傘型淺層平板載荷試驗(yàn)裝置在某場(chǎng)地勘察中的應(yīng)用

張 勇 紀(jì)成亮 于生飛

(山東電力工程咨詢?cè)河邢薰荆綎| 濟(jì)南 250100)

0 引言

載荷試驗(yàn)在工程勘察中應(yīng)用廣泛，是一種重要的巖土原位測(cè)試方法，一般認(rèn)為是各種原位測(cè)試中最可靠的方法。淺層平板載荷試驗(yàn)是在一定面積的承壓板上向淺部地基土逐級(jí)施加荷載，測(cè)求地基土的壓力與變形特性的原位測(cè)試方法，可以反映承壓板下1.5倍～2.0倍承壓板直徑或?qū)挾确秶鷥?nèi)地基土強(qiáng)度、變形的綜合性狀。載荷試驗(yàn)設(shè)備主要由穩(wěn)壓加荷裝置、反力裝置和沉降觀測(cè)裝置組成，常見的反力裝置有堆載、錨定及自反力裝置等。本文通過錨定式反力裝置中的傘型淺層平板載荷試驗(yàn)裝置對(duì)某電廠工程場(chǎng)地的淺層地基土進(jìn)行載荷試驗(yàn)，并分析研究了地基土的承載力特征值、變形模量、地基基床系數(shù)等參數(shù)，取得了良好的效果。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目背景

某電廠工程位于安徽省西北部的亳州市利辛縣，新建2臺(tái)百萬千瓦級(jí)超超臨界燃煤機(jī)組。擬建場(chǎng)地位于淮北沖積平原的南緣，淮河中游北岸的一級(jí)階地上，地勢(shì)平坦開闊。

1.2 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件

2 試驗(yàn)方案

2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

本試驗(yàn)的試驗(yàn)?zāi)康闹饕牵捍_定天然地基土的地基承載力；確定天然地基土的變形參數(shù)；確定地基基床反力系數(shù)。

2.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)分8級(jí)～10級(jí)加荷，加荷方式采用分級(jí)維持荷載沉降相對(duì)穩(wěn)定法(常規(guī)慢速法)。

每級(jí)加載后，按間隔10 min,10 min,10 min,15 min,15 min測(cè)讀一次沉降，以后為每隔30 min測(cè)讀一次沉降量，當(dāng)在連續(xù)2 h每小時(shí)的沉降量不大于0.1 mm時(shí)，可認(rèn)為沉降已達(dá)相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，施加下一級(jí)荷載。

當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，可終止試驗(yàn)：

1)承壓板周圍的土明顯地側(cè)向擠出，周邊巖土出現(xiàn)明顯隆起或徑向裂隙持續(xù)發(fā)展；

2)本級(jí)荷載的沉降量大于前級(jí)荷載沉降量的5倍，荷載與沉降曲線出現(xiàn)明顯陡降；

3)在某級(jí)荷載下24 h沉降速率不能到相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)；

4)總沉降量與承壓板直徑(或?qū)挾?之比超過0.06。

2.3 試驗(yàn)裝置

本試驗(yàn)采用的試驗(yàn)裝置如表1所示。

表1 試驗(yàn)裝置的設(shè)備明細(xì)表

本工程為粘性土場(chǎng)地，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，采用地錨提供反力的裝置減少了堆載運(yùn)輸?shù)墓ぷ髁?，現(xiàn)場(chǎng)地錨安裝簡(jiǎn)易，錨定穩(wěn)固可靠。所使用主要儀器參數(shù)如表2所示。

表2 主要設(shè)備參數(shù)表

試驗(yàn)裝置安裝完畢后如圖1所示。

2.4 試驗(yàn)概況

按照GB 50021—2001巖土工程勘察規(guī)范(2009版)第10.2.2條規(guī)定：“載荷試驗(yàn)應(yīng)布置在有代表性的地點(diǎn)，每個(gè)場(chǎng)地不宜小于3個(gè)點(diǎn)，淺層平板載荷試驗(yàn)應(yīng)布置在基礎(chǔ)底面標(biāo)高處”。本次勘測(cè)針對(duì)①層粘土進(jìn)行了1組傘型淺層平板載荷試驗(yàn)，共3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，詳見表3。

表3 試驗(yàn)概況

本試驗(yàn)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)主要為GB 50021—2001巖土工程勘察規(guī)范(2009年版)和GB 50007—2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范。

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 p—s曲線

根據(jù)試驗(yàn)所測(cè)得的數(shù)據(jù)，繪制各試驗(yàn)點(diǎn)的p—s(荷載—沉降)曲線如圖2所示。

3.2 地基承載力特征值的確定

ZH1測(cè)點(diǎn)比例界限為160 kPa，最大加載量為400 kPa，因此取承載力特征值160 kPa；

ZH2測(cè)點(diǎn)無明顯比例界限，最大加載量為600 kPa，沉降量與載荷板直徑之比s/b=0.01對(duì)應(yīng)的承載力為189 kPa，因此取承載力特征值189 kPa；

ZH3測(cè)點(diǎn)無明顯比例界限，最大加載量為320 kPa，沉降量與載荷板直徑之比s/b=0.01對(duì)應(yīng)的承載力為145 kPa，因此取承載力特征值145 kPa。

試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表4 載荷試驗(yàn)結(jié)果一覽表

4 地基土變形參數(shù)分析

4.1 變形模量

根據(jù)GB 50021—2001巖土工程勘察規(guī)范(2009年版)變形模量E0(MPa)可按下式計(jì)算：

其中，I0為剛性承壓板的形狀系數(shù)，圓形承壓板取0.785；方形承壓板取0.886；v為土的泊松比，碎石土取0.27，砂土取0.30，粉土取0.35，粉質(zhì)黏土取0.38，黏土取0.42；d為承壓板直徑；p為p—s曲線線性段的壓力，kPa；s為與p對(duì)應(yīng)的沉降，mm。綜合上述分析，該場(chǎng)地地基變形模量E0確定如表5所示。

表5 載荷試驗(yàn)變形模量計(jì)算成果表

4.2 基準(zhǔn)基床系數(shù)

根據(jù)GB 50021—2001巖土工程勘察規(guī)范(2009年版)10.2.6條：

其中，p為p—s曲線線性段的壓力，kPa；s為與p對(duì)應(yīng)的沉降，mm。

綜合上述分析，該場(chǎng)地地基土基準(zhǔn)基床系數(shù)確定如表6所示。

表6 地基土基準(zhǔn)基床系數(shù)計(jì)算成果表

5 結(jié)語

本文通過傘型淺層平板載荷試驗(yàn)裝置對(duì)某電廠工程場(chǎng)地的淺層地基土進(jìn)行了淺層平板載荷試驗(yàn)，并分析研究了地基土的承載力特征值、變形模量、地基基床系數(shù)等參數(shù)，試驗(yàn)表明：

1)該種試驗(yàn)裝置輕便可靠，對(duì)粘性土場(chǎng)地具有良好的適用性和經(jīng)濟(jì)性；

2)本場(chǎng)地①層粘土的天然地基承載力特征值為165 kPa，變形模量為12.3 MPa，基準(zhǔn)基床系數(shù)為3.4×104kN/m3。