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1、螺旋板载荷试验操作及资料整理徐东锋 【摘要】通过实例介绍了螺旋板载荷试验的具体操作及注意事项，并对数据资料进 行整理及分析，对试验地层给出了准确的工程设计参数，为该原位测试应用于具体工 程项目中提供了指导.【期刊名称】山西建筑 【年(卷)，期】2010(036)015 【总页数】3页(P97-99) 【关键词】螺旋板载荷试验;沉降;地基承载力特征值 【作者】徐东锋【作者单位】广东省地质物探工程勘察院广东广州,510800【正文语种】中文【中图分类】TU413.4螺旋板载荷试验(Screw Plate Loading Test)是20世纪70年代初由Junbu和 Sennest(1973年)在挪
2、威发展起来的一种原位测试方法，由常规的平板载荷测试 试验演变而来。该方法是将螺旋形承压板，借用机械或人力旋入地面下预定深度后， 通过传力杆向螺旋形承载板施加荷载，测得压力一沉降一时间关系，从而求得地 基土的承载力、模量值、固结系数和软黏土的不排水抗剪强度等设计参数。它适用 于深层及地下水位以下地基土试验，其测试深度可达10 m15 m,对难以取得 原状样的砂土和粉土尤为适用。本文所述的试验就是在花岗岩风化残积土等较难取 得原状样的岩土层中进行的，通过试验为该工程提出合理准确的地基承载力特征值 增加了一种验证方法，并为在此类地层中进行该种原位测试试验积累了经验。1工程概况该螺旋板载荷试验是广州市
3、轨道交通工程某车辆段维修基地及物流基地岩土工程详 细勘察工程中的其中一种测试手段。本文所叙述的仅是其中一个点位五个不同深度 部位的慢速法试验。该测试点距最近的地质钻探孔位为1.70 m，其钻孔揭示的地 质情况如下:稳定水位为2.50 m;0 m2.80 m为素填土:红褐色，稍湿，稍压 实;2.80 m8.50 m为砂质黏性土:黄色，硬塑，为混合花岗岩风化残积土，遇水 易崩解、软化，局部夹全风化岩薄层；8.50 m 14.00 m为全风化混合花岗岩:红褐 色，岩芯呈坚硬土状，遇水易崩解、软化；14.00 m之下为强风化花岗岩。2试验操作及注意事项2.1本试验使用WDL型螺旋板载荷试验仪1）螺旋板
4、:采用直径160 mm，投影面积200 cm2，螺距40 mm,厚6 mm铸铁 板；2）量测系统:采用电阻应变式测力传感器（量程150 t/m2 , 3 t级传感器）和二次 仪表（DN-1型多用数字显示仪）；3）沉降观测装置:由百分表、CZ-6A型磁性表座、 支撑梁和小锚组成；4）加压和反力装置:由千斤顶和传力杆加压，用地锚和钢架梁提 供反力。2.2试验前的室内准备工作1）检查螺旋承压板表面:应光滑，无碰伤和制造缺陷，几何形状尺寸应符合技术参 数规定要求；2）螺旋板探头标定:选择合格的具有率定报告参数的螺旋板探头，并应 检查其防水性能；3）检查机电百分表，计时秒表，二次记录仪表的功能完好性；4
5、）螺 旋承压板的方柄插入螺旋板探头（传感器）下端的方孔中，须上下滑动自如，然后用 根约3 mm中软金属丝插入连接后板头上的小孔内，这样使承压板与探头连成 一体;5）预估待测点位土层的极限压力，设计各级加载压力，并拟定试验数据记录 表格。2.3试验安装1）择定好试验点位置，以试验点旁的钻探孔位为基准，平整试验场地;2）按试验孔 的位置，规划好持力系统和沉降装置的安装点。然后，用人力垂直旋下4个大地 锚和沉降观测支架的2个小地锚，再安装反力架与沉降观测支架;3）传力杆内贯穿 4芯电缆后，将传力杆与探头、承压板连接成一体，然后用人力压力将承压板旋到 土中预定的试验点深度，旋入时要保证垂直度，并要加一
6、定压力，以使每旋一周， 承压板下沉一螺距，避免试验点土层受扰动;4）调整好传力杆顶部到荷载大梁间的 距离，使能安装加压部分的液压千斤顶、顶头、顶座等，同时在地面上的传力杆套 以沉降支板，并用螺钉固定;5）在表座托板上安装磁性表座及机电百分表，调整机 电百分表测头与沉降支板接触距离，使能最大程度测正负量程（沉降量），量测范围 小，会导致试验失败;6）将电缆接上二次仪表，按规定预热，并予调零。以上工作 完成，安装完毕，即可进行试验。2.4试验操作1）本次螺旋板载荷试验按应力法中的慢速法（相对稳定法）进行操作;2 ）完成孔内试点， 再加传力杆将螺旋承压板旋到下一个深度，一般点距不小于1m，特殊要求也
7、不 应小于0.75 m，如土质均匀，层厚较大时可取2 m3 m 个试点。试验点间距 为2 m,深度依次为3.5 m , 5.5 m , 7.5 m , 9.5 m , 11.5 m;3）要始终保持传力 杆及螺旋板下入的垂直度，试验过程中的各种异常现象要认真对待，认真分析其对 试验的影响及补救措施;4）试验场地的临时搭建工棚应能应付各种不利天气，确保 仪器及人员有个正常工作环境;5）试验孔各点试验全部完成后，用人力将传力杆上 拔，拉出地面，而承压板和探头连接的插销（软金属丝）此时折断，承压板弃于孔内， 试验外业完成。本次试验五点位终止加载情况均为出现本级沉降量大于前一级沉降量的5倍”3试验结果及
8、资料整理分析3.1试验结果根据所得试验结果，分别作五点位的P-S曲线见图1图5。3.2资料整理分析由5个不同深度点位试验数据作P-S曲线图可知，深度h1=3.5 m时点位的连接 曲线延长线近乎交于原点，交于轴，深度h3=7.5 m时点位的连接曲线延长线交 于轴，其余3点的连接曲线延长线交于轴。由图1图5可知，h1=3.5 m , h3=7.5 m两点位的试验是在施加压力值还没达到原位覆盖压力P0时便测得一定 量沉降，这是由于螺旋板旋进过程中扰动了原状土，在扰动土还没有自身沉降稳定 时就开始试验所致；h2 = 5.5 m , h4=9.5 m , h5 = 11.5 m三点位的试验在施加了一 定
9、压力值后，沉降才开始产生，较接近理想载荷试验数据，但其交于轴点的压力值 往往小于原位覆盖压力P0，原因是螺旋板旋进过程中不可能达到理想状态的不扰 动原状土。由图1图5可知，本次试验5个点位处承载力特征值可参照GB 50007-2002建 筑地基基础设计规范中D.0.6条的第2点进行确定，即取极限荷载值的一半，由 上至下可得五点位对应的地基承载力特征值分别为250 kPa, 265 kPa, 300 kPa, 325 kPa , 350 kPa。根据试验点位旁的钻孔资料，h1=3.5 m , h2=5.5 m , h3=7.5 m三点位处于硬塑状砂质黏性土层内，地质勘察报告给该土层提供的地基 承
10、载力特征值为250 kPa , h4=9.5 m , h5 = 11.5 m两点位处于全风化混合花岗 岩层内，地质勘察报告给该土层提供的地基承载力特征值为300 kPa。比较可知 螺旋板载荷试验得出的地基承载力特征值与地质勘察其他土工等方法得出的值基本 相同，局部偏大。分析数据偏大原因，h3=7.5 m点处可能夹有全风化岩层， h5 = 11.5 m点处可能夹有强风化岩层。4结语通过具体工程试验，明确了螺旋板载荷试验过程中的安装、操作及注意事项，对试 验数据进行分析评价，结合地层特征进行了解译，给工程提供了较具参考价值的地 层承载力数值，为后续合理设计及安全、经济施工取得保障。参考文献：【相关文献】1 林宗元.岩土工程试验监测手册M.沈阳:辽宁科学技术出版社，1994.2 孟高头.土体原位测试推理方法及其工程应用M.北京吐地质出版社，1997.3 张喜发.岩土工程勘察与评价M.长春:吉林科学技术出版社，1995.4 GB 50007-2002，建筑地基基础设计规范S.
螺旋板载荷试验操作及资料整理
