静力触探测试成果的应用( 二 ) _静力触探与动力触探

表3-12 ps及E0的经验关系(MPa)
(7)求土的天然孔隙比e0e0愈小，土愈密实，土的强度愈高，则ps(qc)值愈大。因此，ps(qc)和e0的相关性亦甚好(表3-13) 。
表3-13 用ps求e0的关系式
三、求浅基承载力
土的原位测试法求地基承载力，一般采用载荷试验、旁压仪试验、静力触探试验等多种行之有效的方法，国内、外都积累了丰富的经验。用静力触探法求地基承载力的突出优点是快速、简便、有效，可以大量采用。在应用此法时应注意以下几点：
1.静力触探法求地基承载力一般依据的是经验公式
这些经验公式是建立在静力触探和载荷测试的对比关系上。但载荷测试原理是使地基土缓慢受压，先产生压缩(似弹性)变形，然后为塑性变形，最后剪切破坏。其受荷过程慢，内聚力和内摩擦角同时起作用。然而静力触探加荷快，土体来不及被压密就产生剪切破坏，同时产生较大的越孔隙水压力，对内聚力影响很大；这样，主要起作用的是内摩擦角、内摩擦角越大，锥头阻力(或比贯入阻力)也越大。
砂土内聚力小或为零；粘性土内聚力相对较大、内摩擦角相对较小。因此，用静力触探法求地基承载力要充分考虑土质的差别(特别是砂土和粘土的区别) 。为了在确定基础尺寸以前能表达地基土的强度，我国规范习惯采用较小尺寸的浅地基础，作为统一的衡量标准，称之为基本承载力。静力触探法提供的就是这种基本承载力的值f0 。它可满足一般建筑物的要求。用于设计时，应进行基础宽度和埋置深度的修正。
2.地基土的成因、时代及含水量的差别对用静力触探法求地基承载力的经验公式，公式对于老粘土(Q1-Q3)和新粘土(Q4)是有很大区别的。
我国用PS求f0已积累了相当丰富的经验。经验公式很多，由于土类、成因及时代等的不同，故不能用同一个经验式来表达两者的关系。但所有的经验式相关性均较高，其相关系数一般在0.8以上，在众多的PS-f0经验式中，应首推《工业与民用建筑地质勘察规范》(TJ21-77)中所采用的经验式(3-27)、(3-28)、(3-29) 。
沙土：
f0=0.0197ps+0.0656(MPa) (3-27)
一般粘性土：
f0=0.104ps+0.0269(MPa) (3-28)
老粘土：
f0=0.1ps(MPa) (3-29)
上述公式均反映了土的力学强度有内在的联系。用ps(qc)确定f0是一种简便易行且可靠的方法。但由于全国各地土质差别很大，各家经验式也有差别，有人总结了以往众多的经验式，进行统计分析后，建议采用下述较精确的经验式：
f0=0.1βps+0.032α (3-30)
式中：β与α为土类修正系数，可参见表3-14 。
表3-14 各类β、α修正系数表
四、在桩基勘察中的应用
利用双桥探头测得的qc和fs，可以用在桩基设计中选择桩尖持力层；确定单桩承载力；提供桩基压缩层范围内各层土的变形指标，以便估算桩基沉降，以及在桩基施工时预估沉桩可能性等方面。其中以确定单桩承载力最为重要。
利用静力触探指标确定单桩承载力，应结合桩的类型、施工方法和土质特点等综合考虑。以下仅就打入式预制桩的单桩承载力问题作一简单介绍。
1.太沙基(K.Terzaghi)的静力平衡公式确定单桩极限承载力，即：
pu=quA+U∑hifsi (3-31a)
式中：pu为单桩极限承载力；qu为柱端极限承载力；A为桩端截面积；U为桩周长；hi为分层土厚度；fsi为桩周分层土的极限摩阻力。
将上式除以安全系数2，即得到单桩容许承载力。
根据静力触探与打入式预制桩的相似性，用静力触探锥尖阻力和侧摩阻力分别代替式(3-31a)中的qu和fsi，并赋以一定的修正系数，即得到用静力触探指标确定单桩极限承载力的公式：
土体原位测试与工程勘察
式中：α为桩端阻力修正系数；为桩端附近探头锥尖阻力平均值；A为桩端横截面积；βi为桩周分层土的摩阻力修正系数；fsi为桩周分层土的静力触探侧摩阻力。其他符号意义同前。
同样，将式(3-31b)除以安全系数k，即得单桩容许承载力。
各家用静探指标确定单桩极限承载力的公式，都具有公式(3-31)这样的形式，所不同的只在于修正系数α和β的值不同，以及对的取法不同。
2.铁道部《静力触探使用技术暂行规定》(1980)推荐按下式确定打入式混凝土桩的单桩承载力：
土体原位测试与工程勘察
式中：为取决于桩底上、下各4D(D为桩径)范围内平均锥尖阻力和的大小，当＜时：即桩底以下土层较软时，取=；当≥时：则取=；α和β分别为锥尖阻力综合修正系数和侧摩阻力综合修正系数，分别按图3-28查取。