张本麒1 李宗才2 刘锋3
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2、济南市工程质量与安全中心 山东 济南 250014
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摘要: 深基坑地基原位测试承载力如果直接作为深基坑地基验收的特征值,会造成对地基承载能力的误判,可能会增加不必要的地基处理成本,造成资源浪费,而经过宽度和深度修正后的承载力特征值,更能真实的反映深基坑地基承载力的实际情况。
关键词:深基坑 原位测试 承载力 宽度和深度修正
一、深基坑地基承载力原位检测的现状
在实际工程施工检测过程中,很多深基坑地基需要原位测试承载力,原位测试的方法一般有平板荷载试验和轻型或重型动力触探、静力触探,以及标准贯入试验、旁压试验等(1)。一般施工和监理单位,会根据原位测试结果直接判定深基坑内地基是否达到设计承载力要求,很少再进行宽度和深度修正,这可能会增加不必要的地基处理成本,造成资源浪费。
二、目前相应国家规范的规定
根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011),当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时,从载荷试验或其他原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值,尚应按式1修正(2):
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ηb、ηd—基础宽度和埋置深度的地基承载力修正系数,按基底下土的类别查下表1取值;
γ—基础底面以下土的重度(kN/m3),地下水位以下取浮重度;
b—基础底面宽度(m),当基础底面宽度小于3m时按3m取值,大于6m时按6m取值;
γm— 基础底面以上土的加权平均重度(kN/m3),位于地下水位以下的土层取有效重度;
d—基础埋置深度(m),宜自室外地面标高算起。在填方整平地区,可自填土地面标高算起,但填土在上部结构施工后完成时,应从天然地面标高算起。对于地下室,当采用箱形基础或筏基时,基础埋置深度自室外地面标高算起;当采用独立基础或条形基础时,应从室内地面标高算起。
表1 承载力修正系数
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三、计算实例及结果探讨
举例说明,某综合管廊沟槽深度7.6米,基础底面宽度9.0米,地下水位在原地面处4.5米以下,浅层平板载荷试验的原位测试试验数据为112kPa,设计要求地基承载力大于140KPa,从原位测试数据看,承载力不满足设计要求。经试验及计算确定,该土样为IL小于0.85的黏土。液限29%,塑限17.3%,实测含水率21%,土的重度18kN/m3。
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b—基础底面宽度为9m,大于6m时按6m取值;
d—取值为7.6m。
降水之前此位置的地下水位为原地面处4.5米以下,由于基础底面在降水前的地下水位以下,故取浮重度8kN/m3,为基础底面以上土的加权平均重度
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可以看出修正后地基承载力特征值从112 kPa变为277.33 kPa,满足原设计140KPa的要求。而且,这个修正结果和地勘报告中承载力特征值更为接近。我们还可以进一步讨论如下两种极限情况:
1、基坑基础高程位置在地下水位之上
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=112+0.3×18×(6-3)+1.6×18×(7.6-0.5)
=332.68 kPa
2、地下水位位于原地面标高处
=112+0.3×8×(6-3)+1.6×8×(7.6-0.5)
=210.08 kPa
根据以上计算结果,在两种极限情况下,经过深度宽度修正后的地基承载力特征值,为修正后承载力范围区间的起终点,即无论地下水位情况如何,修正后特征值均在210.08 kPa~332.68 kPa范围内。
参考文献:
(1)《地基承载力特征值的选定研究》[J].宋克.建材发展导向(下), 2015, (3):9-10.
(2)GB 50007-2011, 《建筑地基基础设计规范》[S].北京: 中国计划出版社出版,2012.