復(fù)合地基承載力檢測技術(shù)探討

劉保平

(太原市建筑工程質(zhì)量檢測站，山西太原 030002)

在當今工程建設(shè)中，建筑場地的天然地基絕大部分都不能滿足上部建筑的設(shè)計要求，均需要進行地基處理。能否準確、科學(xué)地對地基處理工程進行檢測，關(guān)系到工程建設(shè)的進度與造價，對建筑工程的安全起著至關(guān)重要的作用。筆者結(jié)合一碎石樁地基處理工程實例，談?wù)剻z測中應(yīng)當注意的幾個技術(shù)要點。

1 某水泥粉煤灰碎石樁地基處理工程實例

擬建的某學(xué)校綜合樓，主體4層，框架結(jié)構(gòu)。勘察報告表明，擬建場地地基土自上而下劃為7個大層(見表1)，不能滿足上部結(jié)構(gòu)要求。設(shè)計采用水泥粉煤灰碎石樁法進行地基處理，樁徑400 mm，有效樁長7．5 m，樁間距1 000 mm，呈等邊三角形布置，總樁數(shù)為1 200根，要求處理后的地基承載力特征值不小于140 kPa。

表1 場地地基土土層劃分表

2 檢測技術(shù)要點

2．1 正確選擇承壓板尺寸

正確選擇承壓板尺寸是確保檢測結(jié)果準確性的重要環(huán)節(jié)，對于單樁復(fù)合地基載荷試驗，其承壓板面積必須與單樁所承擔的處理面積相等，其形狀可為圓板或方板。本工程實例中，樁間距為1 m，樁布置為等邊三角形，單樁處理的面積為兩個等邊三角形的面積，因此承壓板可選擇直徑為1．05 m的圓板或邊長為0．93 m的方板，其面積為0．866 m2。

2．2 合理選擇最大加載壓力

《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定，“加載等級可分為8級～12級，最大加載壓力不應(yīng)小于設(shè)計要求壓力值的2倍”，如果僅是簡單的將設(shè)計要求壓力值的2倍作為最大加載壓力，那么，在實際檢測中，如果有某個試驗點未達到最大加載壓力即被破壞，該點的不合格結(jié)果，必將決定該工程不合格，有可能造成對該工程的誤判。因此，較為合理的方法是選擇設(shè)計要求壓力值的2．2倍作為最大加載壓力，加載按11級分級，當個別點出現(xiàn)第10級破壞時，該點的壓力值只能達到9級，達不到設(shè)計要求壓力值的2倍，由于其他各點能夠達到11級，所以全部檢測點的平均值也能夠達到10級，也即最大承載壓力值能夠達到設(shè)計要求壓力值的2．0倍，較為客觀、公正地評價了工程質(zhì)量。本工程實例中，最大加載壓力值取設(shè)計值的2．2倍，即308 kPa，按11級加載。第1號，2號，5號，6號檢測點最大加載壓力值均達到308 kPa(11級)，第3號，4號檢測點最大加載壓力值只達到252 kPa(第9級)。雖然第3號，4號點最大加載壓力值未達到設(shè)計值的2倍，但由于第1號，2號，5號，6號檢測點達到設(shè)計值的2．2倍，6個檢測點的平均值仍能達到設(shè)計值的2倍，并且各檢測點與均值的極差小于30%，故該工程地基承載力特征值不小于140 kPa，達到設(shè)計要求。

2．3 正確的分析壓力—沉降曲線

地基承載力特征值確定的依據(jù)是壓力—沉降曲線(P—S曲線)，只有對P—S曲線做出正確的分析判別時，才能準確地確定地基承載力特征值。常見的P—S曲線具有以下特征(見圖1):1)比例界限壓力Pp(又稱第一拐點):它是P—S曲線上起始的擬直線段的終點所對應(yīng)的壓力。2)相對變形壓力Py:它是P—S曲線上S/b或S/d為一個規(guī)定數(shù)值時對應(yīng)的壓力。3)極限壓力Pu:它是P—S曲線上某一極限位移Sn所對應(yīng)的壓力，此壓力亦可稱為工程上的極限壓力。4)破壞壓力Pf:它是P—S曲線上的切線平行于S軸時所對應(yīng)的壓力。

圖1 壓力—沉降曲線

2．4 準確的判定極限荷載

在復(fù)合地基載荷試驗中，出現(xiàn)以下幾種情況時對應(yīng)的荷載為極限荷載:

1)當沉降急劇增大，土被擠出或承壓板周圍出現(xiàn)明顯的隆起時;2)當承壓板的累積沉降量已大于其寬度或直徑的6%時;3)當沉降量達到設(shè)計規(guī)定的允許沉降量時。

2．5 正確的確定復(fù)合地基承載力特征值

復(fù)合地基承載力特征值是根據(jù)P—S曲線的形態(tài)確定的，當P—S曲線上極限壓力Pu確定，Pu≥2Pp時，承載力特征值取比例界限壓力Pp;當Pu＜2Pp時，承載力特征值取Pu/2。當P—S曲線是平緩的光滑曲線時，承載力特征值按相對變形值S/b或S/d 確定(S為載荷試驗承壓板的沉降量;b和d分別為承壓板寬度和直徑，當其值大于2 m時，按2 m計算)，取相對變形壓力Py為承載力特征值，但該值不應(yīng)大于最大加載壓力的1/2。

本工程實例中，3號，4號檢測點極限壓力值Pu均為252 kPa，其P—S曲線上確定的比例界限值 Pp=140 kPa，Pu＜2Pp，故取126 kPa(Pu/2)為其承載力特征值。1號，2號，5號，6號檢測點最大加載壓力均為308 kPa，最大沉降量均小于10．5 mm(該值根據(jù)相對變形值確定)，其P—S曲線是平緩的光滑曲線，故取最大壓力值的1/2為其承載力特征值，即承載力特征值為154 kPa。本工程實例中，1號，2號，5號，6號檢測點承載力特征值均為154 kPa，3號，4號檢測點承載力特征值均為126 kPa，1號～6號檢測點承載力特征值均值為144．7 kPa，極差未超過均值的30%，故取平均值144．7 kPa為復(fù)合地基承載力特征值，符合設(shè)計要求。

3 結(jié)語

地基承載力檢測是一項關(guān)系到工程質(zhì)量及工程安全的重要工作，檢測人員除了應(yīng)具有高度的責任心外，還必須掌握專業(yè)的技術(shù)知識，只有這樣才能保證檢測結(jié)果的客觀、公正，保證工程建設(shè)的順利進行。

［1] JGJ 79-2002，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［S］．

［2] JGJ 106-2003，建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范［S］．

［3] 陳 凡，基樁質(zhì)量檢測技術(shù)［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2003．