砂石换填垫层承载力检测方法探讨

1、砂石垫层承载力检测方法探讨鹿逢月淮安市建筑工程检测中心有限公司 江苏省淮安市 223001【摘要】本文论述了用静载试验检测砂石垫层存在的问题，并提出了用重型动力触探试验方法 代替平板静载荷试验。【关键词】砂石垫层，承载力，静载荷试验，重型动力触探试验。1 概述 在建设工程中对浅层软弱土层或不均匀土层的地基处理常用方法为砂石垫层，用该种方法处理 后，应对其施工质量进行检测。 建筑地基处理技术规范 （JGJ79-2012 ）第 4.4.4 条规定竣工 验收应采用静载荷试验检验垫层承载力， 检测方法依据 JGJ79-2012 附录 A 的规定采用处理后地 基静载荷试验即平板静载荷试验。2 平板静载荷

2、试验存在的问题 由于砂石垫层材料存在压力扩散角，导致平板静载荷试验结果的可靠性受荷载板尺寸的影响较 大，为保证平板静载荷试验结果较为准确，JGJ79-2012附录A规定平板载荷试验采用的压板面积不应小于1.0m2，为满足此要求又比较经济通常采用的压板面积均为1.0m2,则垫层地面处的受压面积相应的扩大为 （1+2ztg 0） m2（z为垫层厚度）。砂石垫层材料压力扩散角最小为200,砂石垫层处理厚度宜为 0.5m3.0m，一般均大于等于1m以确保垫层底部在承载力较高的土层 上，当承载力检测采用平板载荷试验时，假如承压板的尺寸为1mx 1m,压力扩散角为200,砂石垫层处理深度假如为 1m在1m

3、2的承压板上进行加载经过压力扩散角的扩散传到垫层底部压力 影响面积约为3m2,顶部承压板压力传到垫层底部已降低到顶部的1/3，垫层底部即使还是软弱土层，承载力检测仍能满足设计要求，因此平板载荷试验检测砂石垫层承载力时，其检测结果 受承压板面积的影响误差较大，承压板面积越大，则垫层底部受压面积相应的扩大越小，检测 结果误差越小，对独立基础和条形基础当承压板的宽度采用基础的设计宽度时，平板载荷试验 检测结果的误差才能达到最小，此时检测耗时耗力，耗费用，正常情况下是不采用该方法的平 板静载荷试验。3 工程实例本人从事地基基础检测工作已达 25年，每年用平板静载荷试验检测砂石垫层承载力的项目至少 有3

4、5个，荷载板面积均不大于1m2,但至今未有一个项目承载力检测不满足设计要求，这也进一步验证了平板静载荷试验检测砂石垫层承载力用1m2面积荷载板存在的问题，近几年的检测项目有：1） 某县城小学新建教学楼，地基处理采用换填垫层，材料为1:1 砂石，垫层厚度为 0.75m, 垫层底部为可塑灰黄色粘土，地基承载力特征值为180kPa,要求处理后地基承载力特征值不小于180kPa,检测采用平板静载荷试验，荷载板尺寸为1.0m x 1.0m，检测数量三个点，三个点最大加载均为360kPa，由于应力扩散的原因导致累计沉降量仅为17.56mm 9.66mm 10.31mm=2） 某小区一期工程 6#楼，地基处

5、理采用换填垫层，材料为1:4 砂石，垫层厚度为 2.0m, 垫层底部为可塑灰黄色粉土，地基承载力特征值为110kPa, 要求处理后地基承载力特征值不小于150kPa,检测采用平板静载荷试验，荷载板尺寸为1.0m x 1.0m，检测数量三个点，三个点最大加载均为300kPa,由于应力扩散的原因导致累计沉降量仅为3.29mm 3.20mm 3.78mm,3） 某新区幼儿园工程，地基处理采用换填垫层，材料为1:1 砂石，垫层厚度为 0.5m, 垫层底部 为可塑灰黄色粉土，地基承载力特征值为 105kPa,要求处理后地基承载力特征值不小于 126kPa,精品检测采用平板静载荷试验，荷载板尺寸为1.0m

6、x 1.0m，检测数量三个点，三个点最大加载均为252kPa,由于应力扩散的原因导致累计沉降量仅为 6.29mm 5.71mm 11.26mm。4重型圆锥动力触探试验方法重型圆锥动力触探试验设备由63.5 ± 0.5kg穿心锤、直径为74mm截面积为43cm2圆锥角为600的圆锥触探头和直径为 42mm的触探杆（包括锤座和导向杆）组成。该试验方法如下：1）检测前，认真检查机具设备，在设备安装过程中，部件连接处丝扣应完好，触探杆应保持平 直，连接牢固。2） 将触探架安装平稳，使触探保持垂直进行。垂直度的最大偏差不得超过2%在作业过程中触探架不得偏移；贯入时，应使穿心锤自由下落，落锤落距

7、为76 ± 2cm。地面上的触探杆的不宜超过1.5m，以免倾斜和摆动太大。3） 锤击速率宜为每分钟1530击。打入过程中应尽可能连续，所有超过5min的间断都应在记录中予以注明。4） 及时记录每贯入10cm所需的锤击数。其方法可在触探杆上每隔10cm划出标记，然后直接或用仪器记录锤击数；也可以记录每一锤击的贯入度，然后再换算每贯入10cm所需的锤击数。5） 对于一般砂、圆砾和卵石层或加固土增强体，触探深度不宜超过13m,超过该深度时需考虑 触探杆的侧壁摩阻影响。5重型圆锥动力触探试验成果的应用依据工程地质手册第四版推荐的铁道部行业标准铁路工程地质原位测试规程（TB10041-2003

8、、J261-2003 ）用N63.5平均值碎石类土地基的承载力见下表：用重型圆锥动力触探 N63.5确定地基承载力（KPa）击数平 均值3456789101214N63.5碎石土140170200240280320360400480540击数平 均值16182022242628303540N63.5碎石土6006607207808308709009309701000砂石换填垫层相当于碎石类土，根据实测锤击数的大小，经修正和平均值统计查表即可获得换 填砂石垫层承载力数值。通过该试验方法还能检测砂石垫层的施工质量，定性判定垫层施工的均匀性和密实度：砂石不均匀，砂子多或不密实，重型圆锥动力触探试验锤击数低；石子多或 较密实，重型圆锥动力触探试验锤击数高；通过对实测重型圆锥动力触探试验锤击数的变化情 况分析，还可判定砂石垫层的施工厚度、垫层底部持力层是否为较好的土层。6结语重型圆锥动力触探试验与浅层平板载荷试验相比基本上不受场地条件的限制，检测时间快，检 测成本低，检测范围大，它不仅能检测承载力，还能对它的施工质量砂石配比的均匀性及压实 效果作出定性的判定，对换填厚度作出定量的判