郁顺旺中国船舶重工集团公司第703研究所150078
摘要：公路和建筑在施工过程中，会遇到各种地质条件的地基。为保证工程的安全长效运行，需要对地基进行承载力检测。当前阶段，面临不同的条件下，有不同的地基承载力检测方法，这些方法的效果和实用性是有差异的，只有选好合适的测试方法，建立科学的动静受力关系，才能得出最标准的检测数据。
关键词：地基承载力；检测；静载荷试验；建筑施工
随着我国经济的发展，对土地的使用范围越来越广，以前因为地质条件不良而不敢建设的土地，现在都要规划施工，造福社会。因为地质条件的差异，对于地基的承载力检测显得尤为重要。在公路桥梁和建筑的设计阶段，就要对地基的受力状况做严密的理论分析和定量计算，从而指导以人工方法改善地基。检测地基的承载力除了静载荷试验外，也有一些快速检测的方法。但是这些方法的理论依据和现场操作技术条件不同，需要我们客观分析其中的优劣，合理取值，才能得到最有参考意义的结果。
1.常用的地基承载力检测方法分类
1.1静载荷试验
这是应用最为广泛也是操作较为简单的方法，又称为平板载荷试验。其测试原理是，在承载板上向地基逐渐施加荷载，测试地基土质的压力与变形特性。它反映了压板下数倍承压板直径或宽度范围内地基土强度、变形的综合性状,可以测求地基土和各种复合地基的承载力。试验设备主要包括加荷稳定系统、反力系统、观测系统及处理分析系统,成果图主要为荷载(Q))位移(S)曲线。由于这种方法技术水平要求低，可以方便的掌握，所以应用较为普遍。但是近几年来，一些依靠高精端测试仪器的快速测试方法，逐渐取代了静载荷试验的地位。
1.2触探方法
触探方法是用圆锥探头，按照一定的速率钻入土中，并测量地基土对探头的压力和所受到的阻力，依据一定的函数推测出地基土的性质的一种方法。还有一种动力触探方法，不用探头钻土，而依靠一定能量的落锤,将与探杆相联接的一定规格的探头打入地基土中,根据探头贯入土中的难易程度来探测地基工程性质的一种现场测试方法。标准贯入试验也属于动力触探的一种。
1.3波速测试法
根据地基土中弹性波的传播速度，可以确定出地基的动剪切模量和动弹性模量，进而分析这些数据，求出地基承载力。人工加固处理地基后，可以对通过加固前和加固后的弹性波速率变化，快速的检验加固效果。通常以剪切波或瑞利波速为测试参考标准，常用的方法有跨孔法、单孔法、面波法。
1.4动力测试法
该方法是根据动力学原理,分别测出复合地基中桩和土的自振频率和初速度,计算出桩和土的抗压刚度系数,再根据抗压刚度系数和承载力的关系计算出桩土各自的承载力,最后按桩土承载力分担公式,计算出复合地基承载力。
1.5附加质量测试法
与静载荷试验方法类似，不同的是在载荷板上附加一定的质量块,用重锤激振旁土,测出每级荷载作用下“附加质量-载荷板-地基”所组成体系的自振频率,建立自振频率与附加质量之间的关系,进而求出地基动刚度或刚度系数,再根据动静关系求出地基承载力。
2.地基承载力不确定因素分析
地基土质是自然形成的，在漫长的地质年代演化过程中，各种因素（包括社会因素）都会影响土壤的性质。每一部分的土壤，都与其相邻单位有微小的差别，但是在大环境下，总体性质的保持不变的。从这个角度上来说，对于地基承载力的测试，要从总体上出发，细致分析可能出现的变量，根据当地自然条件改变测试方法和勘测数量，从而牢牢掌握建筑工地土质承载力模型。
自然条件下的土壤变异性比人工材料大得多，也复杂的多，在实际勘测时，不可能面面俱到，由于地质勘探和现场、室内试验受到经费和设备条件的限制,人们只能通过个别测试点而推测全貌。分析土质的变性规律，才能更好的找出关键点，得出更为科学的地基承载力数据。地基承载力的不确定因素有以下几点：（1）荷载的不确定性。荷载主要包括土体的自重和上部结构作用荷载,土体自重的变异性较小,上部结构作用荷载根据不同的情况,变异系数可能会起较大的变化(特别是动荷载的变化)。（2）土性的不确定性。能够影响到地质演变的因素太多，在这些因素中，大部分都能起到决定性的作用。而现实中，客观的分析影响地质演变的条件是困难的，所以，任何测试试验，不管多精确，从理论上讲，都不能完全反应实际。（3）测试的不确定性。岩土工程土性测试中需要控制的边界条件、初始条件和加荷条件都比较复杂,实施起来比较困难,与实际情况的差别可能比较大,因此,测试结果常常不能比较确切地反映真实情况。（4）计算方法的不确定性。岩土工程中的各种力学计算方法不及其他工程结构的完善和成熟,由计算方法不精确所可能引起的误差比较难以精确估计。
3.常用检测方法的使用现状分析
从以上两部分可以看出，我们现在有各种测量地基土质承载力的方法，面对各种复杂的地质条件，选定一种合适的方法显得尤为重要。现在对常见的检测方法做一下分析。
3.1静载荷试验
静载荷试验方法，是对地基受力状况的模拟，所以，从检测方法的出发点角度考虑，这种方法是最可靠的，也是相关规范所规定的方法。静载荷试验一般可分为单桩静载荷试验,单桩复合地基及多桩复合地基。近几年来，各种快速测量方法大规模运用，但是作为可靠性和检验性的保障手段，静载荷试验在建筑工地还是必不可少的。从快速检验这个角度说，静载荷试验的缺点有以下两点：该方法虽然原理简单容易掌握，但是设备笨重，试验周期长，受场地条件限制,一个工程只能做少数几个点的测试,不能满足地基处理过程中对施工质量跟踪检测的要求,也不能对地基处理效果做出全面评价。第二点是由于载荷板的大小和加载值的限制,静载荷试验影响的深度范围有限,地基的浅部情况对承载力影响较大。
3.2触探方法
触探方法效率高，成本低，能够快速的测定相关参数，给予设计方和施工方作参考。但是它只适合于柔性地基的承载力测算，例如软土，粘性土，砂土等。影响成果的因素较多,是较为粗略的定量方法,存在标准化和定量化的问题。
3.3波速测试法
借助于电子技术和计算机技术的发展，波速测试法迅速普及。该方法是利用桩和土动力学性质,测得桩和桩间土的瑞利波速,利用地基承载力与波速的相关关系,推算出地基承载力，具有方便、快速、成本低的特点。瑞利波法测试地基的剪切波速度的理论和方法技术已趋成熟,然而如何把波速参数转换成承载力值,仍需要针对不同的地基类型,做大量的实验研究工作,建立其数学物理方程以及经验数据库,提高该方法的实用性。
3.4动力测试法
这种方法对操作技术有一定的要求，欲保证承载力的测试精度,必须保证参数和动静关系的可靠性。有效频率确定不准,会给承载力的计算带来很大的误差,故该方法在确定有效频率时,需要有相当的经验。在动参数可靠的基础之上,应根据不同的地基类型,通过相当数量的动静实测对比,进行统计分析,以确定可靠的动静转换系数,以保证检测成果的可靠性。
3.5附加质量测试法
附加质量法是建立在单自由度线性振动体系模型之上的一种方法。这种方法具有广泛的适用性、足够的可靠性、设备简单、测试速度快等优点。但是附加质量法毕竟是一种间接方法,是通过测定动参数去测定承载力的,不能测出相应某一承载力的地基静变形,因此它不能替代静载荷试验,相反它还必须借助于静载荷试验,去建立其动静关系,方可提供较准确的承载力值。
4.总结
由于各种测试方法都有一定的适用范围，在实际施工中，要根据工程进度，结合当地自然条件，合理的选用适当的方法，甚至是取不同测量方法的平均值，这样才能为建筑地基施工做最有效的参考。
参考文献：
[1]高大钊.土力学可靠性原理[M].北京:中国建筑工业出版社,2009
[5]高大钊.土力学与基础工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2008
[6]顾宝和.地基承载力的来龙去脉[J].工程勘察,2006