烏品正

摘 要：重型圓錐動力觸探試驗(yàn)與淺層平板載荷試驗(yàn)相比基本上不受場地條件的限制，檢測時(shí)間快，檢測成本低，檢測范圍大，它不僅能檢測承載力，還能對它的施工質(zhì)量砂石配比的均勻性及壓實(shí)效果作出定性的判定，對換填厚度作出定量的判斷，因此，該方法應(yīng)是砂石墊層的承載力及施工質(zhì)量驗(yàn)收檢測的首選方法。

關(guān)鍵詞：重型動力觸探試驗(yàn)；靜載荷試驗(yàn)；承載力；砂石墊層

1 概述

在建設(shè)工程中對淺層軟弱土層或不均勻土層的地基處理常用方法為砂石墊層，用該種方法處理后，應(yīng)對其施工質(zhì)量進(jìn)行檢測?！督ㄖ鼗幚砑夹g(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）第4.4.4條規(guī)定竣工驗(yàn)收應(yīng)采用靜載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)墊層承載力，檢測方法依據(jù)JGJ79-2012附錄A的規(guī)定采用處理后地基靜載荷試驗(yàn)即平板靜載荷試驗(yàn)。

2 平板靜載荷試驗(yàn)存在的問題

由于砂石墊層材料存在壓力擴(kuò)散角，導(dǎo)致平板靜載荷試驗(yàn)結(jié)果的可靠性受荷載板尺寸的影響較大，為保證平板靜載荷試驗(yàn)結(jié)果較為準(zhǔn)確，JGJ79-2012附錄A規(guī)定平板載荷試驗(yàn)采用的壓板面積不應(yīng)小于1.0m2，為滿足此要求又比較經(jīng)濟(jì)通常采用的壓板面積均為1.0m2，則墊層地面處的受壓面積相應(yīng)的擴(kuò)大為（1+2ztgθ）m2（z為墊層厚度）。砂石墊層材料壓力擴(kuò)散角最小為200，砂石墊層處理厚度宜為0.5m～3.0m，一般均大于等于1m，以確保墊層底部在承載力較高的土層上，當(dāng)承載力檢測采用平板載荷試驗(yàn)時(shí)，假如承壓板的尺寸為1m×1m，壓力擴(kuò)散角為200，砂石墊層處理深度假如為1m，在1m2的承壓板上進(jìn)行加載經(jīng)過壓力擴(kuò)散角的擴(kuò)散傳到墊層底部壓力影響面積約為3m2，頂部承壓板壓力傳到墊層底部已降低到頂部的1/3，墊層底部即使還是軟弱土層，承載力檢測仍能滿足設(shè)計(jì)要求，因此平板載荷試驗(yàn)檢測砂石墊層承載力時(shí)，其檢測結(jié)果受承壓板面積的影響誤差較大，承壓板面積越大，則墊層底部受壓面積相應(yīng)的擴(kuò)大越小，檢測結(jié)果誤差越小，對獨(dú)立基礎(chǔ)和條形基礎(chǔ)當(dāng)承壓板的寬度采用基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)寬度時(shí)，平板載荷試驗(yàn)檢測結(jié)果的誤差才能達(dá)到最小，此時(shí)檢測耗時(shí)耗力，耗費(fèi)用，正常情況下是不采用該方法的平板靜載荷試驗(yàn)。

3 工程實(shí)例

本人在高速鐵路項(xiàng)目中，每年用平板靜載荷試驗(yàn)檢測砂石墊層承載力的項(xiàng)目至少有3～5個(gè)，荷載板面積均不大于1m2，但至今未有一個(gè)項(xiàng)目承載力檢測不滿足設(shè)計(jì)要求，這也進(jìn)一步驗(yàn)證了平板靜載荷試驗(yàn)檢測砂石墊層承載力用1m2面積荷載板存在的問題，近幾年的檢測項(xiàng)目有。

（1）某縣城小學(xué)新建教學(xué)樓，地基處理采用換填墊層，材料為1：1砂石，墊層厚度為0.75m，墊層底部為可塑灰黃色粘土，地基承載力特征值為180kPa，要求處理后地基承載力特征值不小于180kPa，檢測采用平板靜載荷試驗(yàn)，荷載板尺寸為1.0m×1.0m，檢測數(shù)量三個(gè)點(diǎn)，三個(gè)點(diǎn)最大加載均為360kPa，由于應(yīng)力擴(kuò)散的原因?qū)е吕塾?jì)沉降量僅為17.56mm、9.66mm、10.31mm。

（2）某小區(qū)一期工程6#樓，地基處理采用換填墊層，材料為1：4砂石，墊層厚度為2.0m，墊層底部為可塑灰黃色粉土，地基承載力特征值為110kPa，要求處理后地基承載力特征值不小于150kPa，檢測采用平板靜載荷試驗(yàn)，荷載板尺寸為1.0m×1.0m，檢測數(shù)量三個(gè)點(diǎn)，三個(gè)點(diǎn)最大加載均為300kPa，由于應(yīng)力擴(kuò)散的原因?qū)е吕塾?jì)沉降量僅為3.29mm、3.20mm、3.78mm。

（3）某新區(qū)幼兒園工程，地基處理采用換填墊層，材料為1：1砂石，墊層厚度為0.5m，墊層底部為可塑灰黃色粉土，地基承載力特征值為105kPa，要求處理后地基承載力特征值不小于126kPa，檢測采用平板靜載荷試驗(yàn)，荷載板尺寸為1.0m×1.0m，檢測數(shù)量三個(gè)點(diǎn)，三個(gè)點(diǎn)最大加載均為252kPa，由于應(yīng)力擴(kuò)散的原因?qū)е吕塾?jì)沉降量僅為6.29mm、5.71mm、11.26mm。

4 重型圓錐動力觸探試驗(yàn)方法

重型圓錐動力觸探試驗(yàn)設(shè)備由63.5±0.5kg穿心錘、直徑為74mm截面積為43cm2圓錐角為600的圓錐觸探頭和直徑為42mm的觸探桿（包括錘座和導(dǎo)向桿）組成。該試驗(yàn)方法如下：（1）檢測前，認(rèn)真檢查機(jī)具設(shè)備，在設(shè)備安裝過程中，部件連接處絲扣應(yīng)完好，觸探桿應(yīng)保持平直，連接牢固。（2）將觸探架安裝平穩(wěn)，使觸探保持垂直進(jìn)行。垂直度的最大偏差不得超過2%。在作業(yè)過程中觸探架不得偏移；貫入時(shí)，應(yīng)使穿心錘自由下落，落錘落距為76±2cm。地面上的觸探桿的不宜超過1.5m，以免傾斜和擺動太大。（3）錘擊速率宜為每分鐘15～30擊。打入過程中應(yīng)盡可能連續(xù)，所有超過5min的間斷都應(yīng)在記錄中予以注明。（4）及時(shí)記錄每貫入10cm所需的錘擊數(shù)。其方法可在觸探桿上每隔10cm劃出標(biāo)記，然后直接或用儀器記錄錘擊數(shù)；也可以記錄每一錘擊的貫入度，然后再換算每貫入10cm所需的錘擊數(shù)。（5）對于一般砂、圓礫和卵石層或加固土增強(qiáng)體，觸探深度不宜超過13m，超過該深度時(shí)需考慮觸探桿的側(cè)壁摩阻影響。

5 重型圓錐動力觸探試驗(yàn)成果的應(yīng)用

依據(jù)《工程地質(zhì)手冊》第四版推薦的鐵道部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路工程地質(zhì)原位測試規(guī)程》（TB10041-2003、J261-2003）用N63.5平均值碎石類土地基的承載力見下表。用重型圓錐動力觸探N63.5確定地基承載力（kPa）（見表1）。

6 結(jié)語

砂石換填墊層相當(dāng)于碎石類土，根據(jù)實(shí)測錘擊數(shù)的大小，經(jīng)修正和平均值統(tǒng)計(jì)查表即可獲得換填砂石墊層承載力數(shù)值。通過該試驗(yàn)方法還能檢測砂石墊層的施工質(zhì)量，定性判定墊層施工的均勻性和密實(shí)度：砂石不均勻，砂子多或不密實(shí)，重型圓錐動力觸探試驗(yàn)錘擊數(shù)低；石子多或較密實(shí)，重型圓錐動力觸探試驗(yàn)錘擊數(shù)高；通過對實(shí)測重型圓錐動力觸探試驗(yàn)錘擊數(shù)的變化情況分析，還可判定砂石墊層的施工厚度、墊層底部持力層是否為較好的土層。

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