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關於靜力觸探試驗

2020-04-13 09:42:49

  靜力觸探試驗是通過使用靜力勻速向土層中壓入探頭來獲得探頭阻力的現場試驗方法。顯然,除了可以起到獲得不同深度土層阻力特征的“探”的作用,同時也可以起到獲得特定土層阻力值的“測”的作用,尤其是對於某些難以獲得原狀土樣進行室內力學測試的土層來說,具有得天獨厚的優越性,可謂省時省力,經濟實用。但該方法也有明顯的缺點:碎石土等高阻力的土層難以穿過,不適用;獲得的土層阻力值在判斷土層間力學性質差異,從而進行力學分層時,是實用的,但直接使用其阻力值進行諸如承載力計算等沒有理論依據,實際是經驗統計性的。

  靜力觸探的探頭,可以隻測壓入土層時土層總阻力的效應,也可以增加一個回路,同時測得探頭側壁和探頭錐尖的阻力效應。這兩種探頭分別被稱作單橋探頭雙橋探頭。單橋探頭獲得的比貫入阻力ps,實際上是包含了雙橋探頭獲得的探頭側壁阻力fs和探頭錐尖阻力qc的疊加信息。在某些應用方麵(例如判斷土層的承載能力),側壁阻力不起到控製作用,而錐尖阻力起控製作用,此時如果能把錐尖信息和側壁信息分開是不錯的方法,這也是很多部門努力獲取特定地區特定土層ps與fs之間經驗關係的原因。而進一步研究雙橋探頭獲得的摩阻比fs/qc,也具有類似的意義。因此在用靜力觸探試驗結果估計土層承載力時,對於雙橋探頭結果,一般使用qc或fs/qc做參考,對於單橋探頭結果,在沒有相應的雙橋探頭結果對比的情況下,受到諸如區域、土層及數據本身大小的諸多因素的限製,其經驗公式的可用範圍也相應收到限製。

關於靜力觸探試驗

  可以在靜力觸探探頭上增加地下水壓力測試回路,在連續測量的情況下,可以獲得貫入全程的孔隙水壓力信息,在適當位置的適當停留又可以獲取孔隙水壓力消散過程的信息,也就是說可以作為土的固結難易程度的判斷參數。在這個意義上,實際上對土層的粒度級別可以進行劃分,同時可以估算相應土層的固結係數。

  在配合鑽探等其他手段進行了地層對比以後,靜力觸探數據對粗、細顆粒土層還分別具有進一步的探測意義。對於粗粒土層,其對探頭的阻力從理論上來講,主要是土層的內摩擦力提供的,也就是說可以建立粗顆粒土層內摩擦角與靜探參數之間的經驗關係;對於細顆粒土層,貫入阻力的大小跟土的堅硬程度相關,反映細粒土堅硬程度的指標是土的液性指數,顯然,建立細顆粒土層液性指數與靜探參數之間的關係具有重要的實踐意義。

  樁基工程中,預製樁的沉樁過程及承載力發揮過程與靜力觸探試驗過程的機理很類似,直接利用靜力觸探參數建立預製樁承載力經驗公式完全可行。有幾個問題需注意:1.探頭與樁基是有尺寸差異的,尺寸修正是必不可少的過程,尺寸大小主要對樁端阻力影響大,錐尖阻力qc在轉化成端阻力時,需進行修正。對於不同土性來說,這個修正係數應不同,細顆粒土的qc主要與土本身的堅硬程度有關,粗顆粒土的qc主要與兩側的超載有關,在用qc來估算樁端阻力時,粗顆粒土應進行更大的折減。2.單橋探頭的比貫入阻力裏含有端阻的信息。由於土層本身的結構特征,隨著深度的增加,土層自重產生的側向壓力係數將逐步減小,也就是說:ps的組成裏,隨著深度的增加,將有更大的比例反映的是錐尖的阻力,在利用ps計算端阻力時,應考慮樁端深度的修正,但不管樁端多深,仍有一部分ps反映的是側壁阻力,修正係數必然要小於1。3.靜力觸探試驗獲得的阻力值,具有超前和滯後影響,也就是說探頭所處位置處測得的阻力值,不僅是該位置阻力大小的反映,同時也是其上下一定範圍裏阻力大小的反映,這種特點導致在樁基工程中應用數據的時候要非常小心,一旦出現阻力值有明顯變化的位置,萬不可直接使用實測的阻力值計算,尤其是在端阻計算時,為保守起見,一般在土層向深部阻力變小時,考慮增大深部土層阻力的比重,向深部阻力變大時,考慮增加淺部土層阻力的比重。


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