扁鏟側(cè)脹儀在基坑勘察中的應(yīng)用

劉升傳

[摘要]借助對(duì)某地基坑范圍內(nèi)多個(gè)地層單位扁鏟側(cè)脹測(cè)試結(jié)果分析，結(jié)合所測(cè)真實(shí)數(shù)據(jù)ID，KD，ED，剖析土的物理力學(xué)性質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，并將所得數(shù)據(jù)與室內(nèi)土測(cè)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)所求結(jié)果與土的力學(xué)性質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)具有密切聯(lián)系，且精準(zhǔn)度比較高。

[關(guān)鍵詞]扁鏟側(cè)脹儀；基坑勘察；應(yīng)用；試驗(yàn)數(shù)量

文章編號(hào)：2095 - 4085（ 2018） 02 - 0015 - 02

扁鏟側(cè)脹測(cè)驗(yàn)旨在將具有膜片的扁鏟插入土中記錄深度，借助充氣操作擴(kuò)張膜片，依據(jù)壓力與形變間的關(guān)系，檢測(cè)土的模量與相關(guān)數(shù)據(jù)指標(biāo)，此種試驗(yàn)適合在土質(zhì)松軟的環(huán)境。隨著土質(zhì)硬度問(wèn)題的不斷增加，適應(yīng)性越來(lái)越低。最近幾年，扁鏟側(cè)脹儀被工作者廣泛應(yīng)用至基坑勘察活動(dòng)中，并制定了相應(yīng)的使用標(biāo)準(zhǔn)。本文主要結(jié)合近年來(lái)工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)扁鏟側(cè)脹儀在基坑勘察中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 計(jì)算

經(jīng)A，B，C值，對(duì)膜片系數(shù)校正后，可得到Po，P1以及P2值。算式為：Po =1.05（A -Z_m+△A）-0.05（B-Z_m -△B）；P1 =B -Z_m -△B；P2 =C -Z_m +△A其中：Z_m=調(diào)零以前壓力表數(shù)值；Po=膜片沒(méi)有擴(kuò)張前受到的外界壓力；Pl=膜片發(fā)生膨脹時(shí)所受的壓力；P2=膜片在回到最初狀態(tài)時(shí)受到的壓力；AA=率定期間剛膜片膨脹到0. 05 mm時(shí)檢測(cè)到的壓力值；△B=率定期間剛膜片膨脹到1.lOmm時(shí)檢測(cè)到的壓力值；以上述壓力值為素材，我們可以求得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。其一，土性指數(shù)：I_p=（P1-P2）/（Po -u₀）；側(cè)脹模量：E_D= 34.7（P1- P0）；其三，水平應(yīng)力指數(shù)：KD=（Po - u₀）/σ'0。；其四，孔隙壓力指數(shù)： U_D=（P2 - PO）/（Po -u₀）。

依據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)資料可知，利用現(xiàn)有計(jì)算公式與土的參數(shù)構(gòu)建對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而獲得壓縮模量、靜止側(cè)壓力、地基土承載力、液體強(qiáng)度比等多項(xiàng)參數(shù)‘¨。

2 案例分析

2.1 工程概述

某市的一個(gè)基坑設(shè)置了兩層的地下空間，開(kāi)挖深度為15m。從地質(zhì)外貌的角度分析基坑地處平原地貌，在實(shí)際開(kāi)挖期間內(nèi)地層土大部分都是粉土或黏土。鑒于此情況，按照巖土工程的勘察報(bào)告信息，將基坑劃分成幾個(gè)大致相同的土層，依次對(duì)土層進(jìn)行填土操作。在填充軟性黏土及泥炭土期間，會(huì)夾雜著一些粉砂，此種做法違背了力學(xué)性質(zhì)要求，土與土之間缺少粘合性，且含水量較大，非常容易變形。基于此問(wèn)題，在實(shí)際施工中，工作人員需要盡可能選取可塑性黏性土，中間夾雜一些粉土，從而不斷增強(qiáng)各層土之間的物理力學(xué)性質(zhì)，詳見(jiàn)表1。

2.2 測(cè)試結(jié)果解析

其一，工作人員對(duì)基坑內(nèi)六處扁鏟側(cè)脹進(jìn)行鉆孔試驗(yàn)，本次共選用147個(gè)試點(diǎn)。本次試驗(yàn)結(jié)果取得結(jié)果都是依據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行估算的[2]。以黏土為例，初期靜水壓力為20.0 Uo/kPa，靜止側(cè)壓系數(shù)為0.41 Ko，水平應(yīng)力指數(shù)為2.91K_D，側(cè)脹模量為3.14 ED/MPa，材料指數(shù)為0.38/D，不排水抗剪強(qiáng)度為36.13C_u/kPa等。再如，以粉土為例，初期靜水壓力為102.9 Uo/kPa，靜止側(cè)壓系數(shù)為0.33Ko，水平應(yīng)力指數(shù)為1. 83K_D，側(cè)脹模量為8.55 E_D/MPa，材料指數(shù)為0.69I_d，不排水抗剪強(qiáng)度為66.OOC_u/kPa等。其二，劃分土類(lèi)。按照國(guó)家發(fā)布的地質(zhì)文件，對(duì)材料指數(shù)的類(lèi)型進(jìn)行劃分。在基坑中，黏土層ID的與測(cè)驗(yàn)選用的土名大致相同。由此我們得知，扁鏟側(cè)脹儀對(duì)基礎(chǔ)勘察中的土層劃分具有幫助，能夠展現(xiàn)出自我的一些優(yōu)勢(shì)。從實(shí)踐效果來(lái)看，其僅能反映偏軟土的形式，卻無(wú)法對(duì)一些硬性土層進(jìn)行檢驗(yàn)，求得的數(shù)據(jù)存在誤差性。其三，壓縮模量。經(jīng)過(guò)開(kāi)展扁鏟側(cè)脹儀實(shí)驗(yàn)求得壓縮模量，將其與標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。從中我們得知，黏土的扁鏟實(shí)驗(yàn)求得的側(cè)脹模量為6. 85M_DMT/MPa，土工試驗(yàn)取得的側(cè)脹模量為5.82E_so1-0.2/MPa，兩者間的誤差值為17.7%。粉土的扁鏟實(shí)驗(yàn)求得的側(cè)脹模量為8. 55M_DMT/MPa，土工試驗(yàn)取得的側(cè)脹模量為14.94E_SO1-0.2/MPa，兩者間的誤差值為42.8%。泥炭質(zhì)土的扁鏟實(shí)驗(yàn)求得的側(cè)脹模量為1.12M_DMT/MPa，土工試驗(yàn)取得的側(cè)脹模量為1.07E_SO1-0.2/MPa，兩者間的誤差值為4.7%。參照國(guó)外一些優(yōu)秀的工程經(jīng)驗(yàn)得知，側(cè)脹模量是由DMT測(cè)試所求得到的真實(shí)有效的數(shù)據(jù)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，上文圍繞基坑四周土層進(jìn)行多次扁鏟側(cè)脹儀實(shí)驗(yàn)，綜合對(duì)比多種數(shù)據(jù)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中我們能夠得知，通過(guò)對(duì)黏土層扁鏟側(cè)脹實(shí)驗(yàn)獲取的數(shù)據(jù)值進(jìn)行反復(fù)修訂，能夠使其結(jié)果與土工試驗(yàn)所得結(jié)果變得一致。此舉不僅能夠反映試驗(yàn)土體的力學(xué)性質(zhì)，而且能為工程設(shè)計(jì)提供許多幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]茹杉杉.扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)在天津某工程勘察中的運(yùn)用[J].鐵道勘察，2016，37（ 05）：69 - 72.

[2]司環(huán).扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)及其在地基土承載力測(cè)定中應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2015，（13）：97.