动力触探在南京卵砾石土地质勘察中的应用

　　摘要：卵砾石土广泛分布于南京地区江河沿岸，重型动力触探试验是该类土地质勘察的一种有效手段。阐述了规范的触探试验方法、试验数据的正确处理和运用；总结分析了影响试验成果的因素。以工程实例介绍了运用重型动力触探试验成果确定地基承载力的方法。
　　关键词：卵砾石土；重型动力触探；数据处理；地基承载力
　　
　　0引言
　　南京地区卵砾石土广泛分布于长江及其支流滁河、秦淮河之两岸，在长江中下游卵砾石土中具有一定代表性。卵砾石地层的勘察工作有其特殊性，通常难以取土进行室内试验，而大部分原位测试手段受限，地基承载力难能确定。重型动力触探则能较好地反映卵砾石土的性质，在该类土层勘察中得到广泛应用。
　　1南京地区卵砾石土性状及分布
　　南京地区卵砾石主要有三种类型，其组成有较大差异，除了土体的性质、状态有变化，其所包含的卵石、砾石体的成分、形状也有差异。卵砾石土主要分布于各级阶地，部分分布在东郊及古河道底。
　　（1）雨花台组卵砾石、卵砾石土：为典型的卵砾石土类，中密～密实,胶结程度好,具有较高的强度;主要分布在雨花台、菊花台一带Ⅲ级阶地的阶面上。
　　（2）卵砾石混可塑-硬塑粉质黏土：常见于下蜀组黏性土底部，卵砾石含量30～60%不等，具有较高的强度；主要分布在东郊，局部分布于Ⅱ级阶地上；
　　（3）软塑～可塑粉质黏土混卵砾石：主要分布在Ⅰ级阶地及古河道底部，粒径变化大，卵砾石含量极不均匀，强度不高。
　　以上几类卵砾石土均无法取土，而静力触探和标准贯入试验及其它原位测试方法也无法应用，在进行地质勘察和确定地基承力时，重型动力触探就成了最常用的手段。
　　2圆锥动力触探试验的应用
　　圆锥动力触探试验是利用标准质量的落锤，以一定高度将圆锥形探头打入土层，根据探头贯入的难易程度了解土层的性质。由锤重的不同可分为轻型、重型和超重型，重型动力触探是其中应用最广的一种，适用于碎石土。
　　2.1动力触探试验的规范操作方法
　　（1）超出地面的探杆高度不应过大，以免锤击时发生倾斜和摆动；贯入时应使穿心锤自由下落，以保证恒定的锤击能量。
　　（2）锤击时应保持探杆的垂直，最大偏斜度不应超过2％，锤击过程应连续进行，锤击速率宜为15-30击／min，以减小侧壁摩擦阻力，尤其是在粘性土中锤击过程的间歇，会使侧壁摩擦阻力增大而影响试验结果。
　　（3）为减小侧壁摩擦阻力的影响，每贯人1m，应将探杆转动1.5圈；贯入深度超过10m后，每贯入20cm宜旋转探杆1次。
　　（4）对超重型动力触探的贯入深度宜限制在20m以内，超过此深度，应考虑侧壁摩擦阻力的影响。
　　2.2影响动力触探锤击数的原因
　　（1）设备因素：包括穿心锤的形状和质量；探头的形状和大小；触探杆的截面尺寸，长度和质量；导向锤座的构造及尺寸；所用材料的材型及性能等。
　　（2）操作方法的影响：动力触探必须掌握正确的试验方法，操作错误是造成动力触探锤击数异常的一个主要原因，如果不严格按照规范操作，可能带来很大的误差。影响比较大的因素包括落锤的高度控制和锤击方法；读数量测方法和精度；触探孔的垂直程度；钻孔的钻进方法和护壁清孔情况等。
　　（3）地基土类型的影响
　　卵砾石的粒级组成对动力触探锤击数的影响很大，当卵砾石骨架颗粒较小时，动力触探锤击数离散性较小，当碎石土骨架颗粒较大时，动力触探锤击数离散性变大。可见，动力触探锤击数的离散性与粒级组成关系很大。尤其是探头碰上较大的卵石或漂石时，动力触探锤击数会大幅度上升，甚至由于不能击穿而不得不配合钻探的手段，当穿越此石时，动力触探锤击数又有所下降。因此在异常值分析中，过大值往往是不合理的，它更多代表的是较大颗粒的强度。
　　卵砾石的密实度、充填物成分、颗粒间的摩擦力、骨架颗粒的坚固程度，直接影响动力触探锤击数整体数值，这一点在本地区岩土工程勘察和原位测试中均有表现。当然这些因素不管在理论上还是在工程实践中，亦是地基承载力的确定因素，这正是可以用动力触探锤击数查取地基土的承载力及变形模量的依据。
　　（4）其它因素
　　包括土的密实度、含水量、状态、颗粒组成、结构强度、抗剪强度、压缩性；触探深度；地下水等。以上这些因素都会影响击数的大小，以地下水位为例，虽然地下水位对击数与土的力学性质的关系没有影响，但对击数与土的物理性质的关系有影响，故应准确记录地下水位埋深。如果没有充分考虑以上因素，有时通过原位测试试验查表得到的地基承载力会出现比较大的偏差。
　　2.3数据的使用
　　实测动力触探锤击数是否修正及如何修正历来有不同的观点，缺乏统一的认识。按地质手册介绍的方法，当采用重型动力触探确定碎石土密实度时，应按相关公式进行杆长修正；地下水影响的修正也有相应的方法；至于侧壁摩擦的影响，一般认为对砂土和松散-中密的圆砾、卵石，触探深度在15m以内时可不予考虑。试验所得到的成果，可用于判定地基土的密实度、地基承载力和变形参数；确定地层分布厚度、判定地基土的均匀性等。现以确定地层地基承载力为例加以说明。
　　南京地区建筑地基基础设计规范（KGJ32/J12-2005）规定了通过查表确定卵砾石土地基承载力特征值的方法。由于不同区域卵砾石成分的不同和其包围土体性质的差异，地基承载力存在较大变化，在使用此表时，应根据具体条件作相应调整。例如，城南雨花台周边砾石土的地基承载力可适当提高，而对城中和东郊卵砾石包围土体软弱的地层，其承载力则应予以折减。此外，勘察中须在有代表性的场地区域内进行足够数量的触探试验，以试验成果加权平均值作为运用依据。
　　表1卵砾石土地基承载力特征值(kPa)
　　N63.5击数 5 10 15 20 25 30 35 40
　　地基承载力特征值 150 200 270 350 400 450 500 550
　　注:1.对雨花台砾石层地基承载力特征值应予提高,可乘1.2的增大系数；
　　2.当卵砾石中充填软塑-流塑粉质粘土和粉土,饱和稍密粉砂,地基承载力特征值应适当减少,可乘0.8的折减系数。

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