浅谈岩土工程勘察中地基承载力的确定方法

关键词：地基承载力 土工试验 原位测试 区域经验 

0引言 

在建筑工程中,因地基问题而引起的建筑物的破坏一般有两种情况:1)由于荷载过大,超过地基的极限承载能力,地基土体产生整体剪切破坏,使地基丧失稳定性;2)地基土体在正常使用荷载作用下产生过大的沉降或不均匀沉降,使上部结构倾斜、开裂或影响建筑物的正常使用。因此，建筑地基承载力的准确性是避免出现地基问题的关键。本文结合新疆梅花氨基酸有限责任公司厂区工程，在岩土工程勘察过程中，运用原位测试、土工试验、理论公式等手段，同时结合当地经验确定地基承载力。 

1工程概况 

拟建场地位于新疆五家渠市西北角，西邻猛进路，南侧为规划横七路。拟建建（构）筑物包括3栋6层公寓楼，4栋6层宿舍楼，1栋商业楼及沿街商铺。根据甲方提供资料，公寓楼及宿舍楼基础埋深2.2m，条形基础。 

2工程地质条件 

2.1 地形、地貌 

拟建工程场地位于天山北麓中段、准噶尔盆地南缘的头屯河、乌鲁木齐河及东山水系汇合交互沉积的山前冲洪积平原下部。五家渠市域南部紧依天山北麓泉水溢出带之下，西部头屯河冲积扇延伸较远，地势较高，东部由于博格达复背斜—古牧地背斜的影响，地势也较高，中间正处于乌鲁木齐河下游地势低洼处。 

2.2地层简述 

依据收集到的生活区域地质资料，以及本次勘察揭露的地层，该场地地层主要由第四纪全新统（q4）冲、洪积细颗粒沉积物组成。由于受地形和沉积环境的共同作用，厂区范围内第四系连续分布性较好，在垂直和水平方向差异不明显。据现场钻探资料及土工试验资料，场地地层主要以粉质粘土、粉土、细砂为主，按其岩性物理力学性质指标差异及其空间分布，自上而下分为5层，各地层简述如下： 

①层粉土（q4al +pl）：黄褐～褐黄色，稍湿～很湿，一般为中密，具孔隙，表层为耕土，属中压缩性土。对层内标准贯入试验剔除异常值后为41次，其实测击数7.0～10.0击，平均8.5击。局部夹粉质粘土薄层定为①1层。 

①1层粉质粘土（q4al +pl）：灰褐～灰黑色，一般可塑状态，干强度、韧性较高，具中～高压缩性。对层内标准贯入试验剔除异常值后为9次，其实测击数5.0～9.0击，平均6.3击。 

②层粉质粘土（q4al +pl）：黄褐～灰褐色，一般可塑状态，局部为软塑状态，局部夹粉土、粘土薄层。干强度、韧性一般，具中～高压缩性。对层内标准贯入试验剔除异常值后为152次，其实测击数5.0～12.0击，平均8.0击。 

③层粉土（q4al +pl）：灰褐色，土质不均匀，局部混砂，稍湿～很湿，一般中密，属中压缩性土。对层内标准贯入试验剔除异常值后为53次，其实测击数7.0～19.0击，平均11.2击。 

④层粉质粘土（q4al +pl）：褐灰～灰褐色，一般可塑状态，局部夹粉土、粘土薄层，干强度、韧性较高，属中压缩性土。对层内标准贯入试验剔除异常值后为57次，其实测击数5.0～16.0击，平均10.8击。 

⑤层粉土（q4al +pl）：黄褐～灰褐色，局部混砂，土质不均匀，稍湿～湿，中密，具中压缩性。对层内标准贯入试验剔除异常值后为75次，其实测击数10.0～23.0击，平均14.5击。 

3地基承载力确定 

为了确定各层土的地基土承载力，本次勘察采用土工试验、标准贯入试验静力触探实验等手段进行精确确定，现分述如下： 

3.1理论计算 

根据《建筑地基基础设计规范》gb50007-2002第5.2.5条款，地基承载力特征值可按下式计算： 

fa= mbγb + mdγmd + mcck 

fa—由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值； 

mb、md、mc—承载力系数，可以根据φk值查表求得； 

b—基础底面宽度，大于6m时按6m取值，对于砂土小于3m时按3m取值； 

ck—基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力标准值。 

本工程计算参数见地基承载力计算参数表3.1-1： 

地基承载力计算参数 表3.1-1 

 

计算结果见下表3.1-2 

地基土承载力特征值 表3.1-2 

 

3.2标准贯入实验 

根据《工程地质手册》第四版，第三篇第三章第二节，根据标贯击数确定地基承载力标准值fk可按下式计算： 

fk = 80 + 20.2n 

fk—地基承载力标准值； 

n—标贯击数标准值。 

计算参数及结果见地基承载力标准值计算表3.2-1 

地基承载力特征值计算表 表3.2-1 

 

3.3静力触探试验 

按《工业与民用建筑工程地质勘察规范》tj21-77t，规范编制组推荐单桥ps与双桥qc、 fs的关系式: 

ps=qc+6.4fs， 

ps—静力触探锥头阻力（单桥） 

qc—静力触探锥头阻力（双桥） 

fs—静力触探侧阻力（双桥） 

根据《工程地质手册》第四版，第三篇第四章第六节，利用静力触探确定地基承载力经验公式如下： 

f0= 104 ps + 26.9 

fo—地基承载力基准值； 

ps—静力触探锥头阻力（单桥）。 

计算参数及结果见地基承载力经验值计算表3.3-1 

地基承载力经验值计算表表3.3-1 

 

3.4小结 

根据以上三种方法计算出的地基承载力，进行分析对比如下表3.4-1： 

地基承载力分析对比表表3.4-1 

 

根据当地经验和区域资料，从安全角度出发综合对比分析，将上述求得的承载力值进行修正，最终确定地基承载力特征值如下表3.4-2： 

地基土承载力特征值 表3.4-2 

 

总结 

本文通过理论公式计算、标准贯入试验、静力触探试验等手段先初步计算出地基承载力。同时，为避免出现由于荷载过大,超过地基的极限承载能力,地基土体产生整体剪切破坏,使地基丧失稳定性或不均匀沉降,使上部结构倾斜、开裂或影响建筑物的正常使用，需要结合当地经验综合分析，同时对计算的地基承载力值进行修正，最终确定的地基承载力才更安全、更可靠。当然现场可以做载荷试验或其他的方法也能准确确定地基承载力，本文只是结合工程实例加以分析，如有不妥之处，请各位同行多批评指正！ 

参考文献： 

1.常士骠、张苏民，工程地质手册（第四版）；中国建筑工业出版社；2006 

2.中华人民共和国建设部；中国建筑工业出版社；建筑地基基础设计规范gb50007-2002 

注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。