对岩土工程勘察地基均匀性及稳定性的探讨

张祎凡

河北中核岩土工程有限责任公司 河北 石家庄 050000

正文：

1 关于地基均匀性的评价

1.1 划分工程地质单元

首先，对工程现场的具体状况进行勘测调查，确定工程项目的地貌单元，分析其是否基于不同地貌单元上；其次，依据钻孔探测资料建立场地纵横剖面图，深入的对岩土成因、力学形态等进行研究评价，对横纵面上的地基岩土力学状况进行差异性分析。

1.2 评价地基均匀性

首先，确定地基均匀性评价的深度。①对于条形基础而言，其评价深度是基底向下延伸基础底面宽度的3倍，对于独立基础而言，评价深度是其向下的1.5倍，以上两种情况的深度范围都超过5m[1]。②针对天然地基的均匀性进行评价，条形地基、独立地基、浅地基的深度范围的确定能够以压缩层深度结合变形比法来实现。相应的公式为：。③大面积基础的评价深度确定，要通过如下公式的计算来完成：Zn=b（2.5-0.4lnb）；其中b代表的是基础宽度，这一确定方法应当保证大面积地基评价深度大于基础宽度的1倍以上。④对于桩基础评价深度Zn的确定采用应力比，也就是评价深度位置的附加应力。并且，σz与土的自重应力σc需要符合相应的要求，即σz=0.2σc，σz=Σα1Po；其中α1表示的是附加应力系数；Po表示的是等效实体基础底面的平均附加应力。

其次，计算地基均匀性评价深度。结合建筑体本身的负荷特点，同时考虑工程建设即将拟用的基础型式，通过合理有效的计算来估算地基岩土压缩层的深度，然后根据这一深度范围来研究评价其岩土的物理力学特性，以实现定性与定量评价地基均匀性。

1.3 评价不均匀地基

①如果建筑体所跨地貌单元的类型不同，其纵横面上的岩土层性质会具有明显的差异，那么将被评价为不均匀地基；

②工程建设所在区域的地质环境条件为地质构造破碎带发育，或者因构造形成裂隙、节理发育，从而使得岩体呈现破碎，这一现状为不均匀地基；

③施工现场的地基经过人工处理，或土质为填土、软弱粘性土等，都是为不均匀地基；

④结合地质剖面图进行分析，紧邻的钻孔压缩层区域中岩体层坡度大于10°的情况下，是为不均匀地基[2]；

⑤将不均匀系数设定为建筑体各钻孔层中压缩模厚度的Emax（最大加权平均值）/Emin（最小加权平均值），进而对不均匀地基进行分析评价，分析中参考相同地质单元岩土层厚度统计变异系数，假如不均匀系数与表1界限值相符，则视为不均匀地基；

表1 地基不均匀系数界限值

2 不均匀地基的稳定性评价

2.1 确定不均匀地基土承载力

工程建筑设计过程中，一般利用简化计算法进行设计，即划分建筑体为上部结构、地基与基础部分然后实施独立计算。然而这一方法只是单纯的结合了总负荷以及总反力间的静力平衡进行设计，而三部分间的变形连续特性没有充分考虑，这样会造成地基土承载力取值不准确，或高或低，从而给建筑设计留下安全隐患。通过对建筑设计经验的总结以及对地基反力的研究和观察，地基土反力大多会由于基础刚度间的差异而出现一些集中现象，因此基础设计过程中，为了提高不均匀地基的稳定性，地基土承载力的调整可以结合基础刚度和基础型式的差异性来实现。基础刚度大的情况下，那么地基土承载力取值为偏高值；反之，基础刚度小的话，则利用偏低值；针对独立基础而言，地基土承载力可以采用低值；针对大面积基础或条形基础而言，地基土承载力可以采用高值。

2.2 计算不均匀地基的稳定性

基础设计工作中，不但要分析建筑的不均匀地基所产生的沉降、倾斜因素，还应当基于此严格按照地基基础设计的相关要求和规范标准对不均匀地基的稳定性进行准确的计算。在分析和验证过程中尽可能选用圆弧法。针对危险界面上的滑动力对滑动中心的影响，相应的滑动力矩MS与抗滑力矩MR的关系，需要保证符合K=MR/MS≥1.2。

地基整体稳定性验算过程中，要首先确定滑弧的具体深度，从而更进一步明确地基土的实际破坏区域。然后结合各类型工程的稳定性计算经验以及根据塑性区展的地基范围来完成验算。假如地基稳定性系数低于1.2，那么应当对基础埋深予以适当加强并使其符合工程要求。

3 不均匀地基的基础结构设计对策

对于不均匀地基基础结构的设计，将钢筋布设在基础的各个方向是一种有效办法，另外还应当着手如下方面，对基础结构体系进行完善，从而保证地基基础足够安全、稳定。

①建筑物建造在不均匀地基上，要通过加强建筑物基础刚度来提高基础的稳定性；建筑物基础避免建立在不同岩土层特性的层面上，且基础型式要尽量运用同一型式；

②在设计高层及多层钢筋混凝土结构体系时，单独桩基系梁需要尽量与基础纵横方向保持一致，通过合理设置使钢筋混凝土结构更加可靠；科学配置桩基桩帽和桩承台，系梁的布设要与纵横方向相协调。

③不均匀岩土地基的桩基础设计，应当配置相应的箍筋加密区，具体设计在桩底和桩顶部位，布设范围不低于1m。

④房屋结构体系为内框架、底部框架及多层砌体结构时，如果建设在不均匀地基上需要合理的对基础圈梁进行设置。

⑤设计有针对性的地基处理方案。地基处理的根本是消除地基土的湿陷性和提升抗液化性能，主要是通过改良或加固对地基进行处理，从而提升地基土的承载能力，确保地基稳定，使其满足上部结构对地基的要求，避免不均匀沉降等现象的出现。地基处理的方法有很多，例如强夯处理方式、高压喷射注浆方式等等。设计地基处理方案工程中，要结合工程项目的实际勘察数据和具体的地质环境条件进行科学选用，从而提高建筑设计的安全稳定性。

4 结语

在岩土勘察过程中，地基均匀性与稳定性的评价工作是重要内容之一，也是设计人员进行结构设计和施工方案设计的关键参考。基于此，为了极力保障建筑物的安稳，要积极有效的评价岩土工程地基的均匀性和稳定性，并采取相应的应对对策来完善基础结构设计工作。