关于地层均匀性和地基均匀性评价的理解和探讨

38工程勘察GeotechnicalInvestigation&Survrying2010年增刊第1期关于地层均匀性和地基均匀性评价的理解和探讨张晓玉，张丽丽（中南勘察设计院（湖北）有限责任公司武汉430071）摘要：本文在对岩土工程勘察有关规范理解的基础上，对地层均匀性和地基均匀性的作用及其相互关系进行阐述，分析地基均匀性评价的重要性，细化了地基均匀性评价方法。关键词：地层均匀性；地基均匀性；变形控制；当量模量0引言我们的岩土工程勘察报告一般很重视地基承载力、基础持力层和基础形式的分析评价，对地基均匀性的评价重视不够，前几年多数单位的岩土工程勘察报告甚至不予评价，在审图机构的要求下，现在的勘察报告基本上有这一节的内容，但评价方法五发八门，说法也很多，如不均匀、较均匀、均匀性较好、均匀性一般等，并多以地层均匀性代替地基均匀性，概念也不是很清晰，彼此理解出入较大，本文针对《高层建筑岩土工程勘察规程》的理解谈谈自己的想法。1规范对地层均匀性和地基均匀性评价的要求①《岩土工程勘察规范》4.1.11-3表述“查明建筑范围内岩土层的类型、深度、分布、工程特性，分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力”。其条文说明4.1.11-2补充解释为“地基的承载力和稳定性是保证工程安全的前提，这是毫无疑问的；但是工程经验表明，绝大多数与岩土工程有关的事故是变形问题，包括总沉降量、倾斜和局部倾斜；变形控制是地基设计的主要原则，故本条规定了应分析评价地基的均匀性，提供岩土变形参数，预测建筑物的变形特征。”②《岩土工程勘察规范》14.3.3表述岩土工程勘察报告应根据任务要求、勘察阶段、工程特点和地质条件等具体情况编写，包括内容的第4款为“场地地形、地貌、地质构造、岩土性质及其均匀性”。③湖北省地区规范《预应力混凝土管桩基础技术规程》（DB42/489—2008）中6.0.10条表明，预应力混凝土管桩基础岩土工程勘察报告内容应包括对地基的均匀性进行评价。④《高层建筑岩土工程勘察规程》8.2.1-2表述天然地基分析评价应包括的基本内容的第2款为“地基均匀性”。其8.2.4条明确了地基均匀性判别方法。从上述内容可见，岩土性质的均匀性及地基均匀性评价为强制性条文，为岩土工程勘察工作中必须评价的内容。2目前对地基均匀性评价的状况和必要性因除《高层建筑岩土工程勘察规程》外，《岩土工程勘察规范》及《岩土工程勘察工作工程》没有对地基均匀性评价的具体方法和内容做出规定，且对规范的理解不同，均匀性评价也没有引起重视，勘察单位多以应付审查为主，也没有进行深入的研究和对规范进行深刻理解。出现了均匀性评价的盲目性和无所适从，现评价内容多以地层均匀性评价作为地基均匀性评价或以为地层均匀性评价就是地基均匀性评价的现象，与规范的要求不符。《岩土工程勘察规范》4.1.11-3的条文说明明确地基均匀性主要解决地基变形问题，变形控制是地基设计的主要原则，影响变形控制的昀重要在因素是地层在水平方向上的变形不均匀性。地基明显不均匀将直接导致建筑物的倾斜，所以，均匀性评价的目的，是预测建筑物的变形特征，是分析沉降和变形之2010年增刊第1期工程勘察GeotechnicalInvestigation&Survrying39需，是拟选基础方案是否可行的重要依据。所以，国标将均匀性评价作为强制性条款。，也是岩土工程勘察评价的主要方面。3对地层均匀性和地基均匀性评价的理解对《岩土工程勘察规范》14.3.3条的“均匀性”理解，笔者认为是勘察报告对勘察场区地层的均匀性的描述，地层的均匀性是岩土工程的基本条件，也是岩土工程问题评价的基本依据，是岩土工程勘察报告的基本内容。地层的均匀性评价主要是对场区地层的工程特性和地层空间分布进行评价。《岩土工程勘察规范》4.1.11-3和《高层建筑岩土工程勘察规程》8.2.1-2的“地基均匀性”理解是地基变形控制的评价，是岩土工程勘察报告中的岩土工程问题评价部分的主要内容，地层均匀性是地基均匀性评价的主要依据之一，地基均匀性评价主要是基础以下持力层的压缩层厚度变化（持力层及其下卧层水平方向上均匀性）和压缩层压缩性综合评价，在《高层建筑岩土工程勘察规程》中定量分析时采用的是当量模量的概念。4天然地基地基均匀性评价天然地基均匀性评价方法应采用《高层建筑岩土工程勘察规程》8.2.4，首先进行定性判别，定性判别为不均匀地基的两种情况是：①地基持力层跨越不同地貌单元或工程地质单元，工程特性差异显著；②地基持力层虽属同一地貌单元或工程地质单元，但属下列情况之一：1）中—高压缩性地基，持力层底面或相邻基底标高的坡度大于10%；2）中—高压缩性地基，持力层及其下卧层在基础宽度方向上的厚度差值大于0.05b（b为基础宽度）。定量判别为不均匀地基的情况是：同一高层建筑虽处于同一地貌单元或同一工程地质单元，但各处地基土的压缩性有较大差异时，可在计算各钻孔地基变形技术深度范围内当量模量基础上，根据当量模量昀大值Esmax和Esmin的比值判定地基均匀性。当Esmax/Esmin大于地基不均匀系数界限值K时，可按不均匀地基考虑。从《高层建筑岩土工程勘察规程》8.2.4天然地基均匀性评价方法理解，是将基底持力层以下的可压缩层地层水平向分布和各土层的压缩模量作为评价条件，强调持力层底面坡度及压缩层厚度变化。现将《高层建筑岩土工程勘察规程》所示的几种情况图示如下：（1）地基持力层跨越不同地貌单元或工程地质单元，工程特性差异显著。图1（2）地基持力层虽属同一地貌单元或工程地质单元1）中—高压缩性地基，持力层底面或相邻基底40工程勘察GeotechnicalInvestigation&Survrying2010年增刊第1期标高的坡度大于10%。（3）地基持力层虽属同一地貌单元或工程地质单元2）中—高压缩性地基，持力层及其下卧层在基础宽度方向上的厚度差值大于0.05b（b为基础宽度）。（4）同一高层建筑虽处于同一地貌单元或同一工程地质单元，但各处地基土的压缩性有较大差异时需进行定量分析。图2图32010年增刊第1期工程勘察GeotechnicalInvestigation&Survrying41按下列公式计算当量模量：∑∑∑Δ×−==nISiiinnnISiinIisEZZEAAEααα00/根据当量模量昀大值Esmax和当量模量昀小值Esmin的比值判定地基均匀性。5桩基工程地层均匀性与地基均匀性评价桩基础持力层当为高强度低压缩性岩土层（Es＞20MPa）或基岩（低压缩性地基）时，一般桩基变形量较小，可不考虑地基均匀性的影响，桩基的均匀性评价主要分析持力层顶面坡度的不均匀性，当桩端持力层顶面坡度大于10%时应考虑对工程的影响。如应分析桩的稳定性（桩端是否会发生滑移），尤其是对预制桩持力层起伏不均匀时，而造成接桩和截桩，桩端坡度难以控制，并且当持力层起伏较大应在规定的钻孔间距内加密勘探点，复杂地基需一桩一孔布置勘探点，工程必要时可建议进行施工勘察。对桩端持力层以下压缩层范围以内有中—高压缩性软弱夹层时（如图4）应评价桩基地基均匀性，并可参照天然地基的均匀性评价方法进行评价。TheunderstandingandinvestigationontheevaluationofStrataandfoundationuniformityZhangXiaoyu，ZhangLiliAbstract:Basedontheunderstandingtogeotechnicalengineeringinvestigationcode,theeffectofstrataandfoundationuniformityandtheirinteractionisexplainedinthepaper,andtheimportanceofuniformityfoundationassessmentisanalyzed.Thentheevaluationmethodoffoundationuniformityisthinned.Keywords:stratauniformity;foundationuniformity;deformationcontrol;equivalentmodulus图4