覆盖层基础变形模量检测方法优化

4.2.2.1　基础变形模量要求

碾压前:主堆相应基础大龙池沟沟底区域变模不小于50MPa;主堆相应基础山梁及沟坡区域变模不小于60MPa;次堆相应基础大龙池沟及瓦窑沟沟底区域变模不小于30MPa～40MPa;次堆相应基础山梁及沟坡区域变模不小于60MPa。

碾压后:主堆相应基础变模不小于60MPa;次堆相应基础大龙池沟及瓦窑沟沟底区域变模不小于50MPa;次堆相应基础山梁及沟坡区域变模不小于60MPa。

4.2.2.2　变形模量检测方法

变形模量检测通过浅层平板载荷试验测定地基变形模量，采用“慢速维持荷载法”进行加荷与观测，如图4-15所示。

图4-15　变形模量现场试验布置图

(1)试验设备。

由加荷稳定装置、反力装置和观测装置3 部分组成。

加荷稳定装置:承压板、加荷千斤顶等。根据现场实际情况和有关规范，本次试验采用圆形承压板，直径为0.56m，面积为0.25m2。

反力装置:采用压重平台反力装置作为堆重系统。荷载承台由主梁和付梁(钢梁)组成，载荷承台边长400×360cm，其上堆放沙包作为主荷载。

沉降观测装置:基准梁、百分表及固定支架等。两个百分表通过磁性台座固定在承压板上，通过百分表读数，确定地基土的沉降与稳定。

(2)加载重量设计。

载荷试验所施加的总荷载，应尽量接近预估地基的极限荷载。因而首先确定碎石土的预估极限荷载。根据下水库地质资料中的大型载荷试验成果:碎石土的试验共有18 组，其承载力标准值为0.38MPa～1.05MPa;开挖后的地面相当于原做大型载荷试验时深度为5m～10m的高程，因此，采用大型载荷试验成果中试点深度为5m～10m的承载力标准值作为现地面碎石土的承载力标准值，承载力取平均值0.80MPa，这样，预估载荷试验碎石土的极限承载力Pu=2×0.80MPa=1.60MPa=1600kPa。因承压板面积是0.25m2，置换率为4.00，所以，极限加荷量为400kN，承台的最大压重量不少于480kN。按每级荷载增量为1/10 的极限承载力施加荷重，即每级可施加40kN，其中第一级可加载80kN(即分级荷载的两倍)，待前级荷载沉降速率达到相对稳定后再加下级荷载。

(3)沉降量观测方法。

采用相对稳定法，每级加载后，按间隔10min、10min、10min、15min、15min，以后为每隔30min 测读一次沉降量，当在连续的两小时内，每小时内的沉降量小于0.1mm时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。

(4)终止加载条件。

当出现下列情况之一时，可终止加载:

①承压板周围的土明显的侧向挤出;

②沉降量s 急骤增大，荷载-沉降(p～s)曲线出现陡降段;(www.xing528.com)

③在某一级荷载下，24h 内沉降速率不能达到稳定;

④沉降量与承压板宽度或直径之比大于或等于0.06。

当满足前三种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。

(5)达到极限值后，可进行卸载。

4.2.2.3　变形模量计算

(1)确定地基土的比例界限荷载值。

根据现场试验记录，绘制荷载-沉降曲线(P-S 曲线)，当P-S 曲线上开始部分有明显的直线段时，以直线段的终点(拐点)对应的荷载为地基的比例界限荷载(或地基的临塑荷载)Prc;当P-S曲线上直线段不明显时(即P-S 曲线为“圆滑型”曲线)，可作lgP-lgS 曲线，以拐点对应的荷载为地基的比例界限荷载Prc。

依据《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)第10·2·5条，浅层平板载荷试验的变形模量E0(MPa)，可按下式计算:

E0=I0(1-μ2)Prc·d/Src

式中:I0——刚性承压板的形状系数，圆形承压板取0.886;

μ——土的泊松比(碎石土取0.27);

d——承压板边长(0.56m);

Prc——p-s 曲线段的比例界限荷载(kPa);

Src——与所取定的比例界限荷载相对应的沉降(mm)。

4.2.2.4　坝基变形模量检测结果

下水库堆石坝覆盖层坝基碾压前及碾压后共进行变形模量试验24 组，各检测点点位及检测成果如图4-16，表4-2所示。

表4-2　坝基变形模量(浅层平板载荷)试验成果统计

图4-16　下水库坝基变形模量试验检测成果图