關于地基承載力問題探討

向志群

遵義水利水電勘測設計研究院 貴州 遵義 563002

關健詞：地基；承載力；問題

1 概述

《巖土工程勘察規范》GB50021-2001（2009版）[1]中第4.1.11-3條內容是詳細勘察應進行的工作之一，具體內容為“查明建筑范圍內巖土層的類型、深度、分布、工程特性，分析和評價地基的穩定性、均勻性和承載力”，第14.3.3-5條內容是巖土工程勘察報告應包括的內容之一，具體內容為“各項巖土性質指標，巖土的強度參數、變型參數、地基承載力建議值”，從這兩條現行巖土工程勘察規范強制性條文中均強調詳細勘察階段需要提供地基承載力的要求可知，在現行的巖土工程勘察體制中，地基承載力是由勘察單位提供的，設計單位使用勘察單位提供的巖土工程勘察報告中的地基承載力進行建筑、構筑物基礎設計[1]。

2 地基承載力定義

地基承載力通常是指地基土體或巖體單位面積上所能承受上部荷載的能力，多以kPa為單位。用土力學的基本觀點來劃分，地基承載力還分為地基容許承載力和地基極限承載力兩類。一般我們在荷載作用下地基土尚處于彈性狀態或僅局部出現了塑性，取用的承載力值，稱為容許承載力，它是指巖土地基穩定有足夠的安全度并且變形控制在建筑物容許范圍內時的承載力，地基快失穩時地基土土體或巖體單位面積上所能承受的最大上部荷載稱為極限承載力。

3 獲得地基承載力的方法

3.1 靜載荷試驗

靜載荷試驗也是最權威的方法，根據靜載荷試驗做試驗測出來的地基承載力，其余所有的方法測試出來的承載力若和靜載荷試驗測出來的標準承載力有矛盾時，一律依靜載荷試驗測出來的為準。

3.2 原位測試法

原位測試方法包括例如動力觸探試驗、標準貫入試驗、旁壓試驗、靜力觸探試驗等等，每種試驗方法各有各的限制，每種試驗都有各自適用的范圍。

3.3 室內試驗

按照《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2011)[2]中相關條文根據室內試驗測出土的黏聚力和內摩擦角，根據理論公式計算土的承載力；硬質巖石地基承載力，應進行室內試驗測試巖石的飽和單軸抗壓強度，軟質巖石應進行室內試驗測試巖石的天然單軸抗壓強度，還應同步進行單軸試驗巖樣的波速檢測，評價巖體的完整性指數，對于完整、較完整和較破碎的巖石地基承載力特征值可根據室內飽和（天然）單軸抗壓強度，按公式進行折減后獲得[2]。

3.4 經驗確定

對于有經驗的地區，巖土工程師們跟據多年的工作經驗，通過一些常規的檢測方法，在現場大致就可以確定一般巖土體的承載力范圍，一般情況下和實際做出來的不會差別太大。

《巖土工程勘察規范》GB50021-2001（2009版）[1]中第4.1.14條中也有“對于巖質地基，應根據地質構造為，巖體特性，風化情況等，結合建筑物對地基的要求，按地方標準或當地經驗確定”[1]。

但實際工作中也存在的地基承載力經驗值取值困難的問題，如人工填土（雜填土或素填土）厚度較大，且在場地穩定分布，由于堆積的塊石大小不一，密實程度差，均勻性差，就算做了現場載荷試驗也不能準確反映填土地基的地基承載力，有時甚至無法做現場載荷試驗，地基的地基承載力就需要采用多種測試方法，參考同類土體的物理力學性質的取值經驗，再如軟塑狀紅粘土及強風化巖層由于鉆探取樣困難，如果沒條件進行現場載荷試驗及其它現場試驗，也只能參考同類土體的性質物理力學性質的取值經驗，提供地基承載力。

3.5 地基處理場地地基承載力的確定

針對需要進行地基處理的壓實填土地基的承載力確定，勘察單位需要采用多種現場檢測方法綜合分析判斷取得相關地基承載力指標。

3.5.1 壓實填土地基回填設計和施工要求

設計時人工地基的地基承載力由現場載荷試驗確定， 處理后的地基須滿足建筑物地基承載力、變形、和穩定性的要求；經處理后的地基， 在受力層范圍內仍存在軟弱下臥層須進行軟弱下臥層地基承載力驗算；對有沉降控制要求的建構筑物應對處理后的地基進行變 形驗算； 對需要進行地基穩定性驗算的建構筑物應進行地基穩定性驗算。夯（壓）實填土施工可通過機械振動碾壓或強夯處理

3.5.2 場地平場回填檢測建議

（1）填土地基必須堅持從勘察到處理的施工全過程監理與檢測， 填土的質量檢測應隨施工進程同步進行。 （2）強夯地基均勻性檢驗根據加固體及加固條件的復雜程度和建筑物的重要性確定。（3）強夯地基承載力檢驗的數量， 應根據場地復雜程度和建筑物的重要性確定。（4）強 夯 處 理地 基 的質量 檢 測方法 應 按《 貴州 省 建 筑巖土工程技術 規范 》 (DB52/T046-2018)[3]第 4.2.3 條、4.5.6 條的規定選用原位測試試驗及室內土工試驗方法， 并應使用兩種或 兩種以上的檢測方法進行平行檢測試驗。（5）夯（壓）實填土地基的質量檢驗工作應隨填筑土層分層進行。（6）對建筑物應在施工及使用期間應進行沉降觀測。[2]

4 關于地基承載力的提供

采用原位測試法、經驗法取得的地基承載力，根據室內試驗測試巖石的飽和單軸抗壓強度，計算巖石的承載力，用這些方法提供地基的承載力勘察單位的巖土工程師都是容易做到的，但根據室內試驗測出土的黏聚力和內摩擦角，根據理論公式計算土的承載力，需進行基礎深度和基礎寬度的修正工作，現行體制下，地基承載力是由巖土工程師提供，而巖土工程師并不是基礎設計人員，并不清楚基礎的寬度和深度，對于不同深度的土層均采用統一的假定基礎埋深及寬度，用規范給出的公式計算地基承載力，特別是若是土層埋深較大時，深層土按淺基礎計算地基承載力提供土層地基承載力的做法，這就會造成提供土層地基承載力與實際情況會有很大出入[3]。但這一直是目前巖土工程勘察行業流行的做法。提供地基承載力，既要掌握場地工程地質條件和土的物理力學性質指標，又必須清楚擬建建（構）筑物的使用要求和上部結構特點，基礎的設計類型、尺寸和基礎的埋置深度等，而勘察單位的巖土工程師是在設計單位的設計工程師完成上部設計之前就完成了對建筑場地的巖土工程勘察，并提供了巖土工程勘察報告，設計單位的結構工程師針對勘察單位巖土工程勘察提供的不符合基礎設計實際尺寸的地基承載力，深感無能為力，這樣的結果，可能會造成浪費，或是有不安全的因素，當然一代又一代的巖土工程師和結構工程師都是這樣做下來的，似乎也沒有出現什么大問題，盡管不少同行對同類問題提出過質疑，大家對這種做法也習以為然，但是這終歸是一個存在的問題，就是勘察單位巖土工程師提供的深寬修正后的土質地基承載力與實際值存在差距。那么，關于土質地基，根據室內試驗測出土的黏聚力和內摩擦角，用理論公式計算土的承載力，需進行深寬修正時，地基承載力應該由勘察單位的巖土工程師計算提供，還是勘察單位的巖土工程師只提供包括土的黏聚力和內摩擦角等在內的物理力學參數，由設計單位的結構工程師按照實際的基礎設計尺寸進行計算后提供？個人認為地基基礎設計與地基勘察工作是一個連續的工作，并且是相互關聯和互相影響的工作，不宜人為的生生割裂成兩個部分，由一家單位承擔地基勘察工作，同時又承擔基礎設計工作是最好的，這也要求我們是勘察設計人員需同時具備巖土工程勘察和地基基礎設計方面的知識和技能，一個好的巖土工程師同時也是一名地基基礎設計工程師，巖土工程師需要繼續學習設計知識，了解設計方法，了解設計對巖土工程勘察的要求，從事設計工作的結構工程師也需要補充地質知識，了解勘察工作的內容，正確理解和使用巖土工程勘察報告。

5 結束語

由于詳細勘察階段建筑場地的工程地質條件的不明確性，巖土工程詳細勘察報告的評價和結論就需要在施工圖設計過程中不斷補充和完善，而在現行的這種分隔的勘察設計體制中又是不容許技術上的交叉作業，不容許在施工圖設計的過程對現場地質條件的加深理解，從而正確地選用更符合場地實際情況的地基承載力。

但在現行的體制中，地基承載力應由勘察單位巖土工程師提供，結構工程師僅是勘察成果的使用者，勘察單位提供的巖土工程勘察報告經施工圖審查公司審查合格后，設計單位的結構工程師用巖土工程勘察報告提供的地基承載力進行設計，設計單位結構工程師一般是無權改變巖土工程勘察報告提供的地基承載力的數值，無論數值是否正確合理，如果一旦發生事故，他也不對地基承載力的取值負任何的責任，應由勘察單位巖土工程師負責。因此，作為勘察單位巖土工程師提供地基承載力時應當采用多種測試分析手段，綜合分析，并加強與設計單位結構工程充分溝通，雙方對彼此的工作內容有更多的了解和溝通后再提出相應工程的地基承載力。

希望未來的巖土工程是包含正負零以下的所有巖土工程勘察與地基基礎設計工作，讓巖土工程與基礎設計形成一個有機整體，廣大巖土工程師們還有更多的知識需要儲備，更多的工作要做，相信這一天終會到來的。