結合新舊國標對標貫試驗評價地基承載力的探討

摘 要：本文筆者曾經于90年代對《建筑地基基礎設計規范》（GBJ7-89）對有關標準貫入試驗進行了探討，現對《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011）并結合工程實例進行進一步論證。

關鍵詞：試驗；地基承載力；探討

一、問題的提出

《建筑地基基礎設計規范》（GBJ7-89）中規定：當根據標準貫入試驗 錘擊數N確定地基承載力標準值時，對現場試驗錘擊數應經下式修正：

N=?-1.645σ （1）

根據修正后的N值，查相應的規范承載力表得出地基土層的承載力標準值fk。在工程實踐中，我們發現應用上式進行修正使得錘擊數折減過多，所得承載力標準值過于保守，使試驗成果的應用受到影響。張蘇民老師曾在《軍工勘察》1992年第二期撰文論述過這一問題，并建議對錘擊數用式：?=（2）進行修正，對此我們結合某工程實例進行了探討和印證。

二、工程實例

（一）實例1：場地工程地質條件簡述

工程場地位于石家莊市東郊，地形平坦，屬太行山山前沖、洪積平原。場地東西長750m，南北寬150m。擬建建筑物為Ⅱ類建筑，基礎形式為柱基，基礎預置深度-4.00m，部分采用柱基?？碧椒秶鷥戎饕貙訛榈谒南禌_洪積黃土狀土、一般粘性土、粉細砂、中砂等，自上而下簡述為：

1、耕土①：黃褐色，土質不均，結構疏松，厚度0.4m；

2、新近堆積黃土狀粉質粘土②：黃褐色，可塑，稍濕，中偏高壓縮性。大孔發育，具濕陷性，厚度0.6-2.1m；

3、黃土狀粉質粘土③：褐黃—棕黃色，可塑—硬塑，濕—飽和，中壓縮性。大孔發育，無濕陷性，厚度0.4-2.3m；

4、黃土狀粉土④：褐黃色，可塑，局部軟塑，濕—飽和，中壓縮性。大孔發育，無濕陷性，厚度1.2-3.9m；

5、黃土狀粉質粘土⑤：黃褐色，可塑，濕—飽和，中壓縮性。無濕陷性，厚度1.2-2.7m；

6、黃土狀粉質粘土⑥：黃褐色，硬塑，局部可塑，稍濕，中偏低壓縮性。無濕陷性。厚度0.5-6.5m；

7、黃土狀粉土⑦：褐黃色，可塑，局部硬塑，濕，中偏低壓縮性，無濕陷性，厚度0.3-3.0m；

8、粉細砂⑧：灰黃色，稍濕，中密。厚度0.3-3.0m；

9、中砂⑨：灰黃色，稍濕，中密，厚度0.8-5.2m；

10、粉質粘土⑩：黃褐色，可塑—軟塑，飽和、中壓縮性。厚度1.7-3.8m；

11、粉細砂⑾：淺黃色，濕，中密。最大揭露厚度為3.4m。

（二）測試數據的概率檢驗

在此次勘察中對各地基土層均進行了標準貫入試驗，試驗的具體要求是：沖擊鉆進至預定深度，清空后采取原狀土試樣，再進行標準貫入試驗。這樣就較好的保持了地基土層的原狀結構，保證了試驗質量，使測試數據具有較高的可信度。為了更好地了解各地基土層的均勻程度，根據場地的工程地質條件及建筑物布置，將場地分為東、西兩個區。根據測試數據的分布特征（正態分布）對兩區各土層的標貫擊數應用差異性顯著檢驗（t檢驗）進行了統計推斷。下面僅以黃土狀粉質粘土③層的檢驗過程為例進行說明。對全部試驗數據用Crubbs準則，采用95%的置信水平進行異常數據舍棄后列表如表1。

“t”法檢驗結果：

Ⅰ組（東區）：平均值`x1=6.144，標準差s1=1.878 n1=18

Ⅱ組（西區）：平均值`x2=6.179，標準差s2=1.878 n2=34

按下列計算t值

t=*

得：t=-0.074

查“決定的對應于v和P的tp數值表”對于v= n1 +n2-2=50，當P{>tp}=0.9時，tp=0.126。=0.074<0.126，概率P{>0.074}>0.9.由此可見，`x1與`x2之間的差異很小，可能是由于抽樣誤差造成的，即黃土狀粉質粘土③層在整個場地上差異不明顯，應屬于同一土層單元。

（三）承載力標準值fk的確定和分析對比

1、承載力標準值fk的確定

本工程根據建筑物基礎埋置深度，對黃土狀粉質粘土③層，黃土狀粉土④層，黃土狀粉質粘土⑤及中砂⑨層用不同方法進行了承載力確定，列表如表2。

2、對比分析

從表3可看出各種方法確定的承載力標準值存在一定差異。探井取土由于土樣擾動小，能較好地保持土層的原狀結構，其土工實驗成果具備較高的可信度，承載力確定值較為可靠。黃土狀粉質粘土③層標貫試驗錘擊數平均值μ=6.2，標準差σ=1.58，統計個數n=52，按規范（公式1）修正后查表得fk=117.0 KPa，比探井土指標確定的承載力值接近。其取值概率為60%。筆者認為，由于地基土層屬非均質體及試驗手段的誤差，對一般工程來講，使用95%以上的概率取值偏于保守。這樣既不利于合理使用地基土層，也不能充分挖掘地基潛力。

（四）實際應用實例

項目位于石家莊市橋西區，在地貌單元上屬滹沱河沖洪積平原。地形較平坦。擬建建筑物為Ⅱ類建筑，筏板基礎，勘察深度范圍內場地地基土層分布及特征如下。

經勘察，主要地基土層為第四系沖洪積形成的粉質粘土、粉土、砂土、含碎石粉質粘土及礫砂等構成。地層層位比較穩定，綜合區域構造、地形地貌、地下水條件及巖土工程特性等，擬建場地可按同一工程地質區劃進行評價，共劃分為14個工程地質單元層，自上而下，分述如下：

第①層耕土：雜色，松散，含植物根系，以粉土、粉質粘土為主。局部含磚塊、碎石等建筑垃圾。層厚0.20～1.20m，層底標高68.41～70.29m。

第①-1層雜填土：雜色，松散，含碎石、磚塊等建筑垃圾，以粉土、粉質粘土為主。該層局部分布（主要在場地8#、9#、10#、11#樓及配套商業服務樓區域）。層厚0.70～3.70m，層底標高63.50～69.24m。

第①-2層雜填土：灰黑色，松散，很濕，土質成分為淤泥質粉質粘土及淤泥質粉土，含少量生活垃圾，有刺激性氣味。層厚1.70～3.10m，層底標高60.40～61.83m。該層主要分布在配套商業服務樓區域。

第②層新近堆積黃土狀粉質粘土：黃褐色，可塑，局部偏軟，土質不均勻，含姜石等，局部夾粉土薄層，大孔、蟲孔等黃土狀特征發育，可見磚屑等人類活動痕跡。局部場地分布（8#樓、配套商業服務樓該層僅在個別孔中出現，最大厚度不超過0.30m）。層厚0.40～2.80m，層底標高65.23～69.62m。

第③層黃土狀粉土：褐黃～黃褐色，稍密，稍濕。土質較均勻，含云母片等；局部夾粉質粘土薄層及粉砂薄層?？梢娾}質條紋、大孔、蟲孔等黃土狀特征。層厚1.40～7.30m，層底標高59.83～64.68m。

第③-1層細砂：淺黃色，稍密，稍濕。主要由石英、長石、云母等組成，含少量粉砂、粉土。受微地貌控制，該層在場地內表現為夾層，與③層成交錯狀分布，該層（主要在場地12#樓）層厚0.50～2.90m，場地范圍內由西向東逐漸變厚，層底標高60.39～61.61m。

第④層粉土：黃褐色，稍密，稍濕。土質較均勻，局部夾粉質粘土薄層。該層在場地范圍內分布不均勻，場地范圍內中部較薄，該層層厚0.3～6.80m，層底標高56.42～63.73m。

第⑤層細砂：淺黃色，稍密～中密，稍濕。砂質一般，由長石、石英、云母等組成，暗色礦物次之，次棱角狀，顆粒級配一般。局部夾粉砂薄層。層厚0.70～12.00m，層底標高51.42～59.38m。

第⑥層中砂：灰白色，中密，稍濕。砂質較純，由長石、石英、云母等組成，顆粒級配一般。局部夾粉質粘土薄層。層厚2.00～6.80m，層底標高47.58～57.18m。

第⑦層粗砂：灰白色，密實，稍濕。砂質較純，顆粒級配較差，由石英、長石、云母等組成，局部含有較多卵石、礫石等，局部有膠結現象。層厚6.20～13.80m，層底標高35.18～44.12m。

第⑧層粉質粘土：褐黃色，可塑～硬塑。土質不均，以粉質粘土為主，局部相變為粘土。含姜石、砂粒等，含量不均。層厚2.10～8.40m，層底標高32.96～40.62m。

第⑨層粗砂：灰白，密實，主要由石英、長石、云母等組成，暗色礦物次之，次棱角狀，顆粒級配一般，砂質較純，含卵石，粒徑2-5mm，含量10-15%。層厚5.00～11.40m，層底標高27.76～32.62m。

第⑩層粉質粘土：褐黃色，硬塑。土質不均，以粉質粘土為主，局部相變為粘土。含姜石、砂粒等，含量不均。層厚1.10～5.40m，層底標高24.36～30.83m。

第11層粗砂：灰白，密實，主要由石英、長石、云母等組成，暗色礦物次之，棱角狀，顆粒級配一般，含卵石，粒徑2-5mm，最大粒徑10mm，含量20-35%。揭露最大層厚12.20m。

本案例中標準貫入試驗數據根據

黃土狀粉質粘土②層標貫試驗錘擊數平均值μ=6.8，標準差σ=1.39，統計個數n=10，按規范（公式1）修正后查表得fk=110.0 KPa，

黃土狀粉土③標貫試驗錘擊數平均值μ=9.1，標準差σ=1.82，統計個數n=52，按規范（公式1）修正后查表得fk=130.0 KPa，

粉土④層標貫試驗錘擊數平均值μ=12.4，標準差σ=1.39，統計個數n=10，按規范（公式1）修正后查表得fk=140.0 KPa，

細砂⑤層標貫試驗錘擊數平均值μ=17.6，標準差σ=2.46，統計個數n=57，按規范（公式1）修正后查表得fk=160.0 KPa，

中砂⑥層標貫試驗錘擊數平均值μ=6.8，標準差σ=2.39，統計個數n=56，按規范（公式1）修正后查表得fk=220.0 KPa，

該項目已成功運用勘察報告中提供的承載力，合理使用了地基土層，通過原位測試驗證地基承載力，取得了成功并充分挖掘了地基潛力。

三、結語

在黃土狀土地區使用規范的標貫擊數修正公式確定地基土承載力標準值時，其結果與探井取土土工試驗指標確定值相比明顯偏低，而用公式2修正則較為接近實際。筆者建議對一般工程宜采用不小于60%的概率取值對其標貫成果進行修正。因文中僅引用了黃土狀地區工程實例，是否具有普遍意義有待于進一步檢驗。

目前，新規范取消了承載力表，原位測試地基承載力的評價顯得尤為重要，且巖土工程既有理論的共性，又有不同地區差異的特點。在工程實踐中，依據國標和相關規范并結合實際工程實例的探討，對行業發展具有一定的推動作用。

參考文獻：

[1]趙九龍，張勇.應用標貫試驗評價地基土承載力的探討[J].軍工勘察，1994，（03）：29-30+25.