目前,在公路橋涵地基承載力檢測儀的檢測與評定過程中,存在不少問題。主要表現在依據不統一,檢測設備混淆,檢測結果過于簡單,造成檢測數據失真;不分適用條件,機械地套用檢測方法,特別是對于重要工程或地質條件復雜時,沒有進行必要的室內外試驗,簡單得出地基容許承載力,使構造物地基承載力無法評定。針對目前地基承載力檢測的現狀,有必要詳細討論地基承載力的檢測方法以及如何正確運用,本文查閱了目前公路橋涵、建筑地基、巖土勘察以及鐵路等方面設計施工規范中相關內容,通過分析比較,并結合公路工程實踐,提出了相應的地基承載力檢測方法,可作為橋涵地基檢測的依據。
1、檢測方法
1.1靜載荷試驗
靜載荷試驗是在一定面積的承壓板上向地基逐級施加荷載,測求地基土的壓力與變形特性的原位測試方法。它反映了壓板下數倍承壓板直徑或寬度范圍內地基土強度、變形的綜合性狀,可以測求地基土和各種復合地基的承載力。
1.2觸探方法
觸探分靜力觸探和動力觸探。靜力觸探是將一定規格的圓錐形探頭,按一定的速率壓入土中,量測土對探頭的阻力,借以推測土的性質;動力觸探是利用一定能量的落錘,將與探桿相聯接的一定規格的探頭打入地基土中,根據探頭貫入土中的難易程度來探測地基工程性質的一種現場測試方法。
1.3波速測試法
彈性波在土中的傳播速度是反映土的動力特性的一項重要參數。由此可以確定地基的動剪切模量和動彈性模量,進而求出地基承載力。通過對加固前后彈性波速度的比較,可檢驗地基的加固效果。
1.4動力參數法
該方法是根據動力學原理,分別測出復合地基中樁和土的自振頻率和初速度,計算出樁和土的抗壓剛度系數,再根據抗壓剛度系數和承載力的關系計算出樁土各自的承載力,后按樁土承載力分擔公式,計算出復合地基承載力。
1.5附加質量法
附加質量法,在形式上是載荷板試驗的模擬,即通過在載荷板上附加一定的質量塊,用重錘激振旁土,測出每級荷載作用下 “附加質量—載荷板—地基”所組成體系的自振頻率,建立自振頻率與附加質量之間的關系,進而求出地基動剛度或剛度系數,再根據動靜關系求出地基承載力。
2、檢測方法的分析
2.1靜載荷試驗
靜載荷試驗被認為是檢驗地基承載力是否滿足工程要求的可靠方法,也是規范規定的標準方法。
但是該方法也存在一些問題:*,設備笨重,試驗周期長,受場地條件限制,一個工程只能做少數幾個點的測試,主要用于為設計提供資料,不能滿足地基處理過程中對施工質量跟蹤檢測的要求,也不能對地基處理效果做出全面評價;其二,單樁復合地基靜載荷試驗結果的準確性與載荷板的形狀和尺寸密切相關,當載荷板的形狀與尺寸與實際復合地基單元塊不符時,就相當于改變了樁的布置方式和置換率,試驗結果就不具代表性;其三,由于載荷板的大小和加載值的限制,靜載荷試驗影響的深度范圍有限,地基的淺部情況對承載力影響較大;其四,由于試驗本身的荷載分級問題,使靜載試驗的誤差在5%~10%之間;其五,靜載荷試驗承載力的取值也存在較大的隨意性。
2.2觸探方法
觸探是檢驗地基處理效果的較好手段之一,具有效率高、成本低等優點,適用于軟土、一般粘性土、砂土及類似柔性地基的承載力預估,但是它不能模擬地基的實際受力狀態,影響成果的因素較多,是較為粗略的定量方法,存在標準化和定量化的問題,另外該方法對于水泥土樁、CFG樁、大塊的碎石樁復合地基不易貫入,致使該方法的使用受到限制。
2.3波速測試法
該方法主要是通過用測試樁和樁間土的剪切波速或瑞利波速,進而求出復合地基承載力的一種方法。瑞利波是在地表進行施測,具有方便、快速、成本低的特點,隨著電子技術和計算機技術的發展,近十年在國內得到了迅速的發展,該方法是利用樁和土動力學性質,測得樁和樁間土的瑞利波速,利用地基承載力與波速的相關關系,推算出地基承載力。由于瑞利波速度反映某一頻率波長深度內地層的平均波速,因此可用平均值來表示地層的物理力學性質,改變激振器的振動頻率,瑞利波的波長也隨之改變,頻率增大,波長變小;頻率降低,波長增大,勘探深度加深,所以瑞利波法可以分層計算某一深度地層的平均物理力學參數,瑞利波法測試地基的剪切波速度的理論和方法技術已趨成熟,然而如何把波速參數轉換成承載力值,仍需要針對不同的地基類型,做大量的實驗研究工作,建立其數學物理方程以及經驗數據庫,提高該方法的實用性。
2.4動力參數法
利用動力參數法檢測樁基承載力,已有可靠的理論和較為成熟的經驗及應用實踐,但是用于檢測復合地基承載力尚處在試驗階段,欲保證承載力的測試精度,必須保證參數和動靜關系的可靠性。在動參數中,自動頻率及參數質量的確定至關重要,但是在頻譜分析圖中,有效頻率幅值不一定是大的,因而不一定形成頻譜分析圖中的主頻峰,另外帶寬不合適,會使有效頻率隱藏或模糊,也會給有效頻率的確定帶來困難。有效頻率確定不準,會給承載力的計算帶來很大的誤差,故該方法在確定有效頻率時,需要有相當的經驗。在動參數可靠的基礎之上,應根據不同的地基類型,通過相當數量的動靜實測對比,進行統計分析,以確定可靠的動靜轉換系數,以保證檢測成果的可靠性。
2.5附加質量法
附加質量法是建立在單自由度線性振動體系模型之上的一種方法。故實體與模型是否有較好的等效性是決定該方法能否應用的關鍵。凡是實測地基系統與該方法的理論型模型足夠相似或等效,采用該方法就能獲得良好的效果,故該方法適用于彈性較好,滿足單自由度體系的天然地基,各種復合地基及單樁承載力的測定;對于橡皮土、板結層、橫向彈性不對稱等類地基,效果不太理想,但是該方法可以利用自身的特點,檢驗方法的有效性,“多級附加質量法”可以利用自振頻率(f)隨附加質量(△m)增大而減小的規律去檢驗具體的測點與模型的等效性,如果這種規律明顯,證明等效性是好的,測出的參數是可靠的。這種方法具有廣泛的適用性、足夠的可靠性、設備簡單、測試速度快等優點。
但是附加質量法畢竟是一種間接方法,是通過測定動參數去測定承載力的,不能測出相應某一承載力的地基靜變形,因此它不能替代靜載荷試驗,相反它還必須借助于靜載荷試驗,去建立其動靜關系,方可提供較準確的承載力值。
3、結束語
在檢測方法中,靜載荷試驗是基本的一種方法,也是檢驗其它方法是否準確的*方法。在所有動測方法中,必須依靠靜載荷試驗去建立動靜關系,才能把動參數轉換成地基承載力值;但是動測方法具有輕便、快速、不受場地條件限制等優點,故可作為靜載荷試驗的必要補充。把動靜方法有機地結合起來,是地基承載力檢測技術發展的趨勢,也是工程建設發展的需要。
更新時間：2015-09-28 
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