静载试验对于换填垫层法的处理效果的检测研究

1 工程概况

某在建商住楼工程，由于地基承载力不满足要求，采用换填垫层法对地基进行了处理。并对A1～A6、D1～D4栋的碎石换填垫层进行地基静载试验，以检验处理后地基的承载力特征值是否满足设计要求的250kPa。此次共检测三个静载试验点，承压板采用长宽为1.2m×1.2m、厚度为3cm的刚性承压板。

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2 试验桩确定

试验场地平整后，由甲方选择有代表性的3个现场测试点进行试验。在试验点拟压表面上铺设厚度不超过20mm的粗砂找平层，放置承压板，再安置千斤顶；在千斤顶上安放若干传力垫块，再放置主梁、次梁，搭设反力平台。根据现场反力施加特点，采用塔吊吊放自重约90t的钢筋、圆盘箍筋作为反力。

3 试验装置

3.1 加载系统

包括高压油泵、千斤顶以及高压油管。高压油泵通过高压油管向千斤顶加压，预埋式千斤顶采用特殊增压技术设计，可以以很低的油压压强产生很大的加载力，从而能够极大地降低加载系统的故障率。

3.2 反力系统

设计承载力特征值均为fa=250kPa，反力设备采用塔吊，吊放自重约90t的钢筋、圆盘箍筋当作反力。

3.3 数据量测系统

1）选用边长为1.2m、厚度为3cm、面积为1.44 m2的方形刚性承压板进行试验。2）加荷方式：采用分级维持荷载、沉降相对稳定法加荷。3）加荷标准：第一级荷载按100kPa加荷，此后每级荷载按50 kPa逐级递增，分十级加荷。4）测读沉降量的间隔时间：每级加荷后，按间隔 10min、10min、10min、15 min、15min测读沉降量，之后每隔0.5h测读一次沉降量，当在连续2h内，每小时的沉降量小于0.1 mm时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。5）当出现下列情况之一时，即可终止加载；当满足前三种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载：①承压板周围的土被明显地侧向挤出；②沉降s骤然增大，压力-沉降曲线出现陡降段；③在某一级荷载下，24h内沉降速率不能到达稳定标准；④承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6%；⑤试验荷载达到设计要求的2倍。

4 试验方法

传统机械百分表读数容易产生误差，且在试坑里不方便数据记录，为了简化安装过程并提高检测精度，在试坑外搭设基准梁，承压板周围平均架设4个读数精确到0.01mm的位移传感器，位移传感器的数据直接传输到仪器主机上。试验过程中，分别读取并记录这些位移传感器数据的平均值。

承载力特征值取比例极限与极限荷载的一半中的较小值。

5 试验成果

各测点试验结果详见表1。

表1 碎石换填垫层载荷试验成果汇总表

项目测点变形模量E0（MPa）1# 300 500 250 46.5 2# 350 500 250 54.4 3# 300 600 300 60.9比例极限（kPa）极限荷载（kPa）承载力特征值（kPa）

在原料（g）∶水（mL）∶氨水（mL）为1.00∶1.75∶0.55、反应时间为10min、搅拌速度为100r/min、自然冷却6h的条件下，改变反应温度，考察其对直收率的影响，结果如图1所示，并利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）分析其对产品物理性能（物相组成、表面形貌、粒度）的影响，结果如图2、图3所示。

式中，F为输出电压V所对应烟支重量，V为检测源中有烟支时的输出电压，V0为无烟支时检测源的输出电压，K为比例系数[6]。

6 结论

1）通过静载试验得到了三个测点的承载力特征值，分别为 250kPa、250kPa和 300kPa，满足要求。变形模量范围值为46.5～60.9MPa，取平均值54 MPa。

2）静载试验可以直观地得到地基变形量与荷载的关系，绘制Q-S和s-lgQ曲线，得到地基承载力特征值与变形模量E0，技术简单，结果明确而且直观，适合用来检验地基承载力是否满足要求或者检验地基处理效果。