承載力只能通過靜載試驗、原位測試或經驗參數確定。比如，我們在審查巖土工程勘察報告時遇見這樣的問題：工程負責人建議采用靜壓預制樁，要求單樁承載力通過壓樁力控制。實際施工過程中施工單位按照勘察單位提供的樁端持力層進行施工，可壓樁力始終達不到設計要求，甚至壓樁力只有計算值的一半或更少。當停壓一星期左右再次施壓時，壓樁力基本與計算值相當，單樁承載力能夠滿足設計要求。究其原因，有如下幾方面原因：一是壓樁過程中，壓力表的讀數反映的是樁側阻力和樁端阻力的受力情況，樁在連續壓人過程中，土層被剪切破壞，此時的側阻力相當于物理學中的動摩阻力，而動摩阻力遠小于靜摩阻力；二是當樁停壓一段時間再次施壓時，土的結構強度得以恢復，側阻力（ 相當于靜摩阻力）大幅度提高，壓樁力大幅度增加。因此對于采用靜壓預制樁的工程，建議勘察報告中單樁承載力還是通過載荷試驗確定，不宜通過壓樁力確定。

三、地基設計中的問題與對策

在地基設計中，工程與環境的共同作用與相互影響表現在建筑地基與基礎之間，對此認識不足是有些勘察單位通病，表現在對施工論證不足、巖土工程設計不足，工程針對性不足等是事故發生的必然結果。如果擬建高層建筑物的場地緊鄰道路，一般要求巖土工程勘察時除按高層建筑巖土工程勘察規范外，工程施工或運營時對周圍環境的影響也是重點的論證，然而這方面的報告常常在工作勘察中被忽略，致使無法滿足巖土工程施工與設計的要求。巖土工程技術人員加強培訓學習是關鍵，當務之急是巖土工程技術人員及管理人員的培訓應該加強，特別是施工技術人員與巖土工程設計人員的培訓，以適應巖土工程市場的發展。巖土工程勘察規范是幾十年來根據我國各地區區域差別和勘察經驗成果總結制訂而成的法規，意義具有普遍性、指導性。地域遼闊，地質環境復雜，給大興土木增加了難度。由于環境不同，地質成因不同，其力學性質與物理力學性質也不同，以地基承載力而言，某些地區承載力高，某些地區承載力低，而安全角度是工程建筑

規范最著重考慮的地方，所列舉的參數指標，對大多數地區是適用的，而對一些地區可能偏于保守，因此，為了使經濟效益最大發揮，應盡早制定完善的地方性規程，以準確確定各地區的地基土承載力，使建設出更經濟合理的工程項目。工程與環境的共同作用與相互影響，特別是對建設在不良質地作用范圍的工程，要充分論證建設的可行性及與環境相互作用的影響程度，以及不良地質作用的治理措施和建筑物避讓措施等。

參考文獻：

[1] 劉進波. 巖土工程勘察與地基設計中存在的問題與對策[J].科技創新導報，2011 年23 期.

[2] 楊永林. 巖土工程勘察與地基設計的重點探討[J]. 地球，2013年7 期.