如何選用PS～fo經(jīng)驗關系

丁仕群（安徽省水利水電勘測設計院 蚌埠 233000）

科技論壇

如何選用PS～fo經(jīng)驗關系

丁仕群
（安徽省水利水電勘測設計院 蚌埠 233000）

針對在應用PS～fo經(jīng)驗關系中出現(xiàn)的不當情況，根據(jù)實踐經(jīng)驗，介紹了選擇或建立工作地區(qū)可以采用的經(jīng)驗關系庫，進一步對比分析界定其適用條件，在工程中采用的注意事項，并介紹了一種綜合經(jīng)驗關系式，指出這些關系有適用性亦有局限性，應綜合分析后再采用。

靜力觸探 地基承載力 經(jīng)驗關系 適用范圍

1 前言

用靜力觸探PS值求fo是利用原位測試確定地基承載力的一種方法，其突出優(yōu)點是快速、簡便、有效且可靠。國內(nèi)大多采用建立PS（qC）與載荷試驗，或與土的物理力學性指標查規(guī)范確定的地基承載力的相關關系的途徑，評定地基承載力。這一類關系很多，各有其適用范圍，適用地區(qū)和土類。

在應用這些經(jīng)驗關系時，少數(shù)人由于經(jīng)驗不足或選擇不當，往往不加區(qū)別，造成成果不當，影響勘察質(zhì)量。為進一步搞好靜力觸探成果的應用，筆者根據(jù)多年工作實踐，介紹采用PS～fo經(jīng)驗關系注意事項，希望能對推廣靜力觸探工作有所幫助。由于江淮地區(qū)靜力觸探多采用單橋探頭，所以僅介紹用PS求fo的經(jīng)驗關系。

2 建立工作地區(qū)可以采用的經(jīng)驗關系庫

圖1粘性土、粉性土經(jīng)驗關系圖

在廣泛收集資料的基礎上，按工作地區(qū)工程地質(zhì)條件，按土類、土性各選擇出一組經(jīng)驗關系，經(jīng)初步篩選，舍去不太適用本地區(qū)或成果明顯有差異的關系，建立工作地區(qū)適用的經(jīng)驗關系庫。選擇4組PS～fo經(jīng)驗關系，見表1、圖1～2。

3 進行對比分析、界定經(jīng)驗關系的適用條件

對所選擇的經(jīng)驗關系，要進一步收集其統(tǒng)計背景資料，最好能了解其方差、相關系數(shù)、統(tǒng)計子樣的分類及來源。按土類分組分析出高值、中值、低值公式，對學術(shù)界曾研討或有爭議的關系式，在選用時，應按其結(jié)論意見采用。

（1）式是制定TJ21-77表4、5的原始關系式，其均方差為54kPa，雖經(jīng)檢驗PS～fo有一定的安全度，可以采用，但與國內(nèi)外其他統(tǒng)計關系比較為高值公式，從保障工程的安全性考慮，經(jīng)規(guī)范審查會議討論研究作出如下修正：

當PS≥3MPa時

當PS＜3MPa時

圖2砂土經(jīng)驗關系圖

表1 評定地基土承載力fo的經(jīng)驗關系

表2 各土類β、α修正系數(shù)表

fo=0.104PS-（0.54÷30）PS+26.9

=0.086PS+26.9 （3-2）

最終以（3-1）、（3-2）關系式建立了附表4、5。故用（1）式計算fo值與TJ21—77比較時會發(fā)現(xiàn)計算值偏大。

有些關系式適用范圍很廣：如適用淤泥質(zhì)土、一般粘性土、老粘土，或IP＜10一般粘性土、飽和砂土等。應通過對比分析，界定其在本地區(qū)最適宜在何種土性中使用。

如（1）式因淤泥質(zhì)土的統(tǒng)計子樣較少，絕大數(shù)為PS≥1MPa的指標，PS＜1MPa區(qū)間受大值的PS～fo區(qū)間相關線型的影響，可能精度不及（5）式高。同樣（21）式用以計算IP=3～10的粉性土要較用來計算飽和砂土更適宜。

4 選用PS～fo經(jīng)驗關系的注意事項

從4種土性PS～fo的經(jīng)驗關系圖（圖1～2）中可以看出各組均可分為高值、中值、低值三種關系式，無特殊理由一般不選用高值公式，以選用符合計算條件的中低值關系式為宜。

適用范圍單一的關系式可能較適用范圍廣的適用性要好。可以根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗，將一些適用范圍廣的經(jīng)驗關系界定在某類土性中使用，但不能超越其適用范圍。

有爭議或經(jīng)過修正的關系式要慎用，或按修正意見采用。

采用的經(jīng)驗關系應經(jīng)過試用，與其他方法求得的成果比較，并在適用過程中反復驗證，以得出該地區(qū)的一套常用經(jīng)驗關系。

對該地區(qū)工程地質(zhì)性質(zhì)特殊土層，可根據(jù)地區(qū)勘察經(jīng)驗確定具體適用的關系式。例如江淮地區(qū)的膨脹土（Q3al），長期強度多衰減，浸水易軟化，可采用一般粘性土的高值關系式計算fo，江淮地區(qū)Q1～2的地層按老粘土關系式較適宜。

5 綜合經(jīng)驗關系的介紹

全國各地土質(zhì)差別很大，各經(jīng)驗式也有差別?？偨Y(jié)以往眾多的經(jīng)驗式，進行統(tǒng)計分析后，建議采用下述較精確的經(jīng)驗式：

fo=0.1βPS+0.032α （5-1）

式中：β與α為土類修正系數(shù)，可參見表2。

公式（5-1）使用方便，適應性廣，相對誤差小。應用該式時，首先要了解當?shù)赝临|(zhì)情況，特別是塑性指數(shù)IP及土名，要有少量室內(nèi)試驗和鉆探配合，或有附近的工程地質(zhì)資料類比。一般是對地基土類了解得越清楚，用PS（qc）求fo的準確度越高。

上述關系在該地區(qū)的適用性，可以在使用中驗證。

6 結(jié)論

用靜力觸探PS值求fo全為經(jīng)驗關系，既有其適用性也有一定的局限性，采用時應進行分析比較，不要盲目使用，以保證計算成果的可靠性。在對比資料積累較多時，可以通過統(tǒng)計分析建立自己地區(qū)的PS～fo經(jīng)驗關系