谈天然地基验槽及局部处理

刘光明

(上海岩土工程勘察设计研究院有限公司，上海 200031)

建(构)筑物的基础承担着将结构所承受的各种作用传递到地基上的功能。地基为承担基础的土体或岩体，地基可以分为天然地基、复合地基及桩基三种。天然地基为自然状态下即可满足承担基础全部荷载要求，不需要人工处理的地基。天然地基土可分为四类:岩石、碎(卵)石土、砂(粉)土、粘性土。

根据国家相关规范，采用天然地基的建(构)筑物，基槽开挖后，需要进行验槽工作，验槽是建筑施工的开始，是基础施工的一个重要工序，也是一般岩土工程勘察的最后一个环节[1]。

通过验槽可以获得直观的、第一手的工程地质资料，可以对工程地质勘察成果进行有效验证、检查、修正与补充。勘察设计人员应掌握天然地基验槽相关规定、验槽要点及常见问题的处理方法。

1 天然地基验槽的目的

众所周知，地基基础属于隐蔽工程，地基基础承担上部结构的各种作用，基础施工完毕，在上部结构施工或竣工时若发现地基基础存在问题，影响建(构)筑物稳定和安全时，将难以补救或治理费用高昂。

设计依据岩土工程勘察报告进行地基基础设计，而岩土工程勘察是以点带面的工作，报告中勘探点之间的地层状况是依据勘探点处的勘探资料结合工程地质知识合理推测而得，可能与实际地层情况存在差异，基槽开挖使基础底面以上岩土直观出露，对其进行检验，可以很好的对工程地质勘察成果进行检验验证和补充修正，并针对性的采取相应措施，消除隐患，使地基更加稳定，保证建(构)筑物的安全。

天然地基验槽应解决以下问题:

1)核对建筑基础的位置、平面尺寸以及基底标高是否符合设计图纸要求，若不符合要求，施工单位应补充开挖后再进行验槽。

2)核对基槽土(岩)质、地下水情况是否与勘察报告一致，若不一致，须由勘察单位查明原因，提交勘察补充资料，必要时，应重新进行地基基础设计。

3)检查基槽局部是否存在软弱土层和墓穴、枯井、暗浜塘、防空掩体等工程性质不良地段，并查明其位置、深度、性状，针对性的采取处理措施。

2 验槽时必备的条件

天然地基验槽应具备下述条件，当验槽条件不完备时，应推迟验槽。

1)验槽应由业主单位组织勘察、设计、监理、施工相关人员参加，并由所属质量监督站监督各方主体的质量行为，按照程序在建筑基槽中开展工作。

2)验槽时应准备好如下资料:岩土工程勘察报告、施工阶段基础平面布置图及结构总说明、轻型动力触探平面图及成果表。

轻型动力触探检验深度及间距应符合表1[2]的要求。

3 天然地基验槽工作内容及局部地基处理

当天然地基验槽时基槽尺寸不符合设计要求、基槽土质与勘察报告不一致，应按第一节相关内容处理。在实际验槽过程中，一般基槽土(岩)质整体较好，但局部地段存在不利情况，解决局部地段不利情况的原则是使该部分经处理后的工程性质与原有土(岩)质保持协调，建(构)筑物的变形在允许范围之内。天然地基验槽工作内容及对局部地基问题的处理方法概述如下:

1)常规检验。

对基槽侧壁，尤其是基底土(岩)质进行检验，观察其颜色、状态、含有物等与勘察报告是否一致，尤其是基槽边缘、角点等不易清理部位和重要的基础受力部位。检查局部是否有超挖后的回填虚土、压密土或扰动土。

表1 轻型动力触探检验深度及间距

如基槽符合轻型动力触探条件，按规定进行了全面钎探，应对动探数据进行分析，查看同一深度段(30 cm为一步)动探击数是否基本一致，查明地基的均匀性，如有地区经验，可根据轻型动力触探数据建立与地基承载力的经验关系，并与勘察报告中提供的数据进行比对。触探数据异常点位处应将其标示，若分布集中、范围较大，则应分析原因，必要时对其进行重点检验，如重新进行动力触探与原有数据比对、补挖探井或用洛阳铲挖至异常深度处，采取土样与正常土层土样进行比较。

需要说明的是，在实际施工中，施工单位在进行轻型动力触探试验时，所采用的动探设备往往不符合标准要求，若在同一场地内使用的动探杆、动探锤重及落距差异较大，则动探数据的可比性差，其利用动探数据建立的与地基承载力的关系亦不可靠。岩土工程师应在验槽中注意此问题并对施工单位的轻型动探施工方法提出标准要求。

2)岩石天然地基。

岩石天然地基工程性质良好，但局部存在风化程度不均一、溶蚀沟槽发育或溶洞存在。

对于岩石局部风化程度不均一，如中风化辉长岩局部为强风化、全风化，应将软弱部分剔除，采用碎石混凝土或素混凝土进行置换处理。

若地基主体为全风化岩石，局部存在强～中风化硬质岩石，宜按土岩组合地基的方式进行处理，基础与硬质岩石接触的部位采用300 mm～500 mm的灰渣、砂或土夹石进行处理;若建筑物对地基变形要求较高，可采用桩、梁拱等方式跨越。

对于溶蚀沟槽局部发育的岩石地基，可对溶蚀沟槽内的土层采用混凝土进行置换处理。溶蚀沟槽形状一般不规则，可将其适当处理成规则形状，便于处理。

对于局部溶洞发育地段，若溶洞规模较小且封闭，可采用灌注混凝土进行处理;若溶洞发育具有一定规模或者与地下连通，灌注混凝土不经济，可采用加大基础尺寸与刚度，采用梁板跨越的方式进行处理。

3)卵(碎)石天然地基。

卵(碎)石土承载力一般较高，是良好的天然地基持力层。虽然GB 50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范附录B说明，卵(碎)石层厚度符合设计要求时，可不进行轻型动力触探，但笔者认为，卵(碎)石一般是由冲洪积形成，其成分、颗粒分布在不同地段、深度可能分布不均，密实度变化较大，局部地段存在砂夹层或透镜体。对于充分利用卵(碎)石承载力的建(构)筑物，若其浅层存在相对软弱的砂层或粉质粘土夹层或透镜体，则地基变形差异较大，影响建筑物安全。故对卵石地基也应有必要采用适当的方法对地基下一定深度范围内的地层进行检验。

若验槽时发现基槽表面或浅部局部存在相对软弱的砂夹层或透镜体，其不能满足地基承载力要求时，应将砂层及上覆卵石挖除，采用卵(碎)石垫层进行置换处理，处理深度应满足下卧层验算之要求，卵(碎)石最大粒径不宜大于50 mm，压实系数0.94～0.97。

4)下部为软弱层的薄层地基。

在上海等软土分布地区，地层上部分布有一层粘性土，俗称“硬壳层”，该层厚度较薄，土性自上而下逐渐变软，其下为深厚软弱的淤泥质土。以该层作为地基持力层的建筑多为轻型、低层建筑，且基础埋深浅。笔者认为，进行天然地基验槽时，应以表层观察为主，不宜进行轻型动力触探试验，因为该层承载力较低且厚度薄，进行全面的轻型动力触探会对其造成较大扰动，降低其承载力。

5)软弱土层及枯井、墓穴、防空掩体等不利地段。

基槽局部若存在软弱土层，如填土、扰动土、暗浜、被剪切破坏的土(俗称橡皮土)等，若其厚度较小，则可全部将其进行置换处理，置换材料的强度、性质应与基槽土质保持协调，例如中砂天然地基局部软弱地段可采用中砂垫层进行处理，压实系数0.94～0.97。若软弱土层厚度较大，则换填厚度应满足软弱下卧层验算之要求，垫层应分层铺填、分层压实，不同地段垫层厚度不同时，应设置成阶梯或斜坡进行搭接。

枯井、墓穴、防空掩体等不利地段，应对其进行大开挖，进行置换处理。对于直径较小(不超过1 m)，深度较大的枯井，也可用虚土回填，适当密实后，采用梁、板等跨越，并适当增加该部分基础尺寸与刚度。

4 结语

本文对天然地基验槽有关问题进行了系统的梳理，论述了验槽的目的、条件、工作内容，总结了验槽时局部问题的一般处理方法，并对验槽时采用的轻型动力触探试验存在的问题及适用范围提出了自己的看法。

[1]陈希哲.土力学与地基基础[M].第4版.北京:清华大学出版社，2004:270-272.

[2]GB 50202-2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].

[3]JGJ 79-2002，建筑地基处理技术规范[S].

[4]DB51/T 5026-2001，成都地区建筑地基基础设计规范[S].

[5]工程地质手册编写组.工程地质手册[M].第4版.北京:中国建筑工业出版社，2006.