公路地基承载力检测方法研究

公路地基承载力检测方法研究

杨振杰1,李世青2

1. 中钢集团郑州金属制品研究院股份有限公司  河南省郑州市  450001

2.河南省交通检测技术研究院有限公司  河南省郑州市  451454

摘要：地基承载力检测试验是公路施工的中非常重要的一项检测项目，是确保公路工程中的关键。基于此，文章对公路地基承载力检测的常见方法进行了总结和分析，希望能够更好的提高公路工程的质量，延长公路的使用寿命。

关键词：公路；地基；承载力；检测方法

1.公路地基土载荷检测及其要点

（1）基坑的宽度应达到压板的直径或者是宽度3倍以上，试验检测时，土层必须保持原状结构，湿度为天然湿度。另外，还应在试验表面使用粗、中砂层进行找平，但厚度要控制在20mm以内。（2）试验检测时加荷等级应达到8级以上，加载量的最大值应达到荷载设计值200%以上。（3）每完成一级加载，都要按照一定的时间间隔读取沉降，之前五次加载需要分别间隔10min、10min、10min、15min和15min，之后均间隔30min。如果连续的120min以内，单位时间沉降量在0.1mm以内，则视为沉降达到稳定，进行下一级加载。（4）如果试验检测过程中产生以下情况，则应停止加载：承压板附近地基土产生侧向挤出；地基土沉降突然增加，沉降与荷载的关系曲线产生陡降段；基于某种荷载条件，1d内沉降实际速度无法满足稳定标准要求；沉降小于承压板直径或者是宽度的0.06倍[1]。（5）对于承载力基本值，应充分考虑以下几点确定：如果荷载和沉降的关系曲线存在比例界限，则可直接取其荷载值作为基本值；如果可以确定极限荷载，并且这一极限荷载的数值比界限对应的荷载值的1.5倍小，则可将其50%作为基本值；如果无法按照以上两点进行确定，当承压板的面积处在0.25～0.50m2范围内时，且土质为砂土与低压缩性土，则可将沉降和承压板的直径或宽度之比为0.01～0.015时对应的实际荷载作为基本值；而当土质为中压缩性或高压缩性土时，应将沉降和承压板的直径或宽度之比为0.02时对应的实际荷载作为基本值。（6）在相同的土层中，统计考虑的实验点数量应达到3个以上，同时基本值最大极差应控制在平均值30%以内，此时可将这一平均值直接作为标准值。

2.公路地基承载力检测的现状

现代的公路桥梁等建筑发展很快，同时浮现出来的问题也不少，特别是在地基承载力的检测方面出了不少的问题。究其原因有以下表现：首先，主要是业内没有统一的标准，检测方法五花八门，检测所采用的设备也没有统一的标准，导致的结果就是数据的不确定，检测结果失真等等；在选择检测方法的时候，不能从实际出发，盲目的选择检测方法或者是套用方法，这种措施的后果是非常严重，如果是遇到特别复杂的工程，仅仅是机械的套用检测方法，而没有因地制宜的话就会导致严重的后果。因此，合理使用检测方法是非常必要的，通过多年的实践经验，结合前人经验，通过对检测方法的特点以及现状了解，提出一点见解希望、能有所裨益。

3.公路地基承载力的常用检测方法

3.1静载荷试验

静载荷试验是一种原位试验，相比其他公路地基承载力检测方法，它有其自身的优势。这是因为静载荷试验全程模拟地基的实际受力过程，并真实记录其受力变化。它的直观性和真实性是其他检测方法不能比拟的。因此静载荷试验才能够成为其他检测方法的标杆和检验标准，为各大规范所推崇。静载荷试验的具体操作方法是，利用堆载的方式提供荷载，并将荷载逐级（比如最大荷载320kPa，分为8级，每级增加40kPa）传递给地基，每级荷载维持一段时间，达到规定的稳定标准后再施加下一级荷载，测得每级荷载的沉降量和总沉降量，绘制出p-s曲线，结合曲线的特征，通过一定的判定方法可以得出地基承载力的值。它的优点比较明显，就是直观真实。这是其他检测方法不能比拟的。缺点也十分明显，第一，给地基施加的荷载往往由堆载提供。比如大型混泥土块，它的制作和堆载都需要花费大量的人力物力，因此工程量很大。第二，堆载一次只能测定一根桩，而且每根桩需要花费的时间往往需要需要一天，检测周期太长。第三，该种检测方法往往选取场地的某块区域或几块区域，代表性不够强，鉴于地基的复杂性，难以保证每块区域的地基承载力都差不多，因此得出的地基承载力值难免具有片面性。第四，该方法只能在地表进行检测，因为工程的桩基有时候往往很深，深地基的承载力通过该方法不能直观反映。第五，该方法得出的p-s曲线往往依靠简单的人为判定就得出结果，其判定方法也具有很强的人为随意性。尽管静载试验存在这么多缺点，但是相对而言仍然是目前最为准确的测定地基承载力的方法。由此可见，当前的地基承载力的检测方法已经不能满足工程建设的需求，亟待更先进的检测方法来改变这一现状。

3.2标准贯入试验

标准贯入试验属于动力触探试验的范畴。其探头是标准规格的圆筒形探头。该方法是利用锤击动能将贯入器打入土中，根据贯入器受到的阻力来推定土层的物理力学性质。适用于砂土、粉土和一般粘性土的地基承载力的检测。另外，根据锤击数还可鉴定土的类型，还可以评价砂土的密实度或者黏土的土质及土的强度、地基承载力、变小模量等。

3.3十字板剪切试验

十字剪切试验是一种原位测试试验。它的基本原理是将十字板头用钻孔压入一定深度的土体中，然后施加一定的扭矩使十字板头能够开始匀速转动，直到土体破坏，土体会形成圆柱形的破坏面，这时的力矩便可计算出土的抗剪强度。十字板剪切试验适用于测定饱和软黏性土的不排水抗剪强度。

3.4旁压试验

旁压试验是水平向荷载试验。它是将旁压器竖直的插入一定深度的土体中，再对旁压器内的土体加压，土体膨胀，进而对旁压器周围的土体产生横向压力，土体受力产生变形，建立给旁压器施加的压力和外围土体产生的变形之间的应力应变关系或是体积-压力关系曲线，即可估算出地基的承载力。适用于砂土、粉土、碎石土、软岩、黏性土和极软岩等地基承载力的测定，并可在不同深度进行测定。

3.5触探方法

触探方法有两种：静力触探试验和圆锥动力触探。静力触探试验的原理是由机械装置提供外力，施加在一定标准的金属探头上，金属探头受静力压入土层中，探头在被压入土层的过程中会受到土的阻力，传感器能够反映土的阻力并通过仪器记录下来。土的强度越大，探头压入土层受到的阻力就越大，因此仪器反映的读数能够用来分析土体的强度。该方法的优点是直观、便、快速和准确，但缺点是不能直接观测土层，不适用于密砂地基和碎石地基。圆锥动力触探的原理是给一定标准的圆锥探头施加锤击动能打入土中，根据贯入的击数或懂贯入阻力来判别土层的变化，进而判定土的工程性质，可用来对岩土工程进行评价。该方法适用于碎石地基和密砂地基。其检测设备简单，操作也简便。其缺点是不能直接观测土层，具有一定的经验性，因此不够准确。

结语

对于公路地基承载力的检测方法，每种都有一定的适用范围。选取哪一种地基检测方法，这需要综合各个因素来考虑。每种检测方法都有各自的优劣，测定得到的数据并不是真实的地基承载力，只是接近真实承载力，综合几种检测方法的结果，能否更加接近真实地基承载力，这是一个待研究的课题。通过上面各种检测方法的分析，在所有的地基承载力检测方法中，静载荷试验是最可靠的，因为它模拟地基的实际受力过程，得出的结果大致能作为地基的真实承载力，可检验其他检测方法是否准确，为规范所推崇。

参考文献：

[1]胡歌杨.公路地基承载力检测技术探索[J].黑龙江交通科技，2018（6）：82，84.

[2]田志远.公路桥涵地基承载力检测技术研究[J].四川建材，2018（4）：70-71.