浅谈土工试验数据在岩土工程勘察中的应用

浅谈土工试验数据在岩土工程勘察中的应用

浅谈土工试验数据在岩土工程勘察中的应用

摘要：在岩土工程勘察中，土工试验资料的应用具有十分重要的意义。本文以某地建筑为例，详细分析了土工试验在岩土工程勘查中的作用与意义，仅供同行参考。

关健词：土工试验数据岩土工程勘察

0 引言

按照国家标准《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）规定，土工试验主要方法包括以下9种：（1）烘干法：测含水量；（2）环刀法、灌砂法：测密度；（3）比重瓶法：测土粒比重；（4）平衡锥式液限仪法、液塑限联合测定仪法：测界限含水量；（5）击实试验：测最佳含水量；（6）渗透试验：测渗透系数；（7）直接剪切试验：测剪切强度；（8）三轴试验、无侧限抗压强度试验：测土样力学强度（9）固结试验：测土体固结性能。本文结合工程实例，说明土工试验在岩土勘察中的实际运用。

1 某建筑概况及场地岩土工程条件

某建筑由7栋18层小高层住宅楼，地下室为人防地下室，周边为商业用房，建筑面积为约为12万平米，由于场地地貌单元为地形较平坦。

场地地基土层主要有6层组成，①层耕填土：灰黄色，呈湿、松散状态，厚：0.4～3.50m。②层粉质粘土：黄～黄灰色，可塑状态。厚：1.20～3.50m。③淤泥质粉质粘土：灰色，软-流塑，厚5.50～10.80m。④层粉质粘土：黄褐色，可塑状态。厚1.20～6.30m。⑤层粉质粘土：黄褐色，硬塑状态。厚1.50～7.50m。第⑥层强风化闪长岩：厚3.70～8.20m。其下为中风化。

2 岩土工程分析

2.1 场地稳定性及抗震稳定性评价场地内地层分布稳定。无不良工程地质现象，属稳定场地，场地土的类型为中软场地土，建筑场地类别为Ⅱ类。该区抗震设防烈度为6度。该场地为抗震有利地段

2.2 地基土评价第②层可塑粉质粘土：土层压缩系数

a1-2=0.30MPa-1，属中等偏高压缩性土，具有一定的承载能力，可作为商业用房天然地基础持力层。第③层软～流塑状淤泥质粉质粘土：属高压缩性土，承载能力低。第④层可塑状质粉质粘土：土层压缩系数a1-2=0.27MPa-1，属中等偏低压缩性土，具有一定的承载能力。第⑤层硬塑状粉质粘土：土层压缩系数a1-2=0.21MPa-1，属中低压缩性土，具有较高承载能力。第⑥层强风化闪长岩：软岩，岩体基本质量等级Ⅴ级，可作为小高层预应力管桩桩端持力层。

2.3 基础类型选择

2.3.1 天然地基：本区第②层粉质粘土，属中等偏高压缩性土，具有一定的承载能力。建议商业用房，选择该层作为其独立基础持力层。

2.3.2 片筏基础地下人防车库基础型式可选择片筏基础，以第

②层粉质粘土作其持力层。

2.3.3 桩基础：地下人防车库基础砌置深度5.3米，基底主要坐落在第②层粉质粘土上，其周围有2.0m左右的回填土，地下水位高，考虑抗浮设计时，建议可采用桩基础，以第④层为桩基础持力层。四栋小高层住宅楼，均建议采用桩基础。以第⑥层强风化闪长岩做其桩基持力层。桩型均推荐采用预应力管桩。桩基设计时，应考虑桩身穿越较厚松散新近填土、较厚欠固结土，桩周存在软弱土层，在计算基桩承载力时，应计入桩侧负摩阻力。

2.4 基坑工程本工程重要性等级为二级，地基基础设计等级为乙级，地下室一层，基坑开挖面积较大，开挖深度一般5.30m左右。地下水位高，条件较复杂，对施工的影响较严重。根据《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ72-2004表8、7、2有关规定，该基坑工程安全等级为二级。地下人防车库基础为片筏基础时，应考虑基坑开挖后，第②层粉质粘土较薄，下卧层为第③层软～流塑状淤泥质粉质粘土（软弱下卧层）对建筑物的影响。

3、土工试验数据的整理

3.1.数据整理

试验数据分析整理时应首先根据所研究的土体在地貌特征地质

年代成因类型以及成分和结构构造上差别，结合试验测得的颗粒级配密度和含水率等指标的变化规律将其划分为若干个性质相近的土层，在立面上或土区在平面上称为工程地质单元或土体单元；然后对不同的土体单元再分原状土样或扰动土样以及不同试验条件汇集所有试

验成果，对于不同土体单元区别不同情况，所汇集的各项试验数据，分别编制数据统计表然后统计其散落在各变化区间内的试验点数，表示数据的变异情况根据分布图特征分为正常型和异常型：（1）正常型。一般均应在中段出现明显的峰值两端的频数对很小；

（2）异常型。系峰值不明显出现多峰陡壁等表示数据离散过大，试验数据不够合理或土体单元划分不合理等应查明原因，数据舍弃标准。

3.2.数据的校核

（1）数据误差的原因和避免措施

可以从野外取样和室内试验两个方面，对土的试验指标与土的真实物性指标产生偏差的原因进行分析：

a.取样时对土样冲击次数多：有时土样在取样器里因为受到冲击的次数太多，人为对土样无意的冲击作用，相当于土样受到一定的压力，在孔隙中水分被挤出，所以土样就会变硬，变大的还有密度 P，压缩系数 a 变小、压缩模量 Es增大、孔隙比 e 变小等，是自然试验得出的结果，但是根据这些数据对承载力进行确定，由此试验结果所确定的承载力就会大于实际土层的承载力。

b.取出的土样为扰动土：在取样时，孔内对残壁土没有进行清除或者已经成为扰动土，还是误以为是原状土送到试验室，压缩系数增大，压缩模量变小等是对该土样进行试验得出的结果，这样的试验数据根本不符合原状土的各项指标，不能应用，为此对特外技术人员要求认真取样，仔细清孔，对于已经扰动的土样实验室人员要善于识别，只在这样的土样中对含水量、土名进行提供，除非试验扰动样。

c.野外土样保管工作不好：对野外取的土样如果没有很好的进行保管处理，就会造成有不良因素的影响，会改变它的原状，对于试验数据的真实性也就会有直接的影响。

d.试验前的准备工作：土样试验的计划必须要先行拟定，并且开启土样是不可以在试验前进行的，如果需要在试验前对土样进行分类时要将土样开启，就应该在检验以后，马上将其妥善封存，尽量少让土样受扰动，这样就不会影响试验结果的真实性。

e.开土要按规范严格操作：原状土样包装皮在开启的时候一定要小心，开启之后，要对土样的上下和层次进行辨别，要整平土样的两端，在没有特殊要求的时候，天然层垂直的方向就是切土方向，取样的时候，要取得整个样中最具有代表性的部分，与此同时，要在贴近环刀的部分来对含水量试验样进行取样，并且要有很快的取样速度，以避免散失水分，反之，样品散失的水分就会造成 w 含水量、e 孔隙比、IL 液性指数变小的结果，造成地基承载力变大。

（2）数据成果的校核

要在各项试验成果之间对土工试验成果进行校验，因为至少会有定性关系在土的性质指标之间，应该要对一定规律有所符合，只要发现异常，就应该对单项试验进行检查，看它有没有错误，这往往是比较简捷发现试验和计算错误的方法，但是有时候，土的特殊性质就是所谓的异常情况，所以，要深入一步对异常性质的土进行了解。

4结束语

由于本工程主要为高层建筑，均要求入岩一定深度，故静探孔无法施工，因而静探的相关资料无法取得，因此土工试验指标是主要依据，标贯等仅作参考。

参考文献：

[1]《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）北京：中国建筑工业出版社2002年

[2]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）北京：中国建筑工业出版社2003年

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