(涼山州公路工程試驗檢測中心, 四川 涼山 615000)
現代的公路橋梁等建筑發展很快,同時浮現出來的問題也不少,特別是在地基承載力的檢測方面出了不少的問題。究其原因有以下表現:首先,主要是業內沒有統一的標準,檢測方法五花八門,檢測所采用的設備也沒有統一的標準,導致的結果就是數據的不確定,檢測結果失真等等;在選擇檢測方法的時候,不能從實際出發,盲目的選擇檢測方法或者是套用方法,這種措施的后果是非常嚴重,如果是遇到特別復雜的工程,僅僅是機械的套用檢測方法,而沒有因地制宜的話就會導致嚴重的后果。因此,合理使用檢測方法是非常必要的,通過多年的實踐經驗,結合前人經驗,通過對檢測方法的特點以及現狀了解,提出一點見解希望、能有所裨益。
靜載荷試驗是一種原位試驗,相比其他公路地基承載力檢測方法,它有其自身的優勢。這是因為靜載荷試驗全程模擬地基的實際受力過程,并真實記錄其受力變化。它的直觀性和真實性是其他檢測方法不能比擬的。因此靜載荷試驗才能夠成為其他檢測方法的標桿和檢驗標準,為各大規范所推崇。靜載荷試驗的具體操作方法是,利用堆載的方式提供荷載,并將荷載逐級(比如最大荷載320kPa,分為 8 級,每級增加 40kPa)傳遞給地基,每級荷載維持一段時間,達到規定的穩定標準后再施加下一級荷載,測得每級荷載的沉降量和總沉降量,繪制出 p-s曲線,結合曲線的特征,通過一定的判定方法可以得出地基承載力的值。
它的優點比較明顯,就是直觀真實。這是其他檢測方法不能比擬的。缺點也十分明顯,第一,給地基施加的荷載往往由堆載提供。比如大型混泥土塊,它的制作和堆載都需要花費大量的人力物力,因此工程量很大。第二,堆載一次只能測定一根樁,而且每根樁需要花費的時間往往需要需要一天,檢測周期太長。第三,該種檢測方法往往選取場地的某塊區域或幾塊區域,代表性不夠強,鑒于地基的復雜性,難以保證每塊區域的地基承載力都差不多,因此得出的地基承載力值難免具有片面性。第四,該方法只能在地表進行檢測,因為工程的樁基有時候往往很深,深地基的承載力通過該方法不能直觀反映。第五,該方法得出的p-s 曲線往往依靠簡單的人為判定就得出結果,其判定方法也具有很強的人為隨意性。盡管靜載試驗存在這么多缺點,但是相對而言仍然是目前最為準確的測定地基承載力的方法。由此可見,當前的地基承載力的檢測方法已經不能滿足工程建設的需求,亟待更先進的檢測方法來改變這一現狀。
標準貫入試驗屬于動力觸探試驗的范疇。其探頭是標準規格的圓筒形探頭。該方法是利用錘擊動能將貫入器打入土中,根據貫入器受到的阻力來推定土層的物理力學性質。適用于砂土、粉土和一般粘性土的地基承載力的檢測。另外,根據錘擊數還可鑒定土的類型,還可以評價砂土的密實度或者黏土的土質及土的強度、地基承載力、變小模量等。
十字剪切試驗是一種原位測試試驗。它的基本原理是將十字板頭用鉆孔壓入一定深度的土體中,然后施加一定的扭矩使十字板頭能夠開始勻速轉動,直到土體破壞,土體會形成圓柱形的破壞面,這時的力矩便可計算出土的抗剪強度。十字板剪切試驗適用于測定飽和軟黏性土的不排水抗剪強度。
旁壓試驗是水平向荷載試驗。它是將旁壓器豎直的插入一定深度的土體中,再對旁壓器內的土體加壓,土體膨脹,進而對旁壓器周圍的土體產生橫向壓力,土體受力產生變形,建立給旁壓器施加的壓力和外圍土體產生的變形之間的應力-應變關系或是體積-壓力關系曲線,即可估算出地基的承載力。適用于砂土、粉土、碎石土、軟巖、黏性土和極軟巖等地基承載力的測定,并可在不同深度進行測定。
觸探方法有兩種:靜力觸探試驗和圓錐動力觸探。靜力觸探試驗的原理是由機械裝置提供外力,施加在一定標準的金屬探頭上,金屬探頭受靜力壓入土層中,探頭在被壓入土層的過程中會受到土的阻力,傳感器能夠反映土的阻力并通過儀器記錄下來。土的強度越大,探頭壓入土層受到的阻力就越大,因此儀器反映的讀數能夠用來分析土體的強度。該方法的優點是直觀、便、快速和準確,但缺點是不能直接觀測土層,不適用于密砂地基和碎石地基。圓錐動力觸探的原理是給一定標準的圓錐探頭施加錘擊動能打入土中,根據貫入的擊數或懂貫入阻力來判別土層的變化,進而判定土的工程性質,可用來對巖土工程進行評價。該方法適用于碎石地基和密砂地基。其檢測設備簡單,操作也簡便。其缺點是不能直接觀測土層,具有一定的經驗性,因此不夠準確。
對于公路地基承載力的檢測方法,每種都有一定的適用范圍。選取哪一種地基檢測方法,這需要綜合各個因素來考慮。每種檢測方法都有各自的優劣,測定得到的數據并不是真實的地基承載力,只是接近真實承載力,綜合幾種檢測方法的結果,能否更加接近真實地基承載力,這是一個待研究的課題。通過上面各種檢測方法的分析,在所有的地基承載力檢測方法中,靜載荷試驗是最可靠的,因為它模擬地基的實際受力過程,得出的結果大致能作為地基的真實承載力,可檢驗其他檢測方法是否準確,為規范所推崇。
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