泰兴地区天然地基承载力特征值的取值及验证

泰兴地区天然地基承载力特征值的取值及验证

戴洋

泰州中度工程质量检测有限公司，江苏   泰兴   225400

摘要:为经济、安全、合理地开展工程建设活动，一般遵循先勘察、再设计、再施工的步骤。勘察质量高低及勘察成果的准确性，是避免出现地基问题的关键。现阶段随着工程建设的精细化，对岩土工程勘察的要求也越来越高，为准确合理确定地基承载力，文章通过现场原位测试、室内岩土试验及查询现行规范及工程地质手册等方法，同时结合工程勘察实例和验槽成果，探究泰兴地区天然地基承载力的确定方法。

关键词：承载力特征值；原位试验；轻型动力触探

地基承载着建（构）筑物上部荷载的作用，其承载力和压缩模量影响着基础的形式，进而影响着整个工程的造价。对于地基土的承载力的取值，常规的方法有原位测试法和土工试验法。原位测试法包括载荷试验、静力触探、动力触探及标贯试验，通过经验值的换算关系，间接获取地基承载力；土工试验以太沙基地基承载力理论公式为基础，根据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值[[1]]。在实际工程勘察中，一般以多种勘察手段相结合的方式，同时结合地区经验，提出相应的承载力特征值。

1 工程概况

华翰医疗器械有限公司位于泰兴市古溪镇，由1栋1层厂房和1栋3层办公楼及地下消防水池及泵房组成，建筑物高度均小于24m。根据设计单位提供的资料，拟建医学检验器材、医学实验器材生产项目工程建筑物的基本情况见表1。

表1 拟建建筑物情况一览表

根据《岩土工程勘察规范》(DGJ32/TJ208-2016)，本工程拟建厂房及办公楼重要性等级为三级，场地等级为二级，地基等级为二级，综合评定本工程岩土工程勘察等级为乙级；根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)，本工程地基基础设计等级为乙级；根据《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008)，本工程抗震设防类别为标准设防类（丙类）。

2 现场勘察

本次勘探点是依据业主提供的位置，按照设计要求，现场采用GPS测量仪定位控制点。标准贯入试验主要在粉土、砂土中进行，试验时采用63.5kg自动落锤及标贯器，落距为76cm。砂层取样后即进行试验。试验时先击入15cm后，开始记录每打入10cm的锤击数，累计打入30cm的锤击数为标准贯入试验锤击数N。双桥静力触探试验选用15t全液压传动静力触探机，双桥探头面积为10cm2，贯入时反力系统采用地锚反力法，贯入速度约为1.0m/min，采用溧阳LMC310静探微机进行数据采集[[2]]。现场典型地质剖面图见图1。

图 1典型地质剖面图

钻孔采用GXY-1型钻机及其配套设备，钻进方式主要为回旋螺纹钻探和直径为110mm的岩芯管全取芯钻进，泥浆护壁；饱和砂土原状土样采用取砂器采取，软土原状土样采用薄壁取土器采取。取样前均进行了清孔，使孔内干净，残余虚土厚度在规定范围内，取样等级为Ⅰ～Ⅱ级，扰动土样从标贯试验的贯入器中采取，进行土的定名和颗粒分析试验[[3]]。室内试验为取得各土层的物理指标，对采取的土样进行了含水量、比重、重度、密度试验，为取得土的力学指标，进行了固结试验和剪切试验。现场勘察的具体工作量见表2。

表2勘察工作量统计表

勘区位于长江下游，地表水系十分发育，河网密布，外来水源充足。场地为长江下游冲积平原，粉砂层较厚，结构松散，导水性较好，并接受长江的径向补给，地下水量丰富。根据本次勘察揭露的地层资料分析，拟建场地在垂深21.0m深度范围内的地基土为第四系全新统冲积相沉积层，主要由粉性土和砂性土组成，在勘察深度范围内可划分成五个主要工程地质层组，分别为①层素填土、②层粉土夹粉砂、③层粉砂、④层粉砂夹粉土及⑤层粉砂。

3 岩土参数统计、分析和选用

土体物理力学性质指标采用数理统计方法进行统计，给出各地基土层参与统计的样本数、最大值、最小值、平均值、标准差、变异系数和标准值。当参加统计的样本数大于6个时，先按3倍标准差剔除粗差值，然后按《岩土工程勘察规范》(GB 50021—2001)（2009版）第14.2.2和第14.2.4条计算地基土层物理力学指标的平均值、标准差、变异系数和标准值；当样本数小于或等于6时，仅提供最大、最小和平均值。

根据现场双桥静力触探数据和标贯试验，结合《工程地质手册》及区域勘察经验，初步判断地基土承载力特征值，各层土的双桥静力触探统计数据及承载力经验值见表3，标贯统计数据及承载力经验值见表4。

表3静力触探估算承载力表

表4标准贯入估算承载力表

根据《中国地震动参数区划图》(GB18306—2015)，泰兴市古溪镇抗震设防烈度为7度，拟建场地地基土应进行液化判别。根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)（2016年版）及《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001) （2009年版），初判认为需进一步对饱和砂、粉土进行液化判别。采用现场标准贯入试验判定场地20m深度范围内饱和砂(粉)土的液化情况。场地20m以浅饱和砂性土层主要有②、③、④和⑤层土，经判定，均为非液化土层。综合判定本场地地基土为不液化地基。

鉴于该工程上部结构特点，结合地基土特征，拟建厂房和办公楼上部荷载一般，可考虑采用天然地基，建议挖除上部填土，以②层粉土夹粉砂作为基础持力层，结合静力触探、标贯试验及地区勘察经验，承载力特征值取120kPa。

4 地基承载力验证

基坑开挖完成后，垫层浇筑前，采用N10轻型动力触探仪对地基持力层的强度和均匀性进行检测和验证。现场在设计提供的基础图上采用梅花型布孔[[4]]，共布设108个轻型动力触探试验点，典型的动力触探数据见表5。

表5轻型动力触探典型数据

根据《建筑地基检测技术规范》JGJ340-2015，根据所测试108个点的测试结果综合分析，该测试范围内②层粉土的地基承载力特征值不小于120kPa，同一土层内土体基本均匀,满足设计要求。

6 结语

本文通过泰兴地区的勘察案例及后期验槽轻型动力触探成果，对当地勘察承载力的取值进行了验证。现阶段对地基承载力特征值的取值大多是根据原位测试、室内试验及查规范手册经验值表等方法，在后续的岩土工程勘察过程中，应采用多手段对承载力进行验证，如土工试验数据计算、波速试验数据等[[5]]。但这些勘探手段均为间接法，需采用载荷试验等直接法对勘察成果进行验证，不断对承载力经验值进行修正，在满足安全的情况下，做到经济合理。

参考文献：

[1]杨道光.工民建工程勘察中地基承载力的确定方法研究[J].工程技术研究,2021(9):24-26.

[2]住建部：《岩土工程勘察规范》(2009 年版)（GB50021-2001）.2001.

[3]住建部：《建筑工程地质勘探与取样技术规程》（GB 50144-2019）.2019.

[4]住建部：《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB 50202-2018）.2018.

[5]陈则连，马元，李志华.波速确定地基承载力方法研究[J].铁道工程学报,2022(4):17-19.