综述岩土工程勘察与地基设计

黄炜雯 程冬冬

江苏省地质工程有限公司

【摘 要】地基是各项工程的基础，岩土工程勘察为地基设计提供的数据支持，岩土工程勘察好坏与否直接关系到地基设计的合理与否，因此必须重视岩土勘察工作。本文分析了岩土工程勘察对于与地基设计的意义，并探讨了岩土工程勘察关于地基设计的要点。

【关键词】岩土勘察；地基设计；承载力

一、岩土工程勘察对于与地基设计的意义

上层结构负载被基础层所传递，而起到支撑作用的土体或者岩体，就是建筑工程项目里通常所指的地基。一般来说，外部环境的变化会使地基的土层发生压缩、湿陷、膨胀、冻胀以及收缩等各种变形现象，这种变形如果超过了规定值，在荷载作用下，地基因土层变形而受到的破坏将严重影响建筑的正常使用以及安全，为建筑单位造成重大损失。在设计地基时，地基基础地面所受到的单位面积压力与地基被规定的承载力都要考虑清楚，前者不能小于后者。同时，建筑物沉降值要保持在允许的变形值内，不能超出规定范围。需要注意的是，地基如果发生滑动现象将严重影响建筑物的安全性，所以一定要避免。

进行岩土勘察能够为地基的设计提供重要的成果资料，勘察工作成果报告中的内容是地基设计的基础。其内容需要包含以下几个方面的内容：

（一）工程地质概况

地基土层的地质情况是整个勘察工作的基础，其不但对于地基评价有着重要的意义，同时也是后续工作的基础，在进行现场勘察的时候，需要对其进行详细的报告，如有需要，需要对其进行图文说明，以保证其全面性、真实性、可靠性。

（二）建筑地基土层评价

该评价主要包括两个方面的内容，其一就是对地基土层的现场勘查所作出的结论；其二就是在室内进行的土工实验的总结。

在评价中要对这两个方面进行必要的评价说明。在进行评价说明的时候，需要将具体的参数摆出，诸如压缩系数、湿陷性系数、承载力数值等。只有具备这些内容，才能使其更具参考性。

二、岩土工程勘察关于地基设计的要点

（一）地基承载力特征值确定

正是由于我国幅员辽阔，土壤总类繁多，因此，对于我国来说，不能对地基承载力做一个统一的概括的规则，虽然现在有使用查表的方法，但是根据查表的内容也仅能对大部分地区的情况做较为保守的地基承载力计算，但是不能作为极其个别的地区的参考依据。因此对于地基承载力特征值的确定，更加倾向于更好地提高设计水平以适应工程质量的严格要求，其中一个重要原则就是变形控制，在GB50070-2002 中就对GBJ7-89 所指定的物理力学性质指数以及地基承载力之间的关系做了废除，而且在新规定中明确指出了勘察单位必须要在试验研究之后方可对地基承载力设计参数进行确认。然而在实际操作中，存在很多不够成熟之处。

（二）修正粉土与粉砂地基承载力特征值的深宽问题

在对粉土与粉砂地基承载力特征值深宽进行修正时，在选择深、宽修正系数时，不能仅考虑粉土中粘粒含量低于10%这一条件，因为在实际应用中，中密以下粉土修正后承载力特征值偏不安全。并且粉砂取深、宽修正系数时不适用于很湿及饱和时稍密状态的粉砂。所以，结合实际工程经验，针对中密以下粉土及很湿及饱和时稍密状态的粉砂层要选择不同的深度修正系数与宽度修正系数。

（三）地震效应问题

地基设计中的波速测试结果会对场地类别判断的准确性、工程的抗震成本等产生直接影响，因此，针对一些抗震重要性较高、甲类及乙类建筑，相关规范强制要求进行波速测试。地基设计时不能仅靠经验对场地等效剪切波速进行估算，更不能按照区域经验计算覆盖层厚度，否则会影响到场土类型、场地类别判断的准确性。地基处理后会影响到剪切波速值，相应的场地地基土类型、场地类别均会受到影响，这些要在地基设计中充分考虑进来。此外，针对饱和粉土、砂土进行液化初判时，可以按照年平均最高水位作为地下水水位深度，或者采用近期内年最高水位，不得采用勘察时水位。

（四）差异沉降控制的问题

由于地基不均匀沉降可能会引起建筑物各部分的破坏，因此需要设置沉降缝。由于建筑建造时所处的土质基础各不相同，并且建筑物相邻部分的荷载、高度和结构形式差别较大，常会因为各部分不均匀的沉降而导致开裂或错动。为有效防止此类问题，通常在差异处设置垂直缝隙，将建筑物分割成若干个独立单元。但是，在实际工程效果中，沉降缝并不适用于建筑，因为建筑本身的结构压力会使建筑地基基础设计十分复杂，而沉降缝的设计会对工程（如地下室）在土层中的嵌固作用产生一定的影响，产生额外的压力负担，不利于建筑的安全性与稳定性，并且沉降缝对于设备安装以及后期使用都会带来不便。所以在建筑中，尽量不留沉降缝，而是用不同的基础类型或采用不同的地基处理方式来协调不同的地基条件引起的沉降差异。

（五）静压预制桩单桩承载力的确定问题

《建筑桩基技术规范》（JGJ94―2008） 中要求设计采用单桩竖向极限承载力标准值直符合下列规定：（1）设计等级为甲级的建筑桩基，应通过单桩静载荷试验确定；（2） 设计等级为乙级的建筑桩基，当地质条件简单时，可参照地质条件相同的试桩资料，结合静力触探等原位测试和经验参数综合确定。其余均应通过单桩静载试验确定；（3） 设计等级为丙级的建筑桩基，可根据原位测试和经验参数确定。由此可见：静压预制桩单桩竖向承载力只能通过静载试验、原位测试或经验参数确定。比如，我们在审查岩土工程勘察报告时遇见这样的问题：工程负责人建议采用静压预制桩，要求单桩承载力通过压桩力控制。实际施工过程中施工单位按照勘察单位提供的桩端持力层进行施工，可压桩力始终达不到设计要求，甚至压桩力只有计算值的一半或更少。当停压一星期左右再次施压时，压桩力基本与计算值相当，单桩承载力能够满足设计要求。究其原因，有如下几方面原因：一是压桩过程中，压力表的读数反映的是桩侧阻力和桩端阻力的受力情况，桩在连续压人过程中，土层被剪切破坏，此时的侧阻力相当于物理学中的动摩阻力，而动摩阻力远小于静摩阻力；二是当桩停压一段时间再次施压时，土的结构强度得以恢复，侧阻力（ 相当于静摩阻力）大幅度提高，压桩力大幅度增加。因此对于采用静压预制桩的工程，建议勘察报告中单桩承载力还是通过载荷试验确定，不宜通过压桩力确定。

三、地基设计中的问题与对策

在地基设计中，工程与环境的共同作用与相互影响表现在建筑地基与基础之间，对此认识不足是有些勘察单位通病，表现在对施工论证不足、岩土工程设计不足，工程针对性不足等是事故发生的必然结果。如果拟建高层建筑物的场地紧邻道路，一般要求岩土工程勘察时除按高层建筑岩土工程勘察规范外，工程施工或运营时对周围环境的影响也是重点的论证，然而这方面的报告常常在工作勘察中被忽略，致使无法满足岩土工程施工与设计的要求。岩土工程技术人员加强培训学习是关键，当务之急是岩土工程技术人员及管理人员的培训应该加强，特别是施工技术人员与岩土工程设计人员的培训，以适应岩土工程市场的发展。岩土工程勘察规范是几十年来根据我国各地区区域差别和勘察经验成果总结制订而成的法规，意义具有普遍性、指导性。地域辽阔，地质环境复杂，给大兴土木增加了难度。由于环境不同，地质成因不同，其力学性质与物理力学性质也不同，以地基承载力而言，某些地区承载力高，某些地区承载力低，而安全角度是工程建筑

规范最着重考虑的地方，所列举的参数指标，对大多数地区是适用的，而对一些地区可能偏于保守，因此，为了使经济效益最大发挥，应尽早制定完善的地方性規程，以准确确定各地区的地基土承载力，使建设出更经济合理的工程项目。工程与环境的共同作用与相互影响，特别是对建设在不良质地作用范围的工程，要充分论证建设的可行性及与环境相互作用的影响程度，以及不良地质作用的治理措施和建筑物避让措施等。

参考文献：

[1] 刘进波. 岩土工程勘察与地基设计中存在的问题与对策[J].科技创新导报，2011 年23 期.

[2] 杨永林. 岩土工程勘察与地基设计的重点探讨[J]. 地球，2013年7 期.