摘要：本文通過實例分析了沙漠地區地基土的形成條件，并詳細介紹了靜力觸探、標準貫入試驗、平板載荷試驗在沙漠地區的測試方法以及建(構)筑物基礎類型的選擇。可供同類工程借鑒。
主題詞：地基土，條件， 試驗， 基礎， 問題
Abstract: in this article, through example analyzed desert areas of the foundation soil forming conditions, and introduces the static contact, standard penetration test agent, plate loading test in the desert testing methods and structures and buildings in the choice of type thing basis. Reference for similar engineering.
Keywords: foundation soil, conditions, test, foundation, problem
中圖分類號：TU47 文獻標識碼：A 文章編號：
1、問題的由來
原位測試是直接獲取巖土工程設計參數的主要方法，在砂土地區，常用的方法有標準貫入試驗、動力觸探、靜力觸探、平板載荷試驗等。不論使用哪種原位測試方法，都會受到不同地區和不同地基土的形成條件的限制。同一種原位測試方法，在不同的試驗條件下得出的結果差異性很大。我們曾在西亞某沙漠地區進行過標準貫入試、平板載荷試驗、靜力觸探等原位測試，結果同樣的原位測試方法在不同的測試條件下得出不同的試驗結果。靜力觸探試驗、平板載荷試驗、標準貫入試驗在浸水條件下和天然條件下，得到的試驗結果相差很大，分析主要原因與該沙漠地區的地基土含鹽分有關。該沙漠是在干旱少雨、蒸發強烈條件下，除風力堆積作用外，在沉積過程中還伴隨著化學堆積作用，產生了一些易容鹽類的沉積，這些易容鹽類遇水后致使砂體結構松散，在一定壓力下產生溶陷現象。為此在沙漠地區進行平板載荷試驗、標準貫入試驗、靜力觸探等原位測試應考慮浸水的影響。
2、工程概況
勘查區地表為連綿起伏的沙丘，海拔標高59-100m。屬亞熱帶沙漠氣候，多風少雨，高溫炎熱，月平均氣溫4.0-43.8℃，年降雨量4.6-547.1mm。
本工程為電廠項目，主要建(構)筑物包括2×300MW機組主廠房及其它公用設施建筑物，場區面積0.25km2。主廠房要求基礎持力層承載力特征值(fk)350KPa,其它公用設施建筑物基礎持力層承載力特征值(fk)250KPa。
3、 場區工程地質特征
勘察區地層自下而上為前寒武系(An )花崗巖、流紋巖;中生界(Mz)砂巖、泥巖;新生界古近系(E)和新近系(N)砂巖、泥巖、煤、粘土巖;第四系(Q)風積砂。其中第四系風積砂覆蓋全區，為本次巖土工程勘察目的層。該層總厚度40-50m，僅在第四系底部見弱含水層。按力學強度從上至下敘述如下：
細砂①:厚度0.5-1.0m，黃白色，稍濕，松散，主要成分為石英、長石，含少量暗色鐵鎂礦物，標準貫入錘擊數7-10擊。
細砂②:厚度1-2m，，黃白色，稍濕，中密，主要成分為石英、長石，含少量暗色鐵鎂礦物，標準貫入錘擊數10-15擊。
細砂③:厚度4-5m，黃白色，稍濕，密實，遇水擾動后松散。主要成分為石英、長石，含少量暗色鐵鎂礦物，含少量直徑8-20mm鐵鈣質結核。標準貫入錘擊數14-28擊。
細砂④:賦存深度8-50m，黃白-黃灰色，稍濕，極密，遇水擾動后松散。微膠結，塊狀，遇水擾動后松散，中部含鈣質結核，直徑3-25mm，大者達50mm。標準貫入錘擊數25-45擊。
綜上，場區淺部細砂③層發育連續、埋藏淺、強度高，適合作為該電廠建(構)筑物基礎持力層。
4、平板載荷試驗
試驗前將試坑挖至試驗目的細砂③層頂部位置，試坑寬度不小于承壓板直徑的三倍，在同一試驗面上，先進行自然狀態下載荷試驗，然后水平移動(相當于一個承壓板直徑距離)試驗承壓板，在200Kpa的壓力下，沉降穩定后，讓試驗土層處于飽和狀態時進行試驗，直到結束。
結果，在自然狀態下承載力特征值400-480 Kpa，對應沉降量4.53-5.46mm, 浸水狀態下承載力特征值320-400 Kpa，對應沉降量就達12.26-13.72mm,沉降量大約是自然狀態下的2倍。平板載荷試驗成果見表5-1、表5-2。
平板載荷試驗成果表 表5-1
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試驗序號 |
試驗條件 |
承載力特征值（kPa） |
對應的沉降量（mm） |
200kPa壓力下穩定沉降量（mm） |
200kPa壓力下浸水使地基土飽和附件沉降量（mm） |
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1 |
自然狀態 |
480 |
5.35 |
3.55 |
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2 |
自然狀態 |
400 |
4.53 |
2.05 |
|
|
3 |
自然狀態 |
400 |
5.46 |
2.92 |
|
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1 |
浸水狀態 |
400 |
13.72 |
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4.73 |
|
2 |
浸水狀態 |
320 |
12.26 |
|
4.9 |
|
3 |
浸水狀態 |
320 |
13.60 |
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6.06 |
5、標準貫入和靜力觸探試驗
5.1 試驗條件
標準貫入試驗采用泥漿護壁回轉鉆進的鉆探工藝。由于地基土受水侵后強度變化較大，為此每次鉆至試驗標高以上15cm處，清除孔底殘土后連續進行進行天然狀態下的標準貫入試驗，待孔內土樣取出經鑒定砂層無水浸泡現象時，此試驗段代表自然狀態下的試驗成果。
靜力觸探試驗過程保持土層天然狀態。使用觸探車所配備的地錨作為反力，下地錨時采用該設備配制的油壓下錨器，
5.2試驗成果資料的應用
我們利用標貫試驗擊數與靜力觸探指標值(qc、fc、Rf)分別進行了單元及多元相關分析。相關數據的具體采集方法是按標貫擊數取未經修正的現場實測值，靜力觸探指標(qc、fc、Rf)取同孔標貫試驗同深度內測試值的平均值，共采集數據52組。分析結果以標貫試驗擊數(N)與靜力觸探阻力(qc)呈線性相關為最佳，相關系數(r)為0.86，相關方程式為qc=4.14+0.398N(δ=7.3，適用范圍5
靜力觸探端阻力與砂土密實度對照表 表5-1
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標準貫入擊數（N） |
靜探端阻力qc（Mpa） |
密實度 |
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N≤10 |
qc≤5 |
松散 |
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10<N≤15 |
5<qc≤10 |
稍密 |
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15<N≤30 |
10<qc≤16 |
中密 |
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30<N≤50 |
16<qc≤24 |
密實 |
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N>50 |
qc>24 |
極密 |
6、基礎類型的確定
本工程主要建(構)筑物為2×300MW機組，主廠房要求基礎持力層承載力特征值(fk)350KPa,其它公用設施基礎持力層承載力特征值(fk)250KPa。根據勘察結果，宜采用細砂③層作為主廠房和它建(構)物基礎持力層，該層頂板賦存深度一般為3m，厚度4-5m，其下無軟弱下臥層，按地基土浸水最不利的條件，承載力特征值為320 KPa，與主廠房要求持力層承載力特征值(fk)350KPa相差30KPa。是否還能利用細砂③層作為基礎持力層，將建(構)筑物基礎類型設為淺基礎。假設選細砂④層作為基礎持力層，該層頂板深度8m，這樣由淺基礎就會變成了深基礎，增加了基礎工程造價。根據土力學原理，隨著基礎埋置深度的增加，建筑物底板基礎底面附加壓力就會減少，可利用建筑物底板的埋置深度或增大底面積的方法減少建筑物底板附加壓力。如果將基礎埋深增深1.5m， 基礎底面附加壓力就會減少30KPa，宜可滿足建筑物底板附加壓力的要求，經多方案比較后，認為本工程采用細砂③層作為基礎持力層，基礎埋深4.5m，采用筏式基礎類型較為適宜。
7、結語
在沙漠地區進行原位測試，要在分析地基土沉積條件后確定測試方法，巖土工程參數要采用最不利條件下的試驗成果，基礎類型要經多方論證后慎重選擇。
參考文獻:
(1) 《巖土工程勘察規范》GB5002--2001;
(2) 《建筑地基基礎設計規范》GB5007--2002
( 3 ) 《火力發電廠巖土工程勘測技術規程》DL/T5074--1997;
(3) 《電力工程地質鉆探技術規定》DL/T5096--1999;
(4) 《土工試驗方法標準》GB5060--2002
(5) 《工程地質手冊》第四版，中國建筑工業出版社。
(6) 《土體工程勘察原位測試及工程應用》孟高頭，地質出版社.1992.
