輕型動力觸探試驗推定地基土承載力的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法論述

羅劍

（深圳市港嘉工程檢測有限公司）

0 引言

隨著基建投資的加大，工程建設(shè)如雨后春筍般涌現(xiàn)。對于淺基礎(chǔ)工程，天然地基因其經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保,近年來逐漸得到重視, 其應(yīng)用范圍也不再局限于多層建筑,小高層甚至高層建筑中都有應(yīng)用。由此，地基土的檢測對工程質(zhì)量的保障尤為重要。2019 年廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)檢測規(guī)范》（DBJ/T 15-60-2019）第3.3.2條：地基檢測宜先進(jìn)行天然地基巖土性狀、處理土地基與復(fù)合地基施工質(zhì)量檢測，后進(jìn)行地基承載力、增強(qiáng)體單樁承載力檢測。第3.2.7 條第1 條規(guī)定：應(yīng)根據(jù)地基巖土性狀或處理土地基類型，選擇標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、圓錐動力觸探試驗、十字板剪切試驗等一種或一種以上的方法檢測，抽檢數(shù)量為每200m2不應(yīng)少于1 個孔，且不得少于10 個孔，每個獨(dú)立柱基不得少于1 孔，基槽每20延米不得少于1 孔[1]。

輕型圓錐動力觸探設(shè)備簡單，使用方便，可用于以下幾方面的工作：①提供淺基礎(chǔ)地基承載力、變形模量；②檢驗地基土的夯實(shí)程度；③檢驗基底是否存在下臥軟層[2]。本文結(jié)合工程實(shí)例，介紹了用輕型動力觸探試驗結(jié)合平板載荷試驗確定承載力特征值，論述數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法在輕型動力觸探試驗推定地基土承載力中的應(yīng)用。

1 輕型動力觸探試驗

1.1 儀器設(shè)備

輕型動力觸探試驗設(shè)備主要由探頭、觸探桿、穿心錘三部分。觸探桿系用直徑25mm 的金屬管，每根長1.0～1.5m，穿心錘重10㎏。如圖1。

圖1 輕型動力觸探試驗設(shè)備

1.2 試驗要點(diǎn)

⑴首先根據(jù)場地情況進(jìn)行選點(diǎn)開挖，挖至勘察設(shè)計確定的持力層，然后對該持力層進(jìn)行連續(xù)觸探。

⑵將探頭和探桿安裝好，保持探桿垂直，然后連續(xù)向下貫擊，穿心錘落距為50cm，使其自由下落。在輕型動力觸探試驗記錄表內(nèi)記錄每貫入30cm 的錘擊數(shù)(N10)，當(dāng)N10＞100 或貫入15㎝的錘擊數(shù)超過50 時，可終止試驗；貫入15㎝時錘擊數(shù)超過50 時，錘擊數(shù)取為2倍的實(shí)際錘擊數(shù)[1]。

1.3 檢測數(shù)據(jù)分析與判定

⑴檢測數(shù)據(jù)的分析處理應(yīng)剔除異常值，采用實(shí)測錘擊數(shù)。

⑵試驗結(jié)果宜繪制每個檢測孔的錘擊數(shù)與試驗深度關(guān)系曲線圖。

⑶錘擊數(shù)的單孔代表值，應(yīng)取該檢測孔不同深度的錘擊數(shù)的算術(shù)平均值。

⑷同一分類土層的原位試驗數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下列公式計算：

式中，

φk——同一分類土層的原位試驗數(shù)據(jù)抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值；

γs——統(tǒng)計修正系數(shù)；

φi——參與統(tǒng)計的試驗數(shù)據(jù)；

φm——檢測數(shù)據(jù)的平均值；

σf——檢測數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差；

δ——檢測數(shù)據(jù)的變異系數(shù)；

n——統(tǒng)計樣本數(shù)[1]。

⑸廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)檢測規(guī)范》（DBJ/T 15-60-2019）第5.4.6 條規(guī)定：一般黏性土、黏性素填土、粉土和粉細(xì)砂土地基的承載力特征值，按表1 進(jìn)行推定。

表1 輕型動力觸探試驗推定地基承載力特征值（kPa）

2 工程實(shí)例

深圳坪山某房建項目的裙樓及地下室，占地面積約1400m2，天然地基，基礎(chǔ)持力層為砂質(zhì)黏性土，設(shè)計承載力特征值為140kPa。分別對試驗點(diǎn)數(shù)為3、6、10、20、40進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，統(tǒng)計表見表2。

由表2 可知，試驗點(diǎn)數(shù)為3、6、10、20、40 的推定承載力特征值均大于140kPa，均滿足設(shè)計承載力要求。為了確定地基極限承載力（極限荷載），從而確定地基承載力特征值，平板載荷試驗共檢測最大試驗荷載為280kPa、320kPa、400kPa 的3 個點(diǎn)，檢測結(jié)果見表3。

表2 輕型動力觸探試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計

由表3 可得承載力特征值為150.1kPa，滿足設(shè)計承載力要求。通過輕型動力觸探試驗和平板載荷試驗的檢測結(jié)果顯示，輕型動力觸探試驗點(diǎn)數(shù)為10 個點(diǎn)及以上的推定承載力特征值與平板載荷試驗的承載力特征值最為接近。

表3 平板載荷試驗檢測結(jié)果匯總

3 結(jié)語

⑴輕型動力觸探試驗檢測設(shè)備輕便、檢測速度快、價格低廉，通過輕型動力觸探試驗簡單快速地推定地基承載力特征值，是作為當(dāng)前多數(shù)項目質(zhì)量事中控制的不二首選。

⑵輕型動力觸探試驗的檢測結(jié)果是否客觀，關(guān)鍵在于檢測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析和判定。廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)檢測規(guī)范》（DBJ/T 15-60-2019）附錄B.0.7 條：參與統(tǒng)計計算的試驗數(shù)據(jù)個數(shù)不少于6 個。結(jié)合本文工程實(shí)例，輕型動力觸探試驗推定同一土層地基承載力特征值的試驗點(diǎn)數(shù)不少于10 個點(diǎn)[1]。

⑶平板載荷試驗檢測地基土的承載力和變形量比較準(zhǔn)確、客觀，但僅能反映承壓板直徑或?qū)挾鹊拇蠹s2倍的深度范圍[1]，無法了解土層深處的巖土情況，輕型動力觸探試驗可以檢驗地基局部軟弱土層。地基承載力的檢測應(yīng)先進(jìn)行輕型動力觸探試驗進(jìn)行普查，再選擇有代表性的部位進(jìn)行平板載荷試驗，兩種檢測方法配合使用。

⑷出具輕型動力觸探檢測報告時，檢測點(diǎn)數(shù)少于10 個點(diǎn)的檢測結(jié)論不能給出推定的地基承載力特征值，需說明根據(jù)廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)檢測規(guī)范》（DBJ/T 15-60-2019）檢測錘擊數(shù)平均值對應(yīng)的承載力特征值。

⑸輕型觸探試驗與平板載荷試驗提供的承載力特征值不一致時，以平板載荷試驗的檢測結(jié)果為準(zhǔn)，當(dāng)兩者的檢測結(jié)果相差甚遠(yuǎn)時，應(yīng)分析原因，結(jié)合工程具體情況綜合確定，也可增加試驗點(diǎn)數(shù)量，要引起重視[3]。