地基土反应模量的现场测试与计算

第18卷,第4期2004年8月土　工　基　础SoilEng.andFoundationVol118,No14Aug,2004

地基土反应模量的现场测试与计算

袁莉明

(广东省工程勘察院,广州510510)

摘　要:地基土的反应模量对机场跑道、滑行道的设计有着重要的意义,宜通过现场平板载荷试验测得,本文结合广州新白云国际机场飞行区的实践经验,简单介绍了试验的过程及计算方法。关键词:地基土,反应模量,平板载荷试验,计算方法

中图分类号:TU433　　文献标识码:B　　文章编号:100423152(2004)0420062203

1　试验装置

地基土的反应模量宜通过平板载荷试验来确定。试验装置采用堆载平台反力装置,加载装置用油压千斤顶,承载板用4～5层圆钢板,最下面的承载板(与地基土直接接触)用厚28mm,直径为750mm的圆钢板,上叠板(3～4块)用直径范围为450mm～600mm,厚25mm～30mm的钢板。各级加载量用油压千斤顶上的压力表控制,承载板的沉降量用百分表观测。

级加载,每级加载后120min读取沉降值。加载分级为:0.0MPa→0.034MPa→0.069MPa→0.103MPa→0.137MPa→0.172MPa→0.206Mpa。

3　试验资料整理

3.1　根据测试结果绘制P～S曲线图3.2　地基土反应模量的计算

(1)土基反应模量的计算

飞行区内各试验点的地基土全部为粉质粘土,因此土基反应模量按一般的地基土计算[1],计算式如下:

ku=

2　试验方法

2.1　试验基坑的开挖

0.00127

(1)

在测点位置上开挖试验基坑,基坑宽为2.5m,长为2.5～4.5m,深度为0.55m～0.90m,一般挖入试验目的层0.15～0.50m。在基坑中部放置承载板的位置用铲或刮刀铲至水平,以便平稳放置各试验的承载板。2.2　试验方法

式中:ku-现场测得的土基反应模量(MN/m3);PB

-承载板下沉量为0.127cm时所对应的单位面积压力(Mpa),PB值在P～S曲线上量取。

(2)对土基反应模量值的修正由于浅部土层受气候影响较大,旱季地下水位低,含水量较小,雨季地下水位高,含水量大。为确保工程安全宜采用最不利情况(饱和状态)下的反应模量值,因此,对反应模量的实测值进行修正,修正方法如下:

k0=

kduu

(2)

在已铲至水平的土基表面均匀铺细砂少许找平,将大承载板安放平稳并左右转动半周,再用水平尺校正,同时用垂球检查平台荷载重心是否对准大承载板中心,然后在大承载板上从大到小叠置3～4块不同直径的厚钢板,各承载板的中心对齐。接着安置千斤顶(也要对心),设置基准桩和基准梁,最后把3个百分表按120°交角安装在最下层的大承载板上。安装完毕后,用15.4kN荷载预压1～2次,使承载板紧贴土基表面。卸载后调表对零,然后分

式中:k0-土基的反应模量(MN/m3);d-现场原状试样(在试验土层中采取)在0.07MPa压力下的下沉值(cm),在实验室用固结仪测得;du-现场原状试样(在试验土层中采取)浸水饱和后在0.07MPa压力下的下沉值(cm),在实验室用固结仪测得。

　收稿日期:2004202227

4　区内反应模量试验结果及其特征

4.1　飞行区内地基土反应模量试验结果

在新机场飞行区内共布置了29个试验点,各试

验点的试验结果见表1。

表1　地基土反应模量测试结果汇总表

序号试验点编号

1234

Z3-1Z3-2Z3-3Z5-3

试验点土质描述黄褐色粉质粘土、可塑黄褐色粉质粘土、可塑紫红色粉质粘土、可塑灰白～灰黄色粉质粘土、软可塑

灰白～灰黄色粉质粘土、软可塑

紫红色～黄褐色粉质粘土、可～硬塑

紫红色～黄褐色粉质粘土、可～硬塑

紫红色～黄褐色粉质粘土、可～硬塑

黄褐色粉质粘土、可塑黄褐色粉质粘土、可塑黄褐色粉质粘土、可塑黄褐色粉质粘土、可塑黄褐色粉质粘土、可塑黄褐色粉质粘土、可塑灰白～灰黄色粉质粘土、软塑灰白～灰黄色粉质粘土、软塑灰白～灰黄色粉质粘土、软塑黄褐色粉质粘土、可硬塑,含砂

黄褐色粉质粘土、可硬塑黄褐色粉质粘土、可硬塑,含砂

黄褐色粉质粘土、可塑黄褐色粉质粘土、可硬塑土黄色粉质粘土、硬塑,含砂土黄色粉质粘土、硬塑,含砂黄褐色～紫红色粉质粘土、可塑

黄褐色～紫红色粉质粘土、可塑

灰白～灰黄色粉质粘土、软塑灰白～灰黄色粉质粘土、软塑灰白～灰黄色粉质粘土、软塑

PB(MPa)LB(cm)ku(MN/m3)d(cm)du(cm)k0(MN/m3)含水量(%)

0.6000.0340.0450.032

0.1490.2530.1820.291

47.2426.7735.4325.20

0.0298

0.0580

24.2813.7618.2111.74

33.2

5Z5-20.0320.32325.200.02880.061811.7447.7

6Z1-30.0460.19536.2230.28

7Z1-20.0600.15247.240.03980.047639.4928.8

[***********][**************]5

Z1-1Z4-3Z4-2Z4-1Z6-2Z6-2Z6-1Z10-3Z10-2Z10-1Z8-3Z8-2Z8-1Z12-1Z12-2Z12-3Z11-1Z11-2

0.0500.0580.0590.0730.0480.0340.0480.0260.0540.0390.0540.0510.0800.0540.0460.1040.1250.043

0.1790.1520.1690.1220.1990.2870.1980.3700.1730.23330.1700.1850.1140.1680.2080.0780.0610.205

39.3745.6746.4657.4837.8026.7737.8020.4742.520.7142.5240.1662.9942.5236.2281.8998.4333.86

0.0270

0.0368

0.0215

0.0415

0.0232

0.0420

0.0288

0.0618

0.0292

0.0572

0.0194

0.0319

32.9127.7728.2534.9519.2813.6519.289.5419.8114.3123.4722.1734.7722.0318.7642.4272.2524.85

33.530.129.346.437.330.631.4

26272829

Z11-3Z9-1Z9-2Z9-3

0.0450.0340.0420.038

0.1920.2820.1880.314

35.4326.7733.0729.92

0.0370

0.0672

26.0114.7518.2216.49

45.7

4.2　飞行区地基土反应模量特征

(1)灰白～灰黄色粉质粘土:这类土基的反应

模量k0值在区内最低,其k0值变化范围在9.54MN/m3～19.81MN/m3之间,平均值为14.58MN/m3。

(2)黄褐色粉质粘土:其k0值变化范围在13.65MN/m3～34.95MN/m3之间,平均值为22.58MN/m3。

(3)紫红色～黄褐色粉质粘土:其k0值变化范

含水量的增加,其反应模量k0值降低,当地基土中含有中粗砂或铁锰结核时,其反应模量k0值明显增大。反应模量k0值离散性较大,说明该场地土质是不均匀的。

5　结语

由于反应模量与地基土的含水量及土质结构密切相关,在试坑开挖及设备仪器安装过程中要确保地基土的原始状态,严格按规范进行操作,确保测试数据与实际相符,使工程设计更加安全、更加经济。

参考文献

[1]　《岩土工程手册》编写委员会.岩土工程手册[M].北京:中国

围在18.21MN/m3～39.49MN/m3之间,平均值

为28.63MN/m3。

(4)含中粗砂、硬塑状土黄色粉质粘土的k0值在区内最高,其k0值变化范围在42.42MN/m3～72.25MN/m3之间,平均值为57.34MN/m3。

由以上结果可知,地基土的反应模量与含水量、物质成份及土质结构关系密切。同一种土质,随着

建筑工业出版社,1994

In2situMeasurementandCalculationoftheReactionModulasofSubgradeSoil

YUANLi2ming

(GuangdongEng.InvestigationBur.Guangzhou,510510,China)

Abstract　ThismodulusisconsideredtobeveryimportantforthedesignofrunnwayconstructionItwouldbebettertoobtainbyin2situplateloadmeasurement.Inthispaper,combiningwithpracticeinGuarngzhounewairfield,themeasurementandcalculationofthemoduluoisbrieflyintroduced.

Keywords　subgradesoil,reacitonmodulus,plateloadingtest

(上接第49页)

[2]　金兴平.预应力管桩承载力性状的研究[硕士学位论文][D].

杭州:浙江大学,2002

参考文献

[1]　史佩栋主编.实用桩基工程手册(第一版)[M].北京:中国建

[3]　苏振明,陈拥军.PHC管桩荷载传递特性研究[A].中国土木

工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集[C].北京:清华大学出版社,2003

[4]　中华人民共和国国家标准.建筑基桩检测技术规范(JGJ106-2003)[S].北京:中国建筑工业出版社,2003

筑工业出版社,1999,5

StatusoftheApplicationofPre2stressedTubularPile

WANGBiao

(TongAnConstructionEngineeringSafetySupervisingStation,Xiamen361100,China)

Abstract　Asanewtypeofpile,thepre2stressedtubularpileisgettingwidelyusedinXiamen.Inthisdisseminatingprocess,plentyofexperiencesareaccumulated,andsomeproblemsarediscovered.Severalaspectsofthepre2stressedtubularpilearediscussed,in2cludingthestructure,bearingcharacteristic,identificationofbearingcapacityindex,loadtransferlawandproblemsrelatedtocon2struction.

Keywords　prestressedpile,bearingcharacteristic,staticpenetration,upfloatofpile