地基承載力試驗方法的應用

劉保平

(太原市建筑工程質量檢測站，山西太原 030002)

隨著我國國民經濟的飛速發展，隨著科學技術的日新月異，建筑物的荷載日益增加，對建筑地基的變形要求也越來越嚴，越來越多的建筑工程需要進行地基處理，因而對于地基處理效果進行評價的工作就顯得尤為重要。地基處理效果評價的方法有多種，最常用的方法就是地基承載力試驗。然而對于不同的地基、不同的地基處理方法，進行地基承載力試驗的方法也不盡相同，只有了解和熟悉地基及地基處理的相關知識，才能正確的應用地基承載力試驗方法，準確地對地基處理效果進行評價。

1 天然地基與加固地基

地基是承托建筑物基礎的一部分場地。能夠滿足上部建筑的地基，應具備以下條件:1)強度和穩定性要足以支撐上部結構的自重及外部荷載;2)不能由于上部結構的自重和外部荷載的影響而產生過大變形;3)不能由于地下水的活動而產生滲漏;4)在動力荷載作用下，土體不能產生液化。當地基能夠全部滿足上述條件時，該地基所做的建筑地基，稱為天然地基。當不能全部滿足上述條件時，需要進行地基處理，該地基稱為加固地基。加固地基包括軟弱地基和特殊土地基。

2 軟弱地基與特殊土地基

按照GB 50007-2011建筑地基基礎設計規范的一般規定，地基壓縮層主要由淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土或其他高壓縮性土層構成時，該地基稱為軟弱地基。軟弱地基的高壓縮性的一個重要表現就是在建筑物的自身作用下，或受到外部作用時，其沉降和差異沉降過大，導致建筑物發生事故，所以對于軟弱地基，一般都要進行地基處理，以改善其地基承載能力。

特殊土地基帶有地區性特點，它包括濕陷性黃土、膨脹土、紅黏土、冬季凍土等，在黃土地區主要是濕陷性黃土。濕陷性黃土是一種非飽和的欠壓密性土，具有大孔和垂直節理，在天然濕度下，其壓縮性較低，在附加壓力或附加壓力與土的自重壓力下引起濕陷變形，是一種下沉量大、下沉速度快的失穩性變形，對建筑物危害極大。因此對于濕陷性地基，也要進行地基處理，以改善土的物理力學性質，減少或消除地基的濕陷變形。

3 改良地基和復合地基

經過加固處理的地基，按照地基土的構成成分，分為改良地基和復合地基兩種。改良地基的土壤成分與其地基處理以前相比不發生改變，只是改變了其后來的物理力學性質。復合地基是通過增強土體或部分置換土體形成增強體和周圍土體共同承擔荷載的地基。

4 地基處理方法

按照地基處理的作用機理，常用的地基處理方法可分為兩類:換土墊層法和深層密實法。換土墊層法是將原地基淺層軟弱土或不良土挖除后，選用砂(石)、碎石、粉煤灰、土(灰土)、礦渣等換填材料，通過分層碾壓或夯實，對地基土進行改良的地基處理方法。該方法簡易可行，適用于處理淺層軟弱地基、濕陷性黃土地基、雜填土地基等。深層密實法是利用地基處理的專門施工機具在原地基土中加入加固材料，形成樁體，使樁體與樁間土一起構成復合地基的地基處理方法。該方法根據施工方法的不同，可分為擠密樁法、深層攪拌樁法、水泥粉煤灰碎石樁法等，根據樁體材料的不同，又可分為砂石樁、土(灰土)擠密樁、石灰樁、水泥土攪拌樁、旋噴樁等。

5 地基承載力試驗方法

針對不同的地基及不同的地基處理方法，進行地基承載力試驗時，應正確地選擇JGJ79-2002建筑地基處理技術規范和GB 50007-2011建筑地基基礎設計規范中規定的試驗方法，進行試驗及承載力評價。

5.1 改良地基及換土墊層地基的承載力試驗

對于該類型的地基，進行承載力試驗時，要依據《建筑地基基礎設計規范》中“淺層平板荷載試驗要點”進行試驗，承壓板面積不應小于0.25 m2，承壓板的邊長或直徑不應小于墊層厚度的1/3。

地基承載力特征值應根據壓力—沉降曲線的形態確定。當壓力—沉降曲線上極限荷載能確定，而其值不小于對應比例界限的2倍時，可取比例界限;當其值小于對應比例界限的2倍時，可取極限荷載的一半;當壓力—沉降曲線是平緩的光滑曲線時，地基承載力特征值可取相對變形值對應的壓力。當承壓板的面積為0.25 m2～0.50 m2，可取s/b或s/d等于0.01～0.015所對應的荷載，但其值不應大于最大加載量的一半。

5.2 復合地基承載力試驗

復合地基承載力試驗的依據是《建筑地基處理技術規范》中附錄A“復合地基載荷試驗要點”，對于單樁復合地基，其承壓板面積為一根樁承擔的處理面積，對于多樁復合地基，其承壓板面積按實際樁數所承擔的處理面積確定。復合地基承載力特征值應根據壓力—沉降曲線的形態確定。當壓力—沉降曲線上極限荷載能確定，而其值不小于對應比例界限的2倍時，可取比例界限;當其值小于對應比例界限的2倍時，可取極限荷載的一半。

當壓力—沉降曲線是平緩的光滑曲線時，復合地基承載力特征值可取相對變形值對應的壓力。相對變形值的取值決定于樁的類別和地基土土質這兩個因素:

1)對砂石樁、振沖樁復合地基或強夯置換墩:當以粘性土為主的地基，可取s/b或s/d等于0.015所對應的壓力(s為載荷試驗承壓板的沉降量;b和d分別為承壓板寬度和直徑，當其值大于2 m時，按2 m計算);當以粉土或砂土為主的地基，可取s/b或s/d等于0.01所對應的壓力。

2)對土擠密樁、石灰樁或柱錘沖擴樁復合地基，可取s/b或s/d等于0.012所對應的壓力;對灰土擠密樁復合地基，可取s/b或s/d等于0.008所對應的壓力。

3)對水泥粉煤灰碎石樁或夯實水泥土樁復合地基，當以卵石、圓礫、密實粗中砂為主的地基，可取s/b或s/d等于0.008所對應的壓力;當以粘性土、粉土為主的地基，可取s/b或s/d等于0.01所對應的壓力。

4)對水泥土攪拌樁或旋噴樁復合地基，可取s/b或s/d等于0.006所對應的壓力。

5)對有經驗的地區，也可按當地經驗確定相對變形值。

按相對變形值確定的承載力特征值不應大于最大加載壓力的一半。

6 結語

通過以上闡述，對于不同的地基處理方法及地基土條件，采取的地基承載力試驗方法不完全相同，對地基承載力特征值的確定方法也不完全相同。檢測技術人員只有準確地辨別地基處理方法、地基土類別，才能選擇正確的地基承載力試驗方法，進行地基承載力評價。

［1］JGJ 79-2002，建筑地基處理技術規范［S］.

［2］侯偉生.建筑工程質量檢測技術手冊［Z］.

［3］葉書麟，葉觀寶.地基處理［D］.上海:同濟大學，2010.