地基检测中的土工试验

5．地基检测中的土工试验
《建筑地基基础设计规范》（GB50007－２００２）规定，静力触探、动力触探、标准贯入等原位测试，用于确定地基承载力，在我国已有丰富试验可以应用。

同时还应注意，当地基基础设计等级为甲级和乙级时，应结合土工试验成果综合分析，不宜单独应用。

土工试验可配合原位测试对以下四类地基土进行测试及检测：
第一类为一般粘性土、粉土、砂土、淤泥质土、新近沉积粘性土和、膨胀岩土、红粘土、黄土、混合土等特殊土地基。

第二类为填土或换土垫层经碾压、强夯等处理，地基土形成新的结构，需对其进行压实系数的鉴定。

第三类为各类地基土体经排水固结、堆载预压、振密、挤密、压实、强夯等处理加固的地基。

主要对其中扰动影响较轻、扰动范围较窄、土体破坏程度较小的部分土石进行处理前、后试验，获得物理力学指标进行对比研究。

第四类为原地基土体采用伴入法经高压喷射注浆、深层搅拌，将水泥浆与土拌合凝固成水泥土。

应检验水泥土是否达设计要求。

5.1 第一类地基的土工试验
对于一般粘性土、粉土、砂土、淤泥质土、新近沉积粘性土和、膨胀岩土、红粘土、黄土、混合土等特殊土地基，可根据e、I P
、I L、ω、aω、a、E S及D r等参数的测试成果，按表5-3至5-18确定地基土承载力指标。

０
注：有括号者仅供内插用，e为第一指标孔隙比，I L为第二指标液性指数。

表5-4 粉土承载力基本值f０(KPa)
本表引自《建筑地基基础设计规范》（GBJ7－89）。

注：有括号者仅供内插用，e为第一指标孔隙比，ω为第二指标含水量（％）。

表5-5 素填土承载力基本值f０(KPa)
注：本表只是用于堆填时间超过10年的粘性土，以及超过5年的粉土。

０
表5-7 新近沉积粘性土的地基承载力特征值f a(KPa)
注：新近沉积粘性土是指文化期以来的沉积的粘性土，一般为欠固结，且强度较低。

表5-8 Q4冲洪积粘性土的地基承载力特征值f a(KPa)
本表引自《公路、桥涵地基与基础设计规范》（JTJ０２４－８５）。

注：１．表中Q4是文化期以前沉积的粘性土，一般为正常沉积的粘性土；
２．当土中含有粒径大于２mm的颗粒重量超过全部重量３０％以上的，f a可酌情提高；
３．当e＜0.5时，取e＝0.5；I L＜0时，取I L＝0。

表5-9 老粘性土的地基承载力特征值f a (KPa)
引本表自《公路、桥涵地基与基础设计规范》（JTJ ０２４－８５）。

注：老粘性土是指第四纪晚更新世（Q 3）及以前沉积的粘性土，一般具有较高的强度和较
低的压缩性。

E s ＜10Mpa 时，f a 按表6－7确定。

表5-10 成都地区粘性土地基承载力特征值f a (KPa)
本表引自《工程地质手册》第三版。

a 本表引自《工程地质手册》第三版。

注：D r －相对密度。

)
()(Dr min
max
d
min
dmax
ρ
ρρρρρd d d d
-⨯-⨯=
式中：ρd
－ 天然状态下的干密度（g/cm 3）；
ρ
max
d － 最大干密度（g/cm 3），土在最紧密状态的干密度，用击实法获得；
－最小干密度（g/cm3），土在最松散状态的干密度，用注入筒量法获得；
min
d
表5-12 膨胀岩土地基承载力特征值f a(KPa)
注：１．含水比为天然含水量与液限的比值：a w＝ω／ωL；
２．此表适用于基坑开挖时土的天然含水量等于或小于勘察时土的天然含水量。

０
本表引自《建筑地基基础设计规范》。

a
注：本表适用于西南地区碳酸盐类岩层残积粘性土。

表5-15 饱和黄土（新近堆积）承载力基本值f０(KPa)
本表引自《工程地质手册》第三版。

34０
本表来自《工程地质手册》第三版。

注：当含水量小于塑限w P时，土的承载力基本值按塑限w P的含水量确定。

０
本表引自中国建筑西南勘察院。

注：现场密度测试可采用充砂法或充水法。

表5-18 Ⅱ类混合土承载力基本值f０(KPa)
本表来自中国建筑西南勘察院，《工程地质手册第三版》
注：混合土定义：主要由级配不连续的粘粒、粉粒和碎石粒（砾粒）组成的土。

混合土成因：一般有冲积、洪积、坡积、冰碛、崩塌堆积、残积等成因。

其中残积是含有不易风化的粗颗粒，如花岗岩中的石英颗粒；冰碛、洪积是含有卵石甚
至漂砾颗粒。

混合土特点：粗细粒混杂的土，其中细粒含量较多，如果按颗粒组成分类常可视为碎石类土或砂类土。

过去有的书叫粘土质砂、砂土质砾石、砂质粘性土、砾质
粘性土等。

混合土分类：Ⅰ类混合土：碎石土中的粉土或粘性土的质量大于全重的２５％时；
Ⅱ类混合土：粘土或粘性土中碎石土的质量大于全重的２５％时。

5.2 第二类地基的土工试验
凡经过碾压、夯实、强夯的压实填土或换土垫层，须按《建筑地基基础设计规范》（GB50007－２００２）规定，根据建筑物结构类型和压实填土所在部位，按表5-1压实系数λc控制地基质量。

ρρλmax
d d
c
=
式中：ρd
－控制干密度（g/cm 3
）；
w
d
01.01+=
ρ
ρ
式中：ρ－填土层实测的质量密度（g/cm 3
）；
w －填土层实测的含水量（％）。

ρ
max
d －室内采用击实试验所确定的此填土材料的最大干密度（g/cm 3
）； 当无试验资料时，ρdmax 可按下式计算：
d w d
s
op s
d ⨯+⨯⨯
=01.01max
ρρ
ω
η
式中：η－经验系数，粉质粘土取0.96，粉土取0.97；
ρ
ω
－水的密度（g/cm 3）；
d
s
－土粒比重（g/cm 3）；
w
op
－击实试验确定的最优含水量（％）。

⑵ 地坪垫层以下及基础底面标高以上的压实填土，压实系数≥0.94。

⑶ 当填料为碎石或卵石时，其最大干密度可取2.0～2.2g/cm 3。

5.3 第三类地基的土工试验
对于经排水固结、堆载预压、振密、挤密、压实、强夯等处理加固的各类地基土，在堆载物之下、砂井之外、夯锤底以下一定深度或距桩一定距离测试γd 、e 、ω、I p 、I L 、a 、E 等物理参数，检验工程加固处理质量。

工程实例：
A. 唐山B69住宅区地基土（亚粘土、轻亚粘土、砂）强夯处理前、后的γd 、e 、a １－２及N 63.5对比分析资料( 图5-1 )。

B. 青藏铁路某段砂土地基振冲挤密法处理前、后，基础以下1.2m 深度内砂土干重度变化值的实测数据见表5-2。

由此可见振冲挤密后，桩间土的干重度已显著增大，满足17KN/m 3的设计要求。

图5-1 唐山B69住宅地基强夯前、后动探、干容重、孔隙比和压缩系数实测结果
表5-2 桩间土挤密前后干重度（γd）的变化
5.4 第四类地基的土工试验
对于经高压喷射注浆和深层搅拌处理后的水泥土，可用土工试验法测取水泥土的无侧限抗压强度q u、抗拉强度、抗剪强度、压缩系数和压缩模量等，检验其指标能否达到设计要求。

如上海宝钢总厂P－５坑采用深层搅拌法制作水泥土挡墙，测其最低的抗压强度为1700KPa，最小的直剪抗剪强度为150KPa，均满足设计要求。