关于公路桥涵地基承载力检测的分析

彭康乐

随着社会经济不断发展，我国建设事业走向了快车道，公路工程施工具有一定的复杂性、系统性和综合性，公路桥涵地基承载力是影响公路工程质量的关键因素。本文从地下水文条件、土体物理性质等方面对影响地基承载力评定的因素展开了探讨，结合目前常用的地基承载力方式对具体的检测技术进行了研究，旨在为相关人员提供参考。

所谓地基承载力，是指地基本身所具备的荷载能力，在公路工程施工中，当荷载发生变化时，地基都会呈现出不同程度的变形，荷载的增大地基变形程度也会随之增大。加强对公路桥涵地基承载力检测技术的分析，有助于及时解决公路桥涵工程施工中出现的安全隐患和施工质量潜在风险。结合目前我国公路桥涵地基承载力的检测和评定现状来看，在检测过程中仍然存在诸多问题，技术人员要结合行业现状加强检测技术的选择和应用，推动我国公路建设事业的稳定、持续、健康发展。

一、地基承载力评定影响因素

随着我国社会经济的持续发展，我国建设行业走上了快车道，公路桥涵施工是公路工程的重点、难点、要点、工作内容，地基承载力是影响公路桥涵工程质量的重要指标，加强对地基承载力检测方法的研究可以保证公路桥涵工程整体质量。结合目前情况来看，影响地基承载力评定准确性的主要因素有：地下水因素、土体物理学性质、人为因素等方面。

1. 地下水的影响

众所周知，公路桥涵工程施工具有一定的复杂性，涉及到不同工种、不同专业之间的交叉工作比较多，影响地基承载力的因素比较多，地下水水位高低决定着地基的含水率，地下水位比较高的时候含水率高，此时地基承载力会降低，土地自身的凝聚力和内摩擦力在地下水的影响下会发生变化，造成软土地基等不良地基。此外，地下水会降低土的重度，想要提高施工整体质量，必须在勘察设计阶段对施工现场进行全面、深入分析，利用相关实验对土质情况进行分析，要保证样品的代表性，通过实验计算出土质内的含水率，分析土体的承载力强度，进而确定地基承载力。结合不同区域的季节变化、降雨量动态监测地下水位的变化，对相关数据进行统计、分析、整理，进而为施工方案、施工工艺的确定提供全面的数据支撑。

2. 土体物理学性质

土体的含水率、密度、粘聚力、内摩擦力等各项指标是确定地基承载力的主要因素，当土体内含水率比较高时，土体内部颗粒之间的密度、缝隙比较大，土地整体硬度降低，承载力也会减弱。在一些密度比较高的土体中，颗粒之间的空隙小、水分不易渗入，地基结构原本强度比较高，承载力也强，粘聚力和内摩擦力是评价土体强度的指标。我国幅员辽阔，不同地区的地理地质条件存在很大的差异，公路建设范围广，施工环境复杂，工程质量控制难度大，在地基承载力检测工作开展之前，要根据检测对象的具体特征选择针对性强，检测效果良好的检测方式，为公路工程施工方案、施工工艺的确定和施工设备的选择提供全面的数据支撑。

二、公路桥涵地基承载力常用的检测方法

1. 静荷载实验

在利用静荷载实验进行公路桥涵地基承载力检测时，首先要确定检测对象的面积，在具体的位置上利用承压板进行逐级加载，与此同时要动态分析压力数据变化特征，从而确定地基承载力。该检测方式的优势在于可以对公路桥涵地基的真实受力状态进行全程模拟，提高地基受力变形情况和承载力变化数据的真实性、全面性，相比其他检测方式，该方式对地基承载力、受力情况的分析更加客观、准确，在利用静荷载实验检测公路桥涵地基承载力时，需要注意以下事项：（1）通过堆载的方式获取地基上的荷载。大型混凝土块是堆载的主要形式，公路桥涵工程现场环境复杂，在堆载的生产制作过程中，其体积、重量、规格很难把控，生产工艺复杂，工程量比较大，在制作之前技术人员要充分了解公路桥涵地基承载力检测工作的具体需求，才能保证堆载制作完成的实用性和适用性。如图1所示为堆载平台系统的设备布置；（2）利用静荷载实验获取的公路桥涵地基承载力数据比较全面、准确，但是在实际检测过程中，每次堆载只能检测一个桩，对于面积比较大的检测对象来说，该检测方式耗时长，效率不高；（3）在实际检测过程中需要应用到荷载板，荷载板和堆载的大小会对静荷载检测的深度造成影响，静荷载的检测范围有限，只能检测地基浅层的承载情况；（4）检测时所选取的区域有限，面对较复杂的地基结构时静荷载实验的检测方式并不能完全发挥出其应有的检测效果，最终获得的检测数据的代表性也会受到比较大的影响。此外，在获取检测数据之后绘制p-s曲线时，由人为判定得出，如果绘制人员专业水平和工作经验不足，对细节性问题把控不到位，必然会导致该曲线所表述的内容与实际情况出现很大的偏差。

图1 堆载平台系统的设备布置

2. 标准贯入实验

标准贯入实验的检测方式一般适用于砂土、粉土和一般粘性土中，在软塑、流塑软土中不适用，在测量公路桥涵地基承载力时首先要分析土体类型。在应用标准贯入式实验时要根据检测现场的具体情况确定所要使用的设备和仪器类型，包括贯入器、重型动力触探仪器、触深杆、穿心锤等。如图2所示为标准贯入器示意图。

图2 标准贯入器示意图

在标准贯入实验检测地承载力时要与钻探配合使用，操作要点包括：（1）钻具钻到实验土层标高以上15cm左右为宜，以防下层土层受到扰动。（2）在贯入前，要仔细检查触探杆的接头，不能出现松动、松脱的情况，入时，穿心锤落距为76厘米，使其自由下落，将贯入器直打入土层中15厘米。以后每打入土层30厘米的锤击数，即为实测锤击数N。（3）提出贯入器，取出贯入器中的土样进行鉴别描述。

3. 动力触探实验确定地基承载力

在采用动力触探方式检测的时候首先要确定地基土体性质，该方式在实际应用过程中利用一定的锤击能量将带圆锥形的探杆打入到地基中，当探杆的深度达到预定值时分析打入探杆所使用到的锤击数，根据锤击次数分析地基的强度、硬度和承载力。该检测方式通常在粘性土、砂土、碎石土等土质类型中比较常用。动力触探的方式主要分析轻型动力触探、重型动力触探和特重型动力触探等多种类型，技术人员在公路桥涵地基承载力检测工作开展过程中，要根检测现场的具体情况，如土质结构、水文条件、交通条件等因素选择适用性强的动力触探检测工艺。不同的动力触探设备的型号、规格存在很大的差异，重锤质量、重锤落距、探头面积、探杆外径各不相同，探头达到某一预定值所需的探击数也各不相同，具体参数如表1所示。

表1 动力触探设备类型和规格

从上表可以看出，利用轻型动力触探设备进行检测时，当探杆贯入30cm时应该记录此时锤击数量，重型动力触探设备贯入10cm深度的时候记录锤击数量，如果检测现场的地基土层相对比较松软，这种情况下技术人员可以采用测量每次锤击（一般为1～5击）之后的探杆贯入度，通过记录、分析各项数据，按照相应的计算公式对对应的地基承载力进行计算。

4. 波速测试法

波速测试法主要是采用单孔法、跨孔法或面波法，利用铁球水平撞击木板，用于测定压缩波、剪切波和瑞利波的方式。波速测试的方法适用于岩土体环境中，在检测过程中利用铁球水平撞击木板，板面和地面在撞击作用下会发生运动，由此产生剪切波，从而在钻孔内不同高度处分别接收通过土层向下传播的剪切波。因为这种竖向传播的路径接近于天然地层由基岩竖直向上传播的情况，因此对地层反应分析较为有用。利用波速测量的时候对钻孔的要求较高，通常情况下，要根据具体的测量需求确定钻头的直径保证孔径符合一定的标准，钻孔的直径要比测井探头直径大3～125px。同时要保证孔壁的光滑，在结构比较复杂的土层环境中检测时要定时更换钻具，保证测量效果，成孔质量与钻孔速度、孔径倾斜度息息相关，要保证钻孔速度的均匀，倾斜度不能超过标准要求，技术人员要加强对此类细节性问题的把控，避免测试资料的可靠性、完整性和准确性出现较大偏差。

三、结语

综上所述，公路工程施工具有一定的复杂性，地基承载力是影响公路工程整体质量的关键因素，随着科学技术的不断发展，各类新型的检测技术被广泛应用于公路地基承载力检测中，不同的检测技术应用优劣点和适用场景各不一样，技术人员要明确不同技术具体特征，提高检测结果的准确度，为施工方案、施工工艺的确定奠定基础。