標準貫入試驗在碳質巖中的應用

標準貫入試驗在碳質頁巖中的應用摘要：把標準貫入試驗引入到碳質頁巖的研究中，經(jīng)過工程實踐，取得了顯著成效，從而證明把標準貫入試驗應用于碳質頁巖的研究是可行的。關鍵詞：標準貫入試驗碳質頁巖數(shù)理統(tǒng)計持力層中圖分類號：TU473;P642文獻標識：B文章編號：1001-2184（2003）02-0037-021.前言標準貫入試驗是一種設備簡單、易操作、能取樣、精度較高、適用性強且積累了較多豐富經(jīng)驗的原位測試技術，是巖土工程勘察中不可缺少的一項野外現(xiàn)場測試方法。但在國內(nèi)，該技術多用于砂土和粘性土范圍，很少用于碳質頁巖（軟巖）的研究。在深圳市寶荷高速公路跨龍崗河橋工程，曾嘗試把標準貫入試驗引如到碳質頁巖的研究中，并取得了較好的成效。2.標準貫入試驗引入碳質頁巖的由來龍崗橋的地質環(huán)境為早石炭世晚期海退時形成濱海沼澤而發(fā)育形成的一套海陸交互相煤系地層，為湘中測水組的砂、頁巖互層地層。砂巖、碳質頁巖互層在遭受長期風化營力作用下，形成了夾層風化和由上而下風化程度不同的風化巖和殘積土。在野外，地質人員往往依據(jù)肉眼鑒定碳質頁巖風化巖及其殘積土，由于其風化巖和殘積土在外觀形態(tài)上很像近。鑒于此，地質人員出于安全考慮，往往把碳質頁巖風化巖定得很厚，從而與實際情況有一定出入。原因之二，由于砂巖埋深較深，設計院提出能否把樁基置于碳質頁巖中。出于上述兩方面的原因，為了準確的劃分碳質頁巖風化巖及其殘積土，故而把標準貫入試驗引入到碳質頁巖的研究中。3.具體試驗原則及操作為了能真實、準確研究碳質頁巖的性質，制定了以下試驗原則：（1）.為減少實驗數(shù)據(jù)的離散性和增大實驗樣本容量，明確要求遇到碳質頁巖及其殘積土就進行標準貫入試驗。（2）.為減少巖土參數(shù)隨深度的變異性和與土工試驗結果對比，要求試驗時應先取樣然后在進行標準貫入試驗（以下簡稱一對一取樣）。（3）.結合巖芯鉆探，由野外地質人員對標準貫入試驗取樣進行野外現(xiàn)場鑒定。嚴格按照標準貫入試驗規(guī)范和上述試驗原則要求，在龍崗橋工程施工勘察中，對碳質頁巖及其殘積土共計進行了132次標貫，土工試驗取樣99組，其中一對一取樣80組。下面就對這80組具有關聯(lián)的土樣的土工試驗結果與標準貫入試驗數(shù)據(jù)進行分析。4.測試資料的整理、分析巖石隨風化程度的加劇，其孔隙比勢必增大，強度和彈性模量將明顯降低。風化巖體強度的降低，其標準貫入試驗的標貫擊數(shù)將較小。故標貫擊數(shù)N與孔隙比e之間存在一定的關系。在此原則下進行資料的整理工作。（1）.對所有實測標貫擊數(shù)N’按公式N=αN’進行修正。本文后面提到的標貫擊數(shù)皆為經(jīng)桿長修正后的標貫擊數(shù)。桿長修正系數(shù)按表1進行取值，區(qū)間值按內(nèi)插法進行取值。表1標準貫入試驗桿長修正系數(shù)表極桿長歇（技L尖）爹≤青3捕6翠9怕12零15笑18憑21志＞先21緒修正系數(shù)寇（該α循）傻1.0詞0.92謝0.86遺0.81速0.77切0.73山0.70蠟0.7滋-0.03L（2）.作出標貫擊數(shù)N與孔隙比e的散點圖，見圖1。從散點圖中可看出，散點較集中的區(qū)域有三個。A區(qū)：N<30,e>0.8;B區(qū):30≤N≤50,0.5<e<0.8;C區(qū)：N>50,e<0.55。拍圖逃1殊N~e掃夸散歌切征點除姻筋圖女憂采碼舊掙候寄蹲蝴尿豎（體3接）嫌.如對三個散點密楚集區(qū)進行標貫瞎擊數(shù)與土工試擁驗成果進行數(shù)占理統(tǒng)計。由于骨是按一對一取亡樣的方法取樣努，因而試樣的預巖土參數(shù)的變抓異特征應為均害一型，癥即儲δ嘴＜算0.議3旁。在統(tǒng)計過程肢中剔除了部分巾異常值，同時顧結合野外現(xiàn)場亂對標貫取樣的這地質鑒定進行誦綜合對比分析亮。統(tǒng)計分析成蜓果見債表更2膚。從脫表渡2雞中空隙大比鐘e誦和野外鑒定，紋可以確竟定族A啄區(qū)所對應的應斧是碳質頁巖風抵化形成的殘積罵土求，萬B元區(qū)所對應的應唇是強風化巖。里也就可以田把組N=3催0疾作為劃分碳質灰頁巖風化形成董的殘積土和強位風化碳質頁巖危的定性指標。胡在龍崗橋工程獄勘察中。就監(jiān)按萄N<3尤0柿為碳質頁巖風鵝化形成的殘積重土室；捷3堅0串≤錘N溜≤炎5筐0婆為強風化碳質落頁巖。按此標仿準對整個工區(qū)肝進行劃分后，塔工區(qū)內(nèi)強風化唱碳質頁巖的頂紫板都有不同程吐度的提高，平進均每普樁平2~斤5m罪。在谷以哀N=3墾0財作為劃分碳質牧頁巖風化形成某的殘積土和強笛風化碳質頁巖說的標準后就直咳接利用貼表扁2烈的標貫擊數(shù)估足算樁基的樁端縮極限端阻力和景樁周極限側摩合阻力。利用施跌默特曼厲（乓星hmertm搭an障n浩）提出的予估攔樁基的樁端極獎限端阻力和樁舉周極限側摩阻灘力的經(jīng)驗表（芽見吐表名3餅）進行估算和才利用卷表斷2炭中的液性指蟻數(shù)注I兇L題查《建筑樁基尺礎規(guī)范》嗓（壺JGJ94-消9細4卸）予估樁基的惑樁端極限端阻妖力和樁周極限敵側摩阻力。枕表稀3脂刊利用標貫擊耀數(shù)表N像估算樁基的樁糖端極限端阻力領（趴q右p拾）和樁周極限輕側摩阻力異（鬼q截s張）斑類店么雁別太參偽富暖變院海棒量巴q羽p認(冊kPa)霞q尸s恒kPa)泳粘需獲弟性效乞燭土彎169.6N怒4.2N著軟石灰?guī)r等奔386.1N艦1.1N仙注態(tài)：緣N猛為標貫擊數(shù)頸利用上述兩種燙方法進行予估往后的估算值見駱表朋4組，發(fā)現(xiàn)利用施船默特曼的予估葉表估算的極限撈側摩阻力值糖（貍q拳s暫）比查規(guī)范的狡估算值糊小貌,按且予估表估算過的樁端極限端矩阻力尖（彼q蔽p溉）比查規(guī)范的沖估算值大。但禁考慮把強風化丹碳質頁巖類比幸為液性指何數(shù)申0.25<I傘L場<0.招5櫻的粘土具有較獸多的安全儲備樣，就采用了查設規(guī)范所得的予些估值。由于樁葛長皆大于屈15m收，且全部為端刺承摩檫樁，樁榜端承力應多作慚安全儲備，故纏樁端極限端阻軟力取小值。于甲是向設計院提控供查規(guī)范所得絞的巖土參數(shù)。虹并說明樁端可恨置于強風化碳慚質頁巖中，同使時提高了強風肅化碳質頁巖的優(yōu)頂板界限。陰表濃4滋左利用兩種方法旬確定的樁端極拋限端阻力席（麗q孝p柳）和樁周極限恭側摩阻力噸（令q戒s到）對比表項項目方法窗巖土體名稱雖查表利用的參卻數(shù)渡樁端極限側摩頭阻力習（疑q葵p懸）禿燃（叔kP暈a銜）伶樁周極限端阻棚力甩（道q請s悉）童（固kP公a捆）畏備終盾間注拘查建筑樁基礎貢規(guī)范炸（賴JGJ94-犯9返4具）傾碳質頁巖殘積帽土虜液性指數(shù)摧（瘋I機L隸）回40魄1500福把強風化碳質樹頁巖類比為液掏性指婆數(shù)導0.25<I抱L附<0.沉5油的粘土烏強風化碳質頁史巖掌60碗3500隸施默特曼予估浩表修碳質頁巖殘積畝土冠標貫擊數(shù)艦（振N惕）族45釋2400瘦強風化碳質頁款巖蠅37.5父14050弦5苦.證設計與樁基施略工島設計院利用提情供的巖土參數(shù)覽進行設計驗算雹，驗算結果完愁全滿足設計提廟出的承載力要旗求。在業(yè)主、車監(jiān)理、設計、丟勘察、施工共次同參加的驗樁跑會議確定了層有諸2數(shù)1渾根樁的樁端持于力層置于強風喚化碳質頁巖中曲，而沒有把樁梳端置于埋深較妖深的砂巖上。醋縮短了原設計軋樁長，為工程花節(jié)省了資金。6.工程回訪捷龍崗橋醬于僑200裳1融年刺9堆月建成，經(jīng)過查一年多的運行籃，樁基沉降已包基本達到穩(wěn)定放，運行狀況良塞好。沉降觀測廢資料表明：橋教基的沉降值沒線有超出設計范影圍，橋基是安杜全的、可靠的乎。龍崗橋的正盒常運行說明勘美察成果滿足設冠計要求，把標毫準貫入試驗引纏入到碳質頁巖柱中的研究是可陜行的、成功的丟。7.結語查（睛1還）辰.錯龍崗橋的正常踐運行，證明利喘用標準貫入試思驗來劃分碳質瞎頁巖風化帶可歪行的。對于確泥定地基持力層紡，充分利用風皂化巖具有現(xiàn)實食意義。掀（澤2伯）午.勻弓標準貫入試驗只方法本身的粗敘糙性，使其不問能準確的確定辣樁端極限端阻擊力和樁周極限么側摩阻力，且廉少有這方面的棍經(jīng)驗。望各位嚼同仁，在軟巖牙的研究中多嘗餓試使用該試驗省方法，以積累惕利用標準貫入謠試驗確定軟巖功的樁端極限端起阻力和樁周極雜限側摩阻力的丸經(jīng)驗。作者簡介：澆搏卷張登旺眾（展1975三~寧），男，四川想中江人，工程份學士，四川省元水利水電勘測晃設計研究院助辭理工程師，從飄事水利水電工三程及巖土工程搜勘察。駛表煌2宰添土工試驗、標浸貫試驗及野外陪鑒定綜合分析蝦表該分區(qū)蹲統(tǒng)計項目陰天然含水量必天然重度這比重鈴孔隙比真液限疼塑性指數(shù)稿液性指數(shù)墊壓縮系數(shù)血直剪試驗潔標貫擊數(shù)歉野外鑒定描述摩ω裹γ早Gs狼e傷ω贊p框Ip懇I陸L忽α宣0.1~0.鴉2條φ虛C壽N串(逼%)昏kN/m棗3春(煎%)姐MPa村-1周(且°)身kPa繁A塵區(qū)蹈N<30葛統(tǒng)計組數(shù)的23鴨27炒27穗23葉20誦18炮20云18趁15泉15責22惕黑色粘性土，樸可塑狀。逆范圍值做10.9~3悔5.1嫁15.4~2口2.3填2.29~2僑.95匯0.817~圈1.035聯(lián)20~51信5.3~19高.5盾0.328~痕0.734時0.2~0.打56刃10.4~3鏟0.5頓23~41攏12~29廉算術平均值仙19.8蜜19.9糠2.61汽0.975健30.1害11.6每0.50聲0.32撿19.4微31晉23忍標準差哈5.40溪1.27肅0.09陵0.185私5.55兩2.9秧0.14存0.009打4.96刪9猴6.85提變異系數(shù)鈔0.270頃0.06介0.034砍0.19森0.185斗0.25咬0.275偏0.278稅0.255蒜0.297毒0.298猜B袋區(qū)炮3鐘0斃≤符N弟≤偏50像統(tǒng)計組數(shù)為41尋42嗚42喚35羞20起20標35椒10壁11羊36島強風化碳質頁蜓巖，裂隙發(fā)育坑，巖體結構疏臺松，巖芯呈土傍柱狀，手捏易童碎。透范圍值挺6.7~31晴.2法17.6~2姿3.0段2.67~3蒙.01砌0.504~途0.760瞇2~14.8洲0.22~0撕.57煤0.15~0橡.45恭11.4~3惱4混20~57漂31~49梨算術平均值災17.6句20.5趙2.80御0.581壞9.8曉37.3輔0.2蓋23翁37.3友37.5倡標準差蚊5.23膽1.0顆0.1及0.099立2.0幅10.7反0.1川5.3響10.7迅5.9爽變異系數(shù)般0.297邁0.049蜜0.036拿0.172愿0.201渣0.286叼0.274瓶0