土层地基承载力分析

2010-06-09张增祥王金喜张小康

长春工程学院学报（自然科学版） 2010年1期

张增祥,王金喜,张小康

(1.衡水市环境卫生管理处,衡水053000;2.河北工程大学,邯郸056038)

地基承载力的确定问题是一个复杂的问题,不仅决定于地基土的性质,还受其它的诸如基础形状、荷载倾斜与偏心程度、覆盖层抗剪强度、地下水位、下卧层等因素的制约[1]。勘察提供的地基承载力,是地基基础设计所需的最重要指标。勘察试验技术是确定地基承载力的最直接可靠的手段。进行地基承载力的试验研究,对于充分利用和挖掘地基潜力、合理选择地基持力层、提高勘察工作质量、促进岩土工程勘察技术的发展具有重要的现实意义[2]。

1 岩土层结构与类型

工程场地位于长江三角洲南缘的冲、湖积平原上,根据区域地质资料,本区第四纪以来地壳运动以沉降为主,接受堆积,形成广阔的堆积平原地貌。场地地形较平坦,地面标高最大值3.36 m,最小值2.25 m,地表相对高差 1.11 m,河道水面标高为1.45 m,水深约1.00～2.00 m,底部淤泥厚度约0.5～1.0 m。

根据勘探揭露,结合区域地质资料,将本场区勘察深度范围内揭露的地基土层自上而下分为11个工程地质层(见表1)。

表1 土层分类表

2 原位测试

2.1 静力触探试验

主要原位测试方法为静力触探。静力触探采用ZY-15T号型双桥静力触探仪和CLD-3T单桥静力触探仪。双桥静力触探仪由传感器把静力触探锥尖阻力(qc)、侧壁摩阻力(f s)传入LMC-310型静探微机,其探头截面积为 15 cm2,其测试间距为10 cm/次,贯入速率控制在(1.20+0.30)m/min。各层地基土的锥尖阻力(qc)及侧壁摩阻力(f s)统计采用厚度加权平均值。

单静力触探仪,由传感器把静力触探锥尖阻力(Ps)传入LMC-310型静探微机,其探头截面积为10 cm2,其测试间距为10 cm/次,贯入速率控制在(1.20+0.30)m/min。静力触探单孔曲线图见图1。

2.2 标准贯入试验

标准贯入试验设备:自由落锤,锤重63.5 kg,自由落距为(76+2)cm,钻杆(Φ 42 mm)和半合管取土器等,实验在钻孔中进行,先用钻具钻至预定实验深度,清除残土,然后把半合管取土器放入孔底,先预击15 cm,再记录贯入30 cm锤击数。本次勘察标贯实测击数平均值见表2。

图1 静力触探单孔曲线图

2.3 室内土工试验及特征值确定

根据 GB/T 50123—1999《土工试验方法标准》[3]有关要求,对所取土样进行了含水量及密度等常规物理性质指标测试,同时对粉土及砂土进行颗粒分析试验。至于力学性质试验,压缩试验根据具体要求加压至400～3 200 kPa,同时进行了固结快剪、三轴不固结不排水剪切试验,并对基坑开挖涉及土层进行了渗透试验及水质分析。各土样试验结果见表3。根据GB 50007—2002《建筑地基基础设计规范》[4]和3种试验的结果确定地基承载力特征值见表3。

表2 标贯实测击数统计表

表3 各主要土层地基承载力特征值表

地基承载力确定综合建议值静力触探试验土工试验标贯试验承载力特征值层号土层名称参数Ps/MPa fak/kPa强度参数物理参数fak/kPa fa Ck/kPa φk/°/kPa参数N/击fak/kPa fak/kPa 11 粉质黏土夹粉土e=0.742 Il=0.55 180 31 14.5 165 17.5 160 150 12 粉质黏土 e=0.861 Il=0.69 160 28 14.0 147 145 140

3 结语

地基承载力特征值指由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形内规定的变形所对应的压力值,其最大值为比例界限值。也可以这么说:建筑地基所允许的基础最大压力,基础给地基施加的压力如果大于该值,可能会发生过大变形。本文根据室内试验、标准贯入试验、单桥静力触探试验等,结合地区工程经验,综合确定有关基坑围护设计参数建议值见表4。