郑向前,陈冠军,寇丹辉
(河南省地矿局第四地质勘查院,河南郑州450001)
·岩土工程·
三门峡某场地湿陷性黄土地基承载力的选用
郑向前*,陈冠军,寇丹辉
(河南省地矿局第四地质勘查院,河南郑州450001)
以三门峡陕县某工地岩土工程详细勘察为例,利用浅层平板载荷试验、标准贯入试验、静力触探试验、土工试验、经验公式所得的地基承载力进行比较,从而对相类似地层承载力选用提供依据。
湿陷性黄土;地基承载力特征值;静力触探试验
在岩土工程勘察中,确定地基土承载力是一个核心问题,也是勘察单位必须向设计单位提供的重要设计参数,其数值的大小,关系到能否利用天然地基、采用的基础形式等,直接影响建筑物的安全和工程造价。地基承载力特征值可由载荷试验或其他原位测试、公式计算,并结合工程实践经验等方法综合确定[1]。虽然载荷试验最直接准确,但因试验条件、工期、费用等因素的制约,不能普遍采用,利用原位测试结果或经验公式查得或计算的地基承载力往往偏高,本文试图通过试验结果的比较,找到三门峡陕县地区湿陷性黄土地基承载力选用方法。
表1 场区地层物理力学参数
该场区属汾渭地堑盆地东南缘,地貌单元为黄河南岸Ⅱ级阶地,场地地势较平坦。场区的地基土主要为第四纪上更新世统(Q3al+pl)冲—洪积和第四纪中更新世统冲—洪积(Q2al+pl)成因的黄土状粉土、黄土状粉质粘土。场区地层物理力学参数见表1。
工程共布置浅层平板载荷试验点2个,试验坑深度2.5m,宽度7m×7m,采用边长为55mm方形刚性承压板。采用分级维持荷载沉降相对稳定法(常规慢速法)的加荷方式。工程中2个点的浅层平板载荷试验最大加载压力为400kPa,均分为8级。在试验中每级荷载施加后,间隔10min、10min、10min、15min、15min测读1次沉降,以后间隔30min测读1次沉降,当连续2h每小时沉降量小于0.1mm时,认为沉降已达相对稳定标准,施加下一级荷载。参见表2、图1~图4、表3。
表2 试验点S1浅层平板复合地基载荷汇总表、曲线图(压板面积:0.3㎡;试验点号:S1)
由载荷试验结果可知:S1试验点最大加载压力为320kPa,特征值为160kPa;S2试验点最大加载压力为400kPa,特征值为200kPa。
采用Ø42mm钻杆,自重63.5kg,落距76cm的标准落锤,自由落体进行试验。2个试验点的标准贯入试验统计值见表4。
利用工程地质手册(第四版)铁道部第三勘察设计院提供地基承载力标准值公式fk=72+9.4N1.2[3],将表3数值代入公式,可得S1试验点fk=144.7kPa,S2试验点fk=152.7kPa。
图1 S1试验点p-s曲线
图2 S1试验点s-lgt曲线
采用WYC-20型轻便型双桥静力触探车进行试验,测定锥头阻力、侧壁阻力,探头圆锥锥底截面积为15cm2,侧壁面积300cm2,锥尖锥角为60°。2个试验点的静力触探试验统计值见表5。
表3 试验点S2浅层平板复合地基载荷汇总表(压板面积:0.3㎡;试验点号:S2)
图3 S2试验点p-s曲线
利用f0=118.46+39.39qc[2],qc取静力触探锥尖阻力的平均值,代入公式可得S1试验点地基承载力基本值f0=178.7kPa,S2试验点地基承载力基本值 f0= 242.5kPa。
由土工试验结果利用当地经验公式计算地基土承载力特征值:
图4 S2试验点s-lgt曲线
式中W取含水量、塑限的最大值。经计算得试验点S1的地基承载力特征值fak=157kPa,试验点S2的地基承载力特征值fak=139kPa。由于探井处原为果树,导致土工试验结果中含水量较小,孔隙比较大,由经验公式计算所得的试验点S2地基承载力特征值小于试验点S1的地基承载力特征值。
结合以上几种方法,最终确定该场地地基承载力特征值取fak=140kPa比较合理。由于该场地地基土含水量、孔隙比、湿陷性、压缩性等差异较大,岩土工程师在提供地基承载力特征值时,用地区经验、原位测试和理论公式计算几种方法综合确定该参数是一种比较适宜的工作途径。利用静力触探试验进行力学分层、地基承载力在物理力学参数差异较大的地区使用适用性不强。在三门峡湿陷性黄土场地,应尽可能采用探井采取原状土样进行土工试验并结合标准贯入试验,即可直观进行分层,又可提供较为准确的地基承载力。
表4 标准贯入试验统计表
表5 静力触探试验统计表
[1]贾文华.地基承载力特征值计算公式探讨[J].岩土工程与勘察,2003,24(2).
[2]彭天祥.静力触探技术在黄土地区工程勘察中的应用[J].杨凌职业技术学院学报.2009,4(8).
[3]工程地质手册(第四版)[S].中国建筑工业出版社,2012.
Selection for Collapsible Loess Foundation Bearing Capacity in a Site in Sanmenxia
ZHENG Xiang-qian,CHEN Guan-jun,KOU Dan-hui
(The Fourth Geological Exploration Institute of Henan Geology and Mineral Bureau,Zhengzhou Henan 450001,China)
Taking a detailed survey of geotechnical engineering in Shan County in Sanmenxia as an example,the different foundation bearing capacity from shallow plate loading test,standard penetration test,static cone penetration test,soil test and empirical formulas was made a comparison,so it provides the basis for selection of the bearing capacity of similar formations.
collapsible loess;characteristic value of foundation bearing capacity;static penetration test
TU444
B
1004-5716(2016)01-0001-04
2015-01-06
2015-01-22
郑向前(1984-),男(汉族),山西晋中人,工程师,现从事岩土工程勘察与地质灾害评估工作。