基于静力触探技术确定地基承载力的分析
摘要：对昆明地区某工程场地进行静力触探试验和钻探取样土工试验分析，根据静力触探的试验原理、相应规范及地区标准，确定该工程场地地基承载力，结果表明通过静力触探试验参数确定地基承载力是可行的。
关键词：静力触探；比贯入阻力；地基承载力
Abstract: on kunming a project site touch static agent test and sample drilling soil test, analysis, according to the static agent’s test principle, touch corresponding standards and local regulations, and determine the bearing capacity of the engineering site, the result shows that through the static contact test parameters agent foundation bearing capacity is feasible.
Keywords: static touch the ground; Than the penetration resistance; Foundation bearing capacity
前言
静力触探试验(又称CPT) 是最重要的一种原位测试技术。它利用准静力以恒定的贯入速率将标准规格的圆锥探头通过一系列探杆压入土中，同时测记贯入过程中探头所受的阻力，从而间接判定土体的物理力学性质。其适用于碎石类土和密实砂类土以外的大部分土层。根据工程人员的经验积累，应用静力触探参数还可以推算工程场地的地基承载力，为确定地基的承载力特征值提供依据。
1工程地质概况
拟建场地位于昆明经济技术开发区出口加工区8号路东侧，占地面积16236.51m2,由1～2层办公楼组成，框架结构。根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）规定，确定本次岩土工程勘察等级属乙级。
根据各土层的成因及物理力学性质差异，按岩土层分类原则，将场区土层划分为5个主单元层， 1个亚层，现分述如下：
1）第四系填土（Qml）层
①层--素填土：褐黄、黄灰色，湿，土质不均匀，结构松散，成分主要为粘性土，夹少量强风化砂岩、泥岩碎块、角砾，局部地段含少量碎砖块及腐植物（杂填土），为近期填土，分布于场区表层，层厚0.8～1.5m，平均层厚1.1m。
2）第四系冲、洪积（Qal+pl）层
②层--粉质粘土：黄灰、黄色，局部夹有少量灰白色条纹，湿，硬塑状态，含有少量强风化泥岩颗粒、角砾，干强度及韧性中等，土质粗糙，局部夹薄层粉土，具中压缩性，场区内均有揭露，层厚0.4～3.8m，平均层厚1.9m。
②1层--粉质粘土：黄灰、褐灰色，湿，可塑状态，局部软塑状态，干强度及韧性中等，具中偏高压缩性，属②层中夹层，场区内均有揭露，层厚0.4～
1.1m，平均层厚0.9m。
③层--粉质粘土：灰白、浅灰色，湿，硬塑状态，含有少量强风化泥岩颗粒，干强度及韧性中等，土质粗糙，局部夹薄层粉土，具中压缩性，场区内均有揭露，层厚1.7～4.6m，平均层厚2.9m。
3）第四系冲、湖积（Qal+l）层
④层--粉质粘土：褐灰、深灰色，湿，硬塑状态，土质均匀性一般，韧性及干强度中等，具中等压缩性，场区内均有揭露，层厚2.5～5.5m，平均层厚
3.6m。
⑤层--粉土：灰兰、褐灰色，湿，密实状，土质不均匀，粘粒含量百分率平均值为9.8%，局部渐变成粉质粘土薄层，韧性及干强度低，具中等压缩性，场区内均有揭露，层位及厚度变化大，钻孔深度范围内未揭穿本层土，揭露层厚0.4～2.0m，平均层厚1.0m。
⑤1层--粉质粘土：灰兰、灰绿色，湿，以硬塑状态为主，局部可塑状态，土质不均匀，夹少量钙质结核团块，具中等压缩性，属⑤层中夹层，与⑤层呈互层关系，场区内均有揭露，层位及厚度变化大，钻孔深度范围内未揭穿本层土，揭露层厚0.5～2.5m，平均层厚1.0m。
2根据静力触探确定地基承载力的分析
目前为了利用静力触探确定地基承载力，国内外都是根据对比试验结果提出经验公式，以解决生产上的应用问题。建立经验公式的主要途径便是将静力触探试验与现场载荷试验并行，将静力触探参数与由载荷试验曲线所求得的地基承载力进行相关性分析，通过大量的试验数据总结得到某地区的静力触探参数与地基承载力相关经验公式。
式（1）来源于勘察规范（TJ21-77），其适用范围为:0.3≤Ps≤6MPa。
(1)
式（2）为贵州省建筑设计院提供，适用于云贵高原红土地区
(2)
式（3）为铁道部提供，适用于软土且0.085≤Ps≤0.9MPa。
(3)
（备注：ｆ0的单位为kPa，Pｓ的单位为MPa）
根据该工程所进行的静力触探试验曲线，由曲线及所得锥尖阻力值计算得到比贯入阻力值Ps，并根据曲线划分土层，给土层命名，经与钻孔描述对比发现，根据静力触探曲线划分土层结果比较可靠。
公式（1）~（3）为静力触探参数（比贯入阻力）与地基承载力的相关经验公式，参照以上公式的地区性差异，选取了公式（1）~（3）等适合软土及云贵高原红土的经验公式予以计算该工程场地的地基承载力值，经现场载荷试验对比发现上述计算结果是可靠的。
比对各土层的物理力学性质指标的推荐值，以及地基承载力特征值的推荐值，可知，由静力触探所得的地基承载力值较地基承载力特征值大。通过与该地区经验值对比发现，一般地基承载力特征值偏于保守，所以一般工程人员，在由静力触探参数所得地基承载力的基础上乘以经验系数，再辅以室内土工试验所得的土体强度指标计算地基承载力特征值后给出推荐值。有条件时一般进行载荷试验与静力触探结合确定地基承载力特征值。
3地基土工程性质评价
根据钻孔及室内试验结果，结合静力触探试验成果，对该场地地基土的工程特性做出以下评价：
①层素填土：不均匀，强度低，结构疏松，不能作为建筑物基础持力层；
②层粉质粘土：硬塑状态，物理力学性质较好，具中压缩性，层位及厚度相对稳定，可作为多层建筑物天然地基基础持力层，但其间分布可塑状态；
②1层粉质粘土：可塑状态，局部软塑状态，具中偏高压缩性，物理力学性质相对较低，属②层中夹层，埋深较浅（1.4～2.0m），不宜作为建筑物基础持力层；
③层粉质粘土：硬塑状态，物理力学性质较好，为本场区中上部较好地基土，可作为多层建筑物天然地基基础持力层，亦是很好的下卧层；
④层粉质粘土：硬塑状态，物理力学性质一般，具中等压缩性，为场区中部地基土，宜作为建筑物桩基础摩擦段；
⑤层粉土：密实状态，工程力学性质较好，具中等压缩性，层位及厚度变化大，为场区下部地基土，可作为建筑物桩基础桩端持力层；
⑤1层粉质粘土：以硬塑状态为主，局部可塑状态，工程力学性质一般，具中等压缩性，为场区下部地基土，可作为建筑物桩基础桩端持力层。
整理钻探资料结果得知，浅层土主要为软土，地基承载力偏低，⑤层土为粉土或粉质粘土，地基承载力较高。选取该土层为建筑物的桩端持力层是合理的。应用静力触探参数推算并确定地基土承载力是可行的。
4结语
根据上述分析，由静力触探结果参照地区及相关规范的经验公式推算地基承载力，所得地基承载力满足工程实践要求。作为乙级建筑工程，勘察单位依据静力触探确定地基土承载力结果可靠，该方法是行之有效的。
限于本次试验数量偏少，且参照的地区经验有限，由于目前该地区的静力触探试验与地基承载力的相关性研究资料较少，静力触探相关资料尚需进一步积累、总结，为今后该地区的工程建设提供参考。
参考文献：
[1] 中华人民共和国建设部, GB50021-2001．岩土工程勘察规范[S], 2009．
[2] 蒋改山，王发荣，陈强．用静力触探测定渭河土堤干密度[J]．勘察科学技术，2010（1）：30-32．
[3] 余晶．静力触探与公路地基承载力及参数相关性分析[J]．西部探矿工程，2011（8）：202-206．
[4] 郑伟锋，王明羿，郑先昌，等．静力触探在南广高速铁路工程地质勘察中的应用[J]．铁道建筑，2009（4）：82-84．
[5] 郭菊彬，张昆．兰渝铁路南充段嘉陵江两岸路基静力触探分析[J]．路基工程，2009，5（146）：137-138．
基于静力触探技术确定地基承载力的分析
摘要：对昆明地区某工程场地进行静力触探试验和钻探取样土工试验分析，根据静力触探的试验原理、相应规范及地区标准，确定该工程场地地基承载力，结果表明通过静力触探试验参数确定地基承载力是可行的。
关键词：静力触探；比贯入阻力；地基承载力
Abstract: on kunming a project site touch static agent test and sample drilling soil test, analysis, according to the static agent’s test principle, touch corresponding standards and local regulations, and determine the bearing capacity of the engineering site, the result shows that through the static contact test parameters agent foundation bearing capacity is feasible.
Keywords: static touch the ground; Than the penetration resistance; Foundation bearing capacity
前言
静力触探试验(又称CPT) 是最重要的一种原位测试技术。它利用准静力以恒定的贯入速率将标准规格的圆锥探头通过一系列探杆压入土中，同时测记贯入过程中探头所受的阻力，从而间接判定土体的物理力学性质。其适用于碎石类土和密实砂类土以外的大部分土层。根据工程人员的经验积累，应用静力触探参数还可以推算工程场地的地基承载力，为确定地基的承载力特征值提供依据。
1工程地质概况
拟建场地位于昆明经济技术开发区出口加工区8号路东侧，占地面积16236.51m2,由1～2层办公楼组成，框架结构。根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）规定，确定本次岩土工程勘察等级属乙级。
根据各土层的成因及物理力学性质差异，按岩土层分类原则，将场区土层划分为5个主单元层， 1个亚层，现分述如下：
1）第四系填土（Qml）层
①层--素填土：褐黄、黄灰色，湿，土质不均匀，结构松散，成分主要为粘性土，夹少量强风化砂岩、泥岩碎块、角砾，局部地段含少量碎砖块及腐植物（杂填土），为近期填土，分布于场区表层，层厚0.8～1.5m，平均层厚1.1m。
2）第四系冲、洪积（Qal+pl）层
②层--粉质粘土：黄灰、黄色，局部夹有少量灰白色条纹，湿，硬塑状态，含有少量强风化泥岩颗粒、角砾，干强度及韧性中等，土质粗糙，局部夹薄层粉土，具中压缩性，场区内均有揭露，层厚0.4～3.8m，平均层厚1.9m。
②1层--粉质粘土：黄灰、褐灰色，湿，可塑状态，局部软塑状态，干强度及韧性中等，具中偏高压缩性，属②层中夹层，场区内均有揭露，层厚0.4～
1.1m，平均层厚0.9m。
③层--粉质粘土：灰白、浅灰色，湿，硬塑状态，含有少量强风化泥岩颗粒，干强度及韧性中等，土质粗糙，局部夹薄层粉土，具中压缩性，场区内均有揭露，层厚1.7～4.6m，平均层厚2.9m。
3）第四系冲、湖积（Qal+l）层
④层--粉质粘土：褐灰、深灰色，湿，硬塑状态，土质均匀性一般，韧性及干强度中等，具中等压缩性，场区内均有揭露，层厚2.5～5.5m，平均层厚
3.6m。
⑤层--粉土：灰兰、褐灰色，湿，密实状，土质不均匀，粘粒含量百分率平均值为9.8%，局部渐变成粉质粘土薄层，韧性及干强度低，具中等压缩性，场区内均有揭露，层位及厚度变化大，钻孔深度范围内未揭穿本层土，揭露层厚0.4～2.0m，平均层厚1.0m。
⑤1层--粉质粘土：灰兰、灰绿色，湿，以硬塑状态为主，局部可塑状态，土质不均匀，夹少量钙质结核团块，具中等压缩性，属⑤层中夹层，与⑤层呈互层关系，场区内均有揭露，层位及厚度变化大，钻孔深度范围内未揭穿本层土，揭露层厚0.5～2.5m，平均层厚1.0m。
2根据静力触探确定地基承载力的分析
目前为了利用静力触探确定地基承载力，国内外都是根据对比试验结果提出经验公式，以解决生产上的应用问题。建立经验公式的主要途径便是将静力触探试验与现场载荷试验并行，将静力触探参数与由载荷试验曲线所求得的地基承载力进行相关性分析，通过大量的试验数据总结得到某地区的静力触探参数与地基承载力相关经验公式。
式（1）来源于勘察规范（TJ21-77），其适用范围为:0.3≤Ps≤6MPa。
(1)
式（2）为贵州省建筑设计院提供，适用于云贵高原红土地区
(2)
式（3）为铁道部提供，适用于软土且0.085≤Ps≤0.9MPa。
(3)
（备注：ｆ0的单位为kPa，Pｓ的单位为MPa）
根据该工程所进行的静力触探试验曲线，由曲线及所得锥尖阻力值计算得到比贯入阻力值Ps，并根据曲线划分土层，给土层命名，经与钻孔描述对比发现，根据静力触探曲线划分土层结果比较可靠。
公式（1）~（3）为静力触探参数（比贯入阻力）与地基承载力的相关经验公式，参照以上公式的地区性差异，选取了公式（1）~（3）等适合软土及云贵高原红土的经验公式予以计算该工程场地的地基承载力值，经现场载荷试验对比发现上述计算结果是可靠的。
比对各土层的物理力学性质指标的推荐值，以及地基承载力特征值的推荐值，可知，由静力触探所得的地基承载力值较地基承载力特征值大。通过与该地区经验值对比发现，一般地基承载力特征值偏于保守，所以一般工程人员，在由静力触探参数所得地基承载力的基础上乘以经验系数，再辅以室内土工试验所得的土体强度指标计算地基承载力特征值后给出推荐值。有条件时一般进行载荷试验与静力触探结合确定地基承载力特征值。
3地基土工程性质评价
根据钻孔及室内试验结果，结合静力触探试验成果，对该场地地基土的工程特性做出以下评价：
①层素填土：不均匀，强度低，结构疏松，不能作为建筑物基础持力层；
②层粉质粘土：硬塑状态，物理力学性质较好，具中压缩性，层位及厚度相对稳定，可作为多层建筑物天然地基基础持力层，但其间分布可塑状态；
②1层粉质粘土：可塑状态，局部软塑状态，具中偏高压缩性，物理力学性质相对较低，属②层中夹层，埋深较浅（1.4～2.0m），不宜作为建筑物基础持力层；
③层粉质粘土：硬塑状态，物理力学性质较好，为本场区中上部较好地基土，可作为多层建筑物天然地基基础持力层，亦是很好的下卧层；
④层粉质粘土：硬塑状态，物理力学性质一般，具中等压缩性，为场区中部地基土，宜作为建筑物桩基础摩擦段；
⑤层粉土：密实状态，工程力学性质较好，具中等压缩性，层位及厚度变化大，为场区下部地基土，可作为建筑物桩基础桩端持力层；
⑤1层粉质粘土：以硬塑状态为主，局部可塑状态，工程力学性质一般，具中等压缩性，为场区下部地基土，可作为建筑物桩基础桩端持力层。
整理钻探资料结果得知，浅层土主要为软土，地基承载力偏低，⑤层土为粉土或粉质粘土，地基承载力较高。选取该土层为建筑物的桩端持力层是合理的。应用静力触探参数推算并确定地基土承载力是可行的。
4结语
根据上述分析，由静力触探结果参照地区及相关规范的经验公式推算地基承载力，所得地基承载力满足工程实践要求。作为乙级建筑工程，勘察单位依据静力触探确定地基土承载力结果可靠，该方法是行之有效的。
限于本次试验数量偏少，且参照的地区经验有限，由于目前该地区的静力触探试验与地基承载力的相关性研究资料较少，静力触探相关资料尚需进一步积累、总结，为今后该地区的工程建设提供参考。
参考文献：
[1] 中华人民共和国建设部, GB50021-2001．岩土工程勘察规范[S], 2009．
[2] 蒋改山，王发荣，陈强．用静力触探测定渭河土堤干密度[J]．勘察科学技术，2010（1）：30-32．
[3] 余晶．静力触探与公路地基承载力及参数相关性分析[J]．西部探矿工程，2011（8）：202-206．
[4] 郑伟锋，王明羿，郑先昌，等．静力触探在南广高速铁路工程地质勘察中的应用[J]．铁道建筑，2009（4）：82-84．
[5] 郭菊彬，张昆．兰渝铁路南充段嘉陵江两岸路基静力触探分析[J]．路基工程，2009，5（146）：137-138．