土層地基承載力分析

張?jiān)鱿?王金喜,張小康

(1.衡水市環(huán)境衛(wèi)生管理處,衡水053000;2.河北工程大學(xué),邯鄲056038)

地基承載力的確定問題是一個(gè)復(fù)雜的問題,不僅決定于地基土的性質(zhì),還受其它的諸如基礎(chǔ)形狀、荷載傾斜與偏心程度、覆蓋層抗剪強(qiáng)度、地下水位、下臥層等因素的制約[1]?？辈焯峁┑牡鼗休d力,是地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)所需的最重要指標(biāo)。勘察試驗(yàn)技術(shù)是確定地基承載力的最直接可靠的手段。進(jìn)行地基承載力的試驗(yàn)研究,對于充分利用和挖掘地基潛力、合理選擇地基持力層、提高勘察工作質(zhì)量、促進(jìn)巖土工程勘察技術(shù)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[2]。

1 巖土層結(jié)構(gòu)與類型

工程場地位于長江三角洲南緣的沖、湖積平原上,根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料,本區(qū)第四紀(jì)以來地殼運(yùn)動以沉降為主,接受堆積,形成廣闊的堆積平原地貌。場地地形較平坦,地面標(biāo)高最大值3.36 m,最小值2.25 m,地表相對高差 1.11 m,河道水面標(biāo)高為1.45 m,水深約1.00～2.00 m,底部淤泥厚度約0.5～1.0 m。

根據(jù)勘探揭露,結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料,將本場區(qū)勘察深度范圍內(nèi)揭露的地基土層自上而下分為11個(gè)工程地質(zhì)層(見表1)。

表1 土層分類表

2 原位測試

2.1 靜力觸探試驗(yàn)

主要原位測試方法為靜力觸探。靜力觸探采用ZY-15T號型雙橋靜力觸探儀和CLD-3T單橋靜力觸探儀。雙橋靜力觸探儀由傳感器把靜力觸探錐尖阻力(qc)、側(cè)壁摩阻力(f s)傳入LMC-310型靜探微機(jī),其探頭截面積為 15 cm2,其測試間距為10 cm/次,貫入速率控制在(1.20+0.30)m/min。各層地基土的錐尖阻力(qc)及側(cè)壁摩阻力(f s)統(tǒng)計(jì)采用厚度加權(quán)平均值。

單靜力觸探儀,由傳感器把靜力觸探錐尖阻力(Ps)傳入LMC-310型靜探微機(jī),其探頭截面積為10 cm2,其測試間距為10 cm/次,貫入速率控制在(1.20+0.30)m/min。靜力觸探單孔曲線圖見圖1。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)設(shè)備:自由落錘,錘重63.5 kg,自由落距為(76+2)cm,鉆桿(Φ 42 mm)和半合管取土器等,實(shí)驗(yàn)在鉆孔中進(jìn)行,先用鉆具鉆至預(yù)定實(shí)驗(yàn)深度,清除殘土,然后把半合管取土器放入孔底,先預(yù)擊15 cm,再記錄貫入30 cm錘擊數(shù)。本次勘察標(biāo)貫實(shí)測擊數(shù)平均值見表2。

圖1 靜力觸探單孔曲線圖

2.3 室內(nèi)土工試驗(yàn)及特征值確定

根據(jù) GB/T 50123—1999《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》[3]有關(guān)要求,對所取土樣進(jìn)行了含水量及密度等常規(guī)物理性質(zhì)指標(biāo)測試,同時(shí)對粉土及砂土進(jìn)行顆粒分析試驗(yàn)。至于力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn),壓縮試驗(yàn)根據(jù)具體要求加壓至400～3 200 kPa,同時(shí)進(jìn)行了固結(jié)快剪、三軸不固結(jié)不排水剪切試驗(yàn),并對基坑開挖涉及土層進(jìn)行了滲透試驗(yàn)及水質(zhì)分析。各土樣試驗(yàn)結(jié)果見表3。根據(jù)GB 50007—2002《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》[4]和3種試驗(yàn)的結(jié)果確定地基承載力特征值見表3。

表2 標(biāo)貫實(shí)測擊數(shù)統(tǒng)計(jì)表

表3 各主要土層地基承載力特征值表

地基承載力確定綜合建議值靜力觸探試驗(yàn) 土工試驗(yàn) 標(biāo)貫試驗(yàn) 承載力特征值層號 土層名稱參數(shù)Ps/MPa fak/kPa強(qiáng)度參數(shù)物理參數(shù)fak/kPa fa Ck/kPa φk/°/kPa參數(shù)N/擊fak/kPa fak/kPa 11 粉質(zhì)黏土夾粉土e=0.742 Il=0.55 180 31 14.5 165 17.5 160 150 12 粉質(zhì)黏土 e=0.861 Il=0.69 160 28 14.0 147 145 140

3 結(jié)語

地基承載力特征值指由載荷試驗(yàn)測定的地基土壓力變形曲線線性變形內(nèi)規(guī)定的變形所對應(yīng)的壓力值,其最大值為比例界限值。也可以這么說:建筑地基所允許的基礎(chǔ)最大壓力,基礎(chǔ)給地基施加的壓力如果大于該值,可能會發(fā)生過大變形。本文根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、單橋靜力觸探試驗(yàn)等,結(jié)合地區(qū)工程經(jīng)驗(yàn),綜合確定有關(guān)基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)建議值見表4。

表4 基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)表

[1]高大釗,姜安龍,張少欽.確定地基承載力方法若干問題的討論[J].工程勘察,2004(3):3-8.

[2]吳哲濱,于剛.地基承載力的試驗(yàn)研究[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào),2001,9(3):277-281.

[3]GB/T 50123—1999,土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4]GB 50007—2002,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].