双桥静力触探试验确定粉土地基承载力浅析

双桥静力触探试验确定粉土地基承载力浅析

Summary：在分析了大量粉土地基中双桥静力触探成果的基础上，对三组不同项目的粉土进行了现场浅层平板载荷试验；结合各个载荷试验结果，寻找粉土的承载力特征值与双桥静探试验结果之间的对照关系，对粉土的承载力特征值取值进行了分析。Keys：粉土、地基承载力特征值、平板载荷试验、静力触探试验1前言随着社会经济的发展及人口基数的增加，现阶段土地资源就显得弥足珍贵，市场出现了越来越多的高层住宅建筑，但由于高层住宅荷载大，对沉降要求控制较高；因此，预制管桩及钻孔灌注桩被广泛应用于高层住宅基础施工中。桩基方案虽然可以有效控制建筑物沉降及提供较大的基底反力，但由于其埋深及质量较大，后期建筑物改造或土地资源再利用时难以清除，这反而造成了土地资源的浪费。因此，对部分高层建筑物而言，特别是5F-11F的建筑而言，提供较为准确的地基承载力十分重要。在实际工程中，地基承载力一般是由勘察单位根据原位测试试验（静力触探试验、平板载荷试验、标准贯入试验等）、土工试验确定参数、并结合工程实践经验综合确定。载荷试验是最为准确且直接的方法，一般会优先考虑；但载荷试验需开挖至设计标高，且所需设备及配置较复杂，费时费力；而静力触探试验野外现场作业简单、方便、测试时间短，已成为岩土工程勘察重要的测试手段。本文为更加准确的确定粉土地基承载力特征值，选择了三个不同项目的粉土地基进行了静力触探试验及平板载荷试验，对粉土承载力取值进行了探讨，并得出更适合本地区粉土层承载力特征值的计算公式。2静力触探试验及平板载荷试验介绍2.1静力触探试验介绍静力触探试验可分为双桥静力触探试验及单桥静力触探，是以静压力将带有阻力传感器的圆锥形探头按一定速率匀速压入土中,量测其贯入阻力(包括锥头阻力和侧壁摩阻力或摩阻比),可按其所受阻力的大小划分土层,确定土的工程性质。2.2平板载荷试验介绍载荷试验针对指定深度的试坑，逐级加荷至一定尺寸的刚性承压板上，观测得到不同荷载条件下刚性板下的地基土随压力的变形量，经室内整理最终确定地基土承载力特征值。根据承压板的形式和指定深度的不同，荷载试验可以分布浅层及深层平板载荷试验和螺旋板载荷试验。本文讨论内容为浅层平板载荷试验，试验深度小于3.0m。3工程实例3.1静力触探法确定粉土地基承载力特征值本文针对不同工程中粉土分布的特点，选择了三个具有代表性的粉土层，首先分别进行了双桥静力触探试验，并搜集到三个项目勘察报告中确定的粉土层承载力特征值，三个点的静力触探试验结果及承载力特征值见表1：表1：双桥静力触探试验结果及承载力特征值由表1可知，三个试验点粉土层摩阻比相近，勘察单位所提供的粉土层承载力特征值主要结合静力触探试验、土工参数及地区经验综合确定，相对于工程地质手册中公式法的计算结果偏于保守，对工程造价造成浪费；而若根据工程地质手册中公式法计算，计算值与当地经验又相差较大，这无异于增加了工程风险，特别是试验点B，公式法的计算结果比当地经验值增加了约50%。因此，如何更加准确且快速的确定粉土层承载力，在保证工程安全及规范要求的情况下，更加充分的利用地基承载力就成为当下亟待解决的问题。3.2平板载荷法确定粉土地基承载力特征值针对以上问题，邀请专业检测单位分别在A、B、C三个试验点进行现场浅层平板载荷试验。A点的试坑深度为1.50m，圆形承压板面积为0.5平方米，坑底面积2.5m*2.5m，共分15级加载，总加荷300kPa，当加荷至260kPa时，24小时未达到稳定标准。B点的试坑深度为1.40m，圆形承压板面积为0.5平方米，坑底面积2.5m*2.5m，共分20级加载，总加荷400kPa，当加荷至330kPa时，24小时未达到稳定标准。C点的试坑深度为1.50m，圆形承压板面积为0.5平方米，坑底面积2.5m*2.5m，共分20级加载，总加荷400kPa，当加荷至280kPa时，24小时未达到稳定标准。平板载荷试验原始数据经室内整理后，确定A、B、C点的极限荷载分别为260kPa、330kPa及280kPa，从而可得到了浅层平板载荷试验确定的承载力特征值为极限荷载的1/2，如表2所示：表2：浅层平板载荷试验地基承载力特征值从表2中，我们不难发现，现场平板载荷试验实测粉土层地基承载力特征值相较于勘察报告中的值均有所提高，特别是B点，二者相差较大，勘察报告中的粉土层承载力特征值较为保守，容易造成施工成本的增加；而对比工程地质手册中的公式法计算值，实测值与其关联性较小，即工程地质手册公式法对于本地区粉土层承载力特征值计算而言无较大借鉴意义，因此不宜采用此法确定粉土层承载力特征值。3.3粉土层地基承载力的综合确定综合以上分析可以发现，本地经验法确定的承载力特征值较为保守，而工程地质手册中的公式法又借鉴意义不大，若每个项目均进行现场平板载荷试验，这不仅增加了施工工期，而且容易造成资源的浪费，为更好更快的确定本地区粉土层地基承载力特征值，有必要引入更为实用性的计算方法。静力触探试验作业简单、方便、测试时间短，可根据静力触探试验结果快速计算得到各土层承载力特征值；因此分析A、B、C三个试验点的静力触探试验及现场载荷板试验结果，三点粉土层摩阻比较近，双桥静探qc值从小到大的极差分别为0.55、1.17，现场载荷试验承载力特征值的极差分别为10.0、25.0，二者非线性增加关系。参照工程地质手册中黏性土承载力计算公式，可以得到适合本地区的粉土承载力特征值计算公式为：从上图可以看出，粉土层的地基承载力与双桥静力触探qc值并非呈线性关系，而是呈指数关系，且指数拟合度较高，准确度较高。4结论与建议1）作为基础持力层的粉土层承载力确定对工程造价及基础形式影响较大，平板载荷试验可以较为准确的确定其地基承载力特征值。2）平板载荷试验试验条件要求高，且无法快速及时的得出粉土层承载力特征值。本文结合相关工程实际，采用更为简单快捷的双桥静力触探试验，结合现场平板载荷试验结果，分析得到双桥静探qc值与粉土层地基承载力特征值之间的关系曲线，可为本地区类似粉土层提供重要的借鉴作