表層土含水率對(duì)復(fù)合地基靜載試驗(yàn)影響研究

(佛山市公路橋梁工程監(jiān)測(cè)站有限公司　廣東　佛山　528000)

一、試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本文依托某高速公路項(xiàng)目，分別在久干強(qiáng)日照之后和大雨后對(duì)軟基處理工程進(jìn)行復(fù)試驗(yàn)，試驗(yàn)分為兩階段，第一階段為測(cè)定檢測(cè)點(diǎn)表層土的含水率，第二階段為進(jìn)行復(fù)合地基荷載試驗(yàn)，下面分別對(duì)兩階段的試驗(yàn)進(jìn)行介紹。

(一)含水量測(cè)試試驗(yàn)

本試驗(yàn)主要參照《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》[4]，采用烘干法測(cè)定土的含水率，儀器設(shè)備有烘箱、天平、干燥器、稱量盒等。

試驗(yàn)時(shí)，每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)附近選取三個(gè)點(diǎn)取樣，取樣深度為距離地表25cm，取試樣30g入稱量盒內(nèi)，然后將盒子密封好。回到室內(nèi)，準(zhǔn)確稱量土樣和稱量盒的總質(zhì)量，將總質(zhì)量減去稱量盒的質(zhì)量就得到土樣的質(zhì)量。啟封稱量盒，將試樣和稱量盒共同放入烘箱內(nèi)，在恒定的溫度下烘干24h以上。將烘干后的試樣和盒取出，放人干燥器內(nèi)冷卻1h，冷卻后蓋好盒蓋，稱質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.01g。

按下式計(jì)算含水率：

式中:w—含水率(%)，計(jì)算至0.1;

m—濕土質(zhì)量(g);

ms—干土質(zhì)量(g)。

每個(gè)測(cè)點(diǎn)的三個(gè)土樣分別獨(dú)立計(jì)算含水率，最大值和最小值與中間值的差值在15%以內(nèi)時(shí)取三者平均值作為該點(diǎn)的含水率，否則重新取樣進(jìn)行測(cè)量。含水率試驗(yàn)結(jié)果如下表1。

表1　含水率試驗(yàn)結(jié)果

(二)復(fù)合地基承載力測(cè)試試驗(yàn)

本次試驗(yàn)加載方法為壓重平臺(tái)反力法，壓重平臺(tái)由混凝土支墩、混凝土配重和鋼梁組成。試驗(yàn)前將大于1.2倍最大試驗(yàn)荷載的混凝土配重一次性加載到搭建好的平臺(tái)上，試驗(yàn)時(shí)用油壓千斤頂向上頂壓重提供反力，試驗(yàn)時(shí)分級(jí)加載。

要求試驗(yàn)荷載：本次試驗(yàn)最大荷載為300kN，每級(jí)加載為要求最大試驗(yàn)荷載的1/10，30kN，第一按2倍分級(jí)荷載加載，為60kN。卸載荷載每級(jí)60kN。

樁的沉降觀測(cè)：在承壓板四角對(duì)稱位置安裝4個(gè)位移傳感器，位移傳感器分辨力為0.01mm。

壓力測(cè)讀：采用靜載測(cè)試儀量程為70MPa壓力傳感器測(cè)讀壓力值，壓力傳感器的測(cè)量誤差不大于1%。復(fù)合地基荷載試驗(yàn)結(jié)果如下表2

表2　靜載試驗(yàn)結(jié)果

2試驗(yàn)結(jié)果分析

編號(hào)為GHY的四個(gè)測(cè)點(diǎn)為在干旱時(shí)候進(jìn)行的試驗(yàn)，編號(hào)為L(zhǎng)HY的四個(gè)測(cè)點(diǎn)為雨后不久測(cè)量，從含水率試驗(yàn)結(jié)果可以看出，雨后表層土的含水率升高較多，雨后四個(gè)測(cè)點(diǎn)含水率平均值高出干天四個(gè)測(cè)點(diǎn)平均值64%以上。下面根據(jù)含水率的不同對(duì)兩次的靜載試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。

表層土含水率高的情況下，總沉降量比含水量低的情況要高出許多，整體上來(lái)看，沉降量要高出一倍以上。本次試驗(yàn)所有測(cè)點(diǎn)的總沉降量均符合規(guī)范要求的標(biāo)準(zhǔn)，所有測(cè)點(diǎn)都合格，但是同樣都是在合格范圍內(nèi)，沉降量相差較大。

表層土含水率對(duì)股和地基荷載試驗(yàn)的特征沉降量影響大，含水率高的測(cè)點(diǎn)特征沉降量要高出一倍以上，而特征沉降量是計(jì)算復(fù)合地基變形模量的重要參數(shù)，從而表層土含水率對(duì)復(fù)合地基變形模量也有很大的影響。

回彈率反映的是壓縮過(guò)程中土體的彈性變形所占總變形量的比例，從上圖可以看出，土體的含水率對(duì)回彈率的影響不大，含水率的高低試驗(yàn)結(jié)果回彈力都差不多太多，兩組數(shù)據(jù)均沒(méi)有占優(yōu)，說(shuō)明土體在壓縮過(guò)程中彈性變形占總變形的比例隨含水率的變化并不明顯。

綜上所述，含水率的變化對(duì)總沉降量和特征沉降量的影響較大，分析其原因?yàn)?，表層土含水率較低時(shí)，相當(dāng)于在地基上覆蓋了一層硬殼，這樣一來(lái)勢(shì)必提高了低級(jí)的承載力，表現(xiàn)在試驗(yàn)結(jié)果里就是沉降量較小。在實(shí)際檢測(cè)工作中，由于規(guī)范并未對(duì)這一點(diǎn)做出要求，所以普遍沒(méi)有對(duì)土體含水率的高低進(jìn)行區(qū)分，檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)一按照規(guī)范要求進(jìn)行評(píng)價(jià)，這有可能會(huì)因?yàn)橥馏w含水率過(guò)低而使本不合格的復(fù)合地基檢測(cè)結(jié)果變得合格，這在以后的檢測(cè)工作中需加以注意。

二、結(jié)論

1.地表土層的含水率較高時(shí)，復(fù)合地基荷載試驗(yàn)的總沉降量和特征沉降量較含水率低的時(shí)候大，并且差別較為顯著。

2.地表土層的含水率對(duì)復(fù)合地基荷載試驗(yàn)的回彈率影響不明顯，含水率變化時(shí)回彈率不隨之變化。

3.本試驗(yàn)樣本數(shù)較少，樣本間隔少，并不能定量的反應(yīng)含水率和復(fù)合地基荷載試驗(yàn)結(jié)果參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，這在今后需要進(jìn)一步研究。