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工程勘察-静力触探深度确定的核心依据

(CPT)作为原位测试的重要方法,

简单来说:静力触探的深度应确保能查明对工程建筑物的安全和沉降有影响的所有地层,并满足工程设计所需参数的要求,同时在技术上可行。

 

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一、 决定性因素:工程目的与设计需求
工程需求是确定触探深度的首要和决定性因素,深度必须满足地基基础设计具体要求。
(一)浅基础勘察:
1.独立基础或条形基础:

①触探核心:是验证基础以下地基土的均匀性与承载力,并探查是否存在软弱下卧层。

②通常深度:通常要求达到基础底面以下1.5至2倍基础宽度的范围且必须穿透所有可能的软弱土层,进入稳定的持力层足够深度,以确保持力层厚度与性质满足要求。


(二)深基础(桩基础)设计:
1.获取关键设计参数:

静力触探是获取桩侧摩阻力与桩端阻力关键设计参数的主要手段。其深度必须显著超过预估的桩端标高。

摩擦桩:

触探应贯穿桩身摩擦力主要发挥范围内的所有土层。
②端承桩:

必须穿透全部上覆土层,进入预定的坚硬持力层(如密实砂层、碎石层或基岩)至少3-5米,以确认该持力层厚度均匀、性质稳定,避免因局部软弱夹层或孤石导致桩基失稳。


(三)沉降与稳定性分析:
1.沉降计算:

为准确预测建筑物沉降,需掌握地基压缩层(即产生显著沉降的土层深度)的土体力学性质。触探深度应达到地基压缩层的计算底部,该深度通常依据土中附加应力衰减至自重应力一定比例(如软土为20%,一般土为10%)的原则确定。


2.稳定性评估:

在边坡、堤坝等工程中,需探查潜在滑动面。触探孔须穿过所有可能的滑动面,并深入其下的稳定地层,以获取滑动面上下土体的强度参数。


二、 关键制约条件:场地地层状况
地层的实际分布与性质,直接决定了触探的必要深度与可实现深度。
1.坚硬地层的出现:
当贯入过程中锥尖阻力(qc)急剧增大至探头量程极限,或贯入速率近乎为零时,表明已触及密实砂砾层、碎石层或基岩等极坚硬地层。通常被视为一个自然的终止信号,因为继续贯入既困难也无必要。


2.特殊不良地质体的探查:
根据区域地质资料或相邻钻孔,若预测场地深部存在对工程安全有重大影响的特殊土层,如可液化砂层、软弱夹层、溶洞或破碎带等,即使已达到初步预估的设计深度,也应继续加深触探,直至查明这些不良地质体的分布范围、埋藏深度与工程性质。


三、 现实边界:设备与技术能力
理想的触探深度最终受限于现场的技术条件与设备能力。
(一)反力系统极限:
1.静力触探依靠地锚、配重或车辆自重提供贯入反力。

2.土层贯入总阻力超过反力系统所能提供的最大反力时,贯入无法继续,测试被终止。


(二)探杆系统的制约:
1.过长的探杆在贯入坚硬地层时,面临纵向失稳(弯曲) 甚至断裂的风险

2.探杆的材质、直径、垂直度共同决定了其能安全达到的最大深度。

(三)传感器量程:
1.若土层过于坚硬,探头的锥尖阻力(qc)或侧壁摩阻力(fs)可能超出其设计量程,强行贯入会导致传感器永久性损坏。


四、总结与决策流程
的确定是一个动态的、多步骤的决策过程:
第一步:理论计算与预估。首先,根据建筑物的类型、规模、基础形式及荷载特点,依据相关设计规范,计算出一个满足工程分析需求的“目标深度”
第二步:地质条件修正。参考区域地质资料和初步勘察成果,对“目标深度”进行调整,确认是否需要为探查特殊地层而加深。
第三步:现场动态实施与判定。最后,在现场贯入过程中,实时监测贯入阻力、深度和设备状态,综合判断:

①是否已满足目的?
②是否遇到了难以贯入的坚硬地层?
③设备反力或探杆强度是否接近极限?

最终确定的触探深度,是上述所有因素平衡的结果。其根本原则是:以技术上可实现的深度,查明对工程建筑物的安全、稳定与沉降有控制性影响的所有地层,为设计提供充分可靠的地质依据。


来源:中地岩土建筑勘察;如有侵权,请联系删除;

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