關于公路橋涵地基承載力檢測的分析

彭康樂

隨著社會經濟不斷發展，我國建設事業走向了快車道，公路工程施工具有一定的復雜性、系統性和綜合性，公路橋涵地基承載力是影響公路工程質量的關鍵因素。本文從地下水文條件、土體物理性質等方面對影響地基承載力評定的因素展開了探討，結合目前常用的地基承載力方式對具體的檢測技術進行了研究，旨在為相關人員提供參考。

所謂地基承載力，是指地基本身所具備的荷載能力，在公路工程施工中，當荷載發生變化時，地基都會呈現出不同程度的變形，荷載的增大地基變形程度也會隨之增大。加強對公路橋涵地基承載力檢測技術的分析，有助于及時解決公路橋涵工程施工中出現的安全隱患和施工質量潛在風險。結合目前我國公路橋涵地基承載力的檢測和評定現狀來看，在檢測過程中仍然存在諸多問題，技術人員要結合行業現狀加強檢測技術的選擇和應用，推動我國公路建設事業的穩定、持續、健康發展。

一、地基承載力評定影響因素

隨著我國社會經濟的持續發展，我國建設行業走上了快車道，公路橋涵施工是公路工程的重點、難點、要點、工作內容，地基承載力是影響公路橋涵工程質量的重要指標，加強對地基承載力檢測方法的研究可以保證公路橋涵工程整體質量。結合目前情況來看，影響地基承載力評定準確性的主要因素有：地下水因素、土體物理學性質、人為因素等方面。

1. 地下水的影響

眾所周知，公路橋涵工程施工具有一定的復雜性，涉及到不同工種、不同專業之間的交叉工作比較多，影響地基承載力的因素比較多，地下水水位高低決定著地基的含水率，地下水位比較高的時候含水率高，此時地基承載力會降低，土地自身的凝聚力和內摩擦力在地下水的影響下會發生變化，造成軟土地基等不良地基。此外，地下水會降低土的重度，想要提高施工整體質量，必須在勘察設計階段對施工現場進行全面、深入分析，利用相關實驗對土質情況進行分析，要保證樣品的代表性，通過實驗計算出土質內的含水率，分析土體的承載力強度，進而確定地基承載力。結合不同區域的季節變化、降雨量動態監測地下水位的變化，對相關數據進行統計、分析、整理，進而為施工方案、施工工藝的確定提供全面的數據支撐。

2. 土體物理學性質

土體的含水率、密度、粘聚力、內摩擦力等各項指標是確定地基承載力的主要因素，當土體內含水率比較高時，土體內部顆粒之間的密度、縫隙比較大，土地整體硬度降低，承載力也會減弱。在一些密度比較高的土體中，顆粒之間的空隙小、水分不易滲入，地基結構原本強度比較高，承載力也強，粘聚力和內摩擦力是評價土體強度的指標。我國幅員遼闊，不同地區的地理地質條件存在很大的差異，公路建設范圍廣，施工環境復雜，工程質量控制難度大，在地基承載力檢測工作開展之前，要根據檢測對象的具體特征選擇針對性強，檢測效果良好的檢測方式，為公路工程施工方案、施工工藝的確定和施工設備的選擇提供全面的數據支撐。

二、公路橋涵地基承載力常用的檢測方法

1. 靜荷載實驗

在利用靜荷載實驗進行公路橋涵地基承載力檢測時，首先要確定檢測對象的面積，在具體的位置上利用承壓板進行逐級加載，與此同時要動態分析壓力數據變化特征，從而確定地基承載力。該檢測方式的優勢在于可以對公路橋涵地基的真實受力狀態進行全程模擬，提高地基受力變形情況和承載力變化數據的真實性、全面性，相比其他檢測方式，該方式對地基承載力、受力情況的分析更加客觀、準確，在利用靜荷載實驗檢測公路橋涵地基承載力時，需要注意以下事項：（1）通過堆載的方式獲取地基上的荷載。大型混凝土塊是堆載的主要形式，公路橋涵工程現場環境復雜，在堆載的生產制作過程中，其體積、重量、規格很難把控，生產工藝復雜，工程量比較大，在制作之前技術人員要充分了解公路橋涵地基承載力檢測工作的具體需求，才能保證堆載制作完成的實用性和適用性。如圖1所示為堆載平臺系統的設備布置；（2）利用靜荷載實驗獲取的公路橋涵地基承載力數據比較全面、準確，但是在實際檢測過程中，每次堆載只能檢測一個樁，對于面積比較大的檢測對象來說，該檢測方式耗時長，效率不高；（3）在實際檢測過程中需要應用到荷載板，荷載板和堆載的大小會對靜荷載檢測的深度造成影響，靜荷載的檢測范圍有限，只能檢測地基淺層的承載情況；（4）檢測時所選取的區域有限，面對較復雜的地基結構時靜荷載實驗的檢測方式并不能完全發揮出其應有的檢測效果，最終獲得的檢測數據的代表性也會受到比較大的影響。此外，在獲取檢測數據之后繪制p-s曲線時，由人為判定得出，如果繪制人員專業水平和工作經驗不足，對細節性問題把控不到位，必然會導致該曲線所表述的內容與實際情況出現很大的偏差。

圖1 堆載平臺系統的設備布置

2. 標準貫入實驗

標準貫入實驗的檢測方式一般適用于砂土、粉土和一般粘性土中，在軟塑、流塑軟土中不適用，在測量公路橋涵地基承載力時首先要分析土體類型。在應用標準貫入式實驗時要根據檢測現場的具體情況確定所要使用的設備和儀器類型，包括貫入器、重型動力觸探儀器、觸深桿、穿心錘等。如圖2所示為標準貫入器示意圖。

圖2 標準貫入器示意圖

在標準貫入實驗檢測地承載力時要與鉆探配合使用，操作要點包括：（1）鉆具鉆到實驗土層標高以上15cm左右為宜，以防下層土層受到擾動。（2）在貫入前，要仔細檢查觸探桿的接頭，不能出現松動、松脫的情況，入時，穿心錘落距為76厘米，使其自由下落，將貫入器直打入土層中15厘米。以后每打入土層30厘米的錘擊數，即為實測錘擊數N。（3）提出貫入器，取出貫入器中的土樣進行鑒別描述。

3. 動力觸探實驗確定地基承載力

在采用動力觸探方式檢測的時候首先要確定地基土體性質，該方式在實際應用過程中利用一定的錘擊能量將帶圓錐形的探桿打入到地基中，當探桿的深度達到預定值時分析打入探桿所使用到的錘擊數，根據錘擊次數分析地基的強度、硬度和承載力。該檢測方式通常在粘性土、砂土、碎石土等土質類型中比較常用。動力觸探的方式主要分析輕型動力觸探、重型動力觸探和特重型動力觸探等多種類型，技術人員在公路橋涵地基承載力檢測工作開展過程中，要根檢測現場的具體情況，如土質結構、水文條件、交通條件等因素選擇適用性強的動力觸探檢測工藝。不同的動力觸探設備的型號、規格存在很大的差異，重錘質量、重錘落距、探頭面積、探桿外徑各不相同，探頭達到某一預定值所需的探擊數也各不相同，具體參數如表1所示。

表1 動力觸探設備類型和規格

從上表可以看出，利用輕型動力觸探設備進行檢測時，當探桿貫入30cm時應該記錄此時錘擊數量，重型動力觸探設備貫入10cm深度的時候記錄錘擊數量，如果檢測現場的地基土層相對比較松軟，這種情況下技術人員可以采用測量每次錘擊（一般為1～5擊）之后的探桿貫入度，通過記錄、分析各項數據，按照相應的計算公式對對應的地基承載力進行計算。

4. 波速測試法

波速測試法主要是采用單孔法、跨孔法或面波法，利用鐵球水平撞擊木板，用于測定壓縮波、剪切波和瑞利波的方式。波速測試的方法適用于巖土體環境中，在檢測過程中利用鐵球水平撞擊木板，板面和地面在撞擊作用下會發生運動，由此產生剪切波，從而在鉆孔內不同高度處分別接收通過土層向下傳播的剪切波。因為這種豎向傳播的路徑接近于天然地層由基巖豎直向上傳播的情況，因此對地層反應分析較為有用。利用波速測量的時候對鉆孔的要求較高，通常情況下，要根據具體的測量需求確定鉆頭的直徑保證孔徑符合一定的標準，鉆孔的直徑要比測井探頭直徑大3～125px。同時要保證孔壁的光滑，在結構比較復雜的土層環境中檢測時要定時更換鉆具，保證測量效果，成孔質量與鉆孔速度、孔徑傾斜度息息相關，要保證鉆孔速度的均勻，傾斜度不能超過標準要求，技術人員要加強對此類細節性問題的把控，避免測試資料的可靠性、完整性和準確性出現較大偏差。

三、結語

綜上所述，公路工程施工具有一定的復雜性，地基承載力是影響公路工程整體質量的關鍵因素，隨著科學技術的不斷發展，各類新型的檢測技術被廣泛應用于公路地基承載力檢測中，不同的檢測技術應用優劣點和適用場景各不一樣，技術人員要明確不同技術具體特征，提高檢測結果的準確度，為施工方案、施工工藝的確定奠定基礎。