(涼山州公路工程試驗(yàn)檢測(cè)中心, 四川 涼山 615000)
現(xiàn)代的公路橋梁等建筑發(fā)展很快,同時(shí)浮現(xiàn)出來的問題也不少,特別是在地基承載力的檢測(cè)方面出了不少的問題。究其原因有以下表現(xiàn):首先,主要是業(yè)內(nèi)沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),檢測(cè)方法五花八門,檢測(cè)所采用的設(shè)備也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致的結(jié)果就是數(shù)據(jù)的不確定,檢測(cè)結(jié)果失真等等;在選擇檢測(cè)方法的時(shí)候,不能從實(shí)際出發(fā),盲目的選擇檢測(cè)方法或者是套用方法,這種措施的后果是非常嚴(yán)重,如果是遇到特別復(fù)雜的工程,僅僅是機(jī)械的套用檢測(cè)方法,而沒有因地制宜的話就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。因此,合理使用檢測(cè)方法是非常必要的,通過多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),結(jié)合前人經(jīng)驗(yàn),通過對(duì)檢測(cè)方法的特點(diǎn)以及現(xiàn)狀了解,提出一點(diǎn)見解希望、能有所裨益。
靜載荷試驗(yàn)是一種原位試驗(yàn),相比其他公路地基承載力檢測(cè)方法,它有其自身的優(yōu)勢(shì)。這是因?yàn)殪o載荷試驗(yàn)全程模擬地基的實(shí)際受力過程,并真實(shí)記錄其受力變化。它的直觀性和真實(shí)性是其他檢測(cè)方法不能比擬的。因此靜載荷試驗(yàn)才能夠成為其他檢測(cè)方法的標(biāo)桿和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),為各大規(guī)范所推崇。靜載荷試驗(yàn)的具體操作方法是,利用堆載的方式提供荷載,并將荷載逐級(jí)(比如最大荷載320kPa,分為 8 級(jí),每級(jí)增加 40kPa)傳遞給地基,每級(jí)荷載維持一段時(shí)間,達(dá)到規(guī)定的穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)后再施加下一級(jí)荷載,測(cè)得每級(jí)荷載的沉降量和總沉降量,繪制出 p-s曲線,結(jié)合曲線的特征,通過一定的判定方法可以得出地基承載力的值。
它的優(yōu)點(diǎn)比較明顯,就是直觀真實(shí)。這是其他檢測(cè)方法不能比擬的。缺點(diǎn)也十分明顯,第一,給地基施加的荷載往往由堆載提供。比如大型混泥土塊,它的制作和堆載都需要花費(fèi)大量的人力物力,因此工程量很大。第二,堆載一次只能測(cè)定一根樁,而且每根樁需要花費(fèi)的時(shí)間往往需要需要一天,檢測(cè)周期太長(zhǎng)。第三,該種檢測(cè)方法往往選取場(chǎng)地的某塊區(qū)域或幾塊區(qū)域,代表性不夠強(qiáng),鑒于地基的復(fù)雜性,難以保證每塊區(qū)域的地基承載力都差不多,因此得出的地基承載力值難免具有片面性。第四,該方法只能在地表進(jìn)行檢測(cè),因?yàn)楣こ痰臉痘袝r(shí)候往往很深,深地基的承載力通過該方法不能直觀反映。第五,該方法得出的p-s 曲線往往依靠簡(jiǎn)單的人為判定就得出結(jié)果,其判定方法也具有很強(qiáng)的人為隨意性。盡管靜載試驗(yàn)存在這么多缺點(diǎn),但是相對(duì)而言仍然是目前最為準(zhǔn)確的測(cè)定地基承載力的方法。由此可見,當(dāng)前的地基承載力的檢測(cè)方法已經(jīng)不能滿足工程建設(shè)的需求,亟待更先進(jìn)的檢測(cè)方法來改變這一現(xiàn)狀。
標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)屬于動(dòng)力觸探試驗(yàn)的范疇。其探頭是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的圓筒形探頭。該方法是利用錘擊動(dòng)能將貫入器打入土中,根據(jù)貫入器受到的阻力來推定土層的物理力學(xué)性質(zhì)。適用于砂土、粉土和一般粘性土的地基承載力的檢測(cè)。另外,根據(jù)錘擊數(shù)還可鑒定土的類型,還可以評(píng)價(jià)砂土的密實(shí)度或者黏土的土質(zhì)及土的強(qiáng)度、地基承載力、變小模量等。
十字剪切試驗(yàn)是一種原位測(cè)試試驗(yàn)。它的基本原理是將十字板頭用鉆孔壓入一定深度的土體中,然后施加一定的扭矩使十字板頭能夠開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng),直到土體破壞,土體會(huì)形成圓柱形的破壞面,這時(shí)的力矩便可計(jì)算出土的抗剪強(qiáng)度。十字板剪切試驗(yàn)適用于測(cè)定飽和軟黏性土的不排水抗剪強(qiáng)度。
旁壓試驗(yàn)是水平向荷載試驗(yàn)。它是將旁壓器豎直的插入一定深度的土體中,再對(duì)旁壓器內(nèi)的土體加壓,土體膨脹,進(jìn)而對(duì)旁壓器周圍的土體產(chǎn)生橫向壓力,土體受力產(chǎn)生變形,建立給旁壓器施加的壓力和外圍土體產(chǎn)生的變形之間的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系或是體積-壓力關(guān)系曲線,即可估算出地基的承載力。適用于砂土、粉土、碎石土、軟巖、黏性土和極軟巖等地基承載力的測(cè)定,并可在不同深度進(jìn)行測(cè)定。
觸探方法有兩種:靜力觸探試驗(yàn)和圓錐動(dòng)力觸探。靜力觸探試驗(yàn)的原理是由機(jī)械裝置提供外力,施加在一定標(biāo)準(zhǔn)的金屬探頭上,金屬探頭受靜力壓入土層中,探頭在被壓入土層的過程中會(huì)受到土的阻力,傳感器能夠反映土的阻力并通過儀器記錄下來。土的強(qiáng)度越大,探頭壓入土層受到的阻力就越大,因此儀器反映的讀數(shù)能夠用來分析土體的強(qiáng)度。該方法的優(yōu)點(diǎn)是直觀、便、快速和準(zhǔn)確,但缺點(diǎn)是不能直接觀測(cè)土層,不適用于密砂地基和碎石地基。圓錐動(dòng)力觸探的原理是給一定標(biāo)準(zhǔn)的圓錐探頭施加錘擊動(dòng)能打入土中,根據(jù)貫入的擊數(shù)或懂貫入阻力來判別土層的變化,進(jìn)而判定土的工程性質(zhì),可用來對(duì)巖土工程進(jìn)行評(píng)價(jià)。該方法適用于碎石地基和密砂地基。其檢測(cè)設(shè)備簡(jiǎn)單,操作也簡(jiǎn)便。其缺點(diǎn)是不能直接觀測(cè)土層,具有一定的經(jīng)驗(yàn)性,因此不夠準(zhǔn)確。
對(duì)于公路地基承載力的檢測(cè)方法,每種都有一定的適用范圍。選取哪一種地基檢測(cè)方法,這需要綜合各個(gè)因素來考慮。每種檢測(cè)方法都有各自的優(yōu)劣,測(cè)定得到的數(shù)據(jù)并不是真實(shí)的地基承載力,只是接近真實(shí)承載力,綜合幾種檢測(cè)方法的結(jié)果,能否更加接近真實(shí)地基承載力,這是一個(gè)待研究的課題。通過上面各種檢測(cè)方法的分析,在所有的地基承載力檢測(cè)方法中,靜載荷試驗(yàn)是最可靠的,因?yàn)樗M地基的實(shí)際受力過程,得出的結(jié)果大致能作為地基的真實(shí)承載力,可檢驗(yàn)其他檢測(cè)方法是否準(zhǔn)確,為規(guī)范所推崇。
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