岩体压力扩散角试验方案

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1、宝钢广东湛江钢铁基地项目玄武岩岩体压力扩散角试验实施方案终审：审核：试验负责人：中冶集团武汉勘察研究院有限公司二○一四年四月宝钢广东湛江钢铁基地项目玄武岩岩体压力扩散角试验实施方案目录l文字部分1.前言2.试验方案编制依据3.试验方案3.1试验原理3.2现场试验方法及要求3.3试验成果整理l附图部分试验平面位置图中冶集团武汉勘察研究院有限公司宝钢广东湛江钢铁基地项目玄武岩岩体压力扩散角试验试验方案1.前言1.1宝钢广东湛江钢铁基地项目玄武岩台地区地层具“软—硬—软”三元结构特点，上部为人工填积层或第四系全新统海积、残坡积

2、层（砂性土、淤泥、粘性土、碎石夹粘土），中部为第四系上更新统湖光岩组岩层（玄武岩、凝灰岩），下卧第四系下更新统湛江组海陆交互相沉积层（巨厚粘土性、砂性土）。其中玄武岩厚度在1m~10m之间。1.2以4200厚板工程地层为例，其中部第四系上更新统湖光岩组岩层可分为强风化玄武岩（厚度0.50m～3.20m，平均1.68m，岩体基本质量等级为Ⅴ级）、中风化玄武岩（厚度0.40m～9.50m，平均厚度4.31m，岩石基本质量等级为Ⅱ～Ⅲ级）、强风化凝灰岩（厚度0.30m～6.00m，岩石质量等级为Ⅴ级）、中风化凝灰岩（厚度0.2

3、0m～6.70m,平均1.97m，岩石质量等级为Ⅴ级）。为节省基础投资，计划局部采用玄武岩做柱基础天然地基。为论证玄武岩可否做柱基础持力层，须了解岩体的压力扩散特性。1.3岩体压力扩散特性研究是个异常复杂的课题，目前尚未形成成熟的理论。根据《建筑地基基础设计规范GB50007-2011》5.2.7及对应条文说明，可通过现场试验或室内模型试验确定双层土压力扩散角。此处拟通过现场试验确定双层土压力扩散角。8中冶集团武汉勘察研究院有限公司宝钢广东湛江钢铁基地项目玄武岩岩体压力扩散角试验试验方案1.试验方案编制依据1.1中冶京诚

4、工程技术有限公司2014年4月9日发出的《宝钢广东湛江钢铁基地项目4200mm厚板工程主厂房柱基础桩位图》；1.2宝钢广东湛江钢铁基地项目有关会议纪要1.3国标《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011；1.4国标《工程岩体试验方法标准》GB/T50266-99；1.5地标《广东省建筑地基基础设计规范》DBJ15-31-20038中冶集团武汉勘察研究院有限公司宝钢广东湛江钢铁基地项目玄武岩岩体压力扩散角试验试验方案1.试验方案1.1试验原理采用基岩载荷试验，通过测定试验点处玄武岩与凝灰岩界面处、凝灰岩与下卧土层界面

5、处的附加压力值，取多个测点附加压力平均值作为界面处附加应力值。由理论公式（3-1），可反算出玄武岩与凝灰岩界面处、凝灰岩与下卧土层界面处压力扩散角θ（见图3-1）。按照矩形基础软弱下卧层顶面附加压力计算公式：式（3-1）式中：b——矩形基础或条形基础底边的宽度（m）；l——矩形基础底边的长度（m）；pc——基础底面处土的自重压力值（kPa）；z——基础底面至软弱下卧层顶面的距离（m）；θ——地基压力扩散线与垂直线的夹角（°）。其中：基础底面的压力pk计算公式如下：式（3-2）式中：Fk——相应于作用的标准组合时，上部结构

6、传至基础顶面的竖向力值（kN）；Gk——基础自重和基础上的土重（kN）；A——基础底面面积（m2）。由公式（3-1），在已知b、l、pc、z、pk时，可反求压力扩散角θ。8中冶集团武汉勘察研究院有限公司宝钢广东湛江钢铁基地项目玄武岩岩体压力扩散角试验试验方案图3-1压力扩散角θ示意图1.1现场试验方法及要求1.1.1现场试验位置：选在4200mm厚板HBX097钻孔附近，选择1点做基岩变形试验，列为1#试验区；HBX221钻孔附近，选择1点做基岩载荷试验区，列为2#试验区。1.1.1.1试验场地准备a、测量放样将1#试验

7、工作区域进行放样。b、试验场地平整清除玄武岩体上覆土层，清除土层时尽量避免对玄武岩体产生破坏。1#试验区选择一长4m、宽3.3m的矩形区域（模拟一根独立柱基基础尺寸）。c、钻孔采用小口径钻，从矩形平台中心开始沿东西和南北走向隔一定间距分别布置数个8中冶集团武汉勘察研究院有限公司宝钢广东湛江钢铁基地项目玄武岩岩体压力扩散角试验试验方案钻孔。矩形平台中心往西、北方向，钻孔深度至玄武岩与凝灰岩界面并深入0.2m；矩形平台中心往西、北方向，钻孔深度至凝灰岩与下卧土层界面并深入0.2m。d、埋设土压力传感器土压力传感器建议用饱水加

8、压标定，以提高土压力传感器埋设成活率。钻孔底部铺设2cm~5cm厚标准砂，使底部平整。根据钻孔直径和深度先做一个三角形导向架，将土压力传感器用铅丝固定在导向架上，导线沿着导向架引出地面。土压力传感器的受压面须竖直朝上。在土压力传感器的受压面上铺设5cm厚标准砂，然后灌注膨胀混凝土或高强度环氧树脂砂浆封堵钻孔至玄武岩层