地基承载力试验方法的应用

刘保平

(太原市建筑工程质量检测站，山西太原 030002)

随着我国国民经济的飞速发展，随着科学技术的日新月异，建筑物的荷载日益增加，对建筑地基的变形要求也越来越严，越来越多的建筑工程需要进行地基处理，因而对于地基处理效果进行评价的工作就显得尤为重要。地基处理效果评价的方法有多种，最常用的方法就是地基承载力试验。然而对于不同的地基、不同的地基处理方法，进行地基承载力试验的方法也不尽相同，只有了解和熟悉地基及地基处理的相关知识，才能正确的应用地基承载力试验方法，准确地对地基处理效果进行评价。

1 天然地基与加固地基

地基是承托建筑物基础的一部分场地。能够满足上部建筑的地基，应具备以下条件:1)强度和稳定性要足以支撑上部结构的自重及外部荷载;2)不能由于上部结构的自重和外部荷载的影响而产生过大变形;3)不能由于地下水的活动而产生渗漏;4)在动力荷载作用下，土体不能产生液化。当地基能够全部满足上述条件时，该地基所做的建筑地基，称为天然地基。当不能全部满足上述条件时，需要进行地基处理，该地基称为加固地基。加固地基包括软弱地基和特殊土地基。

2 软弱地基与特殊土地基

按照GB 50007-2011建筑地基基础设计规范的一般规定，地基压缩层主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成时，该地基称为软弱地基。软弱地基的高压缩性的一个重要表现就是在建筑物的自身作用下，或受到外部作用时，其沉降和差异沉降过大，导致建筑物发生事故，所以对于软弱地基，一般都要进行地基处理，以改善其地基承载能力。

特殊土地基带有地区性特点，它包括湿陷性黄土、膨胀土、红黏土、冬季冻土等，在黄土地区主要是湿陷性黄土。湿陷性黄土是一种非饱和的欠压密性土，具有大孔和垂直节理，在天然湿度下，其压缩性较低，在附加压力或附加压力与土的自重压力下引起湿陷变形，是一种下沉量大、下沉速度快的失稳性变形，对建筑物危害极大。因此对于湿陷性地基，也要进行地基处理，以改善土的物理力学性质，减少或消除地基的湿陷变形。

3 改良地基和复合地基

经过加固处理的地基，按照地基土的构成成分，分为改良地基和复合地基两种。改良地基的土壤成分与其地基处理以前相比不发生改变，只是改变了其后来的物理力学性质。复合地基是通过增强土体或部分置换土体形成增强体和周围土体共同承担荷载的地基。

4 地基处理方法

按照地基处理的作用机理，常用的地基处理方法可分为两类:换土垫层法和深层密实法。换土垫层法是将原地基浅层软弱土或不良土挖除后，选用砂(石)、碎石、粉煤灰、土(灰土)、矿渣等换填材料，通过分层碾压或夯实，对地基土进行改良的地基处理方法。该方法简易可行，适用于处理浅层软弱地基、湿陷性黄土地基、杂填土地基等。深层密实法是利用地基处理的专门施工机具在原地基土中加入加固材料，形成桩体，使桩体与桩间土一起构成复合地基的地基处理方法。该方法根据施工方法的不同，可分为挤密桩法、深层搅拌桩法、水泥粉煤灰碎石桩法等，根据桩体材料的不同，又可分为砂石桩、土(灰土)挤密桩、石灰桩、水泥土搅拌桩、旋喷桩等。

5 地基承载力试验方法

针对不同的地基及不同的地基处理方法，进行地基承载力试验时，应正确地选择JGJ79-2002建筑地基处理技术规范和GB 50007-2011建筑地基基础设计规范中规定的试验方法，进行试验及承载力评价。

5.1 改良地基及换土垫层地基的承载力试验

对于该类型的地基，进行承载力试验时，要依据《建筑地基基础设计规范》中“浅层平板荷载试验要点”进行试验，承压板面积不应小于0.25 m2，承压板的边长或直径不应小于垫层厚度的1/3。

地基承载力特征值应根据压力—沉降曲线的形态确定。当压力—沉降曲线上极限荷载能确定，而其值不小于对应比例界限的2倍时，可取比例界限;当其值小于对应比例界限的2倍时，可取极限荷载的一半;当压力—沉降曲线是平缓的光滑曲线时，地基承载力特征值可取相对变形值对应的压力。当承压板的面积为0.25 m2～0.50 m2，可取s/b或s/d等于0.01～0.015所对应的荷载，但其值不应大于最大加载量的一半。

5.2 复合地基承载力试验

复合地基承载力试验的依据是《建筑地基处理技术规范》中附录A“复合地基载荷试验要点”，对于单桩复合地基，其承压板面积为一根桩承担的处理面积，对于多桩复合地基，其承压板面积按实际桩数所承担的处理面积确定。复合地基承载力特征值应根据压力—沉降曲线的形态确定。当压力—沉降曲线上极限荷载能确定，而其值不小于对应比例界限的2倍时，可取比例界限;当其值小于对应比例界限的2倍时，可取极限荷载的一半。

当压力—沉降曲线是平缓的光滑曲线时，复合地基承载力特征值可取相对变形值对应的压力。相对变形值的取值决定于桩的类别和地基土土质这两个因素:

1)对砂石桩、振冲桩复合地基或强夯置换墩:当以粘性土为主的地基，可取s/b或s/d等于0.015所对应的压力(s为载荷试验承压板的沉降量;b和d分别为承压板宽度和直径，当其值大于2 m时，按2 m计算);当以粉土或砂土为主的地基，可取s/b或s/d等于0.01所对应的压力。

2)对土挤密桩、石灰桩或柱锤冲扩桩复合地基，可取s/b或s/d等于0.012所对应的压力;对灰土挤密桩复合地基，可取s/b或s/d等于0.008所对应的压力。

3)对水泥粉煤灰碎石桩或夯实水泥土桩复合地基，当以卵石、圆砾、密实粗中砂为主的地基，可取s/b或s/d等于0.008所对应的压力;当以粘性土、粉土为主的地基，可取s/b或s/d等于0.01所对应的压力。

4)对水泥土搅拌桩或旋喷桩复合地基，可取s/b或s/d等于0.006所对应的压力。

5)对有经验的地区，也可按当地经验确定相对变形值。

按相对变形值确定的承载力特征值不应大于最大加载压力的一半。

6 结语

通过以上阐述，对于不同的地基处理方法及地基土条件，采取的地基承载力试验方法不完全相同，对地基承载力特征值的确定方法也不完全相同。检测技术人员只有准确地辨别地基处理方法、地基土类别，才能选择正确的地基承载力试验方法，进行地基承载力评价。

［1］JGJ 79-2002，建筑地基处理技术规范［S］.

［2］侯伟生.建筑工程质量检测技术手册［Z］.

［3］叶书麟，叶观宝.地基处理［D］.上海:同济大学，2010.