软土地区浅层地基土承载力探析

王志胜 姚 华 马乐民

(1.天津市地震局，天津 300201;2.天津市勘察院，天津 300191)

1 概述

天津地处华北平原，属冲积、海积低平原，是典型的软土地区。浅层地基土一般指埋深30 m以上的地基土层，准确的认识浅层地基土的工程性质对工程建设至关重要，特别是浅层地基土承载力的确定是每一个工程建设项目勘察和设计中必不可少的环节。地基土承载力受很多因素的影响，主要有地基土的成因及其沉积年代;地下水位的影响;上部建筑物的结构形式及其荷载作用方式。合理的确定浅层地基土承载力，对工程的经济性和安全性都有重要意义。

2 浅层地基土承载力的确定方法

目前浅层地基土承载力的确定方法主要有理论公式计算法、原位测试确定地基承载力、经验方法确定地基承载力。其中原位测试是在不扰动或基本不扰动地基土层的情况下对土体进行测试，从而获得地基土层的物理力学指标的方法，天津地区在应用原位测试方法确定地基承载力方面积累的很多工程经验，具有一定的可靠性。

2.1 载荷板试验法

现场载荷试验是在一定面积的刚性承压板上逐级施加荷载并量测浅层地基土压力与变形之间关系的一种原位测试方法，载荷试验通过绘制P—S曲线，可以反映出承压板1.5倍～2.0倍直径或者宽度范围内浅层地基土强度及其变形特性。根据收集整理的载荷试验资料，并结合前期科研成果，采用回归分析的方法研究由载荷试验确定的地基容许承载力与土体物性指标的关系，具体关系式如下式所示:lgRp=2.085-0.83lge-0.189lgIL。其中，e为孔隙比;IL为液限指数。根据上式，并结合实际资料可以得到一般粘性土地基容许承载力，如表1所示。

表1 一般粘性土容许承载力表 kPa

为方便对比分析，表2列举出了天津市地方标准DB 29-20-2000岩土工程技术规范中关于粘性土承载力基本值的表格。

对比表1与表2可以看出，在承载力小于130 kPa区域按照回归分析方法计算得到的承载力相比规范取值有一定幅度(约0%～20%)的提高，而在承载力大于140 kPa的区域按照回归分析方法算得的承载力相比规范取值有大致相同幅度的降低。

表2 天津市地方标准中粘性土承载力基本值表 kPa

平板载荷试验方法是一种直接可靠的试验方法，但该方法也存在一些问题应该引起注意:首先，实际工程中存在选点的随机性，不能准确的评价工程施工质量;其次，承压板的刚度问题和基础的尺寸效应问题对测试数据的可靠性以及模拟实际受力状态都会带来较大影响;另外，载荷试验中加荷速率与实际建筑物的施工加荷相比较，载荷试验的加荷对地基土存在一种明显的冲击效应。上述问题必然会导致载荷试验确定的地基土承载力与其实际承载力之间出现偏差。

2.2 标准贯入试验法

标准贯入试验是通过锤击(锤重63.5 kg±0.5 kg，锤落距为76 cm±2 cm)将一定规格的对开式贯入器打入土体中，通过衡量其贯入阻抗，判别土层的变化和土的承载能力的一种原位测试方法。

关于标准贯入试验锤击数与地基承载力的关系，国内很多地区都总结了实用性较强的经验公式或图表，并且得到了较好的效果，其中表3为天津地区砂土承载力基本值与标准贯入试验锤击数关系表，表4为天津地区粉土、粘性土承载力基本值与标准贯入试验锤击数关系表。

表3 砂土承载力基本值fo与标准贯入试验锤击数关系 kPa

表4 粉土、粘性土承载力基本值fo与标准贯入试验锤击数关系 kPa

标准贯入试验影响因素较多，导致其测试结果离散性较大，并且试验的可重复性差，因此在工程实际中应注意结合当地经验或配合其他手段，以便合理提供设计所需参数。

2.3 静力触探试验法

静力触探试验是采用静压方法将带有探头的触探器以1.2 m/min的速率压入土中，测量得到土体对探头的贯入阻力值Ps，从而建立贯入阻力与土体强度和承载能力的相关关系，按照实测贯入阻力确定地基承载力。

静力触探试验指标需要依靠大量数据和经验的积累，并且各个地区土层的受力状态复杂，工程性质各异，本文针对静力触探试验的这一特点，分析大量软土地区静力触探数据与地基承载力关系，得出经验公式如表5所示。

3 结合工程实例探讨浅层地基土承载力的确定

通过以上论述，表明3种原位测试方法确定地基承载力都有一定的适用性和局限性，本节通过结合天津地区工程实例，比较分析评价确定天津地区浅层地基土承载力的主要方法及其特点。

3.1 实际工程的选择

本文选择天津盛唐总部经济研发基地岩土工程勘察原位测试资料(200组)、军粮城示范小城镇一期农民还迁住宅建设项目岩土工程勘察原位测试资料(100组)、纪庄水厂迁建配套管网工程岩土工程勘察原位测试资料(150组)进行分析统计。

表5 天津地区静力触探与地基承载力容许值经验公式

3.2 试验数据分析和讨论

为对比和验证上述场地岩土工程勘察过程中所提供地基承载力值的准确性和适宜性，本文对以上选取的典型工程勘察报告中浅层地基土承载力值、标准贯入试验锤击数、静力触探试验锥尖阻力和侧壁阻力值指标进行统计，并得出利用上述原位测试方法确定的地基承载力值，如表6所示。

表6 利用原位测试方法确定的地基承载力值统计表 kPa

从表6中可以看出，利用标贯法确定的地基承载力和利用触探法确定的地基承载力与岩土工程勘察报告中提供的地基承载力相比均偏高，其中对于粉土层利用标贯法确定的地基承载力值明显偏高，而对于一般粘性土则相差不大。

4 结语

本文对几种常用的地基土承载力确定方法的准确性和存在的问题进行了探讨，主要得出以下结论和收获:1)简要总结了确定浅层地基土承载力的3种原位测试方法，列举了一些相关的经验公式，并简要分析了各种方法的优势和局限性。2)通过对比表明，勘察报告中提供的地基承载力值偏于保守，标贯法对于确定浅层(15.0 m以上)地基土地基承载力有较高的可信度，触探法对于确定地基土(除粉土外)地基承载力有较高的可信度。这对于岩土工程勘察报告中提供地基承载力具有一定的借鉴意义。3)使用多种手段综合确定地基承载力的评价方法可以更好地发挥地基潜力，多种手段优势互补，使得承载力评价更加符合本地区情况，也可以取得良好的经济效益和社会效益。

［1］ GB 50021-2001，岩土工程勘察规范［S］.

［2］ DB/T 29-191-2009，天津市地基土层序划分技术规程［S］.

［3］ DB 29-20-2000，岩土工程技术规范［S］.

［4］ 杨秀竹，雷金山.软土地基承载力原位测试技术及其相关性研究［J］.岩石力学，2003，24(6):563-565.

［5］ 吴秋炎，韩富恒.用双桥静探指标划分土层，确定土类及Es的研究报告［R］.天津:天津市勘察院，1986.

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