鄭向前，陳冠軍，寇丹輝

（河南省地礦局第四地質(zhì)勘查院，河南鄭州450001）

·巖土工程·

三門(mén)峽某場(chǎng)地濕陷性黃土地基承載力的選用

鄭向前*，陳冠軍，寇丹輝

（河南省地礦局第四地質(zhì)勘查院，河南鄭州450001）

以三門(mén)峽陜縣某工地巖土工程詳細(xì)勘察為例，利用淺層平板載荷試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、土工試驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)公式所得的地基承載力進(jìn)行比較，從而對(duì)相類(lèi)似地層承載力選用提供依據(jù)。

濕陷性黃土；地基承載力特征值；靜力觸探試驗(yàn)

1　概述

在巖土工程勘察中，確定地基土承載力是一個(gè)核心問(wèn)題，也是勘察單位必須向設(shè)計(jì)單位提供的重要設(shè)計(jì)參數(shù)，其數(shù)值的大小，關(guān)系到能否利用天然地基、采用的基礎(chǔ)形式等，直接影響建筑物的安全和工程造價(jià)。地基承載力特征值可由載荷試驗(yàn)或其他原位測(cè)試、公式計(jì)算，并結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等方法綜合確定［1］。雖然載荷試驗(yàn)最直接準(zhǔn)確，但因試驗(yàn)條件、工期、費(fèi)用等因素的制約，不能普遍采用，利用原位測(cè)試結(jié)果或經(jīng)驗(yàn)公式查得或計(jì)算的地基承載力往往偏高，本文試圖通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果的比較，找到三門(mén)峽陜縣地區(qū)濕陷性黃土地基承載力選用方法。

表1　場(chǎng)區(qū)地層物理力學(xué)參數(shù)

2　場(chǎng)地地層與物理力學(xué)參數(shù)

該場(chǎng)區(qū)屬汾渭地塹盆地東南緣，地貌單元為黃河南岸Ⅱ級(jí)階地，場(chǎng)地地勢(shì)較平坦。場(chǎng)區(qū)的地基土主要為第四紀(jì)上更新世統(tǒng)（Q3al+pl）沖—洪積和第四紀(jì)中更新世統(tǒng)沖—洪積（Q2al+pl）成因的黃土狀粉土、黃土狀粉質(zhì)粘土。場(chǎng)區(qū)地層物理力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表1。

3　淺層平板載荷試驗(yàn)

工程共布置淺層平板載荷試驗(yàn)點(diǎn)2個(gè)，試驗(yàn)坑深度2.5m，寬度7m×7m，采用邊長(zhǎng)為55mm方形剛性承壓板。采用分級(jí)維持荷載沉降相對(duì)穩(wěn)定法（常規(guī)慢速法）的加荷方式。工程中2個(gè)點(diǎn)的淺層平板載荷試驗(yàn)最大加載壓力為400kPa，均分為8級(jí)。在試驗(yàn)中每級(jí)荷載施加后，間隔10min、10min、10min、15min、15min測(cè)讀1次沉降，以后間隔30min測(cè)讀1次沉降，當(dāng)連續(xù)2h每小時(shí)沉降量小于0.1mm時(shí)，認(rèn)為沉降已達(dá)相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，施加下一級(jí)荷載。參見(jiàn)表2、圖1～圖4、表3。

表2　試驗(yàn)點(diǎn)S1淺層平板復(fù)合地基載荷匯總表、曲線圖（壓板面積：0.3㎡；試驗(yàn)點(diǎn)號(hào)：S1）

由載荷試驗(yàn)結(jié)果可知：S1試驗(yàn)點(diǎn)最大加載壓力為320kPa，特征值為160kPa；S2試驗(yàn)點(diǎn)最大加載壓力為400kPa，特征值為200kPa。

4　標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)

采用?42mm鉆桿，自重63.5kg，落距76cm的標(biāo)準(zhǔn)落錘，自由落體進(jìn)行試驗(yàn)。2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)值見(jiàn)表4。

利用工程地質(zhì)手冊(cè)（第四版）鐵道部第三勘察設(shè)計(jì)院提供地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值公式fk=72+9.4N1.2［3］，將表3數(shù)值代入公式，可得S1試驗(yàn)點(diǎn)fk=144.7kPa，S2試驗(yàn)點(diǎn)fk=152.7kPa。

圖1　S1試驗(yàn)點(diǎn)p-s曲線

圖2　S1試驗(yàn)點(diǎn)s-lgt曲線

5　靜力觸探試驗(yàn)

采用WYC-20型輕便型雙橋靜力觸探車(chē)進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)定錐頭阻力、側(cè)壁阻力，探頭圓錐錐底截面積為15cm2，側(cè)壁面積300cm2，錐尖錐角為60°。2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的靜力觸探試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)值見(jiàn)表5。

表3　試驗(yàn)點(diǎn)S2淺層平板復(fù)合地基載荷匯總表（壓板面積：0.3㎡；試驗(yàn)點(diǎn)號(hào)：S2）

圖3　S2試驗(yàn)點(diǎn)p-s曲線

利用f0=118.46+39.39qc［2］，qc取靜力觸探錐尖阻力的平均值，代入公式可得S1試驗(yàn)點(diǎn)地基承載力基本值f0=178.7kPa，S2試驗(yàn)點(diǎn)地基承載力基本值 f0= 242.5kPa。

6　經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算

由土工試驗(yàn)結(jié)果利用當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)公式計(jì)算地基土承載力特征值：

圖4　S2試驗(yàn)點(diǎn)s-lgt曲線

式中W取含水量、塑限的最大值。經(jīng)計(jì)算得試驗(yàn)點(diǎn)S1的地基承載力特征值fak=157kPa，試驗(yàn)點(diǎn)S2的地基承載力特征值fak=139kPa。由于探井處原為果樹(shù)，導(dǎo)致土工試驗(yàn)結(jié)果中含水量較小，孔隙比較大，由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算所得的試驗(yàn)點(diǎn)S2地基承載力特征值小于試驗(yàn)點(diǎn)S1的地基承載力特征值。

7　結(jié)語(yǔ)

結(jié)合以上幾種方法，最終確定該場(chǎng)地地基承載力特征值取fak=140kPa比較合理。由于該場(chǎng)地地基土含水量、孔隙比、濕陷性、壓縮性等差異較大，巖土工程師在提供地基承載力特征值時(shí)，用地區(qū)經(jīng)驗(yàn)、原位測(cè)試和理論公式計(jì)算幾種方法綜合確定該參數(shù)是一種比較適宜的工作途徑。利用靜力觸探試驗(yàn)進(jìn)行力學(xué)分層、地基承載力在物理力學(xué)參數(shù)差異較大的地區(qū)使用適用性不強(qiáng)。在三門(mén)峽濕陷性黃土場(chǎng)地，應(yīng)盡可能采用探井采取原狀土樣進(jìn)行土工試驗(yàn)并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，即可直觀進(jìn)行分層，又可提供較為準(zhǔn)確的地基承載力。

表4　標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表

表5　靜力觸探試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表

［1］賈文華.地基承載力特征值計(jì)算公式探討［J］.巖土工程與勘察，2003,24（2）.

［2］彭天祥.靜力觸探技術(shù)在黃土地區(qū)工程勘察中的應(yīng)用［J］.楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào).2009,4（8）.

［3］工程地質(zhì)手冊(cè)（第四版）［S］.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

Selection for Collapsible Loess Foundation Bearing Capacity in a Site in Sanmenxia

ZHENG Xiang-qian，CHEN Guan-jun，KOU Dan-hui

（The Fourth Geological Exploration Institute of Henan Geology and Mineral Bureau，Zhengzhou Henan 450001，China）

Taking a detailed survey of geotechnical engineering in Shan County in Sanmenxia as an example，the different foundation bearing capacity from shallow plate loading test，standard penetration test，static cone penetration test，soil test and empirical formulas was made a comparison，so it provides the basis for selection of the bearing capacity of similar formations.

collapsible loess；characteristic value of foundation bearing capacity；static penetration test

TU444

B

1004-5716（2016）01-0001-04

2015-01-06

2015-01-22

鄭向前（1984-），男（漢族），山西晉中人，工程師，現(xiàn)從事巖土工程勘察與地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估工作。