上海松江地区第②层地基承载力确定方法探讨

第３６卷第１期　・１１２・　２　０　１　０年１月　

山　西　建　筑　

ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．３６　Ｎｏ．１　

Ｊａｎ．２０１０　

文章编号：１００９—６８２５｛２Ｏｌ０）０ｌ一０１　１２—０３　上海松江地区第②层地基承载力确定方法探讨　

周　涛　摘要：分析了由上海松江地区得到的静力触探　值和室内土工力学性指标（粘聚力ｃ、内摩擦角　）资料确定的部分地　基承载力数据，建立了静力触探比贯入阻力Ｐ、值、土工试验指标和第②层地基承载力的相互关系，对现行规范中地基承　载力计算公式区域性的修正提供了参考依据。　关键词：地基承载力，原位测试，静力触探，粘聚力，内摩擦角　中图分类号：ＴＵ４１３　文献标识码：Ａ　

上海地区浅层土（主要为作为天然地基持力层的第②层黏性　土）由室内土工试验物理力学性指标粘聚力Ｃ、内摩擦角５＆值计　算出来的地基承载力（以下简称土试值）和由原位测试静力触探　Ｐ　值计算出来的地基承载力（以下简称原位值）一般有较好的匹　配性。但是在松江地区的勘察工作中发现，土试指标反映的土性　和静力触探Ｐ　值反映的土性不能很好的匹配，土试值和原位值　往往有较大的差异，这给勘察中确定第②层的地基承载力带来一　定难度。在松江地区的多个勘察项目中发现，浅层第②层黏性土　Ｐ　值很小，几乎接近淤泥质土指标，但根据室内土工试验指标按　样在风干过程中水的挥发，使黏性土的孔隙收缩，微小孔隙增多，　而冻干法制样过程中并不会导致土体结构发生变化。由图５可　以看出：对于粉砂而言，经压汞试验测得的风干土样与冻干土样　孔隙分布基本一致。２）由图１～图３可以看出：同为黏性土，如图　１所示黏土经压汞试验测得的风干土样与冻干土样孔隙分布曲线　的差异性是很大的，而如图２，图３所示经压汞试验测得的风干土　样与冻干土样孑Ｌ隙分布曲线的差异性并不是很大。对于黏性土　而言，由于物理力学性质的不同，引起了孑Ｌ隙分布曲线的差异性。　由表１我们认为含水量的不同是产生这种现象的主要原因。含　水率越低，风干土样与冻干土样孔隙分布差异性越大；含水率越　高，风干土样与冻干土样孑Ｌ隙分布差异性越小。３）由图４可以看　出：塑性指数较低的粉质黏土分别经过风干法与冻干法后制得的　土样孔隙分布基本一致。　３结语　通过对风干土样与冻干土样孑Ｌ隙分布曲线的分析得出以下　结论：１）对于粉砂而言，风干法并不会引起土体微观结构的变化，　土样孑Ｌ隙分布曲线与冻干法测得的孔隙分布曲线基本一致；２）对　于黏性土而言，含水率是影响黏性土风干法制样的关键因素，含　水率越低，风干法与冻干法得到的结果差异性越小，含水率越高，　风干法与冻干法得到的结果差异性越大；３）对于粉质黏土而言，　风干法所引起的土体微结构的变化很小，土样孔隙分布曲线与冻　现行规范计算表明，该层土土性尚可。本文就此问题进行相关研　究，对上海市松江区浅层土承载力进行反演分析和回归计算，得　出地基承载力与室内土工试验指标Ｃ，　值和原位测试静力触探　Ｐ　值的关系，分析计算地基承载力土试值和原位值的合理性，对　现行规范地基承载力计算公式进行了区域性修正，力求对上海松　江地区的地基承载力计算公式有针对性地进行探讨。　１　区域背景和研究方法　１．１　区域背景　

干法测得的孔隙分布曲线差异性很小；４）对于粉砂、粉质黏土、含　水率较高的黏土，我们可以采用相对于冻干法更为经济的风干法　制样，从而进行进一步的微细观结构研究，得到的试验结果误差　并不是很大。对于含水率较低的黏土来说，为了使试验数据不会　产生太大的误差，应该采用冻干法进行制样。　致谢：特别感谢中交天津港湾工程研究院有限公司诸葛爱军　同志对于本试验的支持。　参考文献：　［１］李伍平，张季超，许勇，等．软土微结构的定量研究在软弱　地基处理工程中的应用［Ａ］．防震减灾工程研究与进展——　全国首届防震减灾工程学术研讨会论文集［Ｃ］．２００４．　［２］　沈珠江．土体结构性的数学模型——２１世纪土力学的核心　问题［Ｊ］，岩土工程学报，１９９６，１８（１）：１—１０．　［３］毛灵涛，薛　茹，袁则循．软土路基微结构扫描电镜图像的　分形［Ｊ］．长安大学学报，２００７，２７（２）：３０—３３．　［４］　苏彤，成晓平．微观土样的制作、撕皮与镀膜［Ｊ］．建筑技　术与应用，２００１（３）：３７—３８．　［５］　柴寿喜，韩文峰，王　沛，等．用冻干法制备结构测试用土样　的试验研究［Ｊ］．煤田地质与勘探，２００５，３３（２）：４６—４８．　［６］　曾凡，胡永平，杨毅，等．矿物颗粒加工学［Ｍ］．徐州：中　国矿业大学出版社，２００１．　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ｍｉｃｒｏ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｔｅｓｔ　ｓｏｉｌ　ｓａｍｐｌｅ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｂｙ　ａｉｒ　ｄｒｙ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｆｒｅｅｚｅ　ｄｒｙ　ｍｅｔｈｏｄ　ＷＡＮＧ　Ｍｉｎｇ－ｇｕａｎｇ　ＬＩＵ　Ｔａｉ－ｑｉａｎ　ＺＨＡＯ　Ｄａｎ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｄｅｐｔｈ　ｒａｉｌ　ｌａｙｅｒ　ｓｏｉｌ　ｂｏｄｙ　ｗａｓ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ａｆｔｅｒ　ｄｒｙｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ａｉｒ　ｄｒｙ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｆｒｅｅｚｅ　ｄｒｙ　ｍｅｔｈｏｄ，ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｐｏｒｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕ—　ｔｉｏｎ　ｃｕｒｖｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｆｏｒｍ　ｍｅｒｃｕｒｙ　ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ　ｔ鹤ｔ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｏｌｌｌａｙｅｒ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｂｖ　ａＩｒ　ｄｒｙ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｆｒｅｅｚｅ　ｄｒｙ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗａｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅ　ｒａｉｌ　ｂｏｄｙ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　ａｉｒ　ｄｒｙ　ｍｅｔｈｏｄ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｏｉｌ　ｂｏｄｙ　ｍｉｃｒｏ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｉｒ　ｄｒｙ　ｍｅｔｈｏｄ，ｆｒｅｅｚｅ　ｄｒｙ　ｍｅｔｈｏｄ，ｍｅｒｃｕｒｙ　ｉｎｔｍｓｉｏｎ　ｔｅｓｔ　

收稿日期：２００９—０６—１７　作者简介：周涛（１９７３一），男，工程师，上海岩土工程勘察设计研究院有限公司，上海２０００３１　誊拳　膂　周　涛：上海松江地区第②层地基承载力确定方法探讨　上海市松江区历史悠久，自古经济发达，文化兴盛，人才荟　萃。松江区境内１　ＩＴＩ土体内有两个特殊土层，即腐泥层（或泥炭　层）和第②层（松江地区俗称黄泥层）。除东部“冈身”和西部“泖　田”外，腐泥层遍布全县，多埋于５０　ｃｒｆｌ以下，呈水平状，厚度在　２０　ＣＴｎ左右，土为灰褐～黑色，与上下土颜色截然不同，这一土层　有机质含量很高，有的还残留着植物遗体，含炭量达２０％～３０％。　第②层在腐泥层之下，不透水，土为棕黄～蓝灰色，多铁结核，大　的直径４　ｃｍ～６　ｃｒｎ，表明其曾经历了漫长的淋溶淀积，干湿交替　频繁，与现代成土过程形成的淀积层迥然不同。这两类古土壤，　是地表变迁的佐证。　１．２研究方法　１）收集松江地区有代表性的工程地质资料，分析其浅层土地　基承载力土试值与原位测试值的差异及土性差异，建立土性地域　行微观结构分析以及室内其他常规物理力学试验。３）收集松江　地区第②层的现场载荷板试验结果，以确定承载力实际值。４）对　上述工作得出的承载力进行反演分析和回归计算，得出承载力与　粘聚力ｃ、内摩擦角　值和静力触探　值的关系，分析计算地基　承载力土试值和原位值的合理性，对现有的承载力计算公式提供　区域性修正。　２数据分析　本文静力触探依据上海市工程建设规范ＤＧＪ　０８—３７—２００２岩　土工程勘察规范第１３．３．４条之规定计算，得到浅层地基的承载　力值．厂。。室内试验方法是根据第②层的力学性指标（粘聚力ｃ、　内摩擦角≯值），并按上海市工程建设规范ＤＧＪ　０８—１　１－１９９９地基　基础设计规范第４．２．３条公式：ｆａ＝　Ｘ　计算，得到第②层的　地基承载力值　。表１为收集到的松江地区多项工程的第②层　差别的宏观规律。２）选取有代表性的地段采取浅层原状土样进　地基承载力根据两种不同计算方法的计算结果。　表１　松江地区浅部第②层地基承载力设计值统计表　层序及　值　地基承载力　固结快剪指标　地基承载力　工程编号　工程名称　地层名称　ＭＰａ　设计值ｆｌ／ｋＰａ　ｃ　／（。）　设计值ｆ２／ｋＰａ　

２００５．Ｇ２５５　金陵松江电机厂房　②ｌ黏土　Ｏ　６７　９７　１５　２２　０　ｌ４１　２ｏｏ５一（　２８２　Ａ５（嘉金）高速　②ｌ黏土　０．５２　８４　１７　１３．０　ｌ１０　２ｏ０６．００９８　松江Ｆ９地块　②ｌ黏土　０．６５　９５　２０　１６　５　ｌ２７　２００６．Ｇ一０９４　金陵松江三期　②ｌ黏土　０．６３　９３　２０　２０．５　１４ｌ　２ｏ０６．Ｇ－１７２　上海复旦视觉艺术中心　②ｌ黏土　０．５３　８５　１８　１７．５　ｌ２６　２（ｍ７一（　２ｏｏ　松江Ｐ　地块仓库　②ｌ黏土　０．５４　８６　２２　１６　０　“０　２００８一（３－ｏ０３　馨亭小区Ｂ区　②ｌ黏土　０．７６　ｌ０４　２２　１６．Ｏ　ｌ４９　２ｏ０８　（　０３３　海关办公楼　②ｌ黏土　０．５６　８８　１５　２２．５　１５２　２００８一Ｇ一０５５　嘉德苑　②ｌ黏土　０．６６　９６　１８　１６．Ｏ　１２７　２００８．（　０６２　天安别墅二期　②ｌ黏土　０．４０　７４　１８　ｌ５．０　１２３　

通过这些所得的勘测数据，对室内试验确定的基本承载力　和静力触探确定的基本承载力＾进行拟合。　根据拟合曲线分别得到线性型、对数型、指数型　和＾的　方程，并按上海市工程建设规范Ｉ）（　０８—３７—２００２岩土工程勘察规　范中提出的经验公式：厂＝７５Ｐ　＋３８。其中，厂为土的基本承载　力，ｋ＿Ｐａ；Ｐ　为静力触探贯入阻力，ＭＰａ。　代人建立　和Ｐ　关系如下：　线性：　＝７２．５Ｐ　＋８０．２　（１）　对数：　厂２＝８３．５１ｎ（７５　Ｐ＝、＋３８）一２４５．２　（２）　指数：　ｆ２＝６６．１９ｅ（‘　５　０　２　（３）　式（１）～式（３）建立了　值和　的关系式，通过将式（１）～式　（３）与厂＝７５　＋３８对比分析，可得到同一工程所对应的＿厂　与厂。　的比值，根据这些值对　厂厂１与　进行以下几种拟合。　Ｐ　图１　／Ｙ．一Ｐｊ线性拟合曲线　根据图１～图３分别得到线性型、对数型、指数型的曲线方程　为：　线性：　＿厂２／ｆ１＝一０．５１　＋１．７６　（４）　对数：　ｆ２／ｆｌ＝一０．３１１ｎＰ￣＋１．２８　（５）　指数：　＿厂２／ｆｌ＝１．７５ｅ　。。　（６）　从勘探所得到的大量数据中可以看出，松江浅土层所测得的　都大于＿厂ｌ。通过式（４）～式（６）可得到当－厂２／ｆｌ＝１时所对应的　值分别为：１．４７　ＭＰａ，２．４８　ＭＰｏ．，ｔ．８９　ＭＰａ，即当　＜１．８９　ＭＰａ　时该地区浅层土的同一地层静力触探确定的地基承载力要小于　室内土工试验确定的基本承载力。