地基承载力与土密度原位测试新技术优化

地基承载力、地基土密度是评价建筑物地基质量及稳定性的两个重要技术指标。两个指标的确定不论是靠现场测试,还是取样进行试验室测定,都十分繁杂。为了寻求一种简便、有效、快捷的测试方法,以弥补传统测试方法的不足,1990年以来,以黄委设计研究院物探总队为主研究一种地基承载力、地基土密度原位快速测试新技术——一附加质量法。其中,地基承载测试的研究成果,于1993年通过水利部技术鉴定,1996年获国家发明专利;地基土密度的研究成果,1996年通过河南省技术鉴定,1999年3月获国家发明专利。

(1)方法技术。附加质量法,是通过在地基所选测点上施加一定质量的重物而测出地基承载力及地基土密度的。它在形式上是载荷板试验的模拟,在理论上是以单自由度弹簧休系为模型,在思路上是测动(动参数)求静(地基承载力、密度),在操作方法上:首先,将一块符合规定要求的承压板平铺在测点地基上,并在承压板上堆放一定质量(约相当于静载试验的1/25),激振后测出由附加质量、承压板、地基所组成的弹簧振动体系的动刚度及地基土参振质量;再根据动刚度与地基承载力关系(根据大量动静测试资料建立的关系),求出地基承载力;根据地基土参振质量与地基土密度关系(根据动能理论推导而得),求出地基土密度值。

地基土参振质量的求解问题,是土动力学中困扰已久未能得到解决的一个难题,用附加质量的办法使问题得到了解决,无疑是一个突破。正是由于这种突破,为利用质点的振动理论测定地基承载力及地基土密度奠定了基础。(www.xing528.com)

(2)推广应用。由于附加质量法与传统方法相比具有简(设备简单、操作简单),快(测试速度快,每个测点仅需用1h左右),省(测试费用省,仅相当于静载试验的1/3左右)的优点,深受用户欢迎。据统计,地基承载力的检测工作,1990年以来累计检测工程386项,检测点数2569个;检测工作涉及河南、河北、内蒙古、北京、山东、湖北、四川等省、市、自治区;检测的地基类型,有碎石桩、灰土桩等柔性桩复合地基,有深层搅拌桩、CFG 桩、高压旋喷桩等半柔性桩复合地基,有混凝土桩(刚性桩)复合地基,有天然地基,还有混凝土、水泥土单桩;检测的工程类型,有住宅楼、试验楼、办公楼、教学楼、综合楼、影剧院、书库、粮库、电厂、水利工程、高速公路路基等,应用十分广泛。检测结果与静载荷板试验结果非常接近,检测结果提供工程应用后工程运转正常。附加质量法测定地基土密度的研究成果,1996年在黄河小浪底堆石坝工程的密度检测中得到应用,1998年在黄河小浪底工程左岸砂砾层高喷加固效果检测中得到应用,1999年在洛(洛阳)三(三门峡)高速公路路基压实效果检测中得到应用,清江水布垭、乌江洪家渡水电站面板堆石坝工程曾用该技术检测3000余个点位,检测精度一般可达95%。为含有大粒径堆石的地基土密度的定量测试提出了一个有效的办法。