試論巖土工程勘察地基中的均勻性和穩定性

酒長祿

（身份證號：133022197302210110）

試論巖土工程勘察地基中的均勻性和穩定性

酒長祿

（身份證號：133022197302210110）

本文主要對巖土工程勘察地基中的不均勻與不穩定情況進行了研究，并提出了一些工作經驗與措施可供同行參考。

巖土工程；勘察；地基基礎

前言

地基的均勻性及穩定性評價是巖土工程勘察中非常重要的項內容。筆者多年從事巖土工程勘察及其報告編寫工作，試圖從定性及定量角度對地基的均勻性提出一些淺見，供同行參考。

1　地基均勻性的評價內容

地基的均勻性評價是巖土工程分析與評價的重要內容之一，在審核巖土工程勘察報告時，發現大部份巖土工程師對該部份的評價顯得空洞無物，或者根本就不涉及這方面的內容，使得基礎設計時對地基土的均勻性難以進行考慮，給建筑物的安全帶來隱患根據有關規范和基礎設計經驗，地基的均勻性評價，其實就是地基土的壓縮性不均勻問題，結合場地特征，應首先確定場地所在的工程地質單元，進而根據建筑物的荷載特征估算地址壓縮層深度范圍。

（1）工程地質單元的劃分。根據現場調查情況，確定場地址是否跨越不同的地貌單元。再根據鉆孔揭露資料，繪制場地縱橫工程地質剖面圖，分析評價巖土質的成因、沉積年代、力學性質，分析地基巖土縱橫方向上物理力學性質的差異情況，分析建筑物基礎平面是否跨越不同的地貌單元和位于同一工程地質單元。

（2）地基均勻性評價深度的計算。根據建筑物的荷載特征，結合建筑物擬采用的基礎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的地基巖土的物理力學性質，進而進行地基均勻性的定性及定量評價。

（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其明顯的差異為不均勻地基；

②建筑物所在場地構造破碎帶（非全新活動斷裂帶）發育或構造引起的節理/裂隙發育導致巖體極為破碎為不均勻地基；

③場地內有大面積的軟弱粘性土和填土分布、經人工處理過的地基均為不均勻地基；

④根據工程地質剖面圖，相鄰鉆孔的壓縮層范圍內巖土層界面坡度＞10°時為不均勻地基；

⑤建筑物平面范圍內各鉆孔壓縮層范圍內壓縮模量厚度加權平均值的量大值（Emax）最小值（Emin）的比值作為不均勻系數，并結合同一工程地質單元巖土層厚度的統計變異系數進行分析評價；

⑥地基主要受力層范圍內的巖土層在基礎竟度方向上存在厚度明顯不同，層厚統計變異系數大于等于0.5，并且相鄰鉆孔間同一工程地質單元的巖土層厚度差值大于等于0.05b（b為基礎寬度）時，為不均勻地基；

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

2　不均勻地基的穩定性評價

（1）不均勻地基巖土上層承載力取值。建筑物設計時，最為常用的是簡化計算方法即通常將上部結構、地基和基礎三個完整的靜力平衡結構體系人為地分為上部結構、地基、基礎部分進行獨立求解，求解出的結構內力柱的軸力、彎矩、剪力、轉角，這些內力作用在基礎梁或基礎底板上基礎梁或基礎底板同時承受地基反力，地基反力與上部結構荷載保持靜力平衡，并假定地基反力是按直線分布，即此時假定基礎是絕對剛性，而計算地基變形時又把基礎看作是柔性的即地基反力是均勻分布的在對地基土進行承載力和變形驗算時，所采用的荷載組合也不同，進行承載力驗算時采用的是荷載效應的標準組合，而在進行地基的變形驗算時采用的是荷載效應的準永久組合，表明基礎剛度的不同地基上的發揮度也不同，也即地基土的承載力非定值，其隨基礎的剛度不同而變化。

（2）不均勻地基的穩定性計算。對于被判為不均勻的地基除應按有關規范要求進行建筑物的沉降、差異沉降、傾斜等特征分析外，更為重要的是應根據建筑物的重要性進行地基穩定性驗算，筆者依據多年從事巖土工程勘察經驗及收集的一些文獻資料作出簡略介紹。

3　不均勻地基基礎設計時應采取的結構措施

由于不均勻地基的地基巖土在縱向和橫向上物理力學性質均有不同程度的差異，地基反力的集中現象比均勻地基更為明顯，基礎設計若不采取某些結構措施易給建筑物埋下安全隱患，對于此類地基基礎設計除應沿基礎縱橫向而設分布鋼筋外，一般情況下還應避免或采取如下措施：

（1）對于建造不均地基土上的建筑物基礎應加大基礎剛度；

（2）建筑物盡量避免采用不同的基礎型式；

（3）同一建筑物基礎不應置于巖土性質絕然不同的地基巖土層上；

（4）對與多層和高層鋼筋混凝土結構的房屋單獨柱基應沿基礎縱橫兩個主軸方向設置系梁，特別是各柱基重力荷載代表值差異明顯的柱基或各柱基埋深差較大的基礎；

（5）對于樁基應設置樁帽（單樁）或樁承臺（多樁）且沿縱橫主軸方向設置系梁，特別是樁底持力層差異較大的樁基礎；

（6）對于設置于不均勻地基巖土上的樁基礎，其樁頂和柱樁底應設置不小于1m的箍筋加密區，若采用預制樁應采用高強預應力管樁；

（7）對于不均勻地基上的多層砌體房屋和底部框架、內框架房屋和單層或多層砌體房屋和底部框架、內框架房屋和單層或多廠房宜設置基礎圈梁；

（8）對于單層或多層廠房也可采取減小柱距、增加內支撐或斜撐。

4　結語

以上是筆者多年從事巖土工程勘察及其報告的編寫工作和基礎設汁時的經驗體會，其中不免存在許多紕漏甚或是謬論，在我國大力推行巖土工程體制的今天，若對廣大讀者有一定的裨益，若能得到廣大同行的不吝賜教，為我們國家巖土體制的構建共同努力，我將感到欣慰。

TU470

A

1673-0038（2015）31-0331-01

2015-7-7