三門峽某場地濕陷性黃土地基承載力的選用

鄭向前，陳冠軍，寇丹輝

（河南省地礦局第四地質勘查院，河南鄭州450001）

·巖土工程·

三門峽某場地濕陷性黃土地基承載力的選用

鄭向前*，陳冠軍，寇丹輝

（河南省地礦局第四地質勘查院，河南鄭州450001）

以三門峽陜縣某工地巖土工程詳細勘察為例，利用淺層平板載荷試驗、標準貫入試驗、靜力觸探試驗、土工試驗、經驗公式所得的地基承載力進行比較，從而對相類似地層承載力選用提供依據。

濕陷性黃土；地基承載力特征值；靜力觸探試驗

1　概述

在巖土工程勘察中，確定地基土承載力是一個核心問題，也是勘察單位必須向設計單位提供的重要設計參數，其數值的大小，關系到能否利用天然地基、采用的基礎形式等，直接影響建筑物的安全和工程造價。地基承載力特征值可由載荷試驗或其他原位測試、公式計算，并結合工程實踐經驗等方法綜合確定［1］。雖然載荷試驗最直接準確，但因試驗條件、工期、費用等因素的制約，不能普遍采用，利用原位測試結果或經驗公式查得或計算的地基承載力往往偏高，本文試圖通過試驗結果的比較，找到三門峽陜縣地區濕陷性黃土地基承載力選用方法。

表1　場區地層物理力學參數

2　場地地層與物理力學參數

該場區屬汾渭地塹盆地東南緣，地貌單元為黃河南岸Ⅱ級階地，場地地勢較平坦。場區的地基土主要為第四紀上更新世統（Q3al+pl）沖—洪積和第四紀中更新世統沖—洪積（Q2al+pl）成因的黃土狀粉土、黃土狀粉質粘土。場區地層物理力學參數見表1。

3　淺層平板載荷試驗

工程共布置淺層平板載荷試驗點2個，試驗坑深度2.5m，寬度7m×7m，采用邊長為55mm方形剛性承壓板。采用分級維持荷載沉降相對穩定法（常規慢速法）的加荷方式。工程中2個點的淺層平板載荷試驗最大加載壓力為400kPa，均分為8級。在試驗中每級荷載施加后，間隔10min、10min、10min、15min、15min測讀1次沉降，以后間隔30min測讀1次沉降，當連續2h每小時沉降量小于0.1mm時，認為沉降已達相對穩定標準，施加下一級荷載。參見表2、圖1～圖4、表3。

表2　試驗點S1淺層平板復合地基載荷匯總表、曲線圖（壓板面積：0.3㎡；試驗點號：S1）

由載荷試驗結果可知：S1試驗點最大加載壓力為320kPa，特征值為160kPa；S2試驗點最大加載壓力為400kPa，特征值為200kPa。

4　標準貫入試驗

采用?42mm鉆桿，自重63.5kg，落距76cm的標準落錘，自由落體進行試驗。2個試驗點的標準貫入試驗統計值見表4。

利用工程地質手冊（第四版）鐵道部第三勘察設計院提供地基承載力標準值公式fk=72+9.4N1.2［3］，將表3數值代入公式，可得S1試驗點fk=144.7kPa，S2試驗點fk=152.7kPa。

圖1　S1試驗點p-s曲線

圖2　S1試驗點s-lgt曲線

5　靜力觸探試驗

采用WYC-20型輕便型雙橋靜力觸探車進行試驗，測定錐頭阻力、側壁阻力，探頭圓錐錐底截面積為15cm2，側壁面積300cm2，錐尖錐角為60°。2個試驗點的靜力觸探試驗統計值見表5。

表3　試驗點S2淺層平板復合地基載荷匯總表（壓板面積：0.3㎡；試驗點號：S2）

圖3　S2試驗點p-s曲線

利用f0=118.46+39.39qc［2］，qc取靜力觸探錐尖阻力的平均值，代入公式可得S1試驗點地基承載力基本值f0=178.7kPa，S2試驗點地基承載力基本值 f0= 242.5kPa。

6　經驗公式計算

由土工試驗結果利用當地經驗公式計算地基土承載力特征值：

圖4　S2試驗點s-lgt曲線

式中W取含水量、塑限的最大值。經計算得試驗點S1的地基承載力特征值fak=157kPa，試驗點S2的地基承載力特征值fak=139kPa。由于探井處原為果樹，導致土工試驗結果中含水量較小，孔隙比較大，由經驗公式計算所得的試驗點S2地基承載力特征值小于試驗點S1的地基承載力特征值。

7　結語

結合以上幾種方法，最終確定該場地地基承載力特征值取fak=140kPa比較合理。由于該場地地基土含水量、孔隙比、濕陷性、壓縮性等差異較大，巖土工程師在提供地基承載力特征值時，用地區經驗、原位測試和理論公式計算幾種方法綜合確定該參數是一種比較適宜的工作途徑。利用靜力觸探試驗進行力學分層、地基承載力在物理力學參數差異較大的地區使用適用性不強。在三門峽濕陷性黃土場地，應盡可能采用探井采取原狀土樣進行土工試驗并結合標準貫入試驗，即可直觀進行分層，又可提供較為準確的地基承載力。

表4　標準貫入試驗統計表

表5　靜力觸探試驗統計表

［1］賈文華.地基承載力特征值計算公式探討［J］.巖土工程與勘察，2003,24（2）.

［2］彭天祥.靜力觸探技術在黃土地區工程勘察中的應用［J］.楊凌職業技術學院學報.2009,4（8）.

［3］工程地質手冊（第四版）［S］.中國建筑工業出版社，2012.

Selection for Collapsible Loess Foundation Bearing Capacity in a Site in Sanmenxia

ZHENG Xiang-qian，CHEN Guan-jun，KOU Dan-hui

（The Fourth Geological Exploration Institute of Henan Geology and Mineral Bureau，Zhengzhou Henan 450001，China）

Taking a detailed survey of geotechnical engineering in Shan County in Sanmenxia as an example，the different foundation bearing capacity from shallow plate loading test，standard penetration test，static cone penetration test，soil test and empirical formulas was made a comparison，so it provides the basis for selection of the bearing capacity of similar formations.

collapsible loess；characteristic value of foundation bearing capacity；static penetration test

TU444

B

1004-5716（2016）01-0001-04

2015-01-06

2015-01-22

鄭向前（1984-），男（漢族），山西晉中人，工程師，現從事巖土工程勘察與地質災害評估工作。