新近沉积粉细砂层地基的试验与评价

第１８卷４期　２００６年８月　文章编号：１００４－９１７７（２００６）０４－００４５～０２　中国煤田地质　ＣＯＡＬ　ＧＥＯＬＯＧＹ　ＯＦ　ＣＨＩＮＡ　Ｖ０１．１８　Ｎｏ．４　Ａｕｇ．２００６　新近沉积粉细砂层地基的试验与评价　赵本肖，游占军　（河北省煤田地质勘查院，河北邢台０５４０２２）　摘要：通过对邯郸市某车间地基的勘察，分析和探讨了新近沉积粉细砂地层的勘察手段、其物理力学性质，及其利　用载荷试验确定承载力的标准，取得了较为满意的结果，提出的一些分析方法，对新近沉积的粉细砂地层的勘察具　有一定的借鉴作用。　关键词：地基勘查；试验与评价；承载力；粉细砂；新近沉积　中图分类号：ＴＤ４１３．４　文献标识码：Ａ　０引言　邯郸市某车间为二层框架结构，下部为半地下　室，安全等级二级．拟采用片筏基础（１２ｘ５５ｍ），埋深　２．６０ｍ（地表以下埋探，下同），要求持力层承载力标　准值为１４０ｋＰａ。场区地下水埋深２．７０ｍ，属上层滞　４．１５ｍ处各做标贯一次，标贯样傲室内颗粒试验，试　验结果显示均为粉砂成细砂，土性均匀，粘粒含量　均大于１０％。在建筑物的周边和房中心做６点静力　触探试验，典型试验曲线见图１；在所示的静力触探　孔附近采用刚性圆形板（直径０．７９８ｍ），作３点载荷　试验，井在试验前后，分别在载荷板的周边和板下，　用环刀各取二组土样做室内土工试验，其试验的成　果见表ｌ。　表１粉细砂地层物理力学性质综合指标一览表　水。场区的主要地层为：②粉细砂层（厚约４．７０ｍＡ＝　１３０ｋＰａ），⑧粉土层（厚约３．８０ｍ，承载力标准值为　＝　ｌｌＯｋＰａ），④粉质粘土层（厚约１．００ｍ　＝　１２０ｋＰａ），以上为第四纪新近沉积地层；　⑤粉质粘土层（厚度２．８０ｍ￣＝１６０ｋＰａ）ＴａＭ　ｃ帅ｐ　ｖｅ　ｎｍ　干重度和⑥粉质粘土层（未打穿，ｆｋ＝１８ＯｋＰａ），为　指标含水量／％重度饱和度／％　／ｋＮ．　／ｋＮ＂第四纪一般性沉积地层。其中对②层以　罕酉酉　了　面１如　砸　ｍ－￣　ｎｄ　。ｓａｎｄ　咖切ｐｈ　孔隙比　标贯／Ｎ６３５　．力　而　＿了　一　３　２２．０　１９．６　１９．３　１６．２　１６．０　８６．５　８０．４　０．７８１　０．７３８　１４．０　１３．０　１２．５　９．４　下土层的物理力学性质指标统计计算　最大值２４．显示，指标的变异系数均小于０．２。　最小值１９．４　２０．３　１８．１　１８．８　１５．０　１５．４　６７．７　７９．８　０．６５７　０．６７９　８．０　５．０　５．２　４．８　变异００８　０．０７　０．０３　０．０３　０．０３　０．０３　０．０９　Ｏ。１０　０．０６　０．０７　０．２０　０．２７　０．２４　０．２８　．勘察时，首先采用钻探、标贯、静力　系数　触探、室内土工试验等方法，对第②层堡　整！　！　！　！　！　！　！　！　！　！　！　！　！　！　粉细砂层的力学性质进行分析评价，根注：所列数据分别为载荷试验前、后试验数据；　。　据栏分别为２・　５ｍ、４・　５ｍ　据有关规范和邯郸市地区经验得到其处经深度校正后的试验数据；　栏数据分别为②一　、②－２层数据。　承载力标准值为１３０ｋＰａ，故需对其进行加固处理。　为验证以上评价的准确性，在埋深２．６０ｍ处做三点　２工程地质性质及评价　（１）从图ｌ中可知，新近沉积粉细砂层（厚度　５．２～０．５＝４．７ｍ）比贯入阻力（　）的离散性较大，土层不　载荷试验，试验后认为承载力标准值可达到　１４０ｋＰａ。现该车间已投入使用运行情况良好。　标贯、静力触探、载荷试验等原位试验是粉细　均匀。从６个静力触探孔试验曲线显示，　值在　３．５～４．５ｍ以上相对较大，故以此为界限，把第②层　砂地层勘察中不可缺少的手段，但在对地层进行评　价时，应充分考虑上部结构、基础型式和土层特点　土分为②一ｌ和②一２二层土。而该界限恰好与地下　水的水位线相吻合，分析认为，地下水将会使　和　．等因素，根据地区性经验，综合评价其物理力学性　质，否则，将造成较大的技术失误和经济损失。　ｓ值减小。　若按在保证率为９５％１￣，计算　值的标准值见　１　粉细砂层的物理力学性质指标　在建筑物的周边布置钻孔６个，并在２．１５ｍ和　公式：　＝　．　式中　广静力触探试验　值的标准值，ＭＰａ；　一统计修正系数，　：１一Ｉ１．７０４／、／／１＋４．６７８／ｎ￣　场区同一土层　的加权厚度平均值，ＭＰａ；　一作者简介：赵本肖（１９５０～），男，汉族，河南省濮阳市人，１９７４年毕　业于北京煤矿学校煤田地质专业，地质工程师，现任河　北省煤田地质勘查院院长。　６：　责任编辑：葛晓云　样本数；　维普资讯 http://www.cqvip.com

中国煤田地质　６一　第１８卷　有０．４ｍ，而其它二点承压板下②一ｌ层土的厚度约为　ｌｍ。故在载荷试验影响深度（约１．６ｍ）范围内，随着　场区同　一土层　应力的增大，其影响深度逐渐加深，随着ｓ／ｄ取值的　统计　增大，确定的承载力差值将缩小，其三点的极差也　将缩小，考虑片筏极差的影响深度远远的大于第②　层土的厚度，故②一１层土０．６ｍ厚度的差异，对其不　均匀沉降影响很小；另外，其极限荷载均大于　２８ＯｋＰａ，并且，在１４０ｋＰａ时，沉降均达到稳定，故在　基础埋深２．６０ｍ的条件下，确定第②层土的承载力　计算时　图１典型静力触探试验曲线　Ｆｉｇｕｒｅ　１　Ｔｙｐｉｃａｌ　ｐｉｅｚｏｃｏｎｅ　ｔｅｓｔ　ｃｕｒｖｅｓ　ｐ／ｋＰａ　的变异　系数。　代人经　ｇ　验公式　麦。　计算得，　ｌ　②一１层　２　土　＝　１３０ｋＰａ：　图２载荷试验曲线　②一２层　Ｆｉｇｕｒｅ　Ｌｏａｄ　ｋ　ｔ　ｃｕｒ　鹤　土　＝　１２０ｋＰａ。　（２）按上述公式计算　的标准值为：②一１层　１０．０击、②一２层８．０击。据《建筑地基基础设计规　范》（ＧＢ　Ｊ７—８９）和邯郸地区的经验查表得：②一ｌ层　ｆｋ＝１４０ｋＰａ、②一２层ｆｋ＝１２０ｋＰａ。　（３）从载荷试验前②一１层土的土工试验结果　看，场地物理性质指标的变异系数均较低，土层均　匀。事实上，由于采取土样的间断性，掩盖了土层的　不均匀性。载荷试验后，在２８０ｋＰａ（１＃点对应的沉降　为３１．５５ｍｍ）应力作用下，其孔隙比减小了０．０２４。　（４）在载荷试验前，勘察报告第②层土建议其　承载力标准值采用１３０ｋＰａ。　（５）图２显示，加压至２８０ｋＰａ时，三点均未达　到极限荷载，试验曲线为缓变形曲线。据（ＧＢ　Ｊ７—８９）　规范，确定承载力应用相对沉降法，即在ｓ／ｄ＝Ｏ．０１～　０．０１５范围内取值。从试验曲线上查得，对应的ｓ／ｄ　的特征点见表２。　表　载荷试验ｓ／ｄ法确定　表２中数据显示，　Ｔ承载力特征点一览表　当ａｂｌｅ　２　Ｄａｔａ　ｓｈｅｅｔ　ｏｆ　ｂｅａｒｉｎｇ　‘　ｓ／ｄ小于０．’　。　Ｏ１１时，’　　ｃａｐａｄｔｙ　ｓａｌｉｅｎｔ　ｐｏｉｎｔ　ｄｅｆｔｎｅｄ　ｙ三点的极差大于规范　—　ｓ　１　２　堡　３　平均值（ｋＰａ）　／％　石ｓ：　棚它的３０％的要求，随　／５￣ｔｚ／＇＃．－－１４。着ｓ／ｄ／口　但ｊ取值　吴，胃八，　仪左　ｏ・ｏ　１　・　逐渐变小。经和三点载　０．０１１　１２３　１６２　１７２　１５２　３２．２　。　‘　ｏ．ｏ１２　１３２　１７３　１８ｏ　１６１　２９．７荷试验附近的静力触　０．０１３　１４２　１８２　１９２　１７２　２９．１　探孔试验曲线对比发　ｏ・ｏ１　５３　９０　１９　１８０　２４・９现，ｌ　载荷试验点承压　竺　！　型板下②一１层的厚度仅　标准值采用１４０ｋＰａ是安全的。　经下卧层强度验算和地基液化性评价后，该工　程采用了第②层土的承栽力标准值１４０ｋＰａ。　３　几点启示　（１）邯郸市第四纪新近沉降的粉细砂层，具有　土性较为均匀、而密实度相差较大的特点。静力触　探试验曲线充分反应了其这一特性，而仅用钻探和　土工试验将无法得到正确的结论；地层分层不仅应　考虑其土性的变化，更应注意其力学性质的改变。　（２）评价持力层承载力时，应从基底以下计算　其有关物理力学性质指标，否则，将会出现一些技　术失误。该场区若把２．６ｍ以上的　的谷值失去，得　到的②一１层的承载力标准值将和实际情况相符。　（３）原位试验是岩土工程勘察中不可缺少的手　段。在使用其有关指标评价地基时，注意其取值的　方法和地区性经验是极其重要的。该工程仅在使用　方面达到了目的，但在进一步试验研究上尚有不　足。　（４）载荷试验是确定地基土承载力的基本万　法。在使用时，应注意其模拟性与实体基础的差异，　对缓变形曲线，应在综合考虑上部结构特征、基础　型式、地基土的特征、试验曲线类型等因素的基础　上，确定其承载力的大小。　本文根据工程实例，阐述了邯郸市第四纪新近　沉积粉细砂层地基的一些试验情况和分析方法。由　于作者水平有限，谬误之处，敬请指正。　参考文献：　【１］手册岩土工程手册编写委员会．岩土工程［Ｍ】．北京：中国建筑工业　出版社，１９９４，２９８—３１２．　［２］ＧＢＪ７－８９，建筑地基基础设计规范【Ｓ］．　【３】王锤琦，孙广忠，等．岩土工程测试技术【Ｍ】．北京：中国建筑工业出版　社，１９８６．　［４］ＧＢ５００２１—９４，岩土工程勘察规范［ｓ１．　（下转第４８页）　维普资讯 http://www.cqvip.com

中国煤田地质　第１８卷　Ｎ　南ｌＳ孔（投链孔）　游，水位为＋１２０一＋１２２ｍ，下游　一　南ｌ３孔（投骨料孔）　—————　＝　］　３ｍ处南１６孔水位变动在＋７０一＋　南ｌ４孑Ｌ　（注浆孔、爆破透巷）　ｏ　水流向Ｉ　Ａ　６０ｍ之间，水位差达５０￣６０ｍ，仅　ｏ　此一项工程，就将全部矿井出水　量减少了２０￣３０ｍ　／ｍｉｎ，为牛儿　庄矿彻底治理水患打下了坚实　的基础。　自２００４年９月２６日发生溃　水事故，到２００５年４月１日恢　复生产，历时１９０ｄ，以最短的时　间，达到了封堵效果１００％，煤矿　恢复生产的最佳效果。采用工业　废铁链治理特大动水条件下溃　水事故的成功，为今后矿井溃水　事故处理提供了经验。　图１永顺煤矿大青石门封堵段平剖面图　参考文献：　Ｆｉｇｕｒｅ　１　Ｐｌａｎ　ａｎｄ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｄａｑｌｎｇ　ｃｒｏｓｓｃｕｔ　ｐｌｕｇｇｉｎｇ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｙｏｎｇｓｈｕｎ　ｃｏａｌｍｉｎｅ　ｎ１韩广德，等．中国煤炭工业钻探工程学　力求封顶，至此，大青石门段堵水塞形成，堵水塞上　［Ｍ１．北京：煤炭工业出版社，２０００．　【２１薛禹群，等．地下水动力学【Ｍ１．北京：地质出版社，１９７９　Ｔｈｅ　Ｕｓｅ　ｏｆ　Ｓｐｏｉｌｅｄ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｉｒｏｎ　Ｃｈａｉｎ　ｉｎ　Ｅｘｔｒａ０ｒｄｉｎａ—ｌｙ　Ｓｅｒｉｏｕｓ　Ｗａｔｅｒ　Ｂｕｒｓｔｉｎｇ　ｕｎｄｅｒ　Ｆｌｏｗ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｑｉａｏ　Ｊｕｎ　，Ｗａｎｇ　Ｔｉｅｊｉ　ａｎｄ　Ｗａｎ　Ｊｕｎｘｉａｎ　ｆ１．Ｈｅｂｅｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｃｏａｌｉｆｅｌｄ　Ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　Ｔｅａｍ，Ｈａｎｄａｎ，Ｈｅｂｅｉ　０５６２０１；２．Ｆｅｎｇｆｅｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｈａｎｄａｎ，　Ｈｅｂｅｉ　０５６２０１）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｈａｒｎｅｓｓｉｎｇ　ｏｆ　ｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｉｌｙ　ｓｅｒｉｏｕｓ　ｗａｔｅｒ　ｂｕ￣ｔｉｎｇ　ｉｎ　Ｎｉｕｅｒｚｈｕａｎｇ　ｍｉｎｅ，ｔｈｅ　ｓｐｏｉｌｅｄ　ｉｎｄｕｓｔｉｒａｌ　ｉｒｏｎ　ｃｈａｉｎ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ａｓ　ａ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｔｏ　ｍａｋｅ　ｓｈｏｒｔ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｒｏａｄｗａｙ　ｗａｔｅｒ　ｐｌｕｇ，ｉｎ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｒｏｕｎｄ　ｏｆ　ｈｏｌｅｓ　ｓｉｄｅ　ｂｙ　ｓｉｄｅ　ｔｙｐｅ　ｔｗｏ　ｆｌｕｉｄ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ．Ｔｈａｔ　ｉｓ　ａ　ｔｉｒｅｄ　ａｎｄ　ｔｒｕｅ，ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ　ａｎｄ　ｒａｔｉｏｎａｌ　ｍｅａｎｓ　ａｎｄ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｈｕｓ　ｂｒｏｋｅ　ａ　ｎｅｗ　ｐａｔｈ　ｔｏ　ｈａｒｎｅｓｓ　ｍｉｎｅ　ｗａｔｅｒ　ｄｉｓａｓｔｅｒ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｎｅ　ｗａｔｅｒ　ｂｕｒｓｔｉｎｇ；ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｏｆ　ｐｌｕｇｇｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌ；ｓｐｏｉｌｅｄ　ｉｎｄｕｓｔｉｒａｌ　ｉｒｏｎ　ｃｈａｉｎ；Ｎｉｕｅｒｚｈｕａｎｇ　ｍｉｎｅ　（上接第４６页）　Ｔｅｓｔｉｎｇ　ａｎｄ　Ａｐｐｒａｉｓａｌ　ｏｆ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｎｅｗｌｙ　Ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ　Ｓｉｌｔ　ａｎｄ　Ｆｉｎｅ　Ｓａｎｄ　Ｓｔｒａｔａ　Ｚｈａｏ　Ｂｅｎｘｉａｏ，Ｙｏｕ　Ｚｈａｎｊｋｉｌｌ　（Ｈｅｈｅｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｃｏａｌ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ，Ｈｅｂｅｉ　０５００５　１）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　ｗｏｒｋｓｈｏｐ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，　ａｎａｌｙｚｅｄ　ａｎｄ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ　ｍｅａｎｓ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｓｔｒａｔａ　ｏｆ　ｎｅｗｌｙ　ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ　ｓｉｈ　ａｎｄ　ｆｉｎｅ　ｓａｎｄ，ｔｈｅｉｒ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｓｔａｎｄａｒｄ　ｏｆ　ｌｏａｄ　ｔｅｓｔ　ｔｏ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ａｎｄ　ｈａｖｅ　ｇｏｔ　ｒａｔｈｅｒ　ａｐｐｒｏｖｉｎｇ　ｒｅｓｕｌｔ．　Ｓｏｍｅ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｈａｖｅ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｒｅｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｖａｌｕｅ　ｉｎ　ｎｅｗｌｙ　ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ　ｓｉｌｔ　ａｎｄ　ｆｉｎｅ　ｓａｎｄ　ｓｔｒａｔａ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆ０ｕｎｄａｔｉｏｎ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｎｇ；ｔｅｓｔｉｎｇ　ａｎｄ　ａｐｐｒｍｓ￣；ｂｅａｔｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ；ｓｉｌｔ　ａｎｄ　ｆｉｎｅ　ｓａｎｄ；ｎｅｗ　ｄｅｐｏｓｉｔ