花崗巖殘積土地基承載力取值的應用分析

黃義柱

（廣東省建設工程質量安全檢測總站有限公司）

花崗巖殘積土系花崗巖經物理風化和化學風化后殘留在原地且未經搬運的碎屑物質，其成分除石英外，其他礦物均已風化為土狀。在南方地區，由于氣候溫暖、氣溫較高、濕度較大、降雨量充足等氣候特點，導致原巖風化強烈，通常其形成的風化殘積土層具有大孔隙比、小液性指數、低壓縮性、強吸水性等特點，依據顆粒成分的差異也分礫質粘性土、砂質粘性土和粘性土。在建筑應用中，由于其具有相對較好的物理力學性質，通?？紤]作為低層建筑、簡易廠房、地下室等的天然地基持力層?；◢弾r殘積土作為非石亦非土的特殊巖土體，由于礦物成分和風化程度的差異其物理力學性也存在較大差異。因此，在確定花崗巖殘積土作為淺基礎持力層時候，充分考慮各種因素對地基承載力測試及合理取值，對工程建設的經濟性和安全性具指引作用。

1 工程概況

某工程項目占地面積約3000m2，擬建上部單層商用物業，下部為一層地下室。根據場地巖土工程勘察情況、對地基承載力要求和建筑成本綜合考慮，確定采用天然地基上獨立柱基礎形式和框架結構，采用④層花崗巖殘積土層作為基礎持力層，要求地基承載力特征值不低于300kPa。各土層分布和土質特征如下：①雜填土：平均層厚1.47m，雜色，稍濕，稍密，主要成分為建筑垃圾和粘性素填土；②淤泥：平均層厚1.76m，黑色～灰黑色，飽和，含腐殖質，流塑～軟塑狀；③粉質粘土：平均層厚1.52m，淺黃色、局部粉紅色，很濕，具粘性，含少量粉粒和砂質，可塑狀；④砂質粘性土：平均層厚10.03m，黃褐色、局部白色、淺綠色，稍濕，原生殘余結構較清晰，為粘粒、砂質，土樣手捏易散，遇水易泥化呈可塑狀，原巖風化而成；⑤全風化花崗巖：黃褐色、黃色、淺綠色、鐵灰色，稍濕，原生殘余結構很清晰，巖石風化呈土狀，硬塑狀。

2 原位測試試驗

土層開挖至-9.70m 后，見④層花崗巖殘積砂質粘性土。基坑采用排樁支護、水泥土攪拌樁止水，坑底設置排水溝、集水井進行排水疏干，并用抽水泵連續不間斷抽水，使地下水位降至基坑底面標高以下1.00m 后，進行原位重型圓錐動力觸探試驗，并根據動力觸探試驗結果確定平板載荷試驗點位。

2.1 重型圓錐動力觸探試驗

重型動力觸探試驗在地下水穩定及場地平整后，均勻分布地選取26 個獨立柱基持力層位置，觸探深度5.50m。依據試驗結果及場地土層分布條件，對觸探深度范圍內土層進行力學分層，分層厚度定為1.00m，最后一層為1.50m，先采用平均值法統計每個檢測孔的重型動力觸探錘擊數代表值后，再對同一土層重型動力觸探錘擊數據統計，見表1。

地基土按照分層厚度分別推定地基承載力特征值，參考廣東省標準《建筑地基基礎檢測規范》DBJ/T 15-60-2019 中一般黏性土地基的規定，初步推定場地砂質粘性土地基承載力特征值。

綜合分析表1～表2：

表1 同一土層重型動力觸探錘擊數據統計

表2 重型圓錐動力觸探試驗推定地基承載力特征值fak（kPa）

開挖后地基標高以下：0.00～1.00m 土層推定地基承載力特征值小于120kPa；1.00～2.00m 土層推定地基承載力特征值約180kPa；2.00～3.00m 土層推定地基承載力特征值約260kPa；3.00～4.00m 推定地基承載力特征值約350kPa；3.00～4.00m 土層推定地基承載力特征值大于400kPa。

2.2 平板載荷試驗

參考觸探試驗結果，不考慮地下水影響，原土層超挖1.00m 至-10.70m 后，土層地基承載力特征值約180kPa。地基平板載荷試驗選取重型動力觸探錘擊數偏低的試驗孔位，試驗結果如表3。

表3 地基土平板載荷試驗結果

依據廣東省標準《建筑地基基礎檢測規范》DBJ/T 15-60-2019，綜合地基土平板載荷試驗結果，取壓板點位1#、3#、5#和6#的結果平均值約為100kPa 作為該土層的承載力特征值。

3 承載力取值影響因素分析

⑴土質成分對地基強度影響分析：原位測試土層為花崗巖殘積成因砂質粘性土，母巖中高嶺石、云母及綠泥石等水解礦物含量較大，由于較多水解礦物存于土質中，且風化程度不完全一致，對土體強度的影響非常大，重型觸探結果變異系數0.19～0.32，地基平板載荷試驗結果離差也較大。因此，對此類花崗巖殘積類土質地基承載力取值，應著重現場經驗、地區經驗的總結，重點分析土質成分對原位試驗結果和地基承載力取值的影響。

⑵本項目依照重型圓錐動力觸探試驗結果，直接參照沉積成因的一般粘性土地基相關規定推定“非石亦非土”的花崗巖殘積砂質粘性土的地基承載力，存在一定的邏輯適應性，觸探試驗作為平板載荷試驗選擇位置具有必要性，但對地基承載力的取值參照不具備地區經驗。

⑶在繼續開挖和降水后，依據重型動力觸探試驗結果推斷的地基承載力與地基土平板載荷試驗結果相比，重型動力觸探試驗結果推定的地基承載力仍舊相對較高。根據場地實際情況，從本次的重型動力觸探試驗結果可知，除了原地基上部局部土層存在擾動造成上部土層重型動力觸探結果偏低外，由于土層砂質含量較大，地下水蘊藏豐富，地下水位較高，土層透水能力和固有水文地質條件對花崗巖類殘積砂質粘性土層重型動力觸探試驗的結果也存在較大的影響。

4 結論

⑴因花崗巖成分、氣候條件、風化條件等的差異，其同一巖性的殘積土強度不一，評價地基強度時應充分考慮土質結構和成分的影響，結合平板載荷試驗和地區經驗綜合考慮所取地基強度的合理性；

⑵花崗巖殘積土因孔隙比較大、砂質含量較大、液性指數較小和遇水易崩解的特點，在土體受結構擾動和地下水的影響下，其土體強度必然下降，評價地基強度時應考慮地下水和施工工藝擾動對土體的影響。