浅议公路桥涵地基承载力的检测

摘要：本文对公路桥涵地基承载力进行探析，通过对其检测依据、检测和评定过程中出现问题的分析，并依据相关资料，从公路工程的实际出发，提出了合理检测公路桥涵地基承载力的方法，以供参考。

关键词：公路；桥涵；承载力；检测

前言：

目前，受多方因素的影响，我们在检测和评定公路桥涵地基承载力的工作过程中，出现了诸多问题。其检测数据往往与真实数据有很大出入，很多检测人员并无统一的依据，检测所得结果太过简单，或对检测方法生搬硬套，不从实际出发，尤其是在一些地质条件比较复杂的地段或重大工程中，必需的室内外实验并未相应开展，就失去了评定构造物地基承载力的依据。针对这种情况，笔者从实际出发，结合公路桥涵设计施工规范，在本文中对地基承载力的检测方法进行探析。

一、地基承载力定义

地基土在单位面积上的荷载能力即为地基承载力。地基承载力以kPa为单位进行计算。极限载荷力是指在保证地基不失稳的情况下，地基土在单位面积上的最高荷载能力。而进行一定安全储备后，此时的地基承载力为地基容许承载力。

二、检测地基承载力的方法

首先按要求对特大型桥进行处理。本文中的触探有两种形式，即静力触探和动力触探。其中重型、中型和轻型为动力触探的三种形式。依据探头差异性对重型动力触探分类为Ⅰ型和Ⅱ型两种，即管式贯入器和圆锥头。其中Ⅰ型适用于粘性土和细粒砂类土土质，是标准的贯入性用具；Ⅱ型则应用于卵石层、圆砾等情况。

在对大、中型桥，地基的土质情况较为复杂或是对地基有特殊设计要求的地基承载力检测过程中，通常会使用钻探和触探对土层取样，进行土工试验，其中钻探的取样深度应不少于4m，或者依据设计规范，进行相应的荷载试验。

可用直观方法对小型桥涵的地基承载力进行检测，也可使用触探法，如有必要，还可以进行相关的土工试验。

（一）利用原状土物理力学指标查表确定

通过进行室内土工试验并以其所得数据为依据，对土层物理力学性质指标进行平均值归纳，通过查表，对地基承载力的标准值fk或者基本值f0进行确定，地基承载力特征值则为标准值或者基本值折减后的数值。

（二）通过动力触探实验对地基承载力进行确定

动力触探法是一种工程地质原位测试技术，适用于碎石类土、粘性土和砂类土。具体操作为：运用锤击动能将圆锥探杆夯入土层，通过计算到达相应深度所用击锤数，实现对地基土力学特征进行测定。在动力触探的三种方法中，目前施工方通常采用重型和轻型两种。粘性土地、粉土和砂土的地基检测用轻型触探设备为宜，且要求测试土层中通常不含卵石或碎石，轻型触探设备灵活轻便，易于操作，省时省力；在目前的大多数承建单位中，重型触探和特重型触探是应用最为普遍的地基承载力检测方法，两者主要对中砂程度以上的碎石类土、软岩和砂类土进行地基承载力检测，其设备与规格如下表：

表1

类型

重锤质量

重锤落距

探头截面积

探杆外径

动力触探击数

符号

单位

轻型

50±2

13

25.0

N10

击/30cm

重型

63.5±0.5

76±2

43

42.5

N63.5

击/10cm

特重型

120±0.5

43

50.0

N120

击/10cm

在轻型动力触探中，每深入30cm就将相应的锤击次数记录下来，重型触探则以10cm为标准对相应的锤击次数进行记录。在土层较为松软的情况下，可以将每阵击贯入度的测量值按照下式（1）进行换算，使其与同类型动力触探深入土层10cm深度的锤击次数相当，此时的阵击一般为1击―5击。重型动力触探试验中，若N63.5>50的情况连续三次出现，则停止试验，也可转而进行特重型动力触探；在轻型动力触探中，若深入土层15cm而锤击次数已超过50或者出现N10>100的情况时，试验则可停止。

N，（63.5）=n×10/△s （1）

在本式中，N，（63.5）与深入10cm时的锤击实测次数相当，以击/10cm为单位；

n为每阵击的锤击次数；

△s为与每阵击相对应的深入度，以cm为单位。

在轻型动力触探试验中，每层的动力触探击数的平均值应取该层击数实际测量值的算数平均值。而重型动力触探击数的实际测量值则应按照下式（2）进行计算并校正。

N，（63.5）=a N（63.5） （2）

在（2）式中，N，（63.5）为校正后的重型动力触探击数。以击/10cm为单位；

N（63.5）为实际重型动力触探的测量击数，以击/10cm为单位；

a 为杆长击数的校正系数。

在对动力触探击数进行计算校正后，为求得本层有效的动力触探击数的算术平均值，进而确定地基基本承载力数值，应相应制作贯入深度和校正后击数曲线图。以轻型动力触探的实际测量平均值为依据，对比下表2对σ0，即普通粘性土地基的基本承载力进行确定。 N（10）

击/30cm

15

20

25

30

σ0/kPa

100

140

180

220

表2 普通粘性土地基的基本承载力σ0

注：1.本表所适用的深度范围≯4m

对照下表3，以实际测得的重型动力触探平均值为依据，对中砂―砂砾地基的基本承载力进行确定。

N（63.5）

击/10cm

3

4

5

6

7

8

9

10

σ0/kPa

120

150

180

220

260

300

340

380

表3 中砂-砂砾地基基本承载力σ0

注：1.此表格适合由洪积和冲积效果所致的粗砂、砂砾和中砂；

2.此表所适用的深度范围≯20m；

3.此表中，σ= N（63.5）×40-20，也是检测公路桥涵工作中的常用公式。

（三）通过标准贯入试验对地基承载力进行确定

利用63.5kg标准锤重以76cm的标准落距将外径为50mm、内径35mm、且有刃口对开管的标准贯入器夯入土层，对夯入标深30cm所需的锤击次数值（N）进行记录，即为标准贯入试验，同动力触探试验一样，标准贯入试验也是一种原位测试方法，而且在国内得到非常广泛的应用，它同时可用于对粘性土层的检测，也可用于对砂土密实度进行判定。对于地基处理效果来说，锤击次数N的结果是一个较为重要的参考数值。且地基容许承载力、粘性土稠度、砂土密实度与振动液化和桩基承载力的判断要素中都包括有锤击次数N的数值。

在标准贯入试验中，将贯入器夯入土中15cm，然后以10cm为单位，记录下相应的锤击次数， 试验所取锤击次数N应为贯入30cm后的累计锤击次数。当贯入深度小于30cm，且锤击次数已达50次，则记录50击相应的贯入深度，并按照下式（3）对其进行换算，数值相当于30cm下锤击次数N，并停止试验。

N=30×50/△s （3）

在式中，△s为50击情况下的实际贯入深度（cm）；

N为标准贯入试验的锤击次数（击）。

（四）通过静力触探试验确定地基承载力

静力触探试验是指充分利用电测原理，对地层力学性质进行确定的测试方法。具体操作方法为：在用静压力装置将探头压入土层的同时，使用传感器测试触探头的入土阻力（也可通过直接量测仪表进行测试），据此对地基土的物理力学性质进行分析和判断。静力触探实验主要用于土层划分，对地基土的物理力学指标参数进行估算，对地基土承载力进行评定，砂土地基的液化等级和单桩承载力的估算与判定等等，适用于砂土、粘性土和粉土。

三、结语：

建筑物的安全与正常使用与地基承载力有直接关系。因此，在选用检测承载力方法过程中，我们应遵循准确合理的方法进行综合确定，保证科学、安全且有合理的经济效益。

笔者对公路桥涵地基承载力进行探析，通过对其检测依据、检测和评定过程中出现问题的分析，并依据相关资料，从公路工程的实际出发，提出了合理检测公路桥涵地基承载力的方法，希望能为以后的检测工作提供参考。

参考文献：

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