不同地基條件下軟質巖巖石地基承載力的確定及適用條件探析

宋偉強

摘要：在建設工程項目施工中，地基施工占據著關鍵性地位。為增強軟質巖地基施工的科學性和有效性，并有效保障軟質巖地基施工安全，必須對地基承載力進行科學確定。本文淺析了不同地基條件下軟質巖巖石地基承載力的確定方法以及適用條件，以期軟質巖巖石地基施工提供借鑒。

關鍵詞：軟質巖;地基承載力;適用條件

1.前言

軟質巖通常具有泥質結構，遇水極易發(fā)生軟化，在曝曬下極易發(fā)生開裂。在軟質巖地基施工中，若缺乏現場試驗結果，通常借助相應公式實施對地基實際承載力的計算，并利用查表實現對具體取值的確定。對此，有必要探究在各類地基不同條件下，確定軟質巖相應的地基實際承載力的方法，并明確其具體的適用條件。

2.不同方法的地基承載力分析

本文選取三個場地作為分析樣本，對淺層靜力平板載荷試驗、嵌巖基樁自平衡法靜載試驗進行采用。后者所用樁徑長度為1.Om，分別對編號為1、2、3的試樁實施嵌固處理，其中，編號1的試樁實際長度為2.4m，編號2的試樁的實際長度為5.Om，編號3的試樁的實際長度為6.Om。

2.1規(guī)范公式計算

軟質巖相應的地基實際承載力的規(guī)范計算公式如下：

淺基礎相應的地基承載力特征值：

在上述公式中，ψr表示折減系數，若場地中存在的風化巖均具有較完整的程度，則要充分考慮存在的不利組合，并嚴格遵循相關規(guī)范，將ψ，的取值設置為0.2。ξr表示地基自身的端阻以及側阻相應的綜合系數，對應樁徑的實際長度為l.Om，嵌固段實際長度分別是2.4m，5.Om以及6.Om，嚴格遵循相關規(guī)范，將ξr1的取值設置為1.29、將ξr2的取值設置為1.57、將ξr3的取值設置為1.63：CI表示地基相應的端阻發(fā)揮系數，C1表示地基相應的側阻發(fā)揮系數，對應樁相應的嵌固段實際長度要超過0.5m，嚴格遵循相關規(guī)范，將c1的取值設置為0.45，將c2的取值設置為0.03。

遵循相關規(guī)范公式，對地基實際承載力相應的具體特征值實施計算，呈現出如下規(guī)律：在一定埋深情況下，樁基礎自身樁端阻力相應的具體特征值是淺基礎對應的地基實際承載力相應的具體特征值的2.25倍。樁基礎自身實際嵌固深度與樁嵌固段自身的承載力相應的具體特征值二者呈現出非線性關系。當基礎嵌固自身實際深度呈現逐漸增加時，樁嵌固段自身的承載力相應的具體特征值的綜合值增加量逐步減小。這表明，到一定深度時，樁嵌固段自身的承載力相應的特征值的綜合值會形成一個定值[1]。

2.2規(guī)范查表取值

利用規(guī)范查表對地基實際承載力具體的特征值進行確定，如表1所示。

通過規(guī)范查表對地基承載力相應的特征值進行確定，其值處于較大的區(qū)間范圍。在實際中，直接利用規(guī)范查表，難以對地基實際承載力具體的特征值進行有效確定嘲。

2.3淺層靜力平板載荷試驗

借助淺層靜力平板載荷試驗對3個場地進行分析，在具體試驗過程中，壓力一沉降這一曲線自身的起始直線段實際對應的具體終點表現為比例荷載，與終止加載各項條件有效符合的前一級相應荷載表現為極限荷載，將該荷載與相關安全系數二者的實際比值與比例荷載實施相互比較，選取較小值，據此為各檢測點自身地基實際承載力具體的特征值[3]。

2.4基樁自平衡法靜載試驗

遵循2倍預估荷載具備的10級分級加載，對編號1的試樁增加2×2400kN的荷載，上部樁即在向上位移的情況下出現突變，并使上部樁出現抬起，側阻力達到極限狀態(tài)，將前一級增加荷載的值，即2lOOkN作為極限側阻力;下部樁呈現出較小的向下位移，沒有產生突變，其端阻力沒有達到極限狀態(tài)。對試樁2增加荷載到2×2400kN，對試樁3增加荷載到2×3000kN，此時，試樁急劇增加向下位移，并產生陡然降低，無法確保穩(wěn)定荷載，端阻力達到極限狀態(tài)，側阻力沒有達到極限狀態(tài)[4]。對單樁豎向承載力相應的特征值Ra而言，各類規(guī)范具有不同的公式表達，但從總體上看，表述了基本相同的含義。將不同規(guī)范計算公式作為依據，可得如下公式：

借助該試驗，對樁基礎嵌固段對應地基側阻力相應的特征值以及端阻力相應的特征值進行確定。樁基礎嵌固實際深度不斷增加，其側阻力發(fā)揮也相應增加、地基端阻力相應的特征值也隨之增加，單樁豎向承載力相應的特征值也相應增加。

3.不同方法的地基承載力對比分析

將淺基礎對應的地基實際承載力具體的特征值fa與淺層地基相應的靜力平板載荷試驗具體結果實施對比和深入分析，將嵌巖樁自身的地基端阻力具體的特征值qpa、側阻力具體的特征值qra與基樁自平衡法靜載試驗具體結果實施對比和深入分析，將嵌巖樁單樁豎向承載力具體的特征值Ra與基樁自平衡法靜載試驗結果實施對比和深入分析，分別依據公式（2）和公式（3）對場地內3個試樁各自的單樁豎向承載力具體的特征值Ra進行計算。各類方法對泥巖承載力進行確定的對比如表2所示。

4.地基承載力確定方法的適用條件

借助規(guī)范公式對地基實際承載力進行計算，或者利用規(guī)范查表對地基承載力進行確定：

（1）對巖石完整性進行準確判斷，在此基礎上，將巖石實際具備的完整程度作為相關依據，借助規(guī)范公式，對淺基礎對應的地基實際承載力相應的特征值fo進行計算。

（2）若樁基礎嵌固深度比1倍樁徑要小，可將之作為淺基礎，對地基承載力相應的特診值fao進行確定。

（3）若樁基礎嵌固深度比1倍樁徑要小，且嵌固深度在5m以下，可借助公式（3）對其端阻力相應的特征值qpa進行計算。

（4）若樁基礎嵌固深度稍微超過5m，可借助規(guī)范查表，取范圍值相應的上線值對其端阻力相應的特征值qpa進行確定。

（5）若樁基礎對軟質巖進行嵌入，通過不同方法得出其側阻力具體的特征值q ra均較小，有必要借助規(guī)范查表，取范圍值相應的中值，對q ra進行確定。

樁基礎相應的端阻力以及側阻力均能實現最大程度上的發(fā)揮時，可將qpa與qra分別與各自對應的具體幾何量相乘，實現對單樁豎向承載力的計算。若樁基礎嵌固深度過大，則應在現場實施基樁試驗對單樁豎向承載力進行確定。

參考文獻：

[1]曹建強.軟質巖巖石地基承載力確定方法與適用條件分析[J].西部探礦工程， 2018 （01）19-22.

[2]趙葉江.對確定貴陽軟巖地基承載力的幾點認識[J].土工基礎，2015，29（02）：60-63.

[3]李成芳，陳奎，熊啟東，等.重慶地區(qū)軟質巖地基承載力試驗研究[J].建筑結構，2017（09）：90-93.

[4]何建凱.淺論第三系泥巖地基承載力的確定方法[J].巖土工程技術，2017，31（02）：76-79.