吉林省榆树市某小区地基承载力的确定方法研究

2015-10-15于海明孙广利

吉林建筑大学学报 2015年1期

于海明孙广利

(吉林建筑大学测绘与勘查工程学院，长春 130118)

1 概述

浅层平板载荷试验(PLT)是在一定尺寸的载荷板上分级施加荷载，观测各级荷载下的沉降，研究地基土的压力与变形特征之间关系的原位测试方法，可根据荷载—沉降(p-s)曲线确定地基承载力，计算土的变形模量［1］．随着勘察水平的提高，浅层平板载荷试验在工程勘察中得到越来越多的应用．在缺乏当地经验的情况下，应由浅层平板载荷试验确定地基承载力［2］．本次研究以吉林省榆树市某高层建筑地基为研究对象，进行原位试验并确定地基承载力特征值和变形模量．

榆树地区地处松嫩冲洪积平原，建设场地自然地面标高为204．70m～205．00m．经现场勘察揭露，本场地上部土层如下:

①人工填土:褐黑色、黄褐色粘性土、建筑垃圾等杂物组成，稍密状态，层厚1m～3m．②粉质粘土:黄褐色，硬塑状态，中等压缩性，层厚2．6m～7．3m．③粉质粘土:黄褐色，褐色，可塑偏软—软塑状态，中等压缩性，层厚0．8m ～7．9m．

2 试验工作

2．1 试验方法

在地表以下2m深度设置3个试验点对粉质粘土层进行试验研究，试验点标高为202．83m～203．17m，试验点编号分别为S2-1，S2-2，S2-3．试验基坑采用人工开挖，宽度不小于承载板宽度或直径的3倍，即2．4m，开挖时应尽量减小对地基土的扰动，挖成后立即在试压表面用粗砂找平，厚度不超过20mm．由于试验地区没有实例数据，根据周边地区工程经验，将加荷等级初设为10级，最大加载量不应少于荷载设计值的2倍．每级加载后按时间间隔10min，10min，10min，15min，15min测读沉降量，以后每隔30min测读一次沉降量．当连续2h内，每小时的沉降量小于0．1mm时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载．当出现下列情况之一时，即可终止加载［2］．①承压板周围的土明显侧向挤出;②沉降量s急剧增大，荷载—沉降曲线(p-s曲线)出现陡降段;③在某一级荷载下，24h内沉降速率不能达到稳定标准;④相对沉降量s/b≥0．06(b为承压板的宽度或直径)时．

浅层平板载荷试验要求符合以下条件:试验点无边载，为基坑大开挖的条件;承压板为刚性板，面积为0．5m2;试验点采用明沟排水，地层湿度接近天然湿度;满足施加荷载能达到极限荷载的条件．

2．2 试验数据的处理方法

根据浅层平板载荷试验成果绘制出p-s曲线，按下述方法确定地基承载力［3］:①当p-s曲线上有明显的比例界限时，取该拐点所对应的荷载值;②当极限荷载小于对应的比例界限荷载的2倍时，取极限荷载值的一半;③当不能满足上述二款要求时，当承压板面积为0．25～0．5m2，可取s/b=0．01～0．015所对应的荷载，但其值不应大于最大加载量的一半．静力载荷试验时，同一土层参加统计的试验点不应少于三点，当试验实测值的极差不超过平均值的30%，取此平均值作为该土层地基承载力特征值fak．

一般取p-s曲线的直线段，用公式(1)计算地基土的变形模量E0值［4］:

式中，I0为刚性承压板的形状系数，圆形承压板取0．785;方形承压板取0．886;d为承压板直径;μ为地基土的泊松比，粉质粘土取0．38;p为p-s曲线线段s=(0．10～0．15)d时承压板底的压力;S为与p对应的沉降，mm．当p-s曲线直线段不明显时，可用确定地基承载力与相应的沉降量代入公式(1)计算E0．

3 试验成果分析

本次浅层平板载荷试验3个试验点数据及试验曲线如下:

S2-1，S2-2，S2-3号试验点实验结果见表1～表3．试验结果:

表1 S2-1号试验点实验结果

表2 S2-2号试验点实验结果

表3 S2-3号试验点实验结果

试验点S2-1加载至第十级时，出现骤降，取前一级荷载为极限荷载，即pu1=480kPa;

试验点S2-2加载至第十二级时，出现骤降，取前一级荷载为极限荷载，即pu2=576kPa;

试验点S2-3加载至第十一级时，累计沉降达到破坏标准(s/b≥0．06)，取前一级荷载为极限荷载，即pu3=528kPa;

S2-1，S2-2，S2-3号试验点p-s曲线见图1～图3．

地基承载力特征值的确定:

变形模量的确定:

由式(1)，试验点S2-1据s1=8．00mm，p1=239kPa，计算出变形模量E1=16MPa;试验点S2-2据s2=8．00mm，p2=303kPa，变形模量 E2=20MPa;试验点 S2-3 据 s3=8．00mm，p3=247kPa，变形模量 E3=16MPa．变形模量平均值取E0=17MPa．