公路桥涵地基承载力的检测分析

摘 要：结合公路桥梁桩基承载能力测试，测试和评估在实践中新出现的问题，通过查阅相关领域的文献，结合公路工程实践，通过对比、分析，提出了相应的地基承载力检测方法，为公路桥涵地基承载力检测提供参考。

关键词：公路；桥涵；承载力；检测

中图分类号：F540.3 文献标识码：A 文章编号：

引言

近年来，我们对公路桥涵地基承载力的检测上还有很多问题没有解决。主要是检测设备混乱，测试结果过于简单，导致检测数据失真；不分适用条件，机械地套用检测方法，特别是对于重要工程或地质条件复杂时，没有进行必要的室内外试验，简单得出地基容许承载力，使构造物地基承载力无法评定。针对目前地基承载力检测的现状，有必要详细讨论地基承载力的检测方法以及如何正确运用，本文查阅了目前公路桥涵、建筑地基、岩土勘察以及铁路等方面设计施工规范中相关内容，通过分析比较，并结合公路工程实践，提出了相应的地基承载力检测方法，可作为桥涵地基检测的依据。

一、明确地基承载力定义

地基承载力（subgrade bearing capacity）是指地基承担荷载的能力。在荷载作用下，地基要产生变形。随着荷载的增大，地基变形逐渐增大，初始阶段地基土中应力处在弹性平衡状态，具有安全承载能力。当荷载增大到地基中开始出现某点或小区域内各点在其某一方向平面上的剪应力达到土的抗剪强度时，该点或小区域内各点就发生剪切破坏而处在极限平衡状态，土中应力将发生重分布。这种小范围的剪切破坏区，称为塑性区（plastic zone）。地基小范围的极限平衡状态大都可以恢复到弹性平衡状态，地基尚能趋于稳定，仍具有安全的承载能力。但此时地基变形稍大，必须验算变形的计算值不允许超过允许值。当荷载继续增大，地基出现较大范围的塑性区时，将显示地基承载力不足而失去稳定。此时地基达到极限承载力。

二、地基承载力检测方法

1.通过原状土的物理力学指标查表确定

通过原状土的物理性能，查找确定桥涵的允许承载力，可以根据地质调查、原位测试、负载测试和实地调查附近的旧桥并与之对比，由经验和理论公式计算综合分析确定。当缺乏上述资料时可按规范推荐的方法确定，对于地质和结构复杂的桥涵地基应根据现场荷载试验确定容许承载力。对于设计单位来说，结构物的地基稳定性都是经过验算，并给出了地基容许承载力值。虽然桥涵设计规范中结合了不同条件不同土质对应的容许承载力，但统计表中细颗粒土的液限、液性指数等指数采用76g平衡锥测定的数值，而其他规范中早已采用了100g平衡锥，造成一定差异。而查表须要的原状土的压缩模量E、天然孔隙比e等参数对于施工技术人员也难以确定，所以在公路工程实际检测中很少运用。

2.动力触探试验确定地基承载力

动态触探，是使用了一定的锤击能量，将圆锥形探杆锤击进入土壤中，根据土壤受到锤击的数目确定地基土原位测试技术的机械特性。动力触探适用于对黏性土、砂类土和碎石类土进行工程地质原位测试。轻型动力触探适用于确定浅部的填土、砂土、粉土、黏性土地基承载力；重型和特重触探主要用于确定中砂以上的砂类土和碎石类土、软岩的地基承载力。动力触探设备类型和规格见表1。

轻型动力触探穿透30厘米记录相应锤击数目，重型动力触探渗透10厘米记录对应锤击数目。当地层松软时，可采用测量每阵击 （一般为1击5击）的贯入度，而后按式（1）换算成相当于同类型动力触探贯入10cm时的锤击数。对轻型动力触探，当N10≥100或贯入15cm锤击数超过50时，可停止试验；对重型动力触探，当连续三次N63.5＞时可停止试验或改为特重型动力触探。

轻型动力触探应以每层的实测击数之算术平均值，作为该层的轻型动力触探击数平均值。对重型动力触探实测击数，应按式（2）进行击数校正。

得到确认后的动力触探击数之后，应该制作出击数和穿透深度曲线，确定层动力触探击数的算术平均值，有效的确定地基基础的承载能力。根据轻型动力触探实测平均值，按表2确定一般黏性土地基的基本承载力；根据重型动力触探实测平均值，按表3确定中砂—砂砾地基的基本承载力，按表4确定碎石类土地基的基本承载力。

3.标准贯入试验确定地基承载力

标准贯入试验是用规定的锤重 （63.5kg)和落距（76cm）把标准贯入器（带有刃口的对开管，外径50mm，内径35mm）打入土中，记录贯入一定贯入深度（30cm）所需的锤击数N值的原位测试方法。标准贯入实验锤击数反映了土层的松密和软硬程度，是一种简便的测试手段，适用于砂土、粉土和一般黏性土。标准贯入试验当贯入器打入土中15cm后，开始记录每打入10cm的锤击数，累计打入30cm的锤击数为标准贯入试验锤击数N当锤击数已达50击，而贯入深度未达30CM时，可记录50贯入深度，按式 （3）换算成相当于30CM的标准贯入试验锤击数N，并终止试验。

《岩土工程勘察规范》规定砂土的密实度应根据标准贯入锤击数按表5的规定划分为密实、中密、稍密和松散4种状态，砂土的容许承载力见表6。

标准贯入试验成果可直接标在工程地质剖面图上，也可绘制单孔标准贯入击数N与深度关系曲线或直方图。标准贯入击数N值可对砂土、粉土、黏性土的物理状态、土的强度、变形参数、地基承载力、单桩承载力、砂土和粉土的液化以及成桩的可能性等做出评价。

4.静力触探试验确定地基承载力

静力触探试验是指用静力的方法匀速将标准规格的探头压入土中，同时量测探头阻力，测定土的力学特性，一般适用于软土等，另外十字板剪切试验适用于测定饱和软黏性土的力学特性，由于静力触探试验公路工程施工中应用较少，这里就不再介绍。

三、不同地基承载力检测方法对比分析

目前公路桥涵地基承载力试验常用动力触探试验和标准贯入试验两种方法。重型动力触探试验和标准贯入试验适用范围有所不同，虽然锤重都是63.5KG，落距为76CM，但两者是不同的试验设备，承载力确定方法以及经验数值不同等，因此在运用过程中要加以区分。对于采用碎石桩、石灰桩、粉喷桩等处理后的地基承载力的检测必须依据相应技术规范确定复合地基承载力。

四、结语

综上所述，文章详细的说明了地基承载力的检测方法，结合公路桥涵地基和基础设计和施工规范，完善了地基承载力检测的依据，并提出了公路桥涵检测中常引用的计算公式的出处，可为以后公路桥涵地基承载力检测提供参考。对于小桥涵的地基检测，可采用直观或触探方法，必要时可进行土质试验；对于大、中桥和地基土质复杂、结构对地基有特殊要求的地基检验，一般采用触探和钻探取样做土工试验，或按设计的要求进行荷载试验。

参考文献：

1 易操;;浅析公路地基处理[A];土木建筑教育改革理论与实践（第12卷）[C];2010年

2 王邦楣;党志杰;;钱塘江一桥的病害检测和承载力评估[A];工程安全及耐久性——中国土木工程学会第九届年会论文集[C];2000年

3 邓良强;孙建渊;;公路空腹式预应力型钢混凝土梁的构造与承载力分析研究[A];第十八届全国桥梁学术会议论文集（下册）[C];2008年

4 赵煜;任伟;吕颖钊;;超重车过桥对策研究[A];中国公路学会桥梁和结构工程分会2005年全国桥梁学术会议论文集[C];2005年

5 陈光和;;略论提高公路装备使用可靠度[A];中国公路学会筑路机械学会第十四次学术年会论文集[C];2003年

6 师利明;付红豆;师阳;;公路路线方案水土保持分析评价的定量方法[A];全国水土保持生态修复学术研讨会论文集[C];2009年