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協(xié)會刊物

壓板靜載試驗在全風化泥巖中的應(yīng)用

時間日期：2010-4-28 已被閱讀次：[12409]

佛山建筑設(shè)計院有限公司姚江

　　[摘　要]　根據(jù)CFG樁復(fù)合地基和夯實水泥土樁復(fù)合地基的承載機理和特性，提出了將兩
　　　　　　　者結(jié)合應(yīng)用的復(fù)合地基。結(jié)合工程實例，通過現(xiàn)場原位試驗，證明了它的應(yīng)
　　　　　　　用價值。
　　[關(guān)鍵詞]　CFG樁夯實水泥土樁復(fù)合地基

　　1.工程概況
　　佛山市三水欣華投資有限公司籌建之樂平新華醫(yī)院住院部大樓，位于佛山市三水區(qū)樂南
新路與齊力大道交匯處西南側(cè)。住院部大樓地上十一層，地下一層，基坑開挖深4m，建筑物
占地面積1607m2。根據(jù)鉆探揭露的地質(zhì)資料，建筑場區(qū)內(nèi)全風化泥巖埋藏深度一般在3.5m～
4.5m，厚度在3m～7m，其下為強風化泥巖或中風化泥巖。其中一角為強風化泥巖，埋藏深度
在0～10.8m，厚度在7.8m～10.8m，其下為中風化泥巖�，F(xiàn)擬采用柱下獨立基礎(chǔ)的基礎(chǔ)方案
，按照巖土工程勘察報告提供的承載力特征值，全風化泥巖為450KPa，強風化泥巖為600KPa
。根據(jù)以往的設(shè)計經(jīng)驗，勘察報告中的全風化泥巖承載力特征值偏小，為了能充份發(fā)揮全風
化泥巖的承載力，即使建筑物安全，又能節(jié)約經(jīng)濟開支，現(xiàn)采用壓板靜載試驗來達到預(yù)期的
目的。
　　2.壓板靜載試驗點位置的選擇
　　由于住院部大樓有地下室，地下室施工時也要進行土方的開挖，故先整體開挖至地面下
3.8m，進行壓板靜載試驗。根據(jù)壓板試驗的要求，選取3個點進行試驗。壓板下持力層的巖
性為灰色、灰黃色強風化泥巖，巖石風化強烈，性軟易碎，礦物成份已基本泥化，巖石風化
成近呈硬土狀，標貫試驗擊數(shù)N=24.9～42.6擊。
　　3. 壓板靜載試驗儀器設(shè)備、方法和標準
　�。�1）試驗加載裝置
　　試驗采用壓重平臺反力裝置。壓重平臺反力裝置作為荷載反力，將大于最大試驗荷載的
荷重在試驗開始前一次性加上平臺，試驗時用ZZY型測力傳感器和JCQ－503A靜力荷載測試儀
，在油壓千斤頂?shù)淖饔孟路旨夁M行自動加、卸載和自動記錄沉降量，壓板面積（1.0mX1.0m
）。
　�。�2）試驗加載方法和沉降觀測
　　a)要求試驗荷載：1200KN。
　　b)試驗加載：采用快速維持荷載法，每級加載為要求最大試驗荷載的1/10，第一級可按
2倍分級荷載加載，在每一級荷載作用60分鐘后，可加下一級荷載。
　　c)沉降觀測：在壓板兩邊裝設(shè)4個百分表，按規(guī)定時間測定沉降量，百分表精度為0.01m
m。
　�。�3）檢測標準
　　參照國家標準《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007－2002)和《巖土工程勘察規(guī)范》
(GB50021－2001)的有關(guān)規(guī)定進行。
　　4.試驗結(jié)果分析
　　（1）1＃試驗點：試驗加載共分7級，每級壓板下的應(yīng)力增量為150KPa；根據(jù)試驗結(jié)果
作出的P－s(壓板的壓應(yīng)力P與沉降s關(guān)系)、s－lgt(壓板的沉降s與時間t關(guān)系)曲線見圖一所
示，從圖中可看出試驗加載到1200KN時，總沉降量11.24mm，沉降量不大，而且 Q～s曲線
平緩，s～lgt曲線呈平行排列，最大回彈量6.21mm，回彈率55.2％。
（2）2＃試驗點：試驗加載共分7級，每級壓板下的應(yīng)力增量為150KPa；根據(jù)試驗結(jié)
果作出的P－s(壓板的壓應(yīng)力P與沉降s關(guān)系)、s－lgt(壓板的沉降s與時間t關(guān)系)曲線見圖一
所示，從圖中可看出試驗加載到1200KN時，總沉降量27.57mm，沉降量稍大，但 Q～s曲線
平緩，s～lgt曲線呈平行排列，最大回彈量15.87mm，回彈率57.6％。
（3）3＃試驗點：試驗加載共分9級，每級壓板下的應(yīng)力增量為120KPa；根據(jù)試驗結(jié)
果作出的P－s(壓板的壓應(yīng)力P與沉降s關(guān)系)、s－lgt(壓板的沉降s與時間t關(guān)系)曲線見圖一
所示，從圖中可看出試驗加載到1200KN時，總沉降量2.51mm，沉降量不大，而且 Q～s曲線
平緩，s～lgt曲線呈平行排列，最大回彈量1.09mm，回彈率43.4％。
（4）從3個試驗井的3個點的壓板靜載試驗結(jié)果可知，P－s曲線近似線性變化，可用
半元限理想彈性公式計算巖體的變形模量E0，公式如右： E0=ω(1一μ2 )pb／s
　　式中：
E0——變形模量，MPa；
　　ω——剛性承壓板形狀換算系數(shù)，剛性方形壓板取0.88；
　　μ——土的泊桑比，取0.3；
　　b——承壓板的邊長，mm；
　　p——地基承載力特征值所對應(yīng)的荷載，KPa；
　　s——與承載力特征值所對應(yīng)的沉降，mm。
　　用上式計算的1�！�3＃試驗點在各級壓力作用下全風化泥巖的變形模量和試驗結(jié)果的P
、s值如表1所示。
從3個點的壓板靜載試驗結(jié)果來看，2＃試驗點的變形模量最小 E0=34.9～55.0MPa，
故取E0=35MPa計算基礎(chǔ)沉降。
　　5.基礎(chǔ)持力層的強度及沉降計算
　　5.1基礎(chǔ)持力層的強度計算
　　根據(jù)3個試驗點的試驗和卸載回彈特性，試驗點的卸載回彈系數(shù) K=43.4％～57.6％，
平均卸載回彈系數(shù)K=52.1％，取全風化泥巖的極限承載力為1200KPa，除以2的安全系數(shù)，則
全風化泥巖的承載力特征值為600KPa。
　　5.2基礎(chǔ)沉降分析
　　假定基礎(chǔ)寬度為3.0～3.5m，基底全風化泥巖的承載力特征值為600KPa，地基最終變形
可按下式計算：
　　S=αP0b/ E0
　　式中：
s——地基最終變形量，mm；
　　E0——變形模量，取35MPa；
P0——相應(yīng)于荷載效應(yīng)準永久組合標準值的基底附加壓力，取600KPa；
　　b——基礎(chǔ)寬度，mm；
　　α——經(jīng)驗系數(shù)，按單獨基礎(chǔ)取1.2。
根據(jù)表2計算的樁端沉降，基礎(chǔ)的沉降約62～72mm左右，該沉降量小于建筑物地基變
形的允許值(體形簡單的高層建筑天然基礎(chǔ)平均沉降量
　　最終變形允許值200mm)
　　6.結(jié)論
　　通過上述3個試驗點所做的壓板靜載試驗結(jié)果分析，說明全風化泥巖的變形模量E0取35M
Pa，承載力特征值取600KPa是安全的。
　　7.結(jié)束語
　　通過對全風化泥巖進行壓板靜載荷試驗，承載力特征值由原450KPa提高到600KPa，充份
發(fā)揮了全風化泥巖的地基承載力，既使建筑物安全，又能節(jié)約經(jīng)濟開支，使工程建筑基礎(chǔ)獲
得最佳的經(jīng)濟效益。
淺談建筑企業(yè)青年

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