谢宏明
江苏省纺织工业设计研究院有限公司南通勘察分公司 江苏南通 226001
摘要：
静力触探试验是南通地区岩土工程勘察工作中最常用的原位测试手段之一，原位测试试验在一定条件下更加符合实际情况。通过对南通地区砂土双桥静力触探与压缩模量ES1-2数据的采样分析，基于最小二乘法统计优选的回归方程原理，通过参数反分析，得到符合南通地区砂土的双桥静力触探锥尖阻力与压缩模量之间的经验关系，在该地区具有一定的适用性。
关键词：双桥静力触探 压缩模量 粉砂 锥尖阻力
1引言
南通地处江苏东南部，长江入海口北岸，是江海平原经济区的重要组成部分。南通地区在地域上以长江下游三角洲冲积平原地貌单元为主，地面下80m埋深范围内为主要的工程建设影响层，该深度范围内地基土主要为河流相和海相沉积物，主要以粉质粘土、粉土、粉砂为主，局部地区上部分布有淤泥质粉质粘土。由于工程建设影响深度内大部分土层均为中软土，中等压缩性，中密~密实的粉砂分布深浅不一，是较好的桩端持力层，因而区域内中高层建筑物均采用桩基础方案；区域内地下水位埋深较浅，粉砂土及粉质粘土的饱和度高，当采用粉砂层作为桩端持力层时，存在压缩层影响范围较大，稳定时间长且沉降较大的特点。
不同地区的岩土层在形成过程中经历了各不相同的应力历史，从而导致岩土性质具有区域行的特点，全国各地勘察单位及高校根据各自区域内的土性，针对性的提出了适合各自区域的经验公式或参数，适用性较强。压缩模量是评价土层压缩性指标及计算沉降的重要指标，如何准确的获得粉砂土的压缩性指标对预测建筑物沉降变形非常重要。目前，南通地区粉砂土压缩模量的获得主要通过钻探取样后送至实验室进行压缩试验获得，但粉砂土取样较困难，在取样、运输、制样过程中易受外界因素的扰动，室内试验测试值往往离散性较大。
双桥静力触探试验作为原位测试的主要手段之一在南通地区被广泛应用，其具有快速、价优、可靠、环保等优点。本文统计了南通市城区内，深度5~70m范围内的粉砂土与土工试验压缩模量的样本，并进行了线性分析，总结出适合南通地区的快速计算粉砂土层压缩模量的经验公式。
2样本的选取
所选样本均采用双桥静力触探，由KE-U310型静力触探测量仪记录读数，探头截面积为15cm2，测试间距皆为10cm/次，贯入速率控制在1.2m/min内，试验前探头均经过标定，符合相关规范的要求；试验区域为南通城区范围内，最大贯入深度70m。
原状土样采用上提双锥面活阀式取土器以静力压入或重锤少击法采取，为减小扰动并保证各试验项目有足够的数量，原状土样盒长度为30cm，直径89mm，土试样质量等级为Ⅰ级及II级。样本取样前，通过对每个场地内静力触探进行分层统计，剔除部分异常值，得到了单个项目的粉砂土静力触探锥尖阻力值。
压缩模量的试验由室内固结试验压力段100kPa~200kPa所得到的ES1-2，选取受扰动程度较小的I类样，制样及试验方法严格执行《土工试验方法标准》（GB/T50123-2019）的有关规定，压缩模量ES1-2及静力触探锥尖阻力值取每个单体项目的土层统计平均值，要求变异系数小于0.30，保证数据的可靠性。
3回归方程的建立
选取151组样本，样本区域集中在南通市城区范围内，双桥静力触探qc值范围为3.58~22.28MPa，粉砂土压缩模量ES1-2范围为10.01~21.05MPa，样本深度范围3~70m。ES1-2与qc的散点关系如图1所示：
图1：压缩模量与锥尖阻力关系图
根据最小二乘法统计优选出ES1-2与qc的回归方程可以表示为：
ES1-2=0.58qc+8.42 （其中：3.0MPa≤qc≤20MPa） 公式（1）
根据以上统计结果可知，样本个数为153组，相关系数0.90，较接近1.0，可信度较高，可作为该地区通过双桥静力触探试验估算压缩模量的经验公式。
根据本文中提出的经验公式（1）。分别将计算得出的压缩模量ES1-2’与土工试验压缩模量实测值ES1-2进行对比，绝对偏差β=|ES1-2’-ES1-2|/ES1-2，经统计得到样本数量N与绝对偏差β的关系，可以表示为：
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图2：样本数量与绝对偏差关系图
从图2可知，根据本文中提供的经验公式得到的压缩模量计算结果与土工试验测得值之间的误差在10%以后的样本数量为142个，占到所有样本数量151的94%，且绝对误差小于等于4%的数量占到总样本数量的58.9%，误差在可控范围内，区域适用性较强。
4结论
（1）双桥静力触探试验作为南通地区常用的原位测试方法之一，速度快、价格低、准确度较高，特别是对该地区浅部粉砂土适用性较强，可推广使用；
（2）本文在归纳总结了南通城区范围内151组粉砂土双桥静力触探及压缩模量的样本，采用最小二乘法统计得到南通区域双桥静力触探锥尖阻力与压缩模量的经验关系，通过对比分析室内土工试验压缩模量实测值与经验公式计算值的结果，其绝对误差一般小于10%，本文提供的经验公式适用性较强。
（3）压缩模量是评价土的压缩性及计算沉降的重要指标，土工试验值受到取样及制样质量的影响较大，如何更快更准确的得到土的压缩模量是今后需要研究的问题。
参考文献：
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