建筑場地和地基的穩(wěn)定性評價

1、建筑場地和地基的穩(wěn)定性評價濟南市建設(shè)工程勘察設(shè)計質(zhì)量監(jiān)督站郜憲存摘要：場地和地基的穩(wěn)定性分析評價是現(xiàn)行 規(guī)范、規(guī)程強條規(guī)定的內(nèi)容，本文從地質(zhì)環(huán)境條 件和巖土工程條件兩方面對需要進行穩(wěn)定性分析 評價的內(nèi)容進行了論述。關(guān)鍵詞：場地穩(wěn)定性；地基穩(wěn)定性；地質(zhì)環(huán) 境條件；巖土工程條件在巖土工程勘察規(guī)范(GB 50021-2001)(2009年版)4.1.1第3款規(guī)定應(yīng)“分析和評價地基 的穩(wěn)定性”，第9款規(guī)定進行“場地穩(wěn)定性和 適宜性評價”；高層建筑巖土工程勘察規(guī)程(JGJ 72-2004) “天然地基評價”中規(guī)定應(yīng)分析評價的內(nèi) 容包括“場地、地基穩(wěn)定性和處理措施的建議”；房屋建筑和市政基礎(chǔ)設(shè)施工程勘察文

2、件編制深 度規(guī)定(2010年版)第1款“場地穩(wěn)定性評價”， 對“地基穩(wěn)定性評價”提及很少。各位同行在編 寫巖土工程勘察報告時，往往感到需要論證的內(nèi) 容不是太多就是無從下筆。本人根據(jù)多年來的工作實踐，對這一問題在濟南地區(qū)常見的幾種情況 進行了總結(jié)歸納。由于我國地域廣闊，新型的建 構(gòu)筑物、巖土工程地質(zhì)條件和環(huán)境條件多樣，該 文觀點和闡述僅是一管之見，不當之處，望不吝 賜教。一 場地穩(wěn)定性評價場地穩(wěn)定性評價主要是指對各種不良地質(zhì)作 用，包括：斷裂、地裂縫、滑坡、崩塌、巖溶、 土洞塌陷、建筑邊坡等影響場地整體穩(wěn)定性的巖 土工程問題進行評價。場地穩(wěn)定性評價是巖土工程勘察可行性研究 階段的基本任務(wù)，是初勘

3、階段的主要任務(wù)，詳勘 階段應(yīng)進行“地基穩(wěn)定性”分析評價。在(GB50021-2001) (2009年版 論述較籠統(tǒng)，但在高層建筑巖土工程勘察規(guī)程(JGJ 722004)-“8巖土工程評價”中明確了分析評價的內(nèi)容。場地穩(wěn)定性評價內(nèi)容主要包括以下幾個方面的巖土工程問題：1區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性。針對擬建場地及附近是否存在活動性斷裂；2場地地震效應(yīng)，主要針對場地所處的基本地震烈度區(qū)劃，劃分出場地地段；3是否發(fā)育直接危害場地穩(wěn)定的不良地質(zhì)作用，包括：巖溶、滑坡、危巖和崩塌、泥石流、采空區(qū)、地面沉降和活動斷裂等。4建筑邊坡穩(wěn)定穩(wěn)定性的影響等。按照(GB 50021-2001)(2009年 版)14.1.規(guī)定

4、，可僅作定性分析，確定場地穩(wěn)定性、工程建設(shè)的適宜性，必要時應(yīng)建議進行地震安全性評價或地質(zhì)災(zāi)害危險性評估，由此影響到地基穩(wěn)定性的工程要進行地基穩(wěn)定性分析評價。二地基穩(wěn)定性評價地基穩(wěn)定性主要是指由于地形、地貌、設(shè)計 方案造成建筑地基側(cè)限削弱或不均衡，而可能導(dǎo) 致基礎(chǔ)整體失穩(wěn)；或軟弱地基、局部軟弱地基， 如暗浜、暗塘等，超過承載能力極限狀態(tài)的地基 失穩(wěn)。其含義包含以下幾個方面：1地基在外部荷載包括基礎(chǔ)重量在內(nèi)的建 筑物所有的荷載 作用下抵抗剪切破壞的穩(wěn)定安 全程度 承載力特征值的確定；2各類工程在施工和使用過程中，地基承受 荷載的穩(wěn)定程度 一一變形驗算；3與地基巖土體在承受建筑荷載條件下的沉 降變形

5、、深層滑動等對工程建設(shè)安全穩(wěn)定的影響 程度一一與巖土工程條件和地質(zhì)環(huán)境條件的關(guān)聯(lián) 度。評價的目的是為了避免由于建（構(gòu)）筑物的 興建可能引起地基產(chǎn)生過大的變形、側(cè)向破壞、 滑移造成地基破壞從而影響正常使用。按照（GB50021-2001） （2009年版）14.1.規(guī)定，應(yīng)在定性分 析的基礎(chǔ)上進行定量分析，評價地基穩(wěn)定性問題 時按承載力極限狀態(tài)計算，評價巖土體的變形時 按正常使用極限狀態(tài)的要求進行驗算。三地基穩(wěn)定性評價內(nèi)容影響地基穩(wěn)定性的因素，主要的是場地的巖 土工程條件、地質(zhì)環(huán)境條件、建（構(gòu)）筑物特征一般情況下，需要對以下建（構(gòu)）筑物進行 地基穩(wěn)定性評價：經(jīng)常受水平力或傾覆力矩的高 層建筑、高

6、聳結(jié)構(gòu)、高壓線塔、錨拉基礎(chǔ)、擋墻、 水壩、堤壩和橋臺等。通常涉及到巖土工程方面的內(nèi)容主要有：（1）巖土工程條件包括組成地基的巖、土物理力學(xué)性 質(zhì)，地層結(jié)構(gòu)。特別是有特殊性巖土，隱伏的破碎或斷裂帶，地下水滲流等特殊情況；（2）地質(zhì)環(huán)境條件包括是否建造在斜坡上、邊坡附近、山 區(qū)地基上，建（構(gòu)）筑物與不良地質(zhì)作用、特殊地貌的關(guān)聯(lián)度和可能引起地基破壞失穩(wěn)的各種自然因素或組合。如巖溶、滑坡、崩塌、采空區(qū)、 地面沉降、地震液化、震陷、活動斷裂、岸邊河 流沖刷等。按 照（GB 50021-2001）（2009年版）、（JGJ72-2004）和建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB 50011-2010）規(guī)定要求，通常需要分

7、析評價的內(nèi)容總結(jié)如下：1 地基承載力特征值確定著進行了地基穩(wěn)定性分析評價的部分內(nèi)容。在驗驗算地基穩(wěn)定性實質(zhì)上就是驗算地基極限承 載能力是否滿足要求?，F(xiàn)行規(guī)范在地基承載力特 征值的確定過程中強調(diào)變形控制，特征值不再是 單一的強度概念，而是一個滿足正常使用要求 （及 變形控制相關(guān)）的巖土的綜合特征指標，其涵義 即為在發(fā)揮正常使用功能時所允許采用的抗力設(shè) 計值。由此可見，這一計算過程的本身，就涵蓋算地基承載能力時，不但持力層承載力特征值應(yīng)滿足荷載要求，而且要考慮到下臥層、特別是軟 弱下臥層承載力特征值是否滿足。地基特征值計 算和確定時，應(yīng)嚴格按照建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB 50007-2011)和高

8、層建筑巖土工程勘察規(guī)程(JGJ 72-2004)8.2.8等條款執(zhí)行。2地基變形驗算建筑物的地基變形計算值，不應(yīng)大于建筑物地基允許變形值。在勘察階段往往建筑物特征參數(shù)不明確，一味要求勘察報告中能有準確的結(jié)論也勉為其難，但在巖土工程勘察報告中應(yīng)提供符 合規(guī)范要求的巖土變形參數(shù)，供上部結(jié)構(gòu)計算條件具備時，按照 (GB 50007-2011)、 (JGJ 72-2004)8.2.912 和建筑地基處 理技術(shù)規(guī)范(JGJ 79-2002)有關(guān)條款計算。3基礎(chǔ)埋置深度的確定對高層建筑和高聳構(gòu)筑物基礎(chǔ)的埋置深度，應(yīng)滿足地基承載力、變形和穩(wěn)定性要求。位于巖石地基上的高層建筑，其基礎(chǔ)埋深應(yīng)滿足抗滑穩(wěn)定性要求。

9、天然地基上的箱形或筏形基礎(chǔ)埋置深度不宜小于1 15/ H ；樁箱或樁筏基礎(chǔ)不宜小于1/18H， H為建筑物高度。4位于穩(wěn)定土坡坡頂上的建筑該類建(構(gòu))筑物應(yīng)根據(jù)其基礎(chǔ)形式，按照(GB 50007-2011)5.4.12有關(guān)規(guī)定確定基礎(chǔ)距坡頂邊緣的距離和基礎(chǔ)埋深。需要時，還應(yīng)按照建 定驗算坡體的穩(wěn)定性。驗算方法對均質(zhì)土可采用 圓弧滑動條分法，發(fā)育軟弱結(jié)構(gòu)面、軟弱夾層及 層狀膨脹巖土?xí)r，應(yīng)按最不利的滑動面驗算。當 坡體中分布膨脹巖土?xí)r應(yīng)考慮坡體含水量變化的 影響；具有脹縮裂縫和地裂縫的膨脹土邊坡，應(yīng) 進行沿裂縫滑動的驗算。5受水平力作用的建(構(gòu))筑物山區(qū)應(yīng)防止平整場地時大挖大填引起滑坡；岸邊工程應(yīng)

10、考慮沖刷、因建筑物興建及堆 載引起地基失穩(wěn)。6 土巖組合地基該類地基下臥基巖面為單向傾斜時，應(yīng)描述 巖面坡度、基底下的土層厚度、巖土界面上是否 存在軟弱層(如泥化帶)。7巖石地基地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲、乙級的建筑物，同一建筑物的地基存在堅硬程度不同，兩種或多種巖體變形模量差異達 2倍及2倍以上，應(yīng)進行 地基變形驗算；地基主要受力層深度內(nèi)存在軟弱下臥巖層時，應(yīng)考慮軟弱下臥巖層的影響進行地基穩(wěn)定性 驗算；筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(GB 50330-2002)3有關(guān)規(guī)當基礎(chǔ)附近有臨空面時，應(yīng)驗算向臨空面 傾覆和滑移穩(wěn)定性。巖土工程勘察報告中，應(yīng)提供巖層產(chǎn)狀、巖 石堅硬程度、巖體完整程度、巖體基本質(zhì)量等級，

11、以及軟弱結(jié)構(gòu)面特征等。8巖溶和土洞在碳酸鹽巖為主的可溶性巖石地區(qū)，當存在 巖溶(溶洞、溶蝕裂隙等)、土洞等現(xiàn)象時，應(yīng)考 慮其對地基穩(wěn)定的影響。按照(GB 50021-2001)5.1.1012和建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB50007-2011)的規(guī)定分析評價地基穩(wěn)定性。9軟弱地基地基主要受力層主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖 填土、雜填土或其他高壓縮性土層構(gòu)成的地基稱 為軟弱地基。首先，應(yīng)判定地基產(chǎn)生失穩(wěn)和不均 勻變形的可能性；當工程位于池塘、河岸、邊坡 附近時，應(yīng)驗算其穩(wěn)定性。其次，其承載力特征 值應(yīng)根據(jù)室內(nèi)試驗、原位測試、當?shù)亟?jīng)驗結(jié)合地 層物理力學(xué)特征和建(構(gòu))筑物特征以及施工方 法和程序等多因素綜

12、合確定。該類地基應(yīng)按照(GB50007-2011)第7章和軟土地區(qū)巖土工程勘察規(guī) 程(JGJ 83-2011)4有關(guān)規(guī)定分析評價其穩(wěn)定性； 抗震設(shè)防烈度等于或大于7度的厚層軟土分布區(qū)，應(yīng)按照(JGJ 83-2011)第 6章判別軟土震陷的可 能性和估算震陷量。10存在液化土層的地基地面下存在飽和砂土和飽和粉土?xí)r，除6度外，應(yīng)進行液化判別；根據(jù)液化震陷量的估計適當調(diào)整抗液化措施。按照 (GB 50011-2010)4.3.36 規(guī)定進行。11樁土復(fù)合地基對需驗算復(fù)合地基穩(wěn)定性的工程，提供樁間 土、樁身的抗剪強度。12 填土地基當?shù)鼗饕芰又杏刑钔练植紩r，如填土 底面的天然坡度大于20%時，應(yīng)

13、驗算其穩(wěn)定性。13樁基應(yīng)選擇較硬土層作為樁端持力層。樁端全斷面進入持力層的深度，對于粘性土、粉土不宜 小于2d、砂土不宜小于，碎石類土不宜小于1d。當存在軟弱下臥層時，樁端以下硬持力層厚度不 宜小于3d嵌巖樁深度應(yīng)綜合荷載、上覆土層、基巖、樁徑、樁長諸因素確定；對于嵌入傾斜的完整和 較完整巖的全斷面深度不宜小于且不小于，傾斜 度大于30%的中風(fēng)化巖，宜根據(jù)傾斜度及巖石完 整性適當加大嵌入深度；對于嵌入平整、完整的 堅硬巖和較硬巖的深度不宜小于，且不應(yīng)小于。嵌巖灌注樁樁端以下3倍樁徑且不小于5m范圍內(nèi)應(yīng)無軟弱夾層、斷裂破碎帶和洞穴分布，且樁底應(yīng)力擴散范圍內(nèi)應(yīng)無臨空面。當基樁持力層為傾斜地層，基巖

14、面凹凸不 平或巖土中有洞穴時，應(yīng)評價樁基的穩(wěn)定性，并 提出處理措施的建議。14箱形基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)地基的破壞形式，除地基內(nèi)飽和松 砂在地震液化和局部軟弱夾層側(cè)向的問題外，它 的破壞形式主要表現(xiàn)在偏心時水平荷載下的整體 傾斜或傾覆。一般情況下，該類基礎(chǔ)形式均勻地基同時滿 足以下條件時，可不進行地基穩(wěn)定性分析評價：基礎(chǔ)邊緣最大壓力不超過地基承載力特征 值 20% ；在抗震設(shè)防區(qū)，考慮了瞬時作用的地震力，同時基礎(chǔ)埋置深度不小于1/ioH ；偏心距小于或等于 1/6b。特殊條件下，應(yīng)根據(jù)地基巖土條件和地質(zhì)環(huán) 境條件進行分析評價。15地下水的影響當場地內(nèi)地下水位升降時，應(yīng)考慮可能引起 地基土的回彈、附加沉降

15、和附加的托浮力對地基 的影響；對軟質(zhì)巖石、強風(fēng)化巖石、殘積土、濕 陷土、膨脹巖土和鹽漬土，應(yīng)評價地下水的聚集 和散失所產(chǎn)生的軟化、崩解、濕陷、脹縮和潛蝕 的有害作用。四地基穩(wěn)定性驗算方法1地基整體穩(wěn)定性驗算方法位于穩(wěn)定斜坡上的建（構(gòu)）筑物或當?shù)鼗?可能整體滑動時，應(yīng)進行穩(wěn)定性驗算。在豎向和 水平荷載共同作用下，當不能確定最危險滑動面時，對于均勻地基，一般采用極限平衡理論的圓弧滑動條分法。應(yīng)滿足下式要求：M r/Ms 小M R抗滑力矩（kN?m ）M S滑動力矩（kN?m ）FS 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。當滑動面為圓弧時，取；當滑動面為平面時取。2抗水平滑動驗算對于承受較大水平推力、地基可能發(fā)生側(cè)向滑動的建（構(gòu)）筑物，應(yīng)滿足下式要求：E/H NFSE水平抗力（kN）H作用于基礎(chǔ)底面的水平推力（kN ）FS 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)