地基岩土性质的标准贯入试验推定方法探究——以茂名万达广场四期地下室工程为例

地基岩土性质的标准贯入试验推定方法探究——以茂名万达广场四期地下室工程为例

黎东昇

茂名市建设工程质量检测站， 广东茂名 525000

摘  要：文章以茂名万达广场四期地下室工程为例，探讨了地基岩土性质的标准贯入试验推定方法，介绍了地基岩土性质的重要性及影响因素，以及标准贯入试验的原理与方法。对茂名万达广场四期地下室工程进行了标准贯入试验，包括检测目的与范围、试验方案与实施过程、以及试验结果分析与评价。在此基础上，探讨了地基承载力的推定方法，包括地基承载力计算原理、标贯试验数据与地基承载力关系的分析，以及地基承载力的推定方法及精度分析。提出了地基质量风险评估、地基改良策略与方案比较，以及施工监测与质量控制策略等策略与应对措施。

关键词：地基岩土性质；标准贯入试验；地基承载力；茂名万达广场

引言

在地下工程中，地基岩土性质的标准贯入试验起着必不可少的作用。准确评估地基岩土的性质，对工程的设计、施工、质量控制等方面都能提供可靠的基础。以茂名万达广场四期地下室项目为案例，推定分析基础岩土性质，通过标准贯入试验。对基础岩土性质的重要性和影响因素，介绍了标准贯入试验的原理和方法。试验实施与结果分析进行了详细描述。将对地基承载力的推定方法及相关策略进行探讨，以供参考和指导基础质量的评估及类似项目的改进工作。

1 地基岩土性质的标准贯入试验

1.1 地基岩土性质的重要性及影响因素

地基岩土性质是地下工程设计和施工中必须考虑的一个重要因素，它的物理特性力学性质以及水文地质条件将直接影响到地下结构的稳定性和安全性，是决定地下工程能否顺利实施的关键因素之一。如果地基岩土强度较低或变形性大的话，地下结构就有可能出现沉降倾斜或开裂等现象，对工程的寿命和安全性都会造成严重的影响[1]。地基岩土的含水量孔隙结构和渗透性对地下水的运移和分布也有一定的影响，对地下结构的防水设计和施工也会产生影响。对地基岩土性质进行准确的评价，对地下工程的设计施工和后期运营维护至关重要。

1.2 标准贯入试验的原理与方法

标准贯入试验是一种常用的地基岩土性质评价方法，其原理是通过贯入器从地表向地下连续贯入，利用贯入钻杆的沉入阻力和击入土样的振击次数来推测地基岩土的物理性质。以茂名万达广场四期地下室工程为例，进行了标准贯入试验。试验采用ASTM D1586-11《标准试验方法：标准贯入试验用动力探测器》标准进行，共进行10个检测孔的标准贯入试验，每孔每约1.00m~1.50m进行一次试验。试验结果显示，在16#地下室工程区域，地基岩土的平均轴向抗压强度约为30MPa，密度为1.9g/cm³，具有较好的承载能力和稳定性。

2 茂名万达广场四期地下室工程标准贯入试验情况

2.1 检测目的与范围

此次地基岩土性质标准贯入试验，是为推定地基承载力是否符合设计要求，对茂名万达广场四期地下室项目进行地基评估。项目地处茂名市中心地段，地下室作为重要的商业综合体，对于整个项目的安全运行来说，其承载力和稳定性是必不可少的。保证地下结构的稳定性和安全性，通过标准贯入试验对基础岩土的物理性质、承载力和地下水状况有重要意义。

测试范围涵盖了包括各地下室区块基础情况在内的项目地下室区域的主要基础区域，通过选择有代表性的考点位置，对基础的总体情况有一个全面的了解，从而为项目的设计和施工提供一个准确的技术借鉴[2]。测试的目的不仅是对地基的承载能力进行评估，还包括初步探究地下水位、土层分布、岩性特征等，为后续的工程设计提供可靠的数据支撑，改善地基，制定施工方案。

对茂名万达广场四期地下室工程进行标准贯入试验，可为其地基设计施工及后期运行提供科学依据，可对其地基岩土性质进行全面评价，以发现潜在的地基质量风险并及时采取相应应对措施来保证工程的安全及稳定，从而保证工程的顺利实施和长期运行。

2.2 试验方案与实施过程

本次标准贯入试验方案设计合理，试验过程严谨规范，确保了试验数据的准确性和可靠性，根据茂名万达广场四期地下室工程的地基情况和工程要求，确定了试验的目标和范围，在试验方案制定阶段考虑了地下室区域的地基分布情况地质构造特征工程设计要求，合理选择了试验点位和试验深度，以保证试验结果的代表性和可靠性，该试验方案的确定，对保证工程质量具有重要意义，也为今后工程的开展提供了科学的试验依据。

在试验实施过程中，严格按照国家标准ASTM D1586-11《标准试验方法：标准贯入试验用动力探测器》进行操作。试验共进行了10个检测孔的标准贯入试验，每孔每约1.00m~1.50m进行一次试验[3]。试验过程中，贯入器由钻机带动，以一定速度向下贯入土层，记录贯入钻杆的沉入阻力和击入土样的振击次数。在试验过程中，严格按照标准要求进行操作，确保了试验数据的准确性和可靠性。试验完成后，对试验数据进行了详细的记录和整理，并进行了数据分析和评价。通过对试验结果的分析，得出了地基岩土的主要物理性质参数，包括轴向抗压强度、密度等。茂名万达广场四期地下室工程标准贯入试验点位和试验结果如表1所示。

表1 茂名万达广场四期地下室工程标准贯入试验点位和试验结果

2.3 试验结果分析与评价

分析评估茂名万达广场四期地库项目贯标试验结果，可对地基岩土的物理性质有一个全面的认识，然后初步推断评估地基的承受力。测试结果表明，地基岩土的轴向抗压强度平均在30MPa左右，密度为1.9g/mm3，说明该区域的地基岩土承载能力较好，稳定性较好。

通过分析试验资料，可以发现不同地基区域的地基岩土性质有一定的区别。在进行地基改良前，为了确定合适的地基改良措施和方案，应对不同地基区域的地基岩土性质进行细致的分析评估。对后续地基承载力计算、工程设计等方面也提供了基础岩土物理性质参数的重要依据。

测试结果也反映了地下水位对基础岩土性质的影响，并可通过测试资料分析，对地下水位高低、分布等作出初步判断，为设计地下水防治方案提供参考依据。还可为后续地质调查和工程设计提供重要参考，发现地基岩土的层序分布和岩性特征。

本标准贯入试验虽然只能提供地基岩土的初步物理性质参数，但在综合评价试验结果的基础上，其数据具有较高的可靠性，对初步评价地基承载力有一定的参考作用[4]。要进一步深入分析评估基础岩土的性质，结合地质勘测、数值模拟等手段，确保工程设计和施工顺利进行，针对试验结果中可能存在的不确定性和局限性，有针对性地进行科学论证。

3 地基承载力的推定方法探究

3.1 地基承载力计算原理

地基承载力是指地基土层在承受上部结构荷载时的最大承载能力，是地基设计和工程施工的重要参数。地基承载力的计算原理主要基于土力学的基本理论和经验公式。根据文氏公式（Terzaghi）和普雷斯施特里斯公式（Prandtl），地基承载力可分为粘聚土和非粘聚土两种情况进行计算。

对于粘聚土，其地基承载力主要由粘聚力和摩擦力组成。根据土力学基本原理，可以通过下式计算粘聚土的地基承载力：

（1）

其中，表示粘聚土的承载力，为有效黏聚力，, ,分别为相应的修正系数，表示地表荷载，为土的单位重量，为地基宽度。对于非粘聚土，其地基承载力主要由摩擦力和土的自重组成。根据土力学原理，可以通过下式计算非粘聚土的地基承载力：

（2）

其中，表示基底下最大有效厚度。在实际工程中，为提高计算的准确性和可靠性，通常采用有关土力学参数，结合现场试验数据和土质特性，对地基承载力的计算进行修正和调整。要严格按照有关规范和标准，在设计和施工阶段就应进行计算和评估，基础承载力的精确计算对工程结构的安全和稳定至关重要。

3.2 分析基础承载能力的标贯试验数据

通过分析试验数据可以初步推断地基的承载性能，标贯试验数据是评价地基承载力的重要依据之一。在标贯试验中，这些数据反映了地基岩土的物理性质和承载特性，并记录了贯入钻杆的沉入阻力和击入土样的振击次数。沉入阻力主要反映的是土的抗剪强度，根据土力学理论，与土的密实度、承载力有关的是振击次数。

沉入阻力和振击次数之间的关系可以通过标贯试验数据的分析来发现，通常沉入阻力与振击次数呈正相关，也就是随着振击次数的增加，沉入阻力也会随之升高。这是由于震击的次数越多，说明土体的致密程度越大，也就相应地提高了载重量[5]。在标贯试验数据分析中，基础的承载性能可以根据震击次数的多少和沉入阻力的关系进行初步评价。

分析标贯试验数据要综合考虑多种因素，并结合实际工程情况作出综合判断，由于单一的标贯试验数据可能会有局限性，要与地质勘测等其他试验资料相结合，提高分析的精确性和可靠性，在进行标贯试验资料分析时，要充分考虑地质情况试验方法数据精度等因素，对地基承载力的准确考核至关重要。在标贯试验数据的分析过程中，还应结合工程实际，在充分考虑各方面因素的提高分析的精确性和可靠性，这样才能对地基承载力有一个比较准确的评价，地基岩土的物理性质参数见比表2。

表2 地基岩土的物理性质参数

3.3 地基承载力的推定方法及精度分析

地基承载力推定方法主要有经验公式法、数值模拟法、试验法等，通过建立地基承载力与地基土层性质的经验关系，根据已有试验资料和实际工程经验，计算出经验公式法。数值模拟法则通过求解土体的应力应变分布来求得地基承载力，利用有限元分析等数值方法对地基土体进行三维模拟[6]。测试定律是直接测量地基的承载力，通过大型试验台或原型试验来测试地基。

4 策略与应对措施

4.1 地基质量风险评估

保证地下工程安全运行的关键环节之一是进行地基质量风险评估，主要从地基岩土性质地下水情况和地质构造三个方面综合分析进行评估，从而能够识别出可能存在的地基质量问题，包括承载力不足地下水渗漏地基沉降等问题，在风险评估过程中应考虑地下工程的使用环境工程结构特点以及地基岩土的物理力学性质等因素。

4.2 地基改良策略与方案比较

对地基质量进行风险评估后，为使地基得到合理的改良，需要制定与之相符的策略与方案。以土石方加固技术为例子来介绍地基改良技术有土石方填筑法以灌注桩加固法为蓝本以搅拌桩加固法为蓝本以上述三种加固方式为蓝本以多种方案的比较与分析为重点以选用合适的施工方式与材料来保证地基改良效果的可靠性与持久性。对岩土性质较差或地下水位较高的情况，也可在基础部分加设加固层[7]。地基改良前后的地基承载力对比如表3所示。

表3 地基改良前后的地基承载力对比

4.3 施工监测与质量控制策略

在地基改善施工过程中，要建立健全的包括地基沉降监测、地下水位监测、施工质量检测等内容的施工监控体系，是保证工程施工质量的重要手段。对施工过程中出现的问题和隐患，通过实时监控和数据分析，及时发现，并采取有力措施，切实加以解决。要严格执行有关技术标准和施工规范，加强施工过程的质量控制，确保符合设计要求的基础改善施工质量。为提高地下工程施工质量和安全水平，建立施工监督机制，加强对施工单位的监督管理。施工监测数据统计如表4所示。

表4 施工监测数据统计

结语

探索地基承载力的推定方法，通过标准贯入试验和茂名万达广场四期地下室项目的基础岩土性质的相关分析，提出相应的策略和对策。通过对地基质量进行科学的风险评估，选择合理的地基改进方案，严格的施工监控和质量控制，确保工程的顺利实施和长效运行，有效地提高了地下工程的安全性和稳定性，这一研究结果对设计和建造类似的地下项目有一定的借鉴作用。

参考文献

[1]贾刚.基于波动理论改进标准贯入试验的研究[J].广东建材,2023,39(04):56-59.

[2]陈吓俤.基于波动理论改进标准贯入试验的研究[J].福建建材,2023,(01):20-23.

[3]冯颖.某发电厂区地基处理及桩基选型方案分析[J].科技资讯,2021,19(32):32-34.

[4]刘龙飞,鲁国浩.不同强夯夯击击数对吹填砂土力学性能的影响研究[C]//《施工技术》杂志社,亚太建设科技信息研究院有限公司.2021年全国土木工程施工技术交流会论文集（下册）.中建三局工程设计有限公司;,2021:4.

[5]冯品基.北戴河新区粉质黏土物理力学性质与地基承载力研究[D].燕山大学,2021.

[6]张南.基于波动测试的标准贯入试验研究[D].东南大学,2021.

[7]袁峰,宗静.浦口高新区粉质粘土地基承载力试验分析[J].山西建筑,2021,47(05):62-64.