原位测试确定软土地区地基土承载力比较研究

马乐民 秦迎宾

(天津市勘察院，天津 300191)

原位测试确定软土地区地基土承载力比较研究

马乐民 秦迎宾

(天津市勘察院，天津 300191)

以工程常用的几种原位测试方法为基础，结合工程实例，对常用的原位测试确定地基承载力方法进行了比较，并分析了每种方法的优点和局限性，确定了各方法的使用范围，为工程建设科学施工提供了合理的依据。

软土地基，原位测试，地基承载力

0 引言

浅层地基土一般位于埋深30.0 m以上的土层，如何确定其承载力是工程建设勘察和设计中非常重要的环节，利用现有手段准确和简便地确定浅层地基土承载力是土力学及基础工程学研究的重点问题之一。

本文以天津市军粮城示范小城镇一期农民还迁住宅建设项目为例，研究不同原位测试方法在确定地基承载力方面的优势和不足。该项目建筑面积大，原位测试手段丰富，原位测试数据成果样本数多，满足本次比较分析的需要。

1 工程概况

天津市东丽区军粮城示范小城镇二期总建筑面积约235.0万m2，其中住宅建筑面积约161.4万m2，公建建筑面积约23.6万m2，地下总建筑面积约50.0万m2，拟建工程共分10个地块，主要包括223栋11层～26层农民还迁住宅楼及若干公建及商业项目。针对该项目规模大小不一、建筑子项多的特点，在项目勘察过程中采取原状取样、标准贯入、静力触探等多种手段查明场地地层情况，其中各项原位测试数据均达到1 000组以上，测试成果丰富、种类多样，为本文的讨论分析提供了丰富的基础资料。

2 确定地基承载力的原位测试方法

2.1 标准贯入试验法

标准贯入试验是采用自由落锤法来进行锤击，将贯入器以30击/min的速率打入到地基土体中，并且记录其贯入锤击数N，进而判定地基土层物理状态、强度和地基土的承载力的原位测试方法。

对于标准贯入试验锤击数N与浅层地基土承载力的关系，国内外很多专家学者根据实测数据结合工程经验总结出了具有较强实用性的经验公式或图表，同时，各地针对本地区多年工程经验将标准贯入试验确定地基承载力的相应经验写入地方标准或规范中，并使其得到了广泛的应用和推广。其中天津地区地方标准《岩土工程技术规范》中针对砂土、粉土和粘性土土性的差异，分别给出其承载力基本值与经过杆长修正后的标准贯入锤击数的关系表格。

2.2 静力触探试验方法

静力触探试验方法主要是利用液压装置匀速垂直的将触探头压入土中，对于双桥探头静力触探试验主要测量数据为锥尖阻力(qc)、侧壁摩阻力(fs)，通过上述数据可以建立其与地基土体密实度、强度和地基土承载力的相关关系，确定地基承载力的一种原位测试手段。

静力触探试验指标受地域限制、地基土层深度及含有物等影响具有一定离散性，实际应用中需要对试验数据结合工程经验进行整理分析，并建立符合本地区情况的地基承载力、变形参数的统计关系。

我国幅员辽阔，地质条件复杂，土类繁多，各地区工程性质差异很大，表1为部分地区利用静力触探数据通过回归分析方法建立的地基承载力关系公式。

表1 其他地区静力触探与地基承载力经验公式

表1中经验公式以静力触探试验为基础，建立的适合当地不同土类的地基承载力确定方法，这也说明静力触探方法具有广泛的适用性和可操作性，为继续开展这方面的研究奠定了基础，但应注意的是不同地区、不同土质条件下静力触探数据与地基承载力之间的相关关系也是存在明显差异的。

3 原位测试方法确定地基承载力的比较和分析

对上述两种原位测试方法的分析表明，虽然其测试原理与地基受力机理不尽相同，但是两种方法都能结合一定的工程经验来确定地基承载力，并且在软土地区两种测试方法在确定地基承载力方面积累了丰富的经验。但是，长期以来在确定地基土承载力的过程中原位测试方法仅仅作为一种辅助手段被技术人员参考使用，其原因在于不同原位测试方法影响因素的不确定性，测试数据样本数过少，很难准确的反映出地基土体的真实状态；同时，对原位测试手段确定地基承载力研究不够，大多科研成果仅仅针对单一原位测试方法来进行研究，研究结论缺少多种手段的对比分析。

根据上述分析，本文结合实际工程中的大量原位测试数据比较分析各种测试手段在确定浅层地基土承载力方面的优势和不足，并期许得出一些有益的结论。

3.1 原位测试数据分析和讨论

天津市军粮城示范小城镇二期农民还迁住宅建设项目建筑面积大，原位测试手段丰富，本文选取该项目工程勘察报告中地基土承载力特征值(主要根据统计后地层物理力学指标查表所得)，标准贯入试验数据、静力触探试验数据按地层进行统计，统计成果如表2所示。

表2 浅层地基土承载力与各原位测试成果统计表

从表2中可以看出，地基承载力与标准贯入试验锤击数(N)、静力触探试验锥尖阻力(qc)和侧壁摩阻力(fs)之间均存在一定的相关关系，并且两种原位测试成果之间也存在相互对应的关系，表明本次原位测试数据各项指标能够真实而准确的反映地基土的状态和强度特性。

3.2 几种方法确定地基承载力的比较分析

通过查表及计算得出利用上述几种原位测试方法确定的地基承载力值，其统计成果如表3所示。

表3 几种原位测试方法确定的地基承载力值统计表

从表3和表4的结果中可以看出，两种原位测试方法确定的地基承载力值均高于该项目勘察报告中提供的地基承载力特征值，原位测试方法确定的地基承载力值在不同岩性的土层中差异较大。

根据上述差异，将标贯法和触探法确定的地基承载力与勘察报告中地基承载力特征值的比值列于表4中，定量的比较分析几种原位测试方法在不同地基土层中确定的地基承载力的准确性和适宜性。

表4 原位测试方法确定的地基承载力与承载力统计值比值统计表

分析表3和表4可知，对于粘性土层，两种原位测试方法确定的承载力值相当于勘察报告中地基承载力特征值的1.1倍～1.5倍左右；对于粉土层，标准贯入试验方法确定的承载力值接近于勘察报告中地基承载力特征值2.0倍～3.0倍；而对于淤泥质土标准贯入试验方法确定的地基承载力略低于勘察报告中地基承载力特征值，静力触探方法确定的地基承载力值略高于勘察报告中地基承载力特征值。另外，由表4的比较数据可知，随着地基土层深度的增加，原位测试方法确定的地基承载力与勘察报告中地基承载力特征值的比值也逐渐增大。

上述分析表明，利用触探法确定的地基承载力值与利用标贯法确定的地基承载力值(粉土层除外)有较好的吻合度，特别是对于15.0 m以上浅层地基土两种方法确定的承载力值与勘察报告中提供的地基承载力特征值较为接近，而15.0 m以下其承载力值则相差较大。

综合上述，原位测试方法确定的地基承载力值均高于勘察报告中提供的地基承载力特征值，而标准贯入试验方法和静力触探试验方法对于确定15.0 m以上浅层地基土地基承载力具有较好的适宜性。

4 结语

1)原位测试数据在一定程度上与地基土承载力有一定的对应关系，本文分析也表明运用多种测试手段能够真实而准确地反映地基土层物理力学性质和强度等特征。

2)标准贯入试验方法和静力触探试验方法对于确定15.0 m以上浅层地基土地基承载力具有较好的适宜性。

3)随着地基土层深度的增加，原位测试方法确定的地基承载力与勘察报告中提供的地基承载力特征值差距越来越大，表明地基土原位测试深度对于地基土承载力具有显著影响。

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Research on identification of foundation soil’s loading capacity comparison with in-situ measure

Ma Lemin Qin Yingbin

(TianjinSurveyInstitute,Tianjin300191,China)

Based on common in-situ measures in projects, the paper compares the identification of foundation loading capacity methods by combining with engineering examples, analyzes advantages and limitation of each method, and identifies the utility scopes for each method, so as to provide reasonable reference for scientific construction of engineering construction.

soft-soil foundation, in-situ measure, foundation loading capacity

2015-03-29

马乐民(1986- )，男，硕士，助理工程师; 秦迎宾(1982- )，男，工程师

1009-6825(2015)16-0055-02

TU447

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