砂石垫层承载力检测方法探讨时间：2021.02.02创作：欧阳术鹿逢月 淮安市建筑工程检测中心有限公司 江 苏省淮安市 223001 【摘要】本文论述了用静载试验检测砂石垫层存在的问题，并 提出了用重型动力触探试验方法代替平板静载荷试验 【关键词】砂石垫层，承载力，静载荷试验，重型动力触探试 验1 概述 在建设工程中对浅层软弱土层或不均匀土层的地基处理常用方 法为砂石垫层，用该种方法处理后，应对其施工质量进行检测《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012 )第4.4.4条规定 竣工验收应采用静载荷试验检验垫层承载力，检测方法依据 JGJ79-2012 附录 A 的规定采用处理后地基静载荷试验即平板静 载荷试验2 平板静载荷试验存在的问题 由于砂石垫层材料存在压力扩散角，导致平板静载荷试验结果 的可靠性受荷载板尺寸的影响较大，为保证平板静载荷试验结 果较为准确，JGJ79-2012附录A规定平板载荷试验采用的压板 面积不应小于 1.0m2 ，为满足此要求又比较经济通常采用的压 板面积均为1.0m2，则垫层地面处的受压面积相应的扩大为(1+2ztg 0) m2(z为垫层厚度)砂石垫层材料压力扩散角最小 为200,砂石垫层处理厚度宜为0.5m~3.0m,—般均大于等于 1m,以确保垫层底部在承载力较高的士层上，当承载力检测采 用平板载荷试验时，假如承压板的尺寸为lmxlm，压力扩散角为 200,砂石垫层处理深度假如为lm,在1m2的承压板上进行加 载经过压力扩散角的扩散传到垫层底部压力影响面积约为 3m2, 顶部承压板压力传到垫层底部已降低到顶部的 1/3,垫层底部即 使还是软弱士层,承载力检测仍能满足设计要求,因此平板载 荷试验检测砂石垫层承载力时,其检测结果受承压板面积的影 响误差较大,承压板面积越大,则垫层底部受压面积相应的扩 大越小,检测结果误差越小,对独立基础和条形基础当承压板 的宽度采用基础的设计宽度时,平板载荷试验检测结果的误差 才能达到最小,此时检测耗时耗力,耗费用,正常情况下是不 采用该方法的平板静载荷试验。
3 工程实例 本人从事地基基础检测工作已达 25 年,每年用平板静载荷试验 检测砂石垫层承载力的项目至少有3~5个，荷载板面积均不大 于1m2，但至今未有一个项目承载力检测不满足设计要求，这 也进一步验证了平板静载荷试验检测砂石垫层承载力用 1m2 面 积荷载板存在的问题,近几年的检测项目有：1）某县城小学新建教学楼，地基处理采用换填垫层，材料为1:1砂石，垫层厚度为0.75m,垫层底部为可塑灰黄色粘士，地基 承载力特征值为180kPa,要求处理后地基承载力特征值不小于 180kPa ,检测采用平板静载荷试验，荷载板尺寸为1.0m x 1.0m,检测数量三个点，三个点最大加载均为360kPa,由于应 力 扩散的原因导致累计沉降量 仅为 17.56mm、9.66mm、 10.31mm2） 某小区一期工程 6#楼，地基处理采用换填垫层，材料为 1:4 砂石，垫层厚度为2.0m,垫层底部为可塑灰黄色粉士，地基承载 力特征值为110kPa,要求处理后地基承载力特征值不小于 150kPa， 检 测 采用 平 板 静 载 荷 试 验 ， 荷 载 板 尺 寸 为 1.0mx 1.0m,检测数量三个点，三个点最大加载均为300kPa,由于应 力 扩 散的 原因 导致 累计 沉降 量 仅 为 3 .29mm 、 3.20mm、 3.78mm。
3） 某新区幼儿园工程,地基处理采用换填垫层,材料为 1:1 砂 石，垫层厚度为0.5m,垫层底部为可塑灰黄色粉士，地基承载力 特征值为105kPa,要求处理后地基承载力特征值不小于 126kPa, 检 测 采用 平 板 静 载 荷 试 验 , 荷 载 板 尺 寸 为 1.0mxI. 0m,检测数量三个点，三个点最大加载均为252kPa,由于应 力 扩散的原因导致累计沉降量 仅为 6.29mm、5.71mm、II. 26mm4 重型圆锥动力触探试验方法重型圆锥动力触探试验设备由 63.5 ± 0.5kg 穿心锤、直径为74mm 截面积为 43cm2 圆锥角为 600 的圆锥触探头和直径为 42mm 的触探杆（包括锤座和导向杆）组成该试验方法如 下： 1）检测前，认真检查机具设备，在设备安装过程中，部件连接 处丝扣应完好，触探杆应保持平直，连接牢固2）将触探架安装平稳，使触探保持垂直进行垂直度的最大偏 差不得超过 2%在作业过程中触探架不得偏移；贯入时，应使 穿心锤自由下落，落锤落距为76±2cm地面上的触探杆的不宜 超过1.5m,以免倾斜和摆动太大3 ）锤击速率宜为每分钟15~ 30击。
打入过程中应尽可能连 续，所有超过5min的间断都应在记录中予以注明4） 及时记录每贯入 10cm 所需的锤击数其方法可在触探杆上 每隔10cm划出标记，然后直接或用仪器记录锤击数；也可以记 录每一锤击的贯入度，然后再换算每贯入10cm所需的锤击数5） 对于一般砂、圆砾和卵石层或加固土增强体，触探深度不宜 超过13m，超过该深度时需考虑触探杆的侧壁摩阻影响5 重型圆锥动力触探试验成果的应用 依据《工程地质手册》第四版推荐的铁道部行业标准《铁路工 程地质原位测试规程》（TB 10041-2003、J261-2003 ）用N63.5 平均值碎石类土地基的承载力见下表：用重型圆锥动力触探N63.5确定地基承载力（KPa）击数平 均 值 N63 53456789101214N63 ・5碎石土140170200240280320360400480540击数平 均 值N63 51618202224262830354011 V* U ・ U碎石土6006607207808308709009309701000砂石换填垫层相当于碎石类土，根据实测锤击数的大小，经修 正和平均值统计查表即可获得换填砂石垫层承载力数值。
通过 该试验方法还能检测砂石垫层的施工质量，定性判定垫层施工 的均匀性和密实度：砂石不均匀，砂子多或不密实，重型圆锥 动力触探试验锤击数低；石子多或较密实，重型圆锥动力触探 试验锤击数高；通过对实测重型圆锥动力触探试验锤击数的变 化情况分析，还可判定砂石垫层的施工厚度、垫层底部持力层 是否为较好的土层6结语重型圆锥动力触探试验与浅层平板载荷试验相比基本上不受场 地条件的限制，检测时间快，检测成本低，检测范围大，它不 仅能检测承载力，还能对它的施工质量砂石配比的均匀性及压 实效果作出定性的判定，对换填厚度作出定量的判断，因此， 该方法应是砂石垫层的承载力及施工质量验收检测的首选方 法参考文献[1] 《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)[2] 《建筑地基基础检测规程》(DGJ32/TJ142-2012 )[3] 《工程地质手册》(第四版)•中国建筑工业出版社时间：2021.02.02创作：欧阳术。