浅谈岩土工程勘察如何确定建筑物地基承载力

[摘要]本文就岩土工程勘察阶段划分，确定岩土勘察工作因素作了介绍,就确定建筑物地基承载力的方法和取值问题作了探讨。

[关键词]岩土工程勘察地基承载力

中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：

岩土工程勘察要求正确反映建设场地的岩土工程条件，评价岩土工程问题，并提出解决岩土工程问题的方法和建议。因此,岩土工程勘察必须明确勘察工作的因素,按照勘察阶段进行工作,并且必须与各个设计阶段的相适应。在各类建筑地基基础设计中,为保证其安全需要勘察成果提供的技术条件: (1)地基岩土的承载能力,即地基的强度; (2)地基土变形量,即沉降量、沉降差、倾斜,局部倾斜都不超过地基容许变形值。本文对此作了一些探讨。一、勘察阶段的划分

岩土工程勘察阶段的划分是与设计阶段相适应的，一般划分为四个阶段:1、可行性研究勘察：对拟建场地的稳定性和适宜性进行评价；2、初步勘察(简称初勘):对拟建建筑地段的稳定性进行评价；3、详细勘察(简称详勘)或施工图设计勘察：对建筑地基作出岩土工程评价，并对地基类型、基础形式、地基处理、基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治等提出建议；

4、施工勘察：场地要求复杂或有特殊要求的工程。二、确定勘察工作的因素

在确定了勘察阶段的前提下,勘察工作的内容,方法及工作量应综合考虑以下五个因素: 1、自然条件：包括当地气象、水文，场地地形起伏变化情况，地貌单元与类型，地震烈度，不良地质现象；

2、场地复杂程度

自然界的地质情况是很复杂,多变的。为了便于勘察工作的进行,将场地按复杂程度分类,作为工程勘察的指导原则,是必要的。场地条件的复杂程度,分为简单,中等和复杂三类。

3、场地地质条件研究程度；

4、当地建筑经验；5、建设规模和特征

《岩土工程勘察规范》(简称《勘察规范》)和《建筑地基基础设计规范》(简称《地基规范》)对建筑物的类别都有所划分。《地基规范》中的分类实质上是按地基计算的分类,其目的是区别情况,节省不必要的工作量,而又同时保证对某些建筑物有必要的变形验算。为此,它把建筑物分为甲、乙、丙三个设计等级。《勘察规范》则主要考虑工程的规模和特征。

三、确定地基承载力的方法和取值问题

1、地基承载力一般可以采用以下几种方法确定:

（1）原位测试法：是一种通过现场直接试验确定承载力的方法。包括（静）载荷试验、静力触探试验、标准贯入试验、旁压试验等。其中用载荷试验法确定持力层承载力标准值是一种常用的方法。

（2）理论公式法：是按极限和控制塑性开展的理论计算，根据土的抗剪强度参数作为主要计算指标，当以标准宽度和埋深计算时，求得承载力标准值；当按实际宽度和埋深计算时，求得承载力设计值的方法。

（3）规范表格法：是根据室内试验指标、现场测试指标或野外鉴别指标，通过查规范所列表格得到承载力的方法。规范不同（包括不同部门、不同行业、不同地区的规范），其承载力不会完全相同，应用时需注意各自的使用条件。

（4）当地经验法：目前各大城市都有现成的沉降观测资料，这些资料相当于原型载荷试验，通过这些资料的分析和工程地质比拟来确定地基承载力，它是一种经验型的方法。

在上述方法中,比较常用的是现场静载荷试验确定地基持力层的承载力，其常用的方法有三种:

(1)强度控制法,即以比例界限PO值作为地基土承载力。它适用于硬塑~坚硬的粘性土、粉土、砂土和碎石土。

(2)相对沉降控制法。根据沉降量和承压板宽度的比值s/b确定,对于粘性土采用s/b≤0•02对应的压力为地基承载力,对于砂土采用s/b≤0•01~0•015对应的压力为地基承载力。相对沉降控制法一般适用于在P~S曲线上出现不了拐点的中高压缩性的松砂或可塑、软塑状态下的粘性土。

(3)极限荷载法。当P~S曲线上的比例界限出现后,土很快达到极限荷载Pu,将Pu除以安全系数F(F=2•0~3•0)作为地基土承载力。对于密实的卵石土用强度控制法得到的P~S曲线上的第1个拐点必是地基持力层将产生局部剪切破坏的开始点,此时所对应的压力即为比例界限荷载PO(或临塑荷载Pcr)。而此拐点的出现,对于是持力层的碎石土,没有足够的压力是难以出现的。至于出现第2个拐点(极限荷载对应的点),使碎石土完全剪破,出现连续滑动面,更是难以达到。

2、合理确定承载力特征值

由于土属于大变形材料，当荷载增加时，随着地基变形的相应增长，地基承载力也在逐渐加在，很难界定出下一个真正的“极限值”，而根据现有的理论及经验的承载力计算公式，可以得出不同的值。另一方面，建筑物的正常使用应满足其功能要求，常常是承载力还有潜力可挖，而地基变形已达到可超过正常使用的限值，也就是地基变形控制了承载力。因此，根据传统习惯，地基设计所用的承载力通常是在保证地基稳定的前提下，使建筑物的变形不超过其允许值的地基承载力，其安全系数已包括在内。无论对于天然地基或桩基础的设计，原则均是如此。

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011对地基承载力统一采用“特征值”一词，用以表示正常使用极限状态计算时采用的地基承载力和单桩承载力的实际使用值。地基承载力特征值fak是由荷载试验直接测定或由其与原位试验相关关系间接确定和由此而累积的经验值。它相对应于载荷试验时地基土压力－变形曲线上线性变形段内某一规定变形所对应的压力值，其最大值不应超过该压力－变形曲线上的比例界限值。修正后的地基承载力特征值fak是考虑了影响承载力的各项因素后，最终采用的相对应于正常使用极限状态下的设计值的地基允许承载力。

当按地基承载力计算以确定基础底面积和埋深或按单桩承载力确定桩的数量时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态采用标准组合，相应的抗力限值采用修正后的地基承载力特征值或单桩承载力特征值。即S≤C，C为抗力或变形的限值；pk≤fa（地基）；Qk≤Ra（桩基）。此时特征值fa、Ra即为正常使用极限状态下的抗力设计值。

当根据材料性质确定基础或桩台的高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应和相应的基底板应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，即γ0S≤R计算，此时地基反力p、桩顶下反力Ni和主动土压力Ea等相应为荷载设计值，要采用相应的分项系数。

四、结束语总之，岩土工程勘察是建设过程中一个重要的环节，与建筑物的安全和工程造价有着紧密的关联。作为从事勘察工作的技术人员，应掌握与建筑工程地质勘察有关的各类规范、规程，并且不断总结、提高，从而不断提高勘察成果质量。

参考文献:

[1]林宗元•岩土工程勘察设计手册•辽宁科学技术出版社•

[2] 岩土工程地质勘察规范《GB50021-2001》、建筑地基基础设计规范《GB50007-2011》

[3]陈仲颐、叶书麟•基础工程学•中国建筑工业出版社•