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        花崗巖殘積土地基承載力取值的應(yīng)用分析

        2021-12-21 09:27:42黃義柱
        廣東建材 2021年12期
        關(guān)鍵詞:殘積土砂質(zhì)粘性

        黃義柱

        (廣東省建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測(cè)總站有限公司)

        花崗巖殘積土系花崗巖經(jīng)物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化后殘留在原地且未經(jīng)搬運(yùn)的碎屑物質(zhì),其成分除石英外,其他礦物均已風(fēng)化為土狀。在南方地區(qū),由于氣候溫暖、氣溫較高、濕度較大、降雨量充足等氣候特點(diǎn),導(dǎo)致原巖風(fēng)化強(qiáng)烈,通常其形成的風(fēng)化殘積土層具有大孔隙比、小液性指數(shù)、低壓縮性、強(qiáng)吸水性等特點(diǎn),依據(jù)顆粒成分的差異也分礫質(zhì)粘性土、砂質(zhì)粘性土和粘性土。在建筑應(yīng)用中,由于其具有相對(duì)較好的物理力學(xué)性質(zhì),通常考慮作為低層建筑、簡(jiǎn)易廠房、地下室等的天然地基持力層?;◢弾r殘積土作為非石亦非土的特殊巖土體,由于礦物成分和風(fēng)化程度的差異其物理力學(xué)性也存在較大差異。因此,在確定花崗巖殘積土作為淺基礎(chǔ)持力層時(shí)候,充分考慮各種因素對(duì)地基承載力測(cè)試及合理取值,對(duì)工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性和安全性具指引作用。

        1 工程概況

        某工程項(xiàng)目占地面積約3000m2,擬建上部單層商用物業(yè),下部為一層地下室。根據(jù)場(chǎng)地巖土工程勘察情況、對(duì)地基承載力要求和建筑成本綜合考慮,確定采用天然地基上獨(dú)立柱基礎(chǔ)形式和框架結(jié)構(gòu),采用④層花崗巖殘積土層作為基礎(chǔ)持力層,要求地基承載力特征值不低于300kPa。各土層分布和土質(zhì)特征如下:①雜填土:平均層厚1.47m,雜色,稍濕,稍密,主要成分為建筑垃圾和粘性素填土;②淤泥:平均層厚1.76m,黑色~灰黑色,飽和,含腐殖質(zhì),流塑~軟塑狀;③粉質(zhì)粘土:平均層厚1.52m,淺黃色、局部粉紅色,很濕,具粘性,含少量粉粒和砂質(zhì),可塑狀;④砂質(zhì)粘性土:平均層厚10.03m,黃褐色、局部白色、淺綠色,稍濕,原生殘余結(jié)構(gòu)較清晰,為粘粒、砂質(zhì),土樣手捏易散,遇水易泥化呈可塑狀,原巖風(fēng)化而成;⑤全風(fēng)化花崗巖:黃褐色、黃色、淺綠色、鐵灰色,稍濕,原生殘余結(jié)構(gòu)很清晰,巖石風(fēng)化呈土狀,硬塑狀。

        2 原位測(cè)試試驗(yàn)

        土層開(kāi)挖至-9.70m 后,見(jiàn)④層花崗巖殘積砂質(zhì)粘性土?;硬捎门艠吨ёo(hù)、水泥土攪拌樁止水,坑底設(shè)置排水溝、集水井進(jìn)行排水疏干,并用抽水泵連續(xù)不間斷抽水,使地下水位降至基坑底面標(biāo)高以下1.00m 后,進(jìn)行原位重型圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn),并根據(jù)動(dòng)力觸探試驗(yàn)結(jié)果確定平板載荷試驗(yàn)點(diǎn)位。

        2.1 重型圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)

        重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)在地下水穩(wěn)定及場(chǎng)地平整后,均勻分布地選取26 個(gè)獨(dú)立柱基持力層位置,觸探深度5.50m。依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果及場(chǎng)地土層分布條件,對(duì)觸探深度范圍內(nèi)土層進(jìn)行力學(xué)分層,分層厚度定為1.00m,最后一層為1.50m,先采用平均值法統(tǒng)計(jì)每個(gè)檢測(cè)孔的重型動(dòng)力觸探錘擊數(shù)代表值后,再對(duì)同一土層重型動(dòng)力觸探錘擊數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),見(jiàn)表1。

        地基土按照分層厚度分別推定地基承載力特征值,參考廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)規(guī)范》DBJ/T 15-60-2019 中一般黏性土地基的規(guī)定,初步推定場(chǎng)地砂質(zhì)粘性土地基承載力特征值。

        綜合分析表1~表2:

        表1 同一土層重型動(dòng)力觸探錘擊數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

        表2 重型圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)推定地基承載力特征值fak(kPa)

        開(kāi)挖后地基標(biāo)高以下:0.00~1.00m 土層推定地基承載力特征值小于120kPa;1.00~2.00m 土層推定地基承載力特征值約180kPa;2.00~3.00m 土層推定地基承載力特征值約260kPa;3.00~4.00m 推定地基承載力特征值約350kPa;3.00~4.00m 土層推定地基承載力特征值大于400kPa。

        2.2 平板載荷試驗(yàn)

        參考觸探試驗(yàn)結(jié)果,不考慮地下水影響,原土層超挖1.00m 至-10.70m 后,土層地基承載力特征值約180kPa。地基平板載荷試驗(yàn)選取重型動(dòng)力觸探錘擊數(shù)偏低的試驗(yàn)孔位,試驗(yàn)結(jié)果如表3。

        表3 地基土平板載荷試驗(yàn)結(jié)果

        依據(jù)廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)規(guī)范》DBJ/T 15-60-2019,綜合地基土平板載荷試驗(yàn)結(jié)果,取壓板點(diǎn)位1#、3#、5#和6#的結(jié)果平均值約為100kPa 作為該土層的承載力特征值。

        3 承載力取值影響因素分析

        ⑴土質(zhì)成分對(duì)地基強(qiáng)度影響分析:原位測(cè)試土層為花崗巖殘積成因砂質(zhì)粘性土,母巖中高嶺石、云母及綠泥石等水解礦物含量較大,由于較多水解礦物存于土質(zhì)中,且風(fēng)化程度不完全一致,對(duì)土體強(qiáng)度的影響非常大,重型觸探結(jié)果變異系數(shù)0.19~0.32,地基平板載荷試驗(yàn)結(jié)果離差也較大。因此,對(duì)此類(lèi)花崗巖殘積類(lèi)土質(zhì)地基承載力取值,應(yīng)著重現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),重點(diǎn)分析土質(zhì)成分對(duì)原位試驗(yàn)結(jié)果和地基承載力取值的影響。

        ⑵本項(xiàng)目依照重型圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)結(jié)果,直接參照沉積成因的一般粘性土地基相關(guān)規(guī)定推定“非石亦非土”的花崗巖殘積砂質(zhì)粘性土的地基承載力,存在一定的邏輯適應(yīng)性,觸探試驗(yàn)作為平板載荷試驗(yàn)選擇位置具有必要性,但對(duì)地基承載力的取值參照不具備地區(qū)經(jīng)驗(yàn)。

        ⑶在繼續(xù)開(kāi)挖和降水后,依據(jù)重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)結(jié)果推斷的地基承載力與地基土平板載荷試驗(yàn)結(jié)果相比,重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)結(jié)果推定的地基承載力仍舊相對(duì)較高。根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際情況,從本次的重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)結(jié)果可知,除了原地基上部局部土層存在擾動(dòng)造成上部土層重型動(dòng)力觸探結(jié)果偏低外,由于土層砂質(zhì)含量較大,地下水蘊(yùn)藏豐富,地下水位較高,土層透水能力和固有水文地質(zhì)條件對(duì)花崗巖類(lèi)殘積砂質(zhì)粘性土層重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)的結(jié)果也存在較大的影響。

        4 結(jié)論

        ⑴因花崗巖成分、氣候條件、風(fēng)化條件等的差異,其同一巖性的殘積土強(qiáng)度不一,評(píng)價(jià)地基強(qiáng)度時(shí)應(yīng)充分考慮土質(zhì)結(jié)構(gòu)和成分的影響,結(jié)合平板載荷試驗(yàn)和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)綜合考慮所取地基強(qiáng)度的合理性;

        ⑵花崗巖殘積土因孔隙比較大、砂質(zhì)含量較大、液性指數(shù)較小和遇水易崩解的特點(diǎn),在土體受結(jié)構(gòu)擾動(dòng)和地下水的影響下,其土體強(qiáng)度必然下降,評(píng)價(jià)地基強(qiáng)度時(shí)應(yīng)考慮地下水和施工工藝擾動(dòng)對(duì)土體的影響。

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