夏晨 黃睿
紹興文理學院 土木工程學院 浙江 紹興 312000
設計規范是廣大工程建設者必須遵守的準則和規定。由于巖土工程的地域性差異較大,建筑地基基礎應該根據巖土工程勘察資料,綜合考慮結構類型、施工條件和周邊環境等因素,遵循因地制宜的原則而精心設計。本文選取了部分代表地區的建筑地基地方性設計規范進行對比,淺析各規范中主要條文要求的差異性及原因。選取的地標包括:《北京地區建筑地基基礎勘察設計規范》DBJ11-501-2009、《廣東省建筑地基基礎設計規范》DBJ15-31-2016、《浙江省建筑地基基礎設計規范》DB33/T1136-2017、《湖北省建筑地基基礎技術規范》 DB42/242-2014。《黑龍江省建筑地基基礎設計規范》DB23/902-2005。
建筑地基勘察工作包括:地質調查、測繪、勘探、取樣、現場原位測試、室內實驗等。各地標的地基勘察要點主要差別如下:
黑龍江省在建筑地基勘察著重于季節性凍土地基勘察,季節性凍土的力學特性對工程影響較大,勘察設計時需要考慮凍脹深度。凍深與土的類別、土的凍脹性和環境因素有關。浙江省對地下水勘察較為重視,對地下水的類型、含水層的分布規律、水位變化趨勢等進行了明確地分類,并對室內試驗方法、測定參數、原位測試方法、適用土性條件進行了全面細致地規定。廣東省對抗浮設防水位的綜合確定有所側重,根據場地所在地貌單元、地層結構、地下水類型、地下水水位、地下水補給、排泄條件等給了明確的說明。另外,廣東省對巖溶和土洞發育區的工程地質勘察也較為重視,根據巖溶發育程度劃分為巖溶強發育、巖溶中等發育和巖溶微發育,具體按照鉆孔見洞隙率和溶槽或串珠狀豎向溶洞發育深度、相鄰鉆孔間存在臨空面切基巖面高差等進行界定。
樁基礎在各地的工程中應用廣泛,規范規定略有差異。浙江省和湖北省在樁基礎承載力計算上總體保持一致,但在樁身混凝土強度方面要求有所不同:預制樁和灌注樁軸心受壓時,浙江省規定非預應力預制樁的工作條件系數為0.75,預應力樁取0.55~0.65,灌注樁取0.6~0.8。湖北省規定預制樁的工作條件系數為0.75~0.85,且錘擊施工時取低值;另外規定,水下灌注混凝土時端承型嵌巖樁取值不應大于0.6,灌注樁樁頂以下fak≤70kPa的軟土厚度大于3m或大于3d時的取值不應大于0.7。
在樁基沉降計算時,樁基沉降經驗系數的取值也存在地域差異。浙江省規定計算深度范圍內土層壓縮模量分為四檔:小于15MPa、25MPa、35MPa、大于45MPa,沉降經驗系數分別為0.5、0.4、0.35、0.25。湖北省也分為四檔:6~10MPa、10~15MPa、15~30MPa、30~40MPa,對應的沉降經驗系數分別為0.8~0.6、0.5、0.4、0.3。北京市劃分的四檔為:20MPa、30Mpa、40MPa、50MPa,沉降經驗系數分別為0.5、0.6、0.7、0.8。不同地區對樁基計算的差異,反映了各地區的地層分布和土性條件等工程地質差異。
針對建筑地基工程的檢測,各地方也有一定地域差異。例如,對于混凝土樁的樁身完整性檢測,浙江省要求建筑地基基礎設計等級為甲級,或地基條件復雜、成樁質量可靠性較低的灌注樁工程,檢測數量不應少于總樁數的30%,且不應少于20根,其他樁基工程檢測數量不少于20%,且不少于10根;另外值得注意的是,浙江省對于基樁檢測的開始時間有明確的規定,包括不同檢測方法下的混凝土強度要求和不同土類下樁基承載力檢測的休止天數。
湖北省規定對于設計等級為甲級,或地質條件復雜、成樁質量可靠性低的灌注樁,應全數進行低應變檢測,其他樁基工程的檢測數量不應少于總樁數的30%,且不得少于10根。每個承臺下的檢測數量不得少于1根,且單樁、兩樁承臺下的樁應全數檢測,抗拔樁全數檢測。
相比于武漢市重點突出的樁基檢測要求,北京市檢測規定上主要分為了基坑與基槽的檢測、樁基礎的檢測和地基處理效果的檢測,檢測要求上主要參照了國家規范,不如浙江省規范要求的那樣細致。
本文對比了幾個經典地區的建筑地基基礎地方性設計規范,代表了華北、華東、華南、華中和東北地區的區域特點。建筑地基基礎地方性設計規范的差異性不同反應了各個區域水文條件,地基地形,氣候,環境的差異,也從側面反應了不同地區的經濟發展水平的不同。不同地區根據自身實際工程需要,在建筑地基勘察要點,樁基礎計算,工程檢測要點等方面的要求側重點各有不同。
通過對比可知,浙江省和廣東省這類南方沿海地區,地下水問題較為突出,對地下水勘察較為重視;而相對于南方地區,東北地區需要考慮季節性凍土對建筑基礎的凍深影響。在樁基礎的沉降計算方面,各地區選取的計算模量和經驗系數也有較強地域特點。
建筑地基基礎的地方性設計規范是為了在地基勘察和基礎設計中滿足技術先進、安全適用、經濟合理、保護環境等要求。在建立地方性設計規范時,需要充分調查研究區域特點,因地制宜,提出合理的強制性和指導性標準。