静力触探在罗古判桥勘察中的应用

李启磊

摘 要：现阶段，静力触探测试因数据精度高、再现性好、测试快速连续、效率高、功能多等优点，被广泛应用于工程勘察工作中。结合工程实例，阐述了利用静力触探划分土层和类别、确定桩基参数等，进而为工程地质评价和工程建筑设计提供科学依据。

关键词：静力触探；土层；土层工程性质指标；桩基参数

中图分类号：TU195+.3 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.157

1 工程概况

拟建永定河泛区深槽整治工程罗古判桥，该桥地处华北冲积平原北部的天津市武清区黄花店镇北部的罗古判村南500 m的河道处，河床高程6.00～6.70 m，河漫滩高程7.00～8.20 m。桥梁等级为汽-10公路桥，桥长100 m，拟采用桩基础。

工程区处于构造相对稳定的区域，工程区地震动峰值加速度0.15 g，地震动反应谱特征周期为0.40 s，相对应的地震基本烈度为Ⅶ度。

工程区地下水均为第四系孔隙型潜水，主要赋存于第四系全新统粉质黏土、粉土的孔隙中。勘探期间，测得地下水埋深0.70～1.20 m。

对于海河下游天津市各类水利工程，地面以下50 m内的土层多为软弱的黏性土、粉性土和砂土，特别适合采用静力触探进行勘察。通过静力触探试验成果的统计、分析并利用地区经验关系可评定土的工程参数，并对一些岩土工程问题作出评价（比如地基承载力、选择桩端持力层和预估单桩承载、砂土液化等）。

2 静力触探试验成果

建筑物区地面深度25.0 m范围内揭露的地层为第四系全新统松散堆积物，岩性为素填土、黏土、淤泥质黏土、粉质黏土和粉土，所以，适合采用静力触探进行勘察。GP1孔实测得不同深度的静力触探数据成果，所测深度为25 m，测点深度间隔1.0 m。

3 试验成果的应用

3.1 划分土层和土类类别

将静力触探探头阻力与深度曲线分段。分段时根据各种阻力大小和曲线形状综合分段。比如阻力较小、摩阻比较大、曲线变化小的曲线段所代表的土层多为黏土层；而阻力大、摩阻比较小、曲线呈急剧变化的锯齿状则为粉土、砂土层。

按临界深度等概念判定各土层临界深度。在静力触探自地表匀速贯入的过程中，锥头阻力逐渐增大（硬壳层影响除外）到一定深度（临界深度）后才达到较为恒定的值，临界深度和曲线第一较为恒定值段为第一层；当探头继续贯入到第二层附近时，探头阻力会受到上下层的共同影响而发生变化，变大或变小，一般规律是位于曲线变化段的中间深度。

完成上述两步之后，再将第一层土的探头阻力等参数分别进行算术平均，其平均值可用来确定土层的名称，定土层（类）名称时，可以根据锥尖阻力（qc）、侧壁摩阻力（fs）、摩阻比（Rf，Rf=fs/qc（%））并结合地区经验进行。

根据GP1孔实测静力触探试验数据成果和地基静力触探试验曲线特征，并结合地区经验判定土层类别和岩性，从而得出静力触探柱状图。

3.2 确定桩端持力层层位、厚度、埋深

用静力触探可以确定桩端持力层和单桩承载力，这缘于静力触探机理和沉桩相似。

从静力触探曲线上很容易找出锥尖阻力较高的层位，根据阻值大小和桩基设计要求可以确定桩端持力层，进而确定桩长和桩截面尺寸、单桩数量。

根据原始曲线判定埋深为18.0 m以下地层阻力大、摩阻比较小、曲线呈急剧变化的锯齿状为良好、稳定的桩基持力层，揭露厚度大于7.0 m，同时，依据相关数据判别岩性为粉土。依据《建筑桩基基础规范》中相关规定，持力层选择埋深18.0 m以下的粉土层（alQ ）水平方向分布较为稳定，土质较好，强度较高，是此次拟建物良好的桩基础桩端持力层。建议桩端位于高程-13.30 m以下部位，桩长约20.00 m。

3.3 确定单桩承载力

应用静力触探法计算单桩极限承载力的方法比较常见了，国内外有很多计算公式，但其基本公式如下：

qp=qd+qf=a· c·A+UP . （1）

式（1）中：qp为单桩轴向极限承载力，kN；a为桩端阻力修正系数； c为桩端附近平均锥夹阻力，kPa；A为桩端截面积平均值，m2；UP为桩身截面周长，m；βsi为fsi的修正系数； 为第i层土fs平均值，kPa；Li为桩身在第i层土中的长度，m；n为沿桩侧所分的土层数。

根据式（1）可知静力触探微机输出单桩承载力数值。

4 结束语

静力触探既是一种原位测试手段，又是一种勘探手段，它与常规的钻探—取样—室内试验等勘探程序相比，具有快速、精确、经济和节省人力等特点。此外，在采用桩基工程勘察过程中，静力触探能够准确地判断桩端持力层等特征，这也是一般常规勘察手段所不能比拟的。本文通过对武清区罗古判桥桩基静力触探试验成果的应用，结合理论公式和地区经验，汇总、统计、分析、计算了原始数据和资料，确定了桩基持力层，并估算了单桩承载力，对工程参数和方案的选取具有重要的意义。

参考文献

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50011—2010 建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

〔编辑：白洁〕

Abstract： At the present stage， static cone penetration test for high accuracy of data， reproduction and testing in rapid succession， high efficiency， multifunction， etc.， is widely used in engineering reconnaissance work. Combined with engineering examples， describes the use of CPT division of the soil and categories， to determine the parameters of the pile foundation， and for the evaluation of engineering geology and engineering structure design provides scientific basis.

Key words： CPT； soil； soil engineering properties； pile foundation parameters