浸水狀態(tài)素填土平板載荷試驗方法探討

韓淵明 嚴進

摘 要：現(xiàn)行規(guī)范對素填土的浸水狀態(tài)平板載荷試驗無明確規(guī)定。本文結合工程實例，在簡要介紹方法原理的基礎上，探討浸水狀態(tài)下素填土的平板載荷試驗（PLT）方法，對比原位密度試驗、輕型圓錐動力觸探試驗、平板載荷試驗三種試驗結果，建立相關關系，探索浸水狀態(tài)下素填土路基承載力確定方法，對類似道路工程檢測有一定的指導借鑒作用。

關鍵詞：素填土;地基承載力特征值;原位密度試驗;輕型圓錐動力觸探試驗;平板載荷試驗（PLT）

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）14-0124-03

0 引言[1]

素填土是道路工程中常用的路基回填料。因土質雜，施工工藝不易把控，地基承載力低，均勻性差，易產(chǎn)生沉降和不均勻沉降等問題，特別是浸水后土體自重固結變形，常常發(fā)生沉降和地面裂縫等質量問題。

現(xiàn)行規(guī)范對素填土的浸水試驗均無明確規(guī)定，本文結合工程實例，在簡要介紹方法原理的基礎上，探討浸水狀態(tài)下素填土的平板載荷試驗（PLT），方法，對比原位密度試驗、輕型圓錐動力觸探試驗、平板載荷試驗三種試驗結果，建立相關關系，探索浸水狀態(tài)下素填土路基承載力確定方法，對類似道路有一定的指導借鑒作用。

1 工程概況

1.1 項目簡介

試驗項目位于武漢陽邏新城東南面，試驗區(qū)域為某PPP項目的一個單位工程-九高田路路基，道路長3150m，寬20m，設計雙向4車道。從2018年10月開始，先后在試驗區(qū)內進行了現(xiàn)場密度試驗、輕型圓錐動力觸探和平板載荷試驗。

1.2 工程地質條件

場區(qū)上部伏蓋第四系棕紅色網(wǎng)紋狀粘土，下伏基巖為白堊-第三系東湖群，其上部為灰黃色鈣質粉砂巖，下部為紫紅色層狀砂巖。

1.3 地基土的現(xiàn)場處理方法

（1）對①層素填土及②層淤泥質土進行翻挖回填處理，具體處理方法為：清除①層素填土，清除②層淤泥質土，然后再回填素土，分層碾壓夯實。（2）對素填土進行翻挖回填處理時如發(fā)現(xiàn)素填土過于松散或含水量過大，無法達到設計及規(guī)范技術指標，應及時通知設計單位變更處理。（3）回填土應分層回填，分層碾壓，每層虛鋪厚度不宜大于30cm，壓實度應達到設計要求。

2 試驗方法

2.1 現(xiàn)場密度測試[2]

（1）試驗區(qū)素填土土質較復雜，主要由黏土組成，含少量粉質黏土。（2）試驗方法按GB/T 50480-2008-18.3.3執(zhí)行。（3）現(xiàn)場采用灌水法測定壓實填土的密度、恒溫烘干法測定含水率。實測壓實度6815組，結果均滿足設計文件要求。

2.2 輕型圓錐動力觸探[3]

（1）天然狀態(tài)輕型圓錐動力觸探試驗步驟按GB/T50480 -2008-7.3.1執(zhí)行。

（2）浸水狀態(tài)輕型圓錐動力觸探試驗步驟：1）根據(jù)現(xiàn)場條件選擇好試驗區(qū)域，挖2.0m×2.0m×0.3m（長×寬×深）試坑，浸水深度200mm。2）歷時48小時后抽干滯水，靜置12小時開始試驗。其他步驟按GB/T50480-2008執(zhí)行。

（3）試驗結果：對104組試驗結果統(tǒng)計，天然狀態(tài)錘擊數(shù)平均值N10=52擊，參照湖北省地方標準《巖土工程勘察工作規(guī)程》（DB42-2003）表P.0.27，承載力特征值取140kPa;浸水狀態(tài)錘擊數(shù)平均值N10=33擊，承載力特征值取122kPa。

2.3 平板載荷試驗[4]

（1）平板載荷試驗（PLT）原理如圖1所示。

（2）試驗方法：

1）本次平板載荷試驗分為兩部分，一是天然狀態(tài)，試驗完成后測定承載板下土樣的密度和含水率。二是浸水狀態(tài)，目前現(xiàn)行規(guī)范對浸水平板載荷試驗無明確規(guī)定，試驗設計挖2.0m×2.0m×0.3m（長×寬×深）試坑，浸水深度200mm，歷時48小時后，抽干滯水靜置12小時，第一級荷載預壓10min后再進行平板載荷試驗，試驗結束測定承載板下土樣的密度和含水率。2）試驗采用1.0m2方形承壓板。采用慢速維持荷載法油泵逐級加載，10級加載，每級加載30kPa，首級加載量為60kPa，直至破壞為止或達到360kPa停止。3）其他條款按GB/T50480-2008相關規(guī)定執(zhí)行。

（3）試驗結果：

1）天然狀態(tài)平板載荷試驗：①天然狀態(tài)平板載荷試驗成果見圖2。②天然狀態(tài)平板載荷試驗結果匯總見表1。

試驗結果表明，承載力特征值取值150.0kPa。

2）浸水狀態(tài)平板載荷試驗：①浸水狀態(tài)平板載荷試驗成果見圖3。②浸水狀態(tài)下壓實填土的淺層平板試驗結果匯總見表2。

試驗結果表明，承載力特征值取值120.0kPa。

（4）野外工作結束后，取樣進行室內土工試驗。試驗結果表明，素填土被進一步壓密實，此時，天然狀態(tài)的土樣w= 17.2%，r=2.04g/cm3，飽和度83.1%;浸水狀態(tài)試樣w=20.4%，r=2.11g/cm3，飽和度100.0%。

3 結果分析

3.1 結果數(shù)據(jù)分析

現(xiàn)場填土地基的壓實度滿足設計要求，在天然和浸水狀態(tài)下，輕型動力觸探和平板載荷試驗結果匯總見表3。

3.2 結果原因分析

（1）實測現(xiàn)場壓實度均大于設計值，滿足設計文件要求。（2）輕型圓錐動力觸探：參照湖北省地方標準《巖土工程勘察工作規(guī)程》（DB42-2003）表P.0.27，天然狀態(tài)下素填土的輕型動力觸探N10大于52擊，承載力特征值取值140kPa;浸水狀態(tài)下N10大于52擊，承載力特征值取值122kPa。（3）平板靜載試驗：平板載荷試驗結果表明，天然狀態(tài)承載力特征值取值150.0kPa，浸水狀態(tài)承載力特征值取值120.0kPa。試驗結束后，天然狀態(tài)土樣的飽和度83.1%，浸水狀態(tài)土樣的飽和度100.0%。（4）綜上述，地基承載力特征值建議取120kPa。（5）造成天然狀態(tài)和浸水狀態(tài)地基承載力特征值差異的原因：1）素填土未完成固結：施工間隔時間短，往往分層碾壓后即進行下一層施工，直至土基層設計標高，中途無人為設置的施工間隔，素填土沒有完成固結，更沒有進行次固結沉降;2）土質和氣候：素填土土質黏性大，不易排水，難固結;南方地區(qū)暴雨多發(fā)，降水集中，容易形成“橡皮土”夾心層;3）施工管理：大面積施工過程中，難以嚴格按設計要求進行施工，往往一次性回填碾壓厚度遠大于設計要求的虛鋪30cm的分層碾壓要求，在設計要求的壓實功下，難以碾壓密實。

以上原因造成天然狀態(tài)土樣干燥固結，地基承載力特征值大;浸水后原結構強度被破壞，土體在其自重作用下固結變形，產(chǎn)生沉降和不均勻沉降，地基承載力降低。

4 結語

（1）浸水深度200mm，歷時48小時后抽干滯水，靜置12小時，在第一級荷載作用下預固結10min，再進行平板載荷試驗，此方法可行。（2）試驗表明，壓實度滿足設計要求的95%，輕型動力觸探N10大于52擊，靜載荷試驗天然狀態(tài)下承載力特征值可以達到150kPa，浸水狀態(tài)下承載力特征值可以達到120kPa。所以在施工過程中，控制好壓實度，抽檢輕型動力觸探，可以控制好施工質量。（3）浸水后素填土土體原結構強度被破壞，在其自重作用下固結變形，產(chǎn)生沉降和不均勻沉降，地基承載力降低。建議在進行巖土工程設計時采用浸水后的強度值（低值）。（4）在施工過程中，如果條件允許，建議人為設置的施工間隔，自然放置一段時間，素填土土體完成自重固結，以便強度和變形均能得到保證。

參考文獻

[1] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.GB/T50279-2014，巖土工程基本術語標準[S].北京：中國計劃出版社，2014.

[2] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.GB/T50480-2008，冶金工業(yè)巖土勘察原位測試規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2009.

[3] 國家鐵路局TB10018-2018，鐵路工程原位測試規(guī)程[S].北京：中國鐵道出版社，2018.

[4] 湖北省建設廳.DB42/269-2003，巖土工程勘察工作規(guī)程[S].