用标贯试验锤击数据确定粘性土地基承载力方法探讨

段新胜　顾湘

摘　要：通过对实际工程不同勘探方法对比研究，提出了用标贯试验锤击数确定粘性土地基承载力标准值的有效方法。
关键词：标贯试验锤击数标准值　地基承载力标准值

THE METHOD RESEARCH TO DETERMINE GROUND STANEARD VALUE
OF BEARING CAPACITY BYSTANDARD PENETRATION

Duan Xinsheng,Gu Xiang

Abstract：Through contrasting of the results of different geotecnical investigation methods in several engineering project the effective methods to determine ground standard value of bearing capacity by standard penetration is presented.
Key words：standard vaiue of standard penetration, ground standard value of bearing capacity▲

　　众所周知，标贯试验是一种勘探与原位测试合二为一的地基勘察方法，这种方法可简单快捷地确定粘性土地基承载力标准值，故在我国和世界大多数国家都得到广泛应用。但目前在实际勘察工作中存在的普遍问题是在同一地质单元的同一层土中，标贯试验锤击数的离散性太大，使得用《建筑地基基础设计规范》(GBJ7—89)中公式5—6(即本文(1)式)计算出的标贯试验锤击数标准值N会出现小于该层土标准贯入试验锤击数最小值的不合理现象，致使难以用该规范提供的附表5—9(即本文表1)来确定粘性土地基承载力标准值。

N＝μ-1.645σ=μ(1-1.645δ)　　(1)

　　式中：N—标贯试验锤击数标准值；μ—标贯试验锤击数平均值；δ—变异系数。

表1　粘性土地基承载力标准值　　(kPa)

　　而在《岩土工程勘察规范》(GB50021—94)中也仅提出了计算岩土参数标准值的通式：

f_k=γ_s^.f_m　　(2)

　　式中：f_m为岩土参数平均值；γ_s=1± δ，δ为岩土参数变异系数，n为参加统计的岩土数据组数。
　　该规范未提出计算标贯试验锤击数标准值及根据该标准值确定地基承载力标准值的具体方法。在此，如何用标贯试验锤击数N确定地基承载力仍是岩土工程勘察所需解决的一个现实问题。本文试图通过5个实际勘察工程的标贯数据与土工实验、静力触探数据进行对比研究，分析标贯锤击数离散性过大的原因，寻求计算标贯锤击数标准值的实用方法，解决用标贯锤击数正确计算地基承载力标准值的问题。

1　工程实例对比研究
　　笔者在武汉市汉口地区5个工程项目(见表2)的地基勘察中，采用原状土样进行室内土工试验、静力触探、标贯试验3种勘探方法确定这5个工程的粘性土地基承载力标准值。在勘探过程中，土工试验严格按《土工实验方法标准》(GBJ123—88)执行；静力触探采用锥底面积为15 cm²的单桥探头，每次静力触探试验前都对探头进行标定；标贯试验采用42 mm钻杆作为触探杆，自由落锤，并按规范规定试验。勘探结果数据列表3。

表2　试验工程名称、特征及代号

　　根据室内土工实验所得土的物理力学指标确定的地基承载力标准值，按GBJ7-89用承载力基本值乘以回归修正系数确定。设承载力基本值为f₀，标准值为f_K，回归修正系数为φ_f，则f_k=φ_f f₀。f₀由GBJ7—89附表5—4、5查得，回归修正系数按下式：

　　(3)

　　式中：n—土性指标参加统计的数据数；δ—数据的变异系数。
　　根据静力触探成果确定的地基承载力标准值，是按《武汉市建筑软弱地基基础设计规定》(WBJ1—1—92)确定的。
　　用标贯击数确定地基承载力标准值，所有实测锤数均参与统计时，按(1)式和表1所确定的分层土的标准贯入实验锤击数平均值值μ^＇、变异系数δ^＇、标准值N^＇及地基土承载力标准值f^＇_k的数值见表3。
　　从表3中可以看出，按规范GBJ7—89用标贯试验所确定的地基承载力标准值f＇_k比土工实验和静力触探所确定的地基承载力平均值低。它们之间的相对差用ζ^＇表示，ζ^＇=(-f^＇_k)／，以δ^＇为横坐标，ζ^＇为纵坐标，δ^＇—ζ^＇之间的相关散点图见图1。由图可见，ζ^＇与δ^＇近似成线性关系，ζ^＇随δ^＇的增大而增大。在实验的5个工程中，ζ^＇达29.1%。由此可见，简单直接地应用GBJ7—89，使用标贯试验锤击数来确定粘性土地基承载力标准值是有问题的，问题是当标贯试验锤击数离散性太大(即δ^＇太大)时，用(1)式计算出的N^＇值太小。

图1　δ^＇—ζ^＇相关散点图

表3　勘察结果数据表