某省道交叉工程基础地基承载力检测实例研究

赵正信，陈云飞

(1. 江苏省交通技师学院 道路与桥梁工程系，江苏 镇江 212028； 2. 江苏森淼工程质量检测有限公司 道路所，江苏 镇江 212028)

地基承载力是指地基承担荷载的能力，是针对地基基础设计提出的评价地基强度和稳定性的专业术语，常用的概念有地基极限承载力和地基容许承载力[1]454。根据地基规范，地基承载力特征值(fak)定义为由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限[2]。一般来说，确定地基承载力有4种方法：1)现场试验，包括(静)载荷试验、静力触探试验、标准贯入试验、旁压试验、扁铲侧胀试验等。2)根据土的抗剪强度指标等参数结合理论公式推导。3)基于地区的使用经验，采用类比法确定。4)结合室内试验、现场测试指标或者野外鉴定指标，查阅规范得到[3-4]。

1 工程地质概况

某省道是连云港市东部沿海的一条干线公路快速通道，起点为排淡河，向东跨越陇海铁路、港城大道后再下穿连霍高速，全长约3.85 km。主线按一级公路标准，朝阳互通主线桥采用桥梁形式上跨虎山、陇海铁路、港城大道，全长约2 km，朝阳互通新建6条匝道与港城大道实现交通转换。该项目于2016年11月底进场施工，计划于2018年底建成通车。

根据地质勘察报告，本次施工区域处于C匝道8#墩位置，地层参数如下： 1层为杂填土，灰褐色，松散，稍湿，黏性土为主，夹少量碎石、碎砖块。2层为黏土，灰黄夹灰色，软弱至可塑状态，土质较均，地基承载力特征值(未修正)fa0=80 kPa，该土层压缩模量ES=5.11 MPa。3层为淤泥，灰青色，流塑，稍有腥臭味，fa0=60 kPa，ES=1.54 MPa。4层为黏土，黄褐色，可塑-硬塑，局部夹少量铁锰结核及钙核，fa0=160 kPa，ES=7.63 MPa。4-9层土地基承载力特征值fa0≥160 kPa。10层为全风化片麻岩，灰黄色，密实，原岩结构完全破坏，结构构造不清，已风化成砂土状，岩石质量指标RQD=0，岩体质量等级为Ⅴ级，属极软岩，fa0=320 kPa，ES=35 MPa。11层为强风化片麻岩，青灰色，鳞片粒状变晶结构，片麻状构造，岩石结构已被破坏，主要组成矿物为石英、长石和云母，云母含量较高，岩体较破碎，岩芯局部呈碎块状，岩石质量指标RQD=4～15，岩体质量等级为Ⅴ级，属极软岩，fa0=4500kPa，ES=35 MPa。从地质资料可以判断，1—3层土层为软弱土层，需要采取措施加以处理；4层以上的土层承载力不能满足设计要求，必须进行处理。本工程设计决定采用水泥搅拌桩处理地基。

2 规范中关于复合地基承载力的确定

复合地基承载力确定时，绘制压力-沉降(p-s)、沉降-时间对数(s-lgt)曲线。当沉降急剧增大，土体被挤出或承压板周围出现明显的隆起，承压板累计沉降大于其边长的6%或大于等于15 cm时，可视为复合地基破坏其对应的荷载定位极限荷载[5-6]。

当p-s曲线上有比例界限，其值大于等于对应比例界限的2倍时，应取该比例界限所对应的荷载值。有经验的地区，可依当地经验确定相对变形值，但原地基土为高压缩型土层时相对变形值最大值应不大于0.015。对变形控制严格的工程可将设计要求的沉降允许值作为相对变形值，见表1。

表1 按相对变形值确定土地基承载力特征值

注：S0为与承载力特征值对应的承压板的沉降量；b为承压板的边宽或直径，当b大于2 m时，按2 m计算。

3 载荷试验检测仪器及检测过程

本检测试验采用的仪器有静力载荷测试仪(JCQ-503B)、千斤顶(30 t)、油压传感器(0～80 MPa)、百分表(0～50 mm)。

加载反力装置为4根钢梁搭成的压重平台反力装置，混凝土预制块堆积，最大堆载量30.0 kN。采用方形承压板(压板面积1 m2)，最大加载荷载250 kPa，采用慢速维持法加载[5-6]。现场静载荷试验示意图及测试位置示意图如图1所示。检测数据分析及检测结果见表2，图2。

1 承压板; 2 梁; 3 百分表; 4 千斤顶; 5 支墩; 6 配重; 7 基准梁图1 现场静载荷试验示意图

测点编号坐标检测日期最大试验荷载/ kPa1#3841143.610,498284.9642018/10/26-10/272502#3841144.674,498287.8302018/10/27-10/282503#3841145.739,498290.6962018/10/28-10/292504#3841135.361,498288.0282018/10/29-10/302505#3841136.425,498290.8942018/10/31-11/012506#3841137.490,498293.7602018/11/01-11/02250

图2 复合地基载荷试验点位置布置图

1#号土地基载荷试验点位：加载至250 kPa时，经120 min观测，土基顶本级沉降量为1.76 mm，累计沉降量为10.00 mm。所绘p-s曲线未出现明显陡降，s-lgt曲线尾部亦无明显向下弯曲。方形承载板面积为1 m2，则其边长b=1 m，所以S0=0.008b=0.008 mm，根据插值法得出所对应的荷载

=221.25 kPa>125 kPa。

根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79—2012)、《建筑地基检测技术规范》(JGJ 340—2015)相关规定，判定该试验点位处土基极限承载力pu≥250 kPa，地基承载力特征值fak≥125 kPa。同理可得2#，3#，4#，5#，6#土地基处的地基承载力特征值为fak≥125 kPa，详见表3。

表3 土地基载荷试验数据汇总表

本次共绘得曲线图12幅，其中p-s曲线6幅，s-lgt曲线6幅，静载荷试验数据汇总表6张，本文仅列出1#点的复合地基载荷试验数据，详见表4，图3，图4。其他点位检测数据与1#基本类似，亦满足承载力设计要求。

表4 1#复合地基载荷试验数据汇总表

注：最大加载量为250 kPa，最大位移量为10.00 mm，最大回弹量为4.74 mm，回弹率为47.40%

图3 1#地基载荷试验p-s曲线

图4 1#地基载荷试验s-lg t曲线

4 结束语

依据最新版《建筑地基检测技术规范》和《建筑地基处理技术规范》，利用慢速维持法对处理后的地基进行静载荷试验，对某省道互通于某铁路交叉工程匝道8#墩处基础的6处复合地基进行承载力的检测与验证。工程检测结果表明，采用水泥搅拌桩处理的复合地基承载力满足设计要求。由试验数据可知，处理后的地基承载力特征值具有稳定性和统一性，说明该工程地基处理是成功的，利用规范法验证地基承载力是可行的。