根據(jù)土質(zhì)的差異，地基土的破壞形式一般分為整體剪切破壞、局部剪切破壞和沖剪破壞三種，如圖1所示。
圖1 地基破壞形式
由地基破壞過程中的荷載沉降p-s曲線可知，地基無論以哪種形式失穩(wěn)破壞，破環(huán)的過程一般應(yīng)經(jīng)歷3個階段，即壓密階段（彈性變形階段）、剪切階段（彈塑混合變形階段）和破壞階段（完全塑性變形階段）。
地基承載力指標(biāo)一般通過原位測試的方法獲得，其主要檢測方法包括平板荷載試驗(yàn)、螺旋板荷載試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、動力觸探試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、巖體直剪試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)、扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)等，部分檢測方法原理圖見圖2所示。
圖2 部分地基承載力原位測試方法原理圖
四、 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)
標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(Standard Penetration Test，簡稱SPT)是一種在現(xiàn)場用63.5kg的穿心錘，以76cm的落距自由落下，將一定規(guī)格的帶有小型取土筒的標(biāo)準(zhǔn)貫入器打人土中，記錄打入30cm的錘擊數(shù)(即標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N)，并以此評價土的工程性質(zhì)的原位試驗(yàn)，試驗(yàn)裝置見圖3所示。
圖3 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)設(shè)備（單位：mm）
標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)實(shí)際上仍屬于動力觸探范疇，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)并不能直接測定地基土的物理力學(xué)性質(zhì)，而是通過與其他原位測試手段或室內(nèi)試驗(yàn)成果進(jìn)行對比，建立關(guān)系式，積累地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，才能用于評定地基土的物理力學(xué)性質(zhì)。
利用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)指標(biāo)N，結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，可用于評價地基土的物理狀態(tài)，評價地基土的力學(xué)性能參數(shù)，計算天然地基的承載力，計算單樁的極限承載力及對場地成樁的可能性作出評價，評價場地砂土和粉土的液化可能性及等級。
標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn) 操作簡單，地層適應(yīng)性廣 ，對不易鉆探取樣的砂土和砂質(zhì)粉土尤為適用，當(dāng)土中含有較大碎石時使用受限制。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的缺點(diǎn)是 離散性比較大 ，故 只能粗略地評定土的工程性質(zhì) 。
五、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的技術(shù)要求與步驟
1.鉆進(jìn)方法：為保證貫入試驗(yàn)用的鉆孔的質(zhì)量，宜采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，當(dāng)鉆進(jìn)至試驗(yàn)標(biāo)高以上15cm外，應(yīng)停止鉆進(jìn)。為保持孔壁穩(wěn)定，必要時可用泥漿或套管護(hù)壁。如使用水沖鉆進(jìn)，應(yīng)使用側(cè)向水沖鉆頭，不能用向下水沖鉆頭，以使孔底土盡可能少擾動。擾動直徑在63.5cm～150cm之間，鉆進(jìn)時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
（1）仔細(xì)清除孔底殘土到試驗(yàn)標(biāo)高；?
（2）在地下水位以下鉆進(jìn)時或遇承壓含水砂層，孔內(nèi)水位或泥漿面始終應(yīng)高于地下水位足夠的高度，以減少土的擾動。否則會產(chǎn)生孔底涌土，降低N值；?
（3）當(dāng)下套管時，要防止套管下過頭，套管內(nèi)的土未清除。貫入器貫入套管內(nèi)的土，使 N值急增，不反映實(shí)際情況；?
（4）下鉆具時要緩慢下放，避免松動孔底土。
2.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)所用的鉆桿應(yīng)定期檢查，鉆桿相對彎曲<1/1000，接頭應(yīng)牢固，否則錘擊后鉆桿會晃動。
3.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)應(yīng)采用自動脫鉤的自由落錘法，并減少導(dǎo)向桿與錘間的摩阻力，以保持錘擊能量恒定，它對N值影響極大。
4.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)時，先將整個桿件系統(tǒng)連同靜置于鉆桿頂端的錘擊系統(tǒng)一起下到孔底，在靜重下貫入器的初始貫入度需作記錄。如初始貫入試驗(yàn)，N值記為零。
標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)分兩個階段進(jìn)行：
預(yù)打階段： 先將貫入器打入15cm，如錘擊已達(dá)50擊，貫入度未達(dá)15cm，記錄實(shí)際貫入度。
試驗(yàn)階段： 將貫入器再打入30cm，記錄每打入10cm的錘擊數(shù)，累計打入30cm的錘擊數(shù)即為標(biāo)貫擊數(shù)N。當(dāng)累計數(shù)已達(dá)50擊(國外也有定為100擊的)，而貫入度未達(dá)30cm，應(yīng)終止試驗(yàn)，記錄實(shí)際貫入度s及累計錘擊數(shù)n。按下式換算成貫入30cm的錘擊數(shù)N：
式中：?s――對應(yīng)錘擊數(shù)n的貫入度(cm)。
標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)可在鉆孔全深度范圍內(nèi)等距進(jìn)行。間距為1.0m或2.0m，也可僅在砂土，粉土等欲試驗(yàn)的土層范圍內(nèi)等間距進(jìn)行。
利用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)成果，可用于下列指標(biāo)的評定或估算：
（1）評定砂土的密實(shí)度；
（2）評定砂土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)；
（3）評定黏性土的狀態(tài)；
（4）評定黏性土的不排水抗剪強(qiáng)度；
（5）評定地基土承載力；
（6）地基土的液化判別；
（7）評定土的變形模量和壓縮模量；
（8）估算單樁承載力。
地基土的承載力加固
與利用動力觸探試驗(yàn)成果評價地基土的承載力一樣，我國原《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》曾規(guī)定，可利用N值確定砂土與黏性土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值，見下表1和表2。但在GB 50007-2011《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》中，這些經(jīng)驗(yàn)表格并未納入。這并不是否認(rèn)這些經(jīng)驗(yàn)的使用價值，而是這些經(jīng)驗(yàn)在全國范圍內(nèi)不具有普遍意義，在實(shí)際工作中參考這些表格時應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
表 1 N 值與砂土承載力標(biāo)準(zhǔn)值 f k 的關(guān)系
表 2 N 值與黏性土承載力標(biāo)準(zhǔn)值 f k 的關(guān)系
國內(nèi)一些勘察設(shè)計單位基于當(dāng)?shù)貙?shí)踐提出的經(jīng)驗(yàn)公式匯總于表3。責(zé)任編輯http://www.zuiwx.cn/
表 3 國內(nèi) N 值與地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值 f k 的關(guān)系
6.2 評定砂土的密實(shí)狀態(tài)
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N，可按表4評價砂土的密實(shí)度。
表4 砂土的密實(shí)度與N值的關(guān)系
