扁铲侧胀仪在基坑勘察中的应用

聂 建 微

(十四冶建设云南勘察设计有限公司，云南 昆明 650031)



扁铲侧胀仪在基坑勘察中的应用

聂 建 微

(十四冶建设云南勘察设计有限公司，云南 昆明 650031)

通过对昆明某基坑范围内不同的地层单元扁铲侧胀试验(DMT)测试分析，应用所实测的DMT数据ID，KD，ED换算土的物理力学性质指标，并将其结果与室内土工试验结果进行了对比，指出其结果与土的物理力学性质指标有较好的相关性，且精度比较高。

扁铲侧胀仪，基坑勘察，土工试验，压缩模量

0 引言

扁铲侧胀试验是将带有膜片的扁铲压入土中预定深度，充气使膜片向孔壁土中侧向扩张，根据压力与变形关系，测定土的模量及其他有关指标。最适宜在软弱、松散土中进行，随着土的坚硬程度或密实程度的增加，适宜性渐差[1-3]。它具有操作和维护十分简单且经济、重复性好、可得到近乎连续的地层剖面、试验结果与人们熟悉的土工参数相关联，可直接与其他室内试验或现场试验的结果相比较、扁平状插板可大大避免土体的拱效应等优点。扁铲侧胀试验在勘察工程中被广泛应用，并制定了扁铲侧胀试验的行业标准[4，5]。本文对云南昆明滇池附近某基坑采用DMT型扁铲侧胀仪取得了一些初步成果。

1 计算方法[3]

由A，B，C值经膜片修正系数的修正后可分别得到P0,P1,P2值：P0=1.05(A-Zm+ΔA)-0.05(B-Zm-ΔB)；P1=B-Zm-ΔB;P0=C-Zm+ΔA。

式中：Zm——调零前的压力表初读数；

P0——膜片向土中膨胀之前的接触压力；

P1——膜片膨胀至1.10 mm时的压力；

P2——膜片回到0.05 mm时的终止压力；

ΔA——率定时钢膜片膨胀至0.05 mm时的实测气压值；

ΔB——率定时钢膜片膨胀至1.10 mm时的实测气压值。

根据以上压力值，可以得到下列几个试验参数。

土性指数：ID=(P1-P0)/(P0-u0)。

水平应力指数：

侧胀模量：

ED=34.7(P1-P0)。

孔隙压力指数：

UD=(P2-P0)/(P0-u0)。

式中：u0——静水压力；

根据工程地质手册，由经验公式与土的参数建立相关关系(见表1)，可以获得土的静止侧压力系数、不排水抗剪强度、超固结比、压缩模量、地基土承载力、土的临界水平应力指数、液化强度比等参数。

2 工程实例

2.1 工程概况

表1 DMT试验参数与土的工程性质相关关系[3]

云南昆明滇池附近某基坑，地下设2层地下室，开挖深度约15 m。场地地貌上属于滇池盆地湖沼相沉积平原地貌，基坑开挖范围内地层主要为泥炭质土、黏土、粉土。依据本工程岩土工程勘察报告，场地土层自上而下划分为9个大层， 0 m～15 m的土层主要为填土、软塑状黏土及泥炭质土，局部夹稍密状粉土、粉砂，物理力学性质较差，属欠固结土，具高孔隙比、高含水量、高压缩性、易变形的特征；15 m～50 m的土层主要为可塑～硬塑状黏性土、泥炭质土，间夹中密状粉土。各层土的基本物理力学参数见表2。

表2 地层分布及物理力学参数

2.2 试验成果分析

基坑工程范围内共进行了6个扁铲侧胀试验钻孔，合计147个试验点。试验成果依据相关规范及手册进行扁铲侧胀试验成果估算(见表3)。

表3 扁铲侧胀试验综合成果表

2.2.1ID划分土类

根椐《工程地质手册》(第四版)用材料指数ID划分土的类别，该基坑的场地土中，黏性土层的ID和土工试验定名的土名基本一致，说明扁铲侧胀试验对云南昆明滇池附近的基坑工程的土层划分有一定的借鉴作用，基本上能反映地基土的特性；但对于粉土、砂土等较硬土层，由于其的黏粒含量差异较大，故计算得出的材料指数ID差异也较大(见表4)。

表4 用土类指数ID划分土类[3]

2.2.2 压缩模量

表5 压缩模量对比表

扁胀试验经验公式计算的压缩模量与土工试验结果见表5，通过对比可以看出，根据扁铲试验按相关手册及规范估算出的侧胀模量与土工试验的压缩模量基本一致。参考国内外工程经验，表明侧胀模量MDMT是从DMT试验所获得的最可信而且最有用的参数[6]。但对于粉土偏差较大，故在粉土、砂土地层采用扁铲试验具有一定的局限性。

3 结语

本文就云南昆明滇池附近某基坑针对基坑范围内土层进行了扁铲侧胀仪试验，并结合室内土工试验对比分析。结果表明，对于软土、黏性土层扁铲侧胀试验经地区经验值修正后的结果与土工试验得出的结果基本一致。其值基本上反映了被测土体的力学性质，可以为工程设计提供参考。对于粉土、砂土地层差异较大。

[1] 陈国民.扁铲侧胀仪试验及其应用[J].岩土工程学报，1999，21(2)：177-183.

[2] 林华国.扁铲侧胀试验在岩土工程中的应用文[D].上海:同济大学硕士学位论文，2004.

[3] 工程地质手册[M].第4版.北京：中国建筑工业出版社，2007.

[4] GB 50021—2001(2009年版),岩土工程勘察规范[S].

[5] TB 10018—2003,铁路工程地质原位测试规程[S].

[6] Marchetti，S..In-situ tests by flat dilatometer[J].Journal of Geotechnical Engineering Division，ASCE，1980，106(3):299-321.

The application of the Flat Dilatometer Test in foundation pit investigation

Nie Jianwei

(The14thMetallurigicalConstructionofYunnanSurveyandDesignCo.，Ltd,Kunming650031，China)

Based on the analysis of the determined parameterID,KD,EDof the DMT in foundation pit investigation at Kunming, this paper discusses the experiential formulae and the deficiency about the DMT. The results of DMT is correlated with familiar geotechnical parameter, directly comparable with the result of other laboratory. Flat dilatometer test is a simple and efficient in-sit testing technique with high precision. It has preferable relativity between the testing results and character guideline of physics and mechanics.

Flat Dilatometer Test(DMT)， foundation pit investigation， geotechnical test, modulus of compression

1009-6825(2016)22-0075-02

2016-05-27

聂建微(1981- )，男，工程师，注册岩土工程师

TU412

A