不同標(biāo)準(zhǔn)建筑地基承載力檢測(cè)比較

宋 煒 山西建工建筑工程檢測(cè)有限公司

1 前言

建筑工程勘測(cè)或地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段，必須進(jìn)行的一項(xiàng)工作就是檢測(cè)及確定地基的承載力，而且通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定的地基承載力是建筑工程設(shè)計(jì)的重要參考指標(biāo)。根據(jù)出臺(tái)執(zhí)行的地基檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)前可用的檢測(cè)方法較多，但在實(shí)際發(fā)展中也面臨著一些難題。因此，需要進(jìn)一步分析研究不同標(biāo)準(zhǔn)建筑地基承載力檢測(cè)。

2 地基工程理論及地基承載力

2.1 地基工程理論

從地基工程角度分析，工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用的方法基本是概率理論極限狀態(tài)法，利用分項(xiàng)系數(shù)得出地基承載力[1]。不管是哪一種類型的工程，其與可靠度都存在著必然聯(lián)系。而在工程勘察設(shè)計(jì)階段，基本是通過經(jīng)驗(yàn)數(shù)值確定具體的地質(zhì)參數(shù)，因?yàn)榈刭|(zhì)指標(biāo)變異性與區(qū)域性存在著很大區(qū)別，所以為了能夠嚴(yán)格控制成本投入，就容易造成地質(zhì)勘測(cè)數(shù)據(jù)不全或者是離散問題。與鋼結(jié)構(gòu)等進(jìn)行對(duì)比，巖土力學(xué)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)相對(duì)偏少。

2.2 地基承載力

與建筑項(xiàng)目上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)比，在建筑項(xiàng)目地基計(jì)算階段，地基承載力指的是巖土體具備的抗力指標(biāo)，一般需要通過統(tǒng)計(jì)與分析大量樣本數(shù)據(jù)。建筑項(xiàng)目地基承載力的確定基本是由地勘單位負(fù)責(zé)，具備豐富實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)的地勘人員能夠通過踏勘或巖土外形準(zhǔn)確判斷地基承載力[2]。若是利用釬探工具確定地基承載力，很難保證建筑項(xiàng)目的質(zhì)量，滿足地基承載力規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，甚至埋下安全隱患。

3 標(biāo)準(zhǔn)適用范圍

從建筑項(xiàng)目地基土層角度分析，地基基本包含天然地基和人工地基。天然地基是由土層與巖層組成，而人工地基指的是處理地基與復(fù)合地基。從土層適用深度方面分析，基本分為淺層載荷與深層載荷；而巖層則不分。站在標(biāo)準(zhǔn)層級(jí)角度分析，按照由高至低的順序依次是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及地方標(biāo)準(zhǔn)；以標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍為依據(jù)，基本分為《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑地基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》以及《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》[3]。

針對(duì)地基承載力檢測(cè)而言，必須認(rèn)真研究設(shè)計(jì)文件中的各項(xiàng)內(nèi)容，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)文件參考的標(biāo)準(zhǔn)選用檢測(cè)參考標(biāo)準(zhǔn)，保證兩者參考標(biāo)準(zhǔn)的一致性，這樣能夠更好地把握設(shè)計(jì)意圖，對(duì)檢測(cè)結(jié)果與設(shè)計(jì)基本要求的符合性進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。若是設(shè)計(jì)文件內(nèi)容存在不確定性，必須及時(shí)地與設(shè)計(jì)員進(jìn)行交流、溝通，從而確定設(shè)計(jì)參考的標(biāo)準(zhǔn)；若是設(shè)計(jì)文件未參考標(biāo)準(zhǔn)，或者是參考多標(biāo)準(zhǔn)，而且難以及時(shí)地與設(shè)計(jì)員交流，則天然地基應(yīng)該參考《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》，而處理地基則要參考《建筑地基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》。此外，當(dāng)確定建筑地基承載力檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)之后，所有的檢測(cè)環(huán)節(jié)都必須嚴(yán)格根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定執(zhí)行，禁止交叉執(zhí)行不同的標(biāo)準(zhǔn)。

4 地基承載力特征值

4.1 確定方法

從建筑工程角度分析，不同類型建筑工程的特性指標(biāo)所代表的含義也有所區(qū)別，基本包含標(biāo)準(zhǔn)值、平均值與特征值，彼此之間具有相應(yīng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系。按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，在確定巖石的抗剪度指標(biāo)階段，應(yīng)把標(biāo)準(zhǔn)值當(dāng)作代表值；而巖石的壓縮指標(biāo)，則選擇的是平均值；載荷試驗(yàn)選擇的承載力代表是特征值[4]。分析建筑地基的承載力，其特征值指的是通過載荷試驗(yàn)確定地基土的具體壓力，然后在線性變形段以內(nèi)對(duì)地基的壓力值予以規(guī)定，而比例界限值選擇的是其最大值。因此，建筑地基承載力特征值屬于一項(xiàng)比較特殊的設(shè)計(jì)抗力指標(biāo)，在進(jìn)行建筑地基承載力特征值檢測(cè)時(shí)，必須要綜合分析地基承載力的基本特點(diǎn)，以及建筑地基變形規(guī)律。

4.2 獲取方法

關(guān)于建筑地基承載力特征值，其是載荷試驗(yàn)必須獲取的一項(xiàng)關(guān)鍵性指標(biāo)，基本是通過探頭阻力或者是錘擊數(shù)確定地基承載力，以巖土體為例，在進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性研究或是巖土壓力的計(jì)算時(shí)是以抗剪強(qiáng)度作為依據(jù)。此外，利用相關(guān)公式通過計(jì)算確定特征值。

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，建筑地基承載力的特征值計(jì)算可以選用抗剪強(qiáng)度指標(biāo)公式[5]。事實(shí)上，建筑地基承載力的特征值適用方法比較多，比如公式法、表格法以及試驗(yàn)法等等，其中試驗(yàn)法確定的地基承載力特征值最為準(zhǔn)確、真實(shí)，但是此種方法的應(yīng)用需要的成本比較高。

在進(jìn)行具體實(shí)踐時(shí)，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)環(huán)境尤為地復(fù)雜，且土質(zhì)情況不均勻，所以主要采用試驗(yàn)方法確定地基承載力特征值。而試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)的分析，應(yīng)確定建筑地基承載力相關(guān)性能指標(biāo)，以及地基壓縮指標(biāo)等。

5 檢測(cè)控制要點(diǎn)

5.1 檢測(cè)數(shù)量

通過對(duì)不同標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢測(cè)數(shù)量進(jìn)行對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，其中《建筑地基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》要求的檢測(cè)數(shù)量與最小檢測(cè)數(shù)量、建筑工程規(guī)模息息相關(guān)，是比較合理的。然而其他標(biāo)準(zhǔn)僅僅要求最小檢測(cè)數(shù)量，若是在實(shí)踐之中按照此類標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)，勢(shì)必會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而難以確保建筑工程質(zhì)量與安全。

各標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢測(cè)數(shù)量指的是同一場(chǎng)地、土層以及樁型，而針對(duì)不同場(chǎng)地、土層以及樁型必須以分開的形式進(jìn)行計(jì)算。而檢測(cè)數(shù)量必須根據(jù)設(shè)計(jì)文件內(nèi)容規(guī)定確定檢測(cè)數(shù)量，若是設(shè)計(jì)文件沒有說明，則應(yīng)該參考對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，或者是按照委托方要求合理地提高檢測(cè)數(shù)量。

5.2 壓板尺寸

天然地基的深層平板、巖石地基的承載力檢測(cè)方面選擇壓板尺寸，不同標(biāo)準(zhǔn)在此方面的規(guī)定是一致的，即剛性板（直徑分別是0.8m與0.3m）[6]。而復(fù)合地基的承載力檢測(cè)選用的壓板尺寸，必須按照一根或者是多根樁需要承擔(dān)的處理面積而進(jìn)行確定。不同標(biāo)準(zhǔn)要求的壓板尺寸具體區(qū)別表現(xiàn)是天然土層或者是處理地基，在檢測(cè)階段必須認(rèn)真仔細(xì)分析設(shè)計(jì)基本要求，并著重考慮投入成本，然后確定合理地壓板尺寸。

5.3 區(qū)別加荷等級(jí)

因?yàn)榈鼗休d力的檢測(cè)基本是選擇維持荷載標(biāo)準(zhǔn)法，具體試驗(yàn)程序包含了分級(jí)加載、位移觀測(cè)以及卸載等多個(gè)環(huán)節(jié)，不同標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)程序基本一致。但是不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)荷載的等級(jí)、觀測(cè)的時(shí)間以及是否進(jìn)行卸載等方面的規(guī)定存在些許差別，從而就造成試驗(yàn)用時(shí)不同，在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)若是確定了具體檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，則必須根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求進(jìn)行檢測(cè)。

僅有《建筑地基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》在天然土層地基、處理地基以及復(fù)合地基方面對(duì)卸載進(jìn)行了具體規(guī)定，其他標(biāo)準(zhǔn)要求未進(jìn)行規(guī)定。

5.4 承載力取值

不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑地基承載力的特征值規(guī)定要求是一致的。根據(jù)地基承載力的特征取值（P-s）曲線比例界限，其相應(yīng)的荷載數(shù)值與極限荷載的50%以及變形值相應(yīng)荷載數(shù)值的最小值。一般（P-s）曲線沒有比較突出的比例界限，難以直接進(jìn)行取值，從而就要結(jié)合后兩條進(jìn)行取值。針對(duì)豎向增強(qiáng)體而言，需要保證試驗(yàn)階段和基樁豎向抗壓試驗(yàn)階段保持一致，而在進(jìn)行承載力取值時(shí)應(yīng)該參照?qǐng)?zhí)行。

6 總結(jié)

建筑地基承載力檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)比較多，應(yīng)結(jié)合建筑地基類型與標(biāo)準(zhǔn)適用性等選用與之契合的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，地基承載力檢測(cè)之前需要認(rèn)真分析設(shè)計(jì)文件內(nèi)容要求，與設(shè)計(jì)員積極交流以準(zhǔn)確把握設(shè)計(jì)目的，然后選擇合理地試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。此外，通過綜合分析檢測(cè)數(shù)量、觀測(cè)時(shí)間以及檢測(cè)依據(jù)等各項(xiàng)影響要素，編制科學(xué)、可行的建筑地基承載力檢測(cè)方案，從而提高檢測(cè)水平。