超重型動力觸探成果在卵石土地基勘察中的應用

2015-12-19 05:27:58芮雪蓮裴向軍

西部探礦工程 2015年11期

關鍵詞：工程

芮雪蓮，裴向軍

（成都理工大學地質災害防治與地質環境保護國家重點實驗室，四川成都610059）

超重型動力觸探成果在卵石土地基勘察中的應用

芮雪蓮*，裴向軍

（成都理工大學地質災害防治與地質環境保護國家重點實驗室，四川成都610059）

超重型動力觸探實驗是卵石土地基勘察的有效手段。常用的動力觸探最終成果是記錄每灌入10cm的錘擊數，通過對這些數據的正確處理可以獲得反映地基土的物理力學性質參數。通過工程實例說明超重型動力觸探在山區卵石土是一種行之有效的勘察手段。

動力觸探；卵石土；錘擊數；力學參數

1 概述

動力觸探是工程地質原位測試的主要方法之一。它是利用一定的錘擊能量，將一定的探頭打入土，按貫入的難易程度來評價土的力學性質，并對土進行粗略的力學分層的一種原位測試方法[1]。根據錘擊能量與探頭形狀，將觸探試驗分為輕型、重型、超重型及標準貫入4種。

圓錐動力觸探試驗方面，前人已經有了很多研究成果，如：董玉興和陳追田在砂墊層質量檢測中探討了輕型觸探試驗（N10）和重型動力觸探試驗（N63.5）的關系[2],鄭寶平利用重型動力觸探與標準貫入試驗做對比，論述了重例對重型動力觸探試驗和平板載荷試驗做了對比分析[4]。

基于以上思想，本文結合工程實例研究了超重型動力觸探在卵石土地基的適用性，通過現場試驗，根據超重型動力觸探試驗錘擊數 N120得出承載力建議值，取得了預期效果。適用性，通過現場試驗，根據超重型動力觸探試驗錘擊數N120得出承載力建議值，取得了預期效果

2 工程實例

2.1 工程概況

某工程位于四川省阿壩州理縣雜谷腦鎮，雜谷腦河左岸，占地面積約250m2擬建建筑物為5層周轉房。地上五層，建筑面積1083.6m2。建筑場地位于雜谷腦河二級階地上，依據本次鉆探揭露情況，勘察深度范圍內地基土按時代和成因分為2個工程地質層，見表1。

表1 場地土層分布

2.2 試驗過程

建筑場地為主要為第四系泥石流堆積層（Q4sef），傳統的鉆機不宜在此地層上取樣，故采用超重型圓錐動力觸探。區內共布置15個勘探點，其中超重型動力觸探試驗點有3個，累計僅在第②大層土中，耕植土層不進行試驗。超重型動力觸探采用自動脫鉤裝置，以確保穿心錘自由下落。試驗中保持桿偏斜度不超過2%，試驗時從地面下約1m左右開始連續貫入，速率為15～30擊/min。試驗時記錄每貫入10cm的錘擊數，試驗總進尺17.0m即采集超重型動力觸探數據170組。通過對這些數據的正確處理分析，來進行巖土的力學分層以及確定地基承載力，為場地地基評價提供依據。

3 超重型動力觸探方法及成果

3.1 動力觸探

常見的動力觸探試驗有輕型動力觸探、重型動力觸探、超重型動力觸探以及標準貫入。其中輕型重量觸探適用于深度小于4m的一般粘性土、粉質粘土、粘性素填土、含少量礫石的土。重型動力觸探適宜于砂土、一般性土和粘碎石土(不宜中密、密石卵石層，適宜的卵石、碎石層，最大粒徑不超過100mm)。超重型動力觸探適宜用于碎石土。標準貫入則是一種特殊的動力觸探試驗，適用于砂土、粉土、一般粘性土[5]。勘察區為第四系泥石流堆積層，且為了找到合適的持力層需打到密實的卵石土層，故本次勘察采用超重型動力觸探是最合適的。

3.2 超重型動力觸探成果

3.2.1 影響超重型動力觸探錘擊數的因素

影響超重型動力觸探試驗因素比較多，主要包括2個方面：①地基土類型。試驗證明，卵石土的粒級組成對動力觸探錘擊數的影響很大[6]，當卵石土顆粒較小時，動力觸探錘擊數離散型較小，當卵石土骨架顆粒較大時，動力觸探錘擊數離散型變大。尤其是探頭碰上較大的卵石或漂石時，動力觸探錘擊數會大幅度上升，當穿越此石時，動力觸探錘擊數會有所下降。因此在進行數據處理分析時，要剔除這些異常值，不進行統計，它代表的只是較大顆粒的強度。②試驗方法。導致試驗數據出現偏差的人為因素包括重錘高度和錘擊方法、鉆孔方法、護壁清孔的情況等。人為誤差只要規范操作都可以將誤差減之最小。

3.2.2 試驗成果與分析

本次試驗共采集3個鉆孔的試驗數據并剔除異常值得135組數據（超過平均值與正負3倍標準差范圍的值，在試驗過程中探頭碰到大的漂石或卵石導致錘擊數大幅增加）。由于各鉆孔所揭露的亞層深度接近（工程地質剖面圖，動力觸探曲線如圖1所示），故采用3個鉆孔揭露土層的每層平均深度與各亞層擊數平均數進行分析，見表2[鉆孔揭露的第一大層為耕植土，承載力較低，且深度較淺（0.8～1.0m），故本文從第二大層即卵石土層開始分析]。如圖2所示，隨著深度的增加，各亞層的錘擊數呈增加趨勢，且第二亞層較第一亞層增加幅度較大，第三亞層較第二亞層增加較小。說明，第二亞層地基土性能較第一亞層有明顯提高。第三亞層與第二亞層的錘擊數相差并不大，可推斷二者的力學性質也相差不大。

表2 N120超重型動力觸探試驗成果統計表

圖1 理縣某建筑場地工程地質剖面圖

圖2 第二大層各亞層平均擊數

根據《工程地質手冊》第四版、《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）和《建筑地基基礎設計規范》（GB 50007-2002）得出N120與密實度的關系，見表3。由表2、表3、圖1、圖2可得出本試驗場地地基土的密實度：第②-1層土為稍密卵石土，②-2層為中密卵石土，②-3層為密實卵石土層。如表4所示。