地基均勻性評價相關問題的探討

張霖 陳靖 曹聚鳳＊

（1.貴州省地質礦產勘查開發局111地質大隊，貴州 貴陽 550081;2.貴州地質工程勘察設計研究院有限公司，貴州 貴陽 550081）

0 引言

工程實踐表明，很多建筑物的開裂、傾斜甚至倒塌等事故，是由地基變形引起的。因此，為了保證建筑物的正常使用和安全，地基除了要滿足承載力和穩定性的要求之外，還要滿足變形要求。引起地基變形的因素除了建筑物荷載差異大、體型復雜之外，還有一個關鍵因素就是地基不均勻，因此，在進行巖土工程勘察時正確地評價地基均勻性對地基基礎設計而言非常重要。但是在實際應用中發現，進行地基均勻性評價時還存在一些問題，在巖土工程勘察規范和地基基礎設計規范中沒有明確統一的評價方法。鑒于此，通過對現行規范相關規定進行梳理，并分析地層均勻性評價與地基均勻性評價之間的區別，進一步提出如何進行地基均勻性評價的方法。

1 現行規范對地基均勻性評價的規定

現行規范中，對地基均勻性有如下規定：

（1）《工程勘察通用規范》（GB 55017-2021）第6.1.5條第1款規定“應分析評價地基均勻性”[1]。

（2）《建筑與市政地基基礎通用規范》（GB 55003-2021）第3.2.1 條規定，當場地與地基存在一些特殊性巖土（如紅黏土、填土、軟土）時，巖土工程勘察成果應評價地基均勻性[2]。

（3）《巖土工程勘察規范》（GB 50021-2001）第4.1.11 條第3 款規定，詳細勘察應“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”[3]。

（4）《建筑地基基礎設計規范》（GB 50007-2011）第3.0.4 條第1 款規定，巖土工程勘察報告應提供建筑物范圍內的地層結構及其均勻性[4]。

（5）《建筑地基處理技術規范》（JGJ 79-2012）第3.0.9 條規定“處理后的地基應進行地基承載力和變形評價、處理范圍和有效加固深度內地基均勻性評價”[5]。

（6）《高層建筑巖土工程勘察標準》（JGJ/T 72-2017）第8.2.3 條提出了地基均勻性評價的定性和定量方法。定性評價考慮的是地貌單元和工程地質單元是否相同，工程特性是否有差異；定量評價考慮的是地基變形計算深度范圍內的當量模量與地基不均勻系數界限值之間的關系[6]。

由此可見，除了《高層建筑巖土工程勘察標準》以外，其他5本規范都沒有對地基均勻性的評價方法和評判標準作出明確規定。而《高層建筑巖土工程勘察標準》提出的地基均勻性評價方法僅適用于天然地基，對某些人工地基并不適用，比如大厚度壓實填土地基[7]。

針對規范存在的不足之處，一些專家學者和技術人員提出了改良的地基均勻性評價方法。例如鄧永鋒等[8]以強夯加固地基為例，提出了不均勻系數和變異系數相結合的評價方法；邢斐等[9]利用面波技術測試地層不同深度處的波速情況，再利用波速與巖土物理力學性質的相關性評價地基均勻性；張瑞松等[7]提出了壓實填土地基差異沉降敏感度的概念，并給出了壓實填土地基均勻性評價的方法。

2 地層均勻性評價與地基均勻性評價之間的區別

地層均勻性評價是對場地各個地層的工程特性和空間分布進行評價；而地基均勻性評價是對可能導致基礎差異沉降的巖土體的綜合評價，是地基按變形控制設計的基礎。地基可能包含多個地層，地層均勻性是地基均勻性評價的主要依據之一[10]。地層均勻性差的話，地基均勻性一般不好；但是地層均勻性好的話，地基均勻性不一定好。如圖1 所示的情況，假設地基變形計算深度范圍內所有地層在水平方向上分布比較均勻，厚度變化不大，工程特性差異不大，那么各個地層的均勻性很好；但是，各個地層在垂直方向上壓縮性差距很大的話，則地基均勻性不好。

圖1 地層均勻性好而地基均勻性不好的一種情況

因此，地層均勻性評價不能等同于地基均勻性評價，但是有的勘察人員卻對兩者之間的區別不太清楚，以為地層均勻性評價就是地基均勻性評價，對后續工程產生不良影響。

3 巖土工程勘察報告中地基均勻性評價存在的問題

巖土工程勘察報告一般比較重視持力層的選擇、基礎方案的建議、地下水作用的評價等，而地基均勻性評價往往過于簡單，有的勘察報告甚至一筆帶過。這種現象出現的原因，一是現行規范對地基均勻性評價的規定不夠具體，二是勘察人員對地基均勻性評價的概念不夠清楚。例如，某地質剖面示意圖如圖2 所示，其勘察報告中“地基均勻性評價”章節的內容是：“根據鉆探揭露，場地巖土層自上而下為素填土、紅黏土、強風化石灰巖和中風化石灰巖。素填土少量分布，厚度不均，均勻性較差；紅黏土零星分布，均勻性較差；強風化石灰巖分布不均，厚度0.2～9.9m，均勻性差；中風化石灰巖分布廣泛，厚度較大，均勻性好。”

圖2 地質剖面示意圖

該報告的地基均勻性評價存在3 個問題：一是只進行了地層均勻性評價，沒有對地基均勻性進行綜合評價；二是在進行地層均勻性評價時，僅考慮了分布是否均勻，厚度變化如何，沒有考慮巖土體的工程特性（如素填土的密實度、紅黏土的塑性）是否有差異；三是沒有考慮溶洞的影響，當巖溶強發育時應評價為不均勻地基。

4 地基均勻性評價方法

首先，要確定地基均勻性評價的范圍，分為平面范圍和深度范圍。

（1）平面范圍：地基均勻性評價的平面范圍應該是單體建筑物水平投影面積范圍[11]。在進行巖土工程勘察時，宜先進行地層均勻性評價，再結合擬采用的基礎形式進行地基均勻性評價。

（2）深度范圍：地基均勻性評價的深度范圍應該是變形計算深度范圍，從基礎底面開始至滿足變形計算要求的深度為止。基礎形式（如條形基礎或樁基礎）不同或地基類型（如天然地基或人工地基）不同，地基均勻性評價的深度范圍不同，具體規定可參考《建筑地基基礎設計規范》以及文獻[11]。

其次，要搞清楚影響地基均勻性評價的因素，如地質成因、地貌類型、工程地質特性、不良地質作用等[12]，當這些因素可能導致基礎產生差異沉降時，應評價地基為不均勻地基。例如當地基變形計算深度范圍內存在軟弱夾層、巖溶、透鏡體、孤石或構造破碎帶且影響較大時，應評價為不均勻地基，如圖3 所示（以透鏡體為例）。

圖3 地基變形計算深度范圍內存在透鏡體

5 結束語

地基均勻性評價是地基基礎設計的重要依據，是巖土工程勘察報告的重要內容。在進行地基均勻性評價時，首先要確定評價范圍（平面范圍和深度范圍），其次要搞清楚影響地基均勻性評價的因素，在此基礎上，再對地基均勻性進行綜合評價。在今后的工程實踐中，要對工程經驗不斷總結，才能提出更加合理的評價方法和評判標準。