不同地基条件下软质岩岩石地基承载力的确定及适用条件探析

宋伟强

摘要：在建设工程项目施工中，地基施工占据着关键性地位。为增强软质岩地基施工的科学性和有效性，并有效保障软质岩地基施工安全，必须对地基承载力进行科学确定。本文浅析了不同地基条件下软质岩岩石地基承载力的确定方法以及适用条件，以期软质岩岩石地基施工提供借鉴。

关键词：软质岩;地基承载力;适用条件

1.前言

软质岩通常具有泥质结构，遇水极易发生软化，在曝晒下极易发生开裂。在软质岩地基施工中，若缺乏现场试验结果，通常借助相应公式实施对地基实际承载力的计算，并利用查表实现对具体取值的确定。对此，有必要探究在各类地基不同条件下，确定软质岩相应的地基实际承载力的方法，并明确其具体的适用条件。

2.不同方法的地基承载力分析

本文选取三个场地作为分析样本，对浅层静力平板载荷试验、嵌岩基桩自平衡法静载试验进行采用。后者所用桩径长度为1.Om，分别对编号为1、2、3的试桩实施嵌固处理，其中，编号1的试桩实际长度为2.4m，编号2的试桩的实际长度为5.Om，编号3的试桩的实际长度为6.Om。

2.1规范公式计算

软质岩相应的地基实际承载力的规范计算公式如下：

浅基础相应的地基承载力特征值：

在上述公式中，ψr表示折减系数，若场地中存在的风化岩均具有较完整的程度，则要充分考虑存在的不利组合，并严格遵循相关规范，将ψ，的取值设置为0.2。ξr表示地基自身的端阻以及侧阻相应的综合系数，对应桩径的实际长度为l.Om，嵌固段实际长度分别是2.4m，5.Om以及6.Om，严格遵循相关规范，将ξr1的取值设置为1.29、将ξr2的取值设置为1.57、将ξr3的取值设置为1.63：CI表示地基相应的端阻发挥系数，C1表示地基相应的侧阻发挥系数，对应桩相应的嵌固段实际长度要超过0.5m，严格遵循相关规范，将c1的取值设置为0.45，将c2的取值设置为0.03。

遵循相关规范公式，对地基实际承载力相应的具体特征值实施计算，呈现出如下规律：在一定埋深情况下，桩基础自身桩端阻力相应的具体特征值是浅基础对应的地基实际承载力相应的具体特征值的2.25倍。桩基础自身实际嵌固深度与桩嵌固段自身的承载力相应的具体特征值二者呈现出非线性关系。当基础嵌固自身实际深度呈现逐渐增加时，桩嵌固段自身的承载力相应的具体特征值的综合值增加量逐步减小。这表明，到一定深度时，桩嵌固段自身的承载力相应的特征值的综合值会形成一个定值[1]。

2.2规范查表取值

利用规范查表对地基实际承载力具体的特征值进行确定，如表1所示。

通过规范查表对地基承载力相应的特征值进行确定，其值处于较大的区间范围。在实际中，直接利用规范查表，难以对地基实际承载力具体的特征值进行有效确定嘲。

2.3浅层静力平板载荷试验

借助浅层静力平板载荷试验对3个场地进行分析，在具体试验过程中，压力一沉降这一曲线自身的起始直线段实际对应的具体终点表现为比例荷载，与终止加载各项条件有效符合的前一级相应荷载表现为极限荷载，将该荷载与相关安全系数二者的实际比值与比例荷载实施相互比较，选取较小值，据此为各检测点自身地基实际承载力具体的特征值[3]。

2.4基桩自平衡法静载试验

遵循2倍预估荷载具备的10级分级加载，对编号1的试桩增加2×2400kN的荷载，上部桩即在向上位移的情况下出现突变，并使上部桩出现抬起，侧阻力达到极限状态，将前一级增加荷载的值，即2lOOkN作为极限侧阻力;下部桩呈现出较小的向下位移，没有产生突变，其端阻力没有达到极限状态。对试桩2增加荷载到2×2400kN，对试桩3增加荷载到2×3000kN，此时，试桩急剧增加向下位移，并产生陡然降低，无法确保稳定荷载，端阻力达到极限状态，侧阻力没有达到极限状态[4]。对单桩竖向承载力相应的特征值Ra而言，各類规范具有不同的公式表达，但从总体上看，表述了基本相同的含义。将不同规范计算公式作为依据，可得如下公式：

借助该试验，对桩基础嵌固段对应地基侧阻力相应的特征值以及端阻力相应的特征值进行确定。桩基础嵌固实际深度不断增加，其侧阻力发挥也相应增加、地基端阻力相应的特征值也随之增加，单桩竖向承载力相应的特征值也相应增加。

3.不同方法的地基承载力对比分析

将浅基础对应的地基实际承载力具体的特征值fa与浅层地基相应的静力平板载荷试验具体结果实施对比和深入分析，将嵌岩桩自身的地基端阻力具体的特征值qpa、侧阻力具体的特征值qra与基桩自平衡法静载试验具体结果实施对比和深入分析，将嵌岩桩单桩竖向承载力具体的特征值Ra与基桩自平衡法静载试验结果实施对比和深入分析，分别依据公式（2）和公式（3）对场地内3个试桩各自的单桩竖向承载力具体的特征值Ra进行计算。各类方法对泥岩承载力进行确定的对比如表2所示。

4.地基承载力确定方法的适用条件

借助规范公式对地基实际承载力进行计算，或者利用规范查表对地基承载力进行确定：

（1）对岩石完整性进行准确判断，在此基础上，将岩石实际具备的完整程度作为相关依据，借助规范公式，对浅基础对应的地基实际承载力相应的特征值fo进行计算。

（2）若桩基础嵌固深度比1倍桩径要小，可将之作为浅基础，对地基承载力相应的特诊值fao进行确定。

（3）若桩基础嵌固深度比1倍桩径要小，且嵌固深度在5m以下，可借助公式（3）对其端阻力相应的特征值qpa进行计算。

（4）若桩基础嵌固深度稍微超过5m，可借助规范查表，取范围值相应的上线值对其端阻力相应的特征值qpa进行确定。

（5）若桩基础对软质岩进行嵌入，通过不同方法得出其侧阻力具体的特征值q ra均较小，有必要借助规范查表，取范围值相应的中值，对q ra进行确定。

桩基础相应的端阻力以及侧阻力均能实现最大程度上的发挥时，可将qpa与qra分别与各自对应的具体几何量相乘，实现对单桩竖向承载力的计算。若桩基础嵌固深度过大，则应在现场实施基桩试验对单桩竖向承载力进行确定。

参考文献：

[1]曹建强.软质岩岩石地基承载力确定方法与适用条件分析[J].西部探矿工程， 2018 （01）19-22.

[2]赵叶江.对确定贵阳软岩地基承载力的几点认识[J].土工基础，2015，29（02）：60-63.

[3]李成芳，陈奎，熊启东，等.重庆地区软质岩地基承载力试验研究[J].建筑结构，2017（09）：90-93.

[4]何建凯.浅论第三系泥岩地基承载力的确定方法[J].岩土工程技术，2017，31（02）：76-79.