1、2 0 2 3年6月地质装备浅谈强风化片岩中天然地基承载力的确定彭强1,2(1.山东圣凯建筑设计咨询有限公司,山东烟台 2 6 4 0 0 0;2.烟台市泰华岩土工程有限公司,山东烟台 2 6 4 0 0 0)摘 要:烟台市区周边基岩主要为元古界变质岩,尤其以片岩、片麻岩分布较为广泛。由于不同年代岩石风化程度差异性较大;同一风化程度情况下,地层天然承载力差别较大,因此提供该区域强风化片岩、片麻岩准确的天然地基承载力是岩土工程勘察的难点。本文以烟台高新区某建筑物为例,通过对天然地基浅层平板载荷试验与轻便动力触探试验对比,确定天然地基的承载力。关键词:强风化岩石;承载力;平板载荷试验;动力触探试验
2、中图分类号:T U 4 7 0 文献标识码:B 文章编号:1 0 0 9 2 8 2 X(2 0 2 3)0 3 0 0 4 1 0 4T h e D e t e r m i n a t i o n o f B e a r i n g C a p a c i t y o f N a t u r a l F o u n d a t i o n i n S t r o n g l y W e a t h e r e d S c h i s tP E N G Q i a n g1 21 S h a n d o n g S h e n g k a i A r c h i t e c t u r a l
3、 D e s i g n C o n s u l t i n g C o L t d Y a n t a i S h a n d o n g 2 6 4 0 0 0 C h i n a2 Y a n t a i T a i h u a G e o t e c h n i c a l E n g i n e e r i n g C o L t d Y a n t a i S h a n d o n g 2 6 4 0 0 0 C h i n a A b s t r a c t T h e b e d r o c k a r o u n d Y a n t a i u r b a n a r e
4、a i s m a i n l y m e t a m o r p h i c r o c k f o r m e d i n P r o t e r o z o i c e s p e c i a l l y s c h i s t a n d g n e i s s D u e t o s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s i n w e a t h e r i n g d e g r e e o f r o c k s i n d i f f e r e n t e r a s a n d t h e n a t u r a l b e
5、a r i n g c a p a c i t y o f t h e s t r a t u m v a r i e s g r e a t l y u n d e r t h e s a m e w e a t h e r i n g d e g r e e s o i t i s d i f f i c u l t f o r g e o t e c h n i c a l i n v e s t i g a t i o n t o p r o v i d e a c c u r a t e n a t u r a l f o u n d a t i o n b e a r i n g
6、c a p a c i t y i n s t r o n g l y w e a t h e r e d s c h i s t a n d g n e i s s i n t h i s a r e a T h i s p a p e r t a k e s a b u i l d i n g i n Y a n t a i H i g h-T e c h Z o n e a s a n e x a m p l e t o d e t e r m i n e t h e b e a r i n g c a p a c i t y o f n a t u r a l f o u n d a
7、t i o n s b y c o m p a r i n g s h a l l o w p l a t e l o a d t e s t s w i t h p o r t a b l e d y n a m i c p e n e t r a t i o n t e s t s K e y w o r d s s t r o n g l y w e a t h e r e d r o c k b e a r i n g c a p a c i t y p l a t e l o a d t e s t d y n a m i c p e n e t r a t i o n t e s
8、t 收稿日期:2 0 2 2 1 0 2 9 作者简介:彭强:(1 9 7 0-),男,工程师,水文地质与工程地质专业,主要从事岩土工程勘察与施工设计管理工作,E-m a i l:y t t a i h u a y t 1 6 3.c o m。1 工程概况本工程场地位于烟台市高新区,场地原始地貌单元为丘陵,原始场地标高为1 8.2 61 8.6 9 m,建筑物基底标高为约1 4.0 0 m,建筑物层数为2 7层,设计基底岩层为强风化片岩,勘察单位提供的该层天然地基承载力特征值为3 5 0 k P a。2 工程地质与水文地质条件2.1 工程地质条件场地地层结构较简单,上覆第四系由素填土、粉质黏土
9、,下伏基岩为荆子山群风化片岩、片麻岩。建筑物基底岩土层为强风化片岩,黄褐色灰褐色灰绿色,风化强烈,矿物成分发生显著变化,风化裂隙很发育,主要矿物成分为云母、长石和石英,可见少量暗色矿物。鳞片变晶结构,片状构造。岩石风化强烈,风化裂隙很发育,属极软岩,岩石完整程度为破碎,岩体基本质量等级为级,该层厚度较大,厚度7.0 01 8.0 0 m,平均厚度1 0.1 6 m。2.2 水文地质条件场地 基 岩 裂 隙 水 的 水 位 埋 深 为2.0 05.8 0 m,平均稳定水位埋深3.5 6 m,水位标高1 3.1 5 1 3.9 1 m,平均稳定水位标高1 3.6 4 m。地下水分布不均匀,具有一定
10、的方向性。地下水14彭强:浅谈强风化片岩中天然地基承载力的确定第2 4卷 第3期主要受大气降水影响,主要补给来源为大气降水和地下径流补给,地下水排泄方式主要为大气蒸发和地下径流。3 验证方法本项目工程周边楼座对强风化片岩进行了浅层平板载荷试验6点次,试验单位提供的该层天然地基承载力特征值均为5 3 0 k P a。该建筑物基坑开挖至设计标高时,基底岩层为强风化片岩,该建筑物基底强风化岩石在东西方向上风化程度差异较大。经勘察单位现场鉴定,该建筑物西部地基土承载力较高,可以达到浅层平板载荷试验提供的天然地基承载力;东部地基土承载力较低,达不到浅层平板载荷试验提供的天然地基承载力。为此,经勘察单位、
11、设计单位、监理单位和建设单位商议决定,对该建筑物地基承载力通过浅层平板载荷试验进行确定及验证。4 浅层平板载荷试验山东鲁勘工程检测鉴定有限公司受委托进行本次项目的浅层平板载荷试验。试验场地内选取3点,坐标为分别为:S1(东侧):X=4 1 4 2 0 8 1.7 8 0,Y=5 0 1 4 7 8.2 6 3,S2(西侧):X=4 1 4 2 0 8 2.9 1 4,Y=5 0 1 4 6 7.1 2 0;S3(中间):X=4 1 4 2 0 8 2.3 4 7,Y=5 0 1 4 7 2.6 9 1。载荷试验压板面积为0.5 m0.5 m,试验采用油压千斤顶施加压力,荷载大小由并联于千斤顶的
12、油压表计量,试验加载为压重平台反力装置,地基变形量由置于刚性基准梁上的百分表量测,试验采用慢速维持荷载法,加载反力装置能提供的反力不得小于最大加载量的1.2倍。试验基坑宽度不小于承压板宽度或直径的3倍。保持试验土层的原状结构和天然湿度。在拟试压表面用粗砂或中砂层找平,其厚度不超过2 0 mm。当出现下列情况之一时,即可终止加载:承压板周围的土明显地侧向挤出;沉降量急骤增大,荷载沉降(P-S)曲线出现陡降段;在某一级荷载下,2 4 h内沉降速率不能达到稳定;沉降量与承压板宽度或直径之比 0.0 6。当满足前三种情况之一时,其对应的前一级荷载定为极限荷载。各试验点的P-S曲线见图1,试验结果如表1
13、。图1 各试验点的P-S曲线F i g.1 P-S c u r v e s f o r e a c h t e s t p o i n t表1 平板载荷试验结果T a b l e 1 F l a t p l a t e l o a d t e s t r e s u l t s试验点号终极加荷/k P a终极荷载下累计沉降/mm极限载荷/k P a极限载荷对应沉降/mm承载力特征值/k P a承载力特征值对应沉降/mm试验终止条件S19 2 83 3.0 16 2 01 6.3 23 1 07.5 0沉降量与压板宽度之比大于0.0 6S21 0 6 01 5.3 91 0 6 01 5.3 9
14、5 3 04.9 9不小于设计承载力特征值的2倍S39 2 84 1.7 66 3 81 8.9 13 1 97.5 0沉降量与压板宽度之比大于0.0 6 通过浅层平板载荷试验的结果,S1、S3点天然地基承载力特征值为3 1 03 1 9 k P a,S2点天然地基承载力特征值为5 3 0 k P a。通过试验数据显示,该建筑物地基岩石风化差异性较大,天然地基承载242 0 2 3年6月地质装备力差别较大。5 轻便动力触探试验通过浅层平板载荷试验确定天然地基承载力后,在3个试验点周边选取9点进行轻便动力触探试验,试验深度设计为2.4 0 m,其中S2点周边3个试验点因岩石较硬均无法进行试验,其
15、余6孔的轻便动力触探试验数据及N1 0-h曲线见图2,通过以上试验数据统计,N1 0试验击数统计见表2。图2 动力触探试验数据及N1 0-h曲线F i g.2 D y n a m i c p e n e t r a t i o n t e s t d a t a a n d N1 0-h c u r v e s表2 N1 0试验击数统计表T a b l e 2 S t a t i s t i c a l t a b l e o f N1 0 t e s t b l o w s统计个数3 7击数范围5 0 1 1 8击数平均值8 7.5击数标准差1 7.6变异系数0.2 0击数标准值8 2.7
16、以上的轻便动力触探试验数据表明,同一试验点的N1 0击数差异性较大,自上向下总体呈增大趋势。按照工程地质手册(第四版)查取承载力标准值为3 1 0 k P a,通过浅层平板载荷试验S1、S3点确定的天然地基承载力对比,两种试验得出的天然地基承载力基本相符。6 结语(1)通过本工程进行的浅层平板载荷试验和轻便动力触探试验表明该区域风化片岩的风化程度和承载力差异性比较大,当天然地基基础持力层为强34彭强:浅谈强风化片岩中天然地基承载力的确定第2 4卷 第3期风化片岩时承载力的确定应采用多种试验方法。(2)对风化程度较严重的强风化片岩可在现场提前进行较为简易方便的轻便动力触探预估地基岩土的天然地基承
17、载力。(3)通过S1、S3点的浅层平板载荷试验确定的天然地基承载力和轻便动力触探试验数据查表确定的天然地基承载力基本相符的关系,可以建立两种试验确定承载力的关联性。(4)因试验数据较少,得出的结论可能具有局限性,希望在以后的工作中积累经验,得到更可靠的数据。参考文献(R e f e r e n c e s):1 岩土工程勘察规范:G B 5 0 0 2 12 0 0 1S.2 0 0 2.C o d e f o r i n v e s t i g a t i o n o f g e o t e c h n i c a l e n g i n e e r i n g:G B 5 0 0 2 12
18、 0 0 1S.2 0 0 2.2 工程地质手册 编委会.工程地质手册(第四版)M.中国建筑工业出版社,2 0 0 7.E d i t o r i a l B o a r d o f H a n d b o o k o f E n g i n e e r i n g G e o l o g y.H a n d b o o k o f E n g i n e e r i n g G e o l o g y(4 t h E d i t i o n)M.C h i n a A r c h i t e c t u r e a n d A r c h i t e c t u r e P r e s s,
19、2 0 0 7.3 建筑地基基础设计规范:G B 5 0 0 0 72 0 1 1S.2 0 1 1.C o d e f o r d e s i g n o f b u i l d i n g f o u n d a t i o n:G B 5 0 0 0 72 0 1 1S.2 0 1 1.地质装备 征稿启事 地质装备 是地质装备行业的综合性学术刊物(双月刊),主要报道国内外地质装备行业的最新科研成果和发展趋势;介绍新产品、新材料、新技术、新工艺;交流地质装备的使用和管理经验;刊登有关地质装备行业的政策法规及市场信息。地质装备 是中国学术期刊影响因子年报统计源期刊、已被中国期刊网、万方数据数
20、字化期刊群、中国核心期刊(遴选)数据库、中文科技期刊精品数据库和超星“域出版”平台等收录。本刊执行国家期刊编排格式标准,投稿的主要要求如下:1、稿件应具有科学性和实用性,论点明确、数据可靠、逻辑严谨、文字通顺,标点符号使用正确,并保证版权的独立性,严禁抄袭,文责自负,切勿一稿多投。2、标题应在2 0字以内,正文一般在5 0 0 0字以内,摘要以1 0 0 2 0 0字为宜,关键词3 5个。请将标题、作者、工作单位、地址、摘要、关键词、图表题译成英文。3、正文层次最多为3级,序号均用阿拉伯数字编号,左顶格书写,不同层次序号之间用下圆点相隔,如1、1.1、1.1.1。4、计量单位及缩写符号以国家法
21、定计量单位为准。凡是可以使用阿拉伯数字的地方,均用阿拉伯数字。5、参考文献的书写格式、间隔符号须符合有关规定,并按作者的汉语拼音或英文字母顺序列于文末。6、稿件一律使用w o r d格式,最好用电子信箱投稿,并请附第一作者简介,包括:姓名(出生年-)、性别(民族)、籍贯、职称、学位、简历和研究方向,以及工作单位、通讯地址、邮编、联系电话和电子信箱。7、本刊已加入 中国学术期刊(光盘版)、中文科技期刊数据库、万方数据数字化期刊群、超星“域出版”平台等网络媒体,不愿通过网络媒体发布者,请在来稿中注明,本刊将作适当处理。投稿信箱:d z z b c g e g.c o m.c n 联系电话:0 1 0-6 4 8 4 3 8 8 944