桂林市X公司与桂林市XX公司(以下简称甲方)拟联合兴建桂林市XX工程,其中一期工程G1~G5、D1~D7、会所及幼儿园的场地岩土工程勘察工作已由甲方委托我院(以下简称乙方)完成。为了进一步确定③-2层粘土的地基承载力特征值,甲方继续委托我院对该粘土层进行三个点的地基静力载荷试验。接受任务后,乙方即于2003年12月13日~20日进行了为期8个昼夜的现场测试工作;之后,于20日~22日进行室内资料整理及报告编写工作。整个试验测试及资料整理工作由我院XXX\\XXX\\XXX共同完成,XXX参加了现场测试工作。
二、试验点位置选择及完成的试验工作量
本次静力载荷试验位置选择主要依据勘察报告中③-2粘土层的分布特征、试验条件,结合拟建建筑物情况,由甲、乙双方共同商定,分别选定场地111#、129#及119#钻孔等3个试验点。后因试验条件所限,经甲、乙双方协商同意,将119#钻孔改为103#钻孔,实际试验地点为111#、129#及103#钻孔等3个试验地点。共完成静力载荷试验工作量如下表1。
静力载荷试验工作量 表1 试验地点(位置) 111#钻孔 129#钻孔 103#钻孔 试验点编号 No.1 No.2 No.3 试验类型 静力载荷试验 静力载荷试验 静力载荷试验 试验深度(米) 0.80 1.70 1.40 三、试验设备及主要技术指标
1.加荷设备:为立式油压千斤顶,最大出力400kN,加荷顶出力精度误差小于±1%,加荷顶最大行程100mm,承压板为圆形厚钢板,直径56.4cm,面
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积为0.25m2。
2.反力装置:8根地锚(长2.90m,入土深度视土体具体情况为2.2~2.6m),8根拉杆,8根撑杆及适当的钢管立柱等共同组成伞式构架装置。
3.量测系统:百分表,检测精度为0.01mm,可估读至千分之一毫米;精密压力表,量程分为6MPa和10MPa,检测精度为0.1MPa,可估读至0.01MPa。
4.试验技术标准:按 中华人民共和国国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002的规定执行。
5.加荷等级及稳定标准:本次试验加荷等级按预计总加载量的1/10确定,其中No.1试验点为12级,No.2、No.3试验点均为10级,级差均为50kPa。加载后,地基沉降的相对稳定标准为连续两个小时,每一小时内的沉降量增量小于0.1mm。加载后,地基沉降量的测记时间为0分、10分、10分、10分、15分、15分、30分各测记一次,然后每隔30分测记一次,直至稳定为止。
6.试验终止标准:
(1)承压板周围出现裂缝;(No.2)
(2)累计沉降量已大于承压板直径的0.06倍。(No.1、No.2、No.3)
四、试验点工程地质条件概述
试验场地位于桂林市桂大路以西、五里店路以南,桂林砂轮厂职工宿舍区西侧。场地地基土层主要有:人
工填土、冲洪积粘土、冲洪积含卵砾石粘土以及泥盆系上统融县组灰岩。其中填土层结构松散,土质不均,厚度变化大,承载力低。粘土层主要分为可塑与硬塑两种状态,个别地段分布有软塑状态。可塑状态承载力较低,硬塑状态承载力较高,土层的空间厚度变化较大。含卵砾石粘土与粘土层相仿,在硬、
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可塑状态时承载力较高,软塑状态时承载力低,该层土的空间厚度变化也较大。本次试验主要是测定可塑~硬塑状态的冲洪积粘土③-2层的地基承载力特征值。
No.1试验点位于111#钻孔西侧,地表为0.8m的填土,0.8m之下即为试验土层,其岩性为粘土,黄褐色,稍湿,坚硬~硬塑状态,含少量植物根系,局部含石英砂粒,手捏呈碎裂状。该点加压至600kPa后,累计沉降量已达破坏标准,试验终止。
No.2试验点位于129#钻孔以西约5m,1.2m以上为杂填土,1.2~1.7为结构疏松的粘土,1.7m到达试验土层,其岩性为粘土,棕黄~棕红色,稍湿,硬可塑状态,结构较松散,手捏呈碎粒状,内含少量石英砂粒,偶见植物根系及有机质浸染斑点,可见少量虫孔。该点加压至500kPa后承压板周边出现裂缝,最大缝宽1mm,延伸长度50mm。累计沉降量也已达到破坏标准,试验终止。
No.3试验点位于103#钻孔南侧,地表1.2m为填土,其下即为试验土层,该点试验深度1.4m,试验土层的岩性为粘土,黄褐色,稍湿,硬可塑状态,含少量植物根系,局部含石英砂粒,手捏呈碎粒状。该点加压至500kPa后,累计沉降量已达破坏标准,试验终止。
五、试验资料整理与成果
1.根据静载试验原始记录表,分别计算出每级压力下的沉降量及累计沉降量,见表2。
根据静载试验原始记录表,绘制S-T曲线,详见附图1~附图3。
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静力载荷试验各级压力下的沉降量及累计沉降量总表 表2
压力Pi(kPa) No.1 (111#) No.2 (129#) No.3 (103#) 沉降Si(mm) 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 0.11 0.81 0.835 1.18 0.89 1.76 2.01 4.427 3.518 4.562 4.785 9.17 (未稳定) 累计沉降量∑Si(mm) 0 压力Pi(kPa) 沉降Si(mm) 0 0.11 0.92 1.755 2.935 3.825 5.585 7.595 12.022 15.54 20.102 24.887 34.057 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 0.385 0.53 1.175 2.69 2.54 4.339 4.85 7.29 7.459 4.96 (未稳定) 累计沉降量∑Si(mm) 0 0.385 0.915 2.09 4.78 7.32 11.659 16.509 23.799 31.258 36.218 压力Pi(kPa) 沉降Si(mm) 0 0 50 100 150 200 1.4 250 300 350 400 450 500 0.19 0.475 0.78 2.58 5.14 4.469 5.935 5.935 7.53 (未稳定) 累计沉降量∑Si(mm) 0 0.19 0.665 1.445 2.845 5.425 10.565 15.034 20.969 26.904 34.434 4
2.根据每个点的Pi、∑Si的关系绘制P-S曲线,并用Excel进行曲线拟合。详见附图4~附图6。
3.承载力特征值fak的确定
承载力特征值fak的确定方法,按中华人民共和国国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002执行,即
(1)当P-S曲线上有比例界限时,取该比例界限所对应的荷载值; (2)当极限荷载小于对应比例界限的荷载值的2倍时,取极限荷载的一半; (3)当不能按上述2款要求确定时,当压板面积为0.25~0.50m2,可取s/b=0.01~0.015所对应的荷载,但其值不应大于最大加载量的一半。
根据上述规定,结合本次实验各试验点拟合后的P-S曲线及地区经验,确定各试验点的承载力特征值如表3。
由表3可得,③-2层粘土的平均地基承载力特征值为:228kPa
各试验点承载力特征值fak 表3
试验地点(位置) 111#钻孔 129#钻孔 103#钻孔 试验点编号 No.1 No.2 No.3 承载力特征值fak(kPa) 240 215 230 确定方法 按条款(3) 按条款(3) 按条款(3) 六、结论与建议
本次试验严格按国家技术规范及操作规程执行。试验结果与场地土层的实际情况相吻合。No.2试验点由于大树根系的影响,结构较为疏松,故承载力相对较低,No.1试验点土体含水量较低,呈坚硬~硬塑状态,故承载力相对较高,No.3试验点土体结构的致密程度与稠度状态介于上述两个试验点之间,其承载力特征值也介于两者之间。综合分析三个点的试验结果及其实际情况,在土体结构及稠度状态相同情况下,③-2层粘土的地基承载力特征值可采用220 kPa。
建议在施工中,对结构较疏松的土体作适当压实或采取其他适当加固措施,防止生产及生活废水浸泡地基。
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时间T(分钟)0 60 120 180 240 300 360 0-5-10沉降S(毫米)50kPa100kPa150kPa200kPa250kPa300kPa350kPa400kPa450kPa500kPa550kPa600kPa-15-20-25-30-35-40附图1 No.1(111#)S - T曲线 时间T(分钟)0 0-5-1060 120 180 240 300 50kPa100kPa150kPa200kPa250kPa300kPa350kPa400kPa450kPa500kPa沉降S(毫米)-15-20-25-30-35-40附图2 No.2(129#) S-T曲线 6
沉降S(毫米)-15-20-25-30-35-400-5-1050kPa100kPa150kPa200kPa250kPa300kPa350kPa400kPa450kPa500kPa时间T(分钟)0 60 120 180 240 300 附图3 No.3(103)S - T曲线 #压力P(kPa) 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 0-5-10沉降S(mm)-15-20-25-30-35-40 压力P(kPa)附图4 No.1(111#)P-S曲线
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0-5-10沉降S(mm)压力P(kPa)
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 -15-20-25-30-35-40 压力P(kPa)附图5 No.2(129#)P-S曲线 压力P(kPa)
50-5-10沉降S(mm)100 150 200 250 300 350 400 450 500 -15-20-25-30-35-40 力P(kPa)压附图6 No.3(103#)P-S曲线
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