張 力 　 陳 誠(chéng) 　 管中彪

(1.上海長(zhǎng)凱巖土工程有限公司，上?！?00093；2.安徽工程勘察院，安徽 合肥　230011；　3.融創(chuàng)房地產(chǎn)集團(tuán)有限公司(合肥公司)，安徽 合肥　230601)

1　概述

項(xiàng)目位于合肥市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)北臨壺天路，南面和西面為金爐路，東側(cè)緊靠筆峰路。本工程總用地面積約7.21萬m2，住宅建筑面積約25.23萬m2，地下車庫建筑面積約4.54萬m2，擬建建筑物主要包括高層住宅樓(2幢18層、1幢26層、12幢30層～34層、1幢40層和1幢48層，均為剪力墻結(jié)構(gòu))。

本項(xiàng)目高層建筑物的基底位于第④層粘土，樁基持力層位于第⑧層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖(見圖1)，由于合肥地區(qū)該地層的深載荷板試驗(yàn)數(shù)據(jù)較少，為了充分發(fā)揮樁端持力層的承載力，對(duì)本工程進(jìn)行了深層載荷板試驗(yàn)。

2　試驗(yàn)硐構(gòu)造及試驗(yàn)裝置

根據(jù)本項(xiàng)目地層情況，深層載荷板試驗(yàn)需要采用人工挖孔成孔，孔壁采用鋼筋混凝土進(jìn)行護(hù)壁。當(dāng)挖至試驗(yàn)巖土層人工清孔

硐室內(nèi)試驗(yàn)坑布置完畢后，將千斤頂放置在載荷板正中央，千斤頂承載力、行程、自身高度以及直徑等需根據(jù)預(yù)估巖土體承載能力進(jìn)行確定。在千斤頂上依次放置主傳力柱、主梁、次傳力柱。傳力裝置完成后接通千斤頂油路系統(tǒng)和加載伺服系統(tǒng)[2](見圖3)。

設(shè)備安裝完成之后需布置測(cè)量系統(tǒng)，在硐底堅(jiān)硬巖土層上固定測(cè)量表座，四個(gè)表座位置沿試驗(yàn)坑周長(zhǎng)均勻布置，表針調(diào)整量程至合適位置。將位移測(cè)量表與自動(dòng)化采集系統(tǒng)連接并測(cè)試。

在硐室內(nèi)和裝置上安裝攝像頭，分別監(jiān)視倒錐形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、傳力系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、地下水位和位移測(cè)量表。

3　試驗(yàn)過程及數(shù)據(jù)分析

3.1　試驗(yàn)過程

深層平板載荷試驗(yàn)的承壓板采用直徑為0.8 m的剛性板，緊靠承壓板周圍外側(cè)的土層高度應(yīng)不少于80 cm。加荷等級(jí)可按預(yù)估極限承載力的1/10～1/15分級(jí)施加。每級(jí)加荷后，第一個(gè)小時(shí)內(nèi)按間隔10 min,10 min,10 min,15 min,15 min，以后為每隔0.5 h測(cè)讀一次沉降。當(dāng)在連續(xù)2 h內(nèi)，每小時(shí)的沉降量小于0.1 mm時(shí)，則認(rèn)為已趨穩(wěn)定，可加下一級(jí)荷載。本次最大設(shè)計(jì)加載量為12 000 kPa，共分12級(jí)加載，每級(jí)加載量1 000 kPa。

當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，可終止加載：

不過，需要指出，國(guó)內(nèi)學(xué)者經(jīng)?；煊妹绹?guó)學(xué)和美國(guó)研究概念，甚至認(rèn)為它們無甚區(qū)別。比如，有學(xué)者認(rèn)為，美國(guó)學(xué)，亦作美國(guó)研究（李青，楊小洪 1999：24），也有學(xué)者認(rèn)為，“美國(guó)學(xué)又稱美國(guó)研究，是一門關(guān)于美國(guó)的學(xué)科”（蒿琨2017：65）。當(dāng)然，不少學(xué)者主張區(qū)分，如葉英（2010）提出區(qū)分美國(guó)研究與美國(guó)學(xué)，促進(jìn)美國(guó)研究這個(gè)綜合工程和美國(guó)學(xué)（美國(guó)文化研究）的學(xué)科建設(shè)。到目前為主，美國(guó)學(xué)的概念尚未普及，但已得到較多使用。比如，梅仁毅（1986）對(duì)“‘美國(guó)學(xué)’的發(fā)展和近況”進(jìn)行了探討，趙可金（2010）討論了“美國(guó)學(xué)：學(xué)科成長(zhǎng)與中國(guó)意義”。

1)沉降s急驟增大，荷載—沉降(p—s)曲線上有可判定極限承載力的陡降段，且沉降量超過0.04d～0.06d(d為承壓板直徑，較硬巖土取小值，本試驗(yàn)取0.05d)；

2)在某級(jí)荷載下，24 h內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定；

3)本級(jí)沉降量大于前一級(jí)沉降量的5倍；

4)當(dāng)持力層土層堅(jiān)硬，沉降量很小時(shí)，最大加載量不小于設(shè)計(jì)要求的2倍。

承載力特征值的確定應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)當(dāng)p—s曲線上有比例界限時(shí)，取該比例界限所對(duì)應(yīng)的荷載值；

2)滿足終止加載條件前三條之一時(shí)，其對(duì)應(yīng)的前一級(jí)荷載定為極限荷載，當(dāng)該值小于對(duì)應(yīng)比例界限的荷載值的2倍時(shí)，取極限荷載值的1/2；

3)不能按上述兩款要求確定時(shí)，可取s/d=0.01～0.015所對(duì)應(yīng)的荷載值，但其值不應(yīng)大于最大加載量的1/2。

采用以上方法在該項(xiàng)目中對(duì)第⑧層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖共進(jìn)行了兩組深層載荷板試驗(yàn)。

3.2　數(shù)據(jù)分析

兩組試驗(yàn)分別編號(hào)SZ1和SZ2，數(shù)據(jù)如表1，表2所示。

表1　SZ1試驗(yàn)點(diǎn)的p,s測(cè)試值

表2　SZ2試驗(yàn)點(diǎn)的p,s測(cè)試值

SZ1和SZ2試驗(yàn)點(diǎn)的p—s試驗(yàn)曲線如圖4所示。

根據(jù)GB 50021—2001巖土工程勘察規(guī)范中10.2.5規(guī)定深層平板載荷試驗(yàn)按式(1)計(jì)算土的變形模量[3,4]：

(1)

式中：E0——變形模量，kPa；

d——承壓板直徑，mm；

p——p—s曲線上的直線段某點(diǎn)的壓力，kPa；

s——與壓力p所對(duì)應(yīng)的沉降，mm；

ω——與試驗(yàn)深度和土類有關(guān)系數(shù)，按GB 50021—2001巖土工程勘察規(guī)范中10.2.5選??；

Kv——地基土基床反力系數(shù)，kN/m3，由p—s曲線直線段的斜率得出。即：

(2)

如p—s曲線初始無明顯直線段，p可取臨塑載荷之半。

經(jīng)計(jì)算試驗(yàn)點(diǎn)SZ1和SZ2的地基承載力特征值p、變形模量E0和基床反力系數(shù)Kv分別為：p1=4 000 kPa，E01=301 MPa，Kv1=941 kN/m3和p2=5 000 kPa，E02=219 kPa，Kv2=686 kN/m3。

原場(chǎng)地勘察報(bào)告中第⑧層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖承載力特征值僅有2 500 kPa，本次深層載荷板試驗(yàn)對(duì)這一參數(shù)有較大提高。

4　結(jié)語

1)隨著高層、超高層建筑的日益普及，深層載荷板試驗(yàn)會(huì)越來越多的應(yīng)用到巖土工程勘察和設(shè)計(jì)工作當(dāng)中。

2)本文所采用深層載荷板試驗(yàn)結(jié)構(gòu)和裝置具有較高的可操作性，并能保證裝置安裝人員的安全。

3)本文采用規(guī)范和常用數(shù)據(jù)分析方法，對(duì)所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，由于采用深層載荷板這一直接手段獲得承載力數(shù)據(jù)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)較間接方式有較大幅度提高。

4)從樁端承載力提高幅度和數(shù)據(jù)可信度來講在超高層項(xiàng)目中采用深層載荷板試驗(yàn)提供樁端持力層承載力參數(shù)是非常有必要的。

參考文獻(xiàn):

[1]顧國(guó)榮,吳超,張力,等.一種適用于深層載荷板試驗(yàn)的土建結(jié)構(gòu):中國(guó)專利,201520109253.2[P].2015-02-15.

[2]吳超,顧國(guó)榮,張力,等.一種配置于測(cè)試深層載板測(cè)試硐的裝置:中國(guó)專利,ZL201520109252.8[P].2015-02-15.

[3]顧寶和.深層平板靜力載荷試驗(yàn)測(cè)定土的變形模量[J].工程勘察,2000(4):1-2.

[4]GB 50021—2001,巖石工程勘察規(guī)范[S].