赣北地区中更新统网纹状红土承载力特征值探讨

谭友根

(核工业江西工程勘察研究总院有限公司，江西 南昌 330096）

1 中更新统网纹状红土概述

江西省赣北地区分布有较多的中更新统网纹状红土（以下简称为网纹状红土），从南昌昌北、赣江新区、共青城至九江市均有分布。其名称是地方特色的习惯叫法，是具有网纹状构造的黏性土总称。

赣北地区网纹状红土属于第四纪中更新世时代残坡积、冲洪积、冰碛堆积沉积物，一般具有红白相间的蠕虫状或网纹状构造，即红色土中夹有大量的蠕虫状或网格状的灰白色斑纹状（粉质）黏土，成分以高岭石为主。网纹状红土层状态由上至下从坚硬变为硬塑、颜色逐渐变浅、结构致密，抗水能力较强，渗透性很小，为良好的隔水层，其底部一般有砂卵砾石层分布。网纹状红土一般具有低含水量，低压缩性，高强度的特征。

网纹状红土通常分为均质和非均质两类，均质网纹状红土其成分以粘性土为主，沉积结构相似，红白相间网纹较均一，非均质网纹状红土其沉积结构不均匀，其粒径分布不均，夹有大量的高度风化的白色砂卵砾石镶嵌于红色基质中。

图1 网纹状红土

2 网纹状红土承载力特征值勘察取值现状

通常地基土承载力特征值的确定方法有按理论公式计算法、按规范查表法及载荷试验法，其中载荷试验法是规范规定的基本方法。目前勘察单位主要依据标准贯入试验击数N，结合其物理力学性质指标查表并根据地方经验综合确定。由于网纹状红土力学性能的差异性，加之各个单位及技术人员取值各不相同，使得其承载力特征值建议值相差较大。

在江西省勘察规范编写组专题3《江西省主要岩土层动力触探与承载力特征值确定专题研究》[1]中收集了2018 年前共六家勘察单位52 个南昌昌北、赣江新区、九江地区代表性勘察报告标贯击数及其报告建议承载力特征值，进行汇总后回归分析，得到关系图如图2。

图2 网纹状红土修正统计标贯击数值与承载力特征值建议值关系图

从图2 可看出，经杆长修正后统计标贯击数大部分为10 ～20 击，对应的承载力特征值建议值为160 ～350kPa，其相关性较差，承载力特征值与标贯击数极不对应。

另郑明新[2]等收集了九江地区41 个勘察项目的统计结果，网纹状红土标贯击数7 ～13 击，地基承载力特征值取值从210 kPa ～350 kPa,地基土压缩模量Es 从7.66 MPa ～12.7 MPa，并建立了标贯击数与承载力特征值关系：fak=9.7943N+184.61 R=0.795。发现其标贯击数比实际偏小，标贯击数与承载力特征值也极不对应。

从上述收集的勘察报告分析，目前大多数勘察单位对网纹状红土承载力特征值取值160 ～350kPa，标贯击数修正后统计值10 ～20 击，而按标贯击数查表法[3]可大约得到承载力特征值为210 ～570kPa，勘察报告取值明显偏小。

究其原因分析如下：由于该层土一般呈坚硬状，大多数勘察单位取样时采用冲击式钻探方法，取样采用厚壁取土器，该取样方法无法取得I 级原状样，大部分取得的土样扰动明显，从而导致土工试验数据孔隙比偏大，其它土工物理指标也有偏差，导致采用土工试验数据得到的承载力特征值明显比采用标贯击数查表得到的值偏小。而勘察过程中一般不做载荷试验，取值时出于安全考虑，往往取值取多种方法中的小值，所以往往因为土工数据得到的承载力特征值偏小，综合起来取值自然偏小。

表1 勘察报告及载荷试验数据

3 载荷试验成果分析

针对赣北地区网纹状红土本文也收集了一些载荷试验检测资料，但大部分检测资料只是根据勘察报告所提承载力特征值进行验证，很多没有达到极限破坏状态，可参考性有限。

郑明新[2]等收集了九江地区19 个网纹状红土测点加载至土体破坏，按照规范取值方法得到了19 个承载力特征值样本，采用格拉布斯(Grubbs)法对试验数据进行筛选，剔除一些不合理的数据，选择检验水平为α=0.05，置信概率为P=0.95，在具有95%保证率的承载力特征值区间为（576.84kPa，910.52kPa），遗憾的是没有相对应的标贯数据及土工试验数据。

为了研究网纹状红土的地基承载力，郑明新[1]等针对九江县渊明大道西侧江南熙园项目场地网纹红土层开展了现场浅层平板载荷试验。该场地上部地层为薄层新近填土，中部为较厚网纹红粉质粘土层，下部为砂卵砾石层。载荷试验土层为网纹状粉质粘土层，并在HA=0.5m、HB=1.5m、HC=2.5m 三种不同土层深度平面开展载荷试验，还对HC=2.5m 处开展了浸水载荷试验。郑明新等通过现场静载荷试验，得到如下结论：自然含水量状态下的静载荷试验承载力特征值能达到600kPa ～1400kPa，但在浸水条件下承载力衰减较为严重，最大减小幅度达71.43%，一般具有400kPa 以上。在具有95%保证率条件下网纹状红土承载力特征值取值区间为377kPa ～910kPa。同时按照承载力特征值反算s/b 统计分析，在充分考虑安全度和概率上的保证率前提下，建议按照变形控制法确定承载力特征值时沉降宽度比取值范围为0.0045 ～0.0070。

综上分析，通过载荷试验得到的网纹状红土承载力特征值比勘察报告所提的值几乎翻倍，这些数据表明勘察报告所提承载力特征值大小严重脱离实际，在安全性得到保证的条件下有较大的提升空间，从而节约大量的建设投入。

4 工程实例分析

本文收集了九江市《九江万达广场项目》及九江柴桑区《九颂珑园》勘察报告及其平板载荷试验成果，这两个项目均位于典型的网纹状红土分布区，其下均有一层卵石层。九江万达广场以网纹状红土作为地库及其小高层的筏基持力层，九颂珑园6 号楼(32F)以网纹状红土作筏基持力层，如今该两个项目均已建成竣工，其地基变形满足规范要求。资料如下表1[4-8]。

上表中粉质粘土③为网纹状红土，在万达广场场地进行平板载荷试验时未达到极限破坏，九颂珑园场地则达到了极限破坏。从表中可看出，勘察报告所提承载力特征值比平板载荷试验值小很多，其标贯击数修正后平均击数约16、17 击，依此查表可得其承载力特征值大约420kPa ～450kPa，压缩模量约17kPa ～18Mpa，依土的孔隙比、液性指数查表所到的值约为240kPa ～280kPa，勘察报告取了二者小值。上表中对变形指标来说，平板试验也比勘察报告所提依室内土工试验得到的值大很多。根据承载力特征值的概念，依平板载荷试验所得值是承载力特征值，是可以用以设计使用的。相比之下，根据动力触探修正后的平均值查表得到的承载力特征值更接近载荷试验值，而依土工参数孔隙比、液性指数查表小很多，不建议使用，原因如前所述。

5 结论与建议

现状勘察报告所提的网纹状红土承载力特征值明显比其真值平板载荷试验值偏小较多，其受含水量影响较大，经水泡后下降较多。在自然含水量状态下，充分考虑安全性，勘察报告中赣北地区硬塑-坚硬状网纹状红土的承载力特征值建议值范围为350 ～450KPa，可以作为小高层甚至超高层的浅基础持力层。由于江西省勘察地方标准尚在制定中，江西省尚无表可查，实际工作中勘察设计人员可采用现场平板载荷试验确定，或用修正后标贯击数平均值参考湖北省勘察规范中老粘土承载力特征值经验公式fak=30*N-60 进行计算并根据地方经验综合确定。本文收集的数据有限，错误在所难免，请同行们指正。对于标贯击数及土工试验数据和承载力特征值的相关关系，有待于专家学者继续对其进行研究。