技术与市场 ２０１３年第２０卷第８期 技术研发 合理确定地基承载力方法的探讨 史海镯 （吉林市水利水电勘测设计研究院，吉林吉林 １３２０１３） 摘要：地基承载力是工程勘察中的一个重要参数，确定的方法有多种，在实际中大多数只用规范查表法，这种方法由 于各种因素的影响而不能准确反映地基土的性质，通过查找原因，总结出几种新的构想方案。 关键词：地基承载力；参数；规范查表法；各种因素；构想 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—８５５４．２０１３．０８．０７１ ０引言 地基承载力是设计建构筑物地基基础不可缺少的力学参 数，它是确定地基方案、基础类型、地基处理和补强处理的主 要依据，还是工程事故分析、整治的关键性参数。因此，在工 程勘察中，都把地基承载力视为“第一位参数”，在勘察报告所 提众多参数中遥居首位。 １地基承载力的概念 地基承载力是指地基承担荷载的能力。 在荷载作用下，地基要产生变形。随着荷载的增大，地基 变形逐渐增大，初始阶段地基土中应力处在弹性平衡状态，具 有安全承载能力。当荷载增大到地基中开始出现某点或小区 域内各点在其某一方向平面上的剪应力达到土的抗剪强度 时，该点或小区域内各点就发生剪切破坏而处在极限平衡状 态，土中应力将发生重分布。这种小范围的剪切破坏区，称为 塑性区。地基小范围的极限平衡状态大都可以恢复到弹性平 衡状态，地基尚能趋于稳定，仍具有安全的承载能力。但此时 地基变形稍大，必须验算变形的计算值不允许超过允许值。 当荷载继续增大，地基出现较大范围的塑性区时，将显示地基 承载力不足而失去稳定。此时地基达到极限承载力。 ２地基承载力确定的原则 １）建筑物的沉降，应控制在允许的沉降和沉降差的范围 以内； ２）地基的强度和稳定性应得到保证； ３）地基允许出现一定的塑性变形，具体要求是在基底以 下ｂ／４的深度。 ３地基承载力不是常数 ３．１建构筑物 使用或生产工艺的不同，要求沉降变形严格程度不同，对 地基的要求也不同，因此，它不是常数，而是地基变形、变形 差、变形的敏感程度，以及荷载特点、基础尺寸、类型、埋深等 的函数。譬如，仅就基础形状不同这一项而言，在其他条件相 同的情况下，地基承载力便有如下差别：圆形＞方形＞条形＞ 长方形。因此，所谓地基承载力，乃是和具体建筑物紧密结合 起来的称呼，否则叫强度，强度是常数。 ３．２地基条件 应清楚地基主要受力层深度范围内土的种类、组成，尤其 是变形均匀性、有无软弱下卧层、各层土的工程特性，以及地 下水特点和可能产生的工程地质现象。因此，地基承载力是 包罗建筑和地基两大因素而存在的具体工程参数。 ４确定地基承载力的现有方法 １）原位试验法：是一种通过现场直接试验确定地基承载 力的方法，其中以载荷试验法为最可靠的基本的原位测试法。 ２）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地基承载力的方法。 规范不同，其承载力不会完全相同，应用时需注意各自的使用 条件。 ３）理论公式法：是根据土的抗剪强度指标计算的理论公 式确定地基承载力的方法。此法在有关国标中都有具体公 式，但因为同时有承载力表，又因计算结果多数比查表法大， 所以用得不多，甚至形同虚设。 ４）地区经验法：是一种基于地区的使用经验，进行类比判 断确定地基承载力的方法，它是一种宏观辅助方法。 ５规范查表法确定地基承载力的问题 ５．１规范表属于经验范畴 规范承载力表，是在占有一定数量且质量合格的配套试 验资料的条件下，通过回归分析，建立因果关系密切的自变量 与因变量的统计方程，经排表编制而成。因此，严格而论，是 属于经验范畴的方法。因而理论上欠严密、科技含量低。于 是，统计的结果误差率高、差值大，可靠性和置信度低。 ５．２地层千差万别统计法难以包容 我国幅员辽阔，地理环境和气候条件，有较强的地域性。 同时，地层、土质、岩性种类多而复杂。有典型土、一般土、过 渡型的和特殊性的土。因此，依赖物性参数便把包含有特点 和特性地层的承载力尽显无遗，不是数理统计方法所能达到 和解决的。尤其是边远地区，能否辐射外延更是缺乏依据。 因此，无论是土的分类也好，应选用代表土本质的土工参数也 好，要同时达到客观性、代表性和随机性的要求是不可能的。 ６结合现有经验提出如下几点构想 １）积极推荐用公式法计算地基承载力，并统管各区。 ２）大力提倡和推广建立地区性规范和地基承载力计算公 式，不主张在国标中规定全国的各区各地层的地基承载力，仅 提出规定原则。 ３）对次一级或丁类建筑物，可建立地区性经验承载力表， （下转第１２９页） ７２７ 技术与市场 ２０１３年第加卷第８期 技术研发 径、孔深、孔位、倾斜度，并报监理工程师确认后，方可进行清 孔。 小片石或卵石与黏土混合物，回填到偏孔处，待填料沉实后再 钻孔纠偏。 ３．３埋钻和卡钻处理 ２．２．７清孔 根据钻孔桩桩底设计标高和护筒顶标高，计算出钻孑Ｌ深 度，用测绳检测孔深，到位后进行清孔。清孔采用挖斗反复捞 取沉渣，直到其厚度符合规范和设计要求，然后注入纯度较高 的化学泥浆，置换出孔内的钻孔泥浆，保证清孔后的各项指标 符合现场实际地质情况的需要。 ２．２．８检孔 １）埋钻主要发生在一次进尺太多和在砂层中泥浆沉淀过 快；卡钻则主要发生在钻头底盖合拢不好，钻进过程中自动打 开或在卵石地层钻进时，卵石掉落卡钻等。 ２）埋钻或卡钻发生后，在钻头周围肯定沉淀了大量的泥 浆，形成很大的侧阻力。因此处理方案应首先消除阻力，严禁 强行处理，否则有可能造成钻杆扭断、动力头受损等更严重的 事故。事故发生后，应保证孔内有足够的泥浆，保持孔内压 力，稳定孔壁防止坍塌，为事故处理奠定基础。 主要检查孔径、垂直度和孔深。用笼式检孔器检测。检 孔器用ｏＮｏ的钢筋加工制作，其外径比设计桩径小２ ｅｍ，长度 为４倍的设计桩径。检测时，将检孔器吊起，把测绳的零点系 于检孔器的顶端，使检孔器的中心、孔的中心与起吊钢丝绳的 ４施工注意事项 １）由于钻机设备较重，施工场地必须平整、宽敞，并有一 中心处于同一铅垂线上，慢慢放入孔内，通过测绳的刻度加上 检孔器４米的长度判断其下放位置。如上下畅通无阻直到孔 底，表明钻孔桩成孔质量合格，如中途遇阻则表明在遇阻部位 有缩径或孔倾斜现象，则需重新下钻头处理。检孔器见图１。 ４ｎ ｎ ｎｎ 定硬度及相应的承载力，避免钻机发生沉陷。 ２）钻机施工中检查钻斗，发现侧齿磨坏，钻斗封闭不严时 必须及时整修。 ３）泥浆初次注入时，垂直向桩孔中间进行注浆，避免泥浆 沿着护筒壁冲刷其底部，致使护筒底部土质松散。 ４）钢筋笼或探孔器向孔内放置时，应由吊车吊起，将其垂 ０ 直、稳定放入孔内，避免碰坏孔壁，使孔壁坍塌，或在混凝土浇 筑时出现废桩事故。 １ｏ００ 草恃 ｎｎ ５）根据不同地质情况，必须检测清孔后灌注混凝土时泥 浆性能指标，确保泥浆对孔壁的撑护作用。 ６）其他施工工艺事项，应严格按照桥涵施工技术规范和 标准进行。 ５结语 图１笼式检孑Ｌ器 ３旋挖钻孑Ｌ的坍孑Ｌ处理措施 ３．１坍孔处理 钻孑Ｌ过程中发生坍孔后，要查明原因进行分析处理，可采 通过本次跨江汉运河特大桥桩基施工实践，证明旋挖钻 用将护筒加深等措施后继续钻进。根据现场情况也可在泥浆 中加人大量的干锯末，同时增大泥浆比重（控制在１．１５～１．４ 之间），改善其孔壁结构。钻头每次进入液面时，速度要非常 缓漫，等钻头完全进入浆液后，再匀速下到孔底，每次提钻速 机在软弱地层条件下用于桥梁桩基施工具有成孔速度快、成 孔效率高、施工质量可靠，对地质情况和现场条件适应性强等 优点。由于旋挖钻机所形成的孔壁较粗糙，增加了桩侧摩阻 力，克服了回旋钻机桩侧摩阻力低的缺点。尽管使用旋挖钻 机费用较高，但其最终的经济效益综合指标还是远大于回旋 钻机，可见旋挖钻机是一种理想的桥梁桩基施工机械设备。 作者简介： 陈辉（１９７６一）。男，湖北汉川人，工程师，项目副经理。主要 度控制在０．３—０．５ ｍ／ｓ。坍孔严重时，应回填重新钻孔。 ３．２缩孔处理 钻孔发生弯孑Ｌ缩孔时，一般可将钻头提到偏孔处进行反 复扫孔，直到钻孔正直。如发生严重弯孔和探头石时，应采用 负责施工管理和工程技术工作。 （上接第１２７页） 区性确定地基承载力的方法。现有地区性规范经实践证明了 的，应进行大力推广。 参考文献： 但少用或不用物性指标，代之以原位测试参数。 ４）静力载荷试验应当提高到和它有自身作用相称的位置上。 ７结语 ［１］赵明华．土力学与基础工程［Ｍ］．武汉：武汉理工大学出 版社。２０１１． 现行用规范承载力表给出地基承载力，并作为设计的最 终依据的做法，工程上的和专门的对比结果上，无不充分显示 ［２］ 常士骠，张苏民．工程地质手册（第四版）［ｓ］．北京：中国 建筑工业出版社。２００６． ［３］ＧＢ２００７—２００２建筑地基基础设计规范［Ｓ］．北京：中国建 筑工业出版社．２００２． 有悖于技术先进、经济合理的基本原则，改革势在必行。其 中，统计样本的代表，尤其我国地广，土质性能千差万别，在这 种特定的条件下，把统计方法用在这上面，其结果必然是粗 放、精度低。选择能用来计算地基承载力的理论公式，是最佳 的解决方法。重申载荷试验的作用，采取严格的标准把这种 方法摆到应有的位置上来。编制更多的地区性规范，建立地 ［４］ 高大钊，姜安龙，张少钦．确定地基承载力方法若干问题 的讨论［Ｊ］．建设工程，２ｏｏ４（３）．