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    科學技術論文

    靜力觸探試驗在地下車庫基坑工程勘察中的應用

    時間:2021年08月10日 所屬分類:科學技術論文 點擊次數:

    摘要:靜力觸探作為一種最為常用的原位測試方法,在基坑工程巖土勘察中可以提供眾多計算參數。依托地下車庫基坑工程巖土勘察項目,在分析場區工程地質與水文地質條件的基礎上,采用雙橋靜力觸探設備對場區的巖土體進行現場測試,研究采用靜力觸探測試數據計

      摘要:靜力觸探作為一種最為常用的原位測試方法,在基坑工程巖土勘察中可以提供眾多計算參數。依托地下車庫基坑工程巖土勘察項目,在分析場區工程地質與水文地質條件的基礎上,采用雙橋靜力觸探設備對場區的巖土體進行現場測試,研究采用靜力觸探測試數據計算基坑工程設計中最為常用的力學參數,即砂土的內摩擦角、黏性土的不排水抗剪強度以及各層土的靜止側壓力系數。研究表明,靜力觸探試驗獲取的內摩擦角與室內三軸不排水不固結試驗確定的內摩擦角十分接近;黏性土的不排水抗剪強度與土體的靜止側壓力系數與錐尖阻力具有良好的線性相關關系。

      關鍵詞:雙橋靜力觸探;地下車庫;巖土工程勘察;錐尖阻力;側摩阻力

    地下車庫

      0引言

      靜力觸探試驗是通過貫入設備將具有測試功能的錐形探頭貫入土中,通過錐形探頭錐尖和套筒側壁受壓后,內部電子傳感器將壓力信號轉為電信號,并傳輸至電腦經過信號放大和信號轉換,形成和顯示為數值信號,獲得靜力觸探試驗所需的錐尖阻力和側壁摩阻力,并用這兩個測試數據計算摩阻比,進而推求土的物理力學性質,提供土層劃分、確定地基承載力、確定基坑工程計算所需的靜止側壓力系數、估算圍護結構的水平承載力等[1-3]。靜力觸探試驗作為一種豎向測試的原位測試試驗,同時能夠提供眾多原位測試參數,因此,在我國的巖土工程勘察中得到了廣泛的應用,并被我國的國家規范、鐵路行業規范、公路行業規范等收錄[4-5]。

      本文依托地下車庫基坑工程巖土勘察項目,在分析場區工程地質與水文地質條件的基礎上,采用雙橋靜力觸探設備對場區的巖土體進行現場測試,研究采用靜力觸探測試數據計算基坑工程設計中最為常用的力學參數,即砂土的內摩擦角、黏性土的不排水抗剪強度以及各層土的靜止側壓力系數,研究成果可為基坑工程的設計提供經驗參數和試驗類比。

      1工程概況

      擬建地下車庫為商業住宅小區配套車庫,主要有10棟45層民用住宅、7棟商業樓以及5棟公用房組成,設置2層地下車庫,車庫總面積為9500m2。根據鉆探揭示表明,場區的地層主要為:①層素填土、②-1層淤泥質土、②-2層黏土(Qal)、③-1層粉質黏土(Qel)、③-3層粉質黏土(Qal)、③-5層粗砂。

      2雙橋靜力觸探試驗

      現場試驗共布置靜力觸探試驗孔62個,平均測試深度為45m,試驗采用雙橋靜力觸探設備進行測試,探頭尺寸為:探頭直徑35.70mm,探頭截面面積為10cm2,摩擦套筒表面積為200cm2,摩擦套筒長度為7cm,探頭錐角為60°[6]。試驗時,首先采用GPS將試樣孔精確定位,并將貫入設備放置于放孔位置,隨后采用水平尺和鉛錘尺調整基座的標高和平穩程度,貫入反力采用螺旋桿支座,混凝土路面條件下采用安裝膨脹螺栓的形式提供反力,采用液壓貫入設備控制貫入速度為1~2cm/s,數據采集設備按1cm間隔持續采集錐尖阻力值和側摩阻力值,并用兩者的比值計算摩阻比[7]。另外,為了更好地對比試驗成果,在場區內也進行了高質量的原狀樣取土進行室內三軸試驗,以及預鉆式旁壓試驗和十字板剪切試驗。

      3試驗成果分析

      3.1砂土的內摩擦角

      砂土內摩擦角的確定方法主要有室內試驗方法和原位測試方法,其中室內試驗方法中最為主要的手段為直接剪切試驗和三軸試驗,但是由于砂土是顆粒狀固體,黏聚力較小,在取樣的時候極易受到擾動,在獲取高質量的原狀樣時,需要大量的時間、人工和經費,因此,一般的工程勘察而言,由于工程費用的限制,獲得的原狀樣質量難于保障,測試的砂土內摩擦角值可信度較差。因此建立原位測試方法與室內試驗之間的相關關系成為砂土這類難于取樣的巖土而言具有十分重要的作用。在砂土的內摩擦角的確定方面,國內的經驗公式主要建立在單橋靜力觸探的比貫入阻力上,對于雙橋靜力觸探錐尖阻力或側壁摩阻力與內摩擦角的相互關系研究較少。

      巖土論文范例: 巖土工程勘察對建筑工程質量的影響與對策

      4結論

      依托地下車庫基坑工程巖土勘察項目,在分析場區工程地質與水文地質條件的基礎上,采用雙橋靜力觸探設備對場區的巖土體進行現場測試,研究采用靜力觸探測試數據計算基坑工程設計中最為常用的力學參數,即砂土的內摩擦角、黏性土的不排水抗剪強度以及各層土的靜止側壓力系數。得出以下結論:(1)靜力觸探試驗獲取的內摩擦角與室內三軸不排水不固結試驗確定的內摩擦角十分接近,誤差在±3°;(2)黏性土的不排水抗剪強度與土體的靜止側壓力系數與錐尖阻力具有良好的線性相關關系。

      參考文獻:

      [1]康曉娟,李波.國外靜力觸探技術發展現狀及未來趨勢[J].巖土工程界,2007,11(5):63-65.

      [2]任士房,曾洪賢.深層孔壓靜力觸探技術的應用研究[J].工程勘察,2018,46(4):7-11.

      [3]陸鳳慈,曲延大,廖明輝.海上靜力觸探(CPT)測試技術的發展現狀和應用[J].海洋技術,2004,23(4):32-36.

      [4]耿功巧.孔壓靜力觸探貫入機理及其樁基工程應用研究[D].南京:東南大學,2016.

      [5]童立元,蔡國軍,劉松玉,等.多功能孔壓靜力觸探(CPTU)測試技術在軟土工程性質評價中的應用[J].工程地質學報,2008,16(增):334-339.

      [6]康曉娟,李波.國外靜力觸探技術發展現狀及未來趨勢[J].巖土工程界,2007,11(5):63-65.

      [7]樊向陽,魏根群,馬曉晴.上海地區單橋靜力觸探與雙橋靜力觸探之間的關系[J].工程勘察,2007(9):10-12.

      作者:程超群

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