结合新旧国标对标贯试验评价地基承载力的探讨

摘 要：本文笔者曾经于90年代对《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）对有关标准贯入试验进行了探讨，现对《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）并结合工程实例进行进一步论证。

关键词：试验；地基承载力；探讨

一、问题的提出

《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）中规定：当根据标准贯入试验 锤击数N确定地基承载力标准值时，对现场试验锤击数应经下式修正：

N=?-1.645σ （1）

根据修正后的N值，查相应的规范承载力表得出地基土层的承载力标准值fk。在工程实践中，我们发现应用上式进行修正使得锤击数折减过多，所得承载力标准值过于保守，使试验成果的应用受到影响。张苏民老师曾在《军工勘察》1992年第二期撰文论述过这一问题，并建议对锤击数用式：?=（2）进行修正，对此我们结合某工程实例进行了探讨和印证。

二、工程实例

（一）实例1：场地工程地质条件简述

工程场地位于石家庄市东郊，地形平坦，属太行山山前冲、洪积平原。场地东西长750m，南北宽150m。拟建建筑物为Ⅱ类建筑，基础形式为柱基，基础预置深度-4.00m，部分采用柱基。勘探范围内主要地层为第四系冲洪积黄土状土、一般粘性土、粉细砂、中砂等，自上而下简述为：

1、耕土①：黄褐色，土质不均，结构疏松，厚度0.4m；

2、新近堆积黄土状粉质粘土②：黄褐色，可塑，稍湿，中偏高压缩性。大孔发育，具湿陷性，厚度0.6-2.1m；

3、黃土状粉质粘土③：褐黄—棕黄色，可塑—硬塑，湿—饱和，中压缩性。大孔发育，无湿陷性，厚度0.4-2.3m；

4、黄土状粉土④：褐黄色，可塑，局部软塑，湿—饱和，中压缩性。大孔发育，无湿陷性，厚度1.2-3.9m；

5、黄土状粉质粘土⑤：黄褐色，可塑，湿—饱和，中压缩性。无湿陷性，厚度1.2-2.7m；

6、黄土状粉质粘土⑥：黄褐色，硬塑，局部可塑，稍湿，中偏低压缩性。无湿陷性。厚度0.5-6.5m；

7、黄土状粉土⑦：褐黄色，可塑，局部硬塑，湿，中偏低压缩性，无湿陷性，厚度0.3-3.0m；

8、粉细砂⑧：灰黄色，稍湿，中密。厚度0.3-3.0m；

9、中砂⑨：灰黄色，稍湿，中密，厚度0.8-5.2m；

10、粉质粘土⑩：黄褐色，可塑—软塑，饱和、中压缩性。厚度1.7-3.8m；

11、粉细砂⑾：浅黄色，湿，中密。最大揭露厚度为3.4m。

（二）测试数据的概率检验

在此次勘察中对各地基土层均进行了标准贯入试验，试验的具体要求是：冲击钻进至预定深度，清空后采取原状土试样，再进行标准贯入试验。这样就较好的保持了地基土层的原状结构，保证了试验质量，使测试数据具有较高的可信度。为了更好地了解各地基土层的均匀程度，根据场地的工程地质条件及建筑物布置，将场地分为东、西两个区。根据测试数据的分布特征（正态分布）对两区各土层的标贯击数应用差异性显著检验（t检验）进行了统计推断。下面仅以黄土状粉质粘土③层的检验过程为例进行说明。对全部试验数据用Crubbs准则，采用95%的置信水平进行异常数据舍弃后列表如表1。

“t”法检验结果：

Ⅰ组（东区）：平均值`x1=6.144，标准差s1=1.878 n1=18

Ⅱ组（西区）：平均值`x2=6.179，标准差s2=1.878 n2=34

按下列计算t值

t=*

得：t=-0.074

查“决定的对应于v和P的tp数值表”对于v= n1 +n2-2=50，当P{>tp}=0.9时，tp=0.126。=0.074<0.126，概率P{>0.074}>0.9.由此可见，`x1与`x2之间的差异很小，可能是由于抽样误差造成的，即黄土状粉质粘土③层在整个场地上差异不明显，应属于同一土层单元。

（三）承载力标准值fk的确定和分析对比

1、承载力标准值fk的确定

本工程根据建筑物基础埋置深度，对黄土状粉质粘土③层，黄土状粉土④层，黄土状粉质粘土⑤及中砂⑨层用不同方法进行了承载力确定，列表如表2。

2、对比分析

从表3可看出各种方法确定的承载力标准值存在一定差异。探井取土由于土样扰动小，能较好地保持土层的原状结构，其土工实验成果具备较高的可信度，承载力确定值较为可靠。黄土状粉质粘土③层标贯试验锤击数平均值μ=6.2，标准差σ=1.58，统计个数n=52，按规范（公式1）修正后查表得fk=117.0 KPa，比探井土指标确定的承载力值接近。其取值概率为60%。笔者认为，由于地基土层属非均质体及试验手段的误差，对一般工程来讲，使用95%以上的概率取值偏于保守。这样既不利于合理使用地基土层，也不能充分挖掘地基潜力。

（四）实际应用实例

项目位于石家庄市桥西区，在地貌单元上属滹沱河冲洪积平原。地形较平坦。拟建建筑物为Ⅱ类建筑，筏板基础，勘察深度范圍内场地地基土层分布及特征如下。

经勘察，主要地基土层为第四系冲洪积形成的粉质粘土、粉土、砂土、含碎石粉质粘土及砾砂等构成。地层层位比较稳定，综合区域构造、地形地貌、地下水条件及岩土工程特性等，拟建场地可按同一工程地质区划进行评价，共划分为14个工程地质单元层，自上而下，分述如下：

第①层耕土：杂色，松散，含植物根系，以粉土、粉质粘土为主。局部含砖块、碎石等建筑垃圾。层厚0.20～1.20m，层底标高68.41～70.29m。

第①-1层杂填土：杂色，松散，含碎石、砖块等建筑垃圾，以粉土、粉质粘土为主。该层局部分布（主要在场地8#、9#、10#、11#楼及配套商业服务楼区域）。层厚0.70～3.70m，层底标高63.50～69.24m。

第①-2层杂填土：灰黑色，松散，很湿，土质成分为淤泥质粉质粘土及淤泥质粉土，含少量生活垃圾，有刺激性气味。层厚1.70～3.10m，层底标高60.40～61.83m。该层主要分布在配套商业服务楼区域。

第②层新近堆积黄土状粉质粘土：黄褐色，可塑，局部偏软，土质不均匀，含姜石等，局部夹粉土薄层，大孔、虫孔等黄土状特征发育，可见砖屑等人类活动痕迹。局部场地分布（8#楼、配套商业服务楼该层仅在个别孔中出现，最大厚度不超过0.30m）。层厚0.40～2.80m，层底标高65.23～69.62m。

第③层黄土状粉土：褐黄～黄褐色，稍密，稍湿。土质较均匀，含云母片等；局部夹粉质粘土薄层及粉砂薄层。可见钙质条纹、大孔、虫孔等黄土状特征。层厚1.40～7.30m，层底标高59.83～64.68m。

第③-1层细砂：浅黄色，稍密，稍湿。主要由石英、长石、云母等组成，含少量粉砂、粉土。受微地貌控制，该层在场地内表现为夹层，与③层成交错状分布，该层（主要在场地12#楼）层厚0.50～2.90m，场地范围内由西向东逐渐变厚，层底标高60.39～61.61m。

第④层粉土：黄褐色，稍密，稍湿。土质较均匀，局部夹粉质粘土薄层。该层在场地范围内分布不均匀，场地范围内中部较薄，该层层厚0.3～6.80m，层底标高56.42～63.73m。

第⑤层细砂：浅黄色，稍密～中密，稍湿。砂质一般，由长石、石英、云母等组成，暗色矿物次之，次棱角状，颗粒级配一般。局部夹粉砂薄层。层厚0.70～12.00m，层底标高51.42～59.38m。

第⑥层中砂：灰白色，中密，稍湿。砂质较纯，由长石、石英、云母等组成，颗粒级配一般。局部夹粉质粘土薄层。层厚2.00～6.80m，层底标高47.58～57.18m。

第⑦层粗砂：灰白色，密实，稍湿。砂质较纯，颗粒级配较差，由石英、长石、云母等组成，局部含有较多卵石、砾石等，局部有胶结现象。层厚6.20～13.80m，层底标高35.18～44.12m。

第⑧层粉质粘土：褐黄色，可塑～硬塑。土质不均，以粉质粘土为主，局部相变为粘土。含姜石、砂粒等，含量不均。层厚2.10～8.40m，层底标高32.96～40.62m。

第⑨层粗砂：灰白，密实，主要由石英、长石、云母等组成，暗色矿物次之，次棱角状，颗粒级配一般，砂质较纯，含卵石，粒径2-5mm，含量10-15%。层厚5.00～11.40m，層底标高27.76～32.62m。

第⑩层粉质粘土：褐黄色，硬塑。土质不均，以粉质粘土为主，局部相变为粘土。含姜石、砂粒等，含量不均。层厚1.10～5.40m，层底标高24.36～30.83m。

第11层粗砂：灰白，密实，主要由石英、长石、云母等组成，暗色矿物次之，棱角状，颗粒级配一般，含卵石，粒径2-5mm，最大粒径10mm，含量20-35%。揭露最大层厚12.20m。

本案例中标准贯入试验数据根据

黄土状粉质粘土②层标贯试验锤击数平均值μ=6.8，标准差σ=1.39，统计个数n=10，按规范（公式1）修正后查表得fk=110.0 KPa，

黄土状粉土③标贯试验锤击数平均值μ=9.1，标准差σ=1.82，统计个数n=52，按规范（公式1）修正后查表得fk=130.0 KPa，

粉土④层标贯试验锤击数平均值μ=12.4，标准差σ=1.39，统计个数n=10，按规范（公式1）修正后查表得fk=140.0 KPa，

细砂⑤层标贯试验锤击数平均值μ=17.6，标准差σ=2.46，统计个数n=57，按规范（公式1）修正后查表得fk=160.0 KPa，

中砂⑥层标贯试验锤击数平均值μ=6.8，标准差σ=2.39，统计个数n=56，按规范（公式1）修正后查表得fk=220.0 KPa，

该项目已成功运用勘察报告中提供的承载力，合理使用了地基土层，通过原位测试验证地基承载力，取得了成功并充分挖掘了地基潜力。

三、结语

在黄土状土地区使用规范的标贯击数修正公式确定地基土承载力标准值时，其结果与探井取土土工试验指标确定值相比明显偏低，而用公式2修正则较为接近实际。笔者建议对一般工程宜采用不小于60%的概率取值对其标贯成果进行修正。因文中仅引用了黄土状地区工程实例，是否具有普遍意義有待于进一步检验。

目前，新规范取消了承载力表，原位测试地基承载力的评价显得尤为重要，且岩土工程既有理论的共性，又有不同地区差异的特点。在工程实践中，依据国标和相关规范并结合实际工程实例的探讨，对行业发展具有一定的推动作用。

参考文献：

[1]赵九龙，张勇.应用标贯试验评价地基土承载力的探讨[J].军工勘察，1994，（03）：29-30+25.