旁压试验在东营沿海地区岩土工程勘察中应用

2012-08-13何瑾

山西建筑 2012年36期

何瑾

(胜利油田胜利勘察设计研究院，山东东营 257026)

0 引言

旁压试验作为岩土工程勘察的原位测试方法之一，具有测试深度大，不受地下水位影响的特征，可应用于较难直接测试的松软土层的承载力。旁压试验测试方法利用旁压器对钻孔壁施加横向均匀应力，使孔壁土体发生径向变形直至破坏，利用量测仪器测压力和径向变形或体积变化的关系，据此可用来直接确定试验土体地基承载力，确定土体强度参数、变形参数、建筑物基础的沉降、侧向的地基反力系数等。由于东营沿海地区地下水位高，土质松软，浅层土为欠固结土，旁压试验可成为直接测试其地基土承载力的重要勘察手段之一。

1 旁压试验原理

旁压试验的本质是在钻孔中进行原位水平载荷试验，它利用一个可膨胀的圆形旁压器，在竖直的钻孔中对其加压，通过旁压器的膨胀使孔壁土体(软岩)变形，从而确定土体(软岩)应力—应变特征。

旁压器在逐级加压的情况下，孔壁土体(软岩)经历了3个变形阶段，而反映在压力—变形关系曲线上也有明显地划为3个区:恢复区、似弹性区、塑性发展区，然后根据曲线的特征和对旁压机理的解释来确定孔壁土体或软岩的特征值静止侧压力P0、临塑压力Pf和极限压力Pl(见图1)。

图1 旁压试验压力变形关系曲线

2 旁压试验仪器

本次工程使用的旁压仪器为:PY-3型预钻式旁压仪，是在PY-2A型旁压仪基础上改进的，把原来加压等级从1．6 MPa提高到2．5 MPa，这样使用范围得到了提高。本仪器采用高精度，不耗气式调压阀、仿日式轴向阀门和液位显示仪，这样使仪器加压更精确，注水更快更流畅，测读更准确，旁压器采用三腔式结构，试验过程中可采用人工目测和电测两种方式记录试验数据，仪器操作简单，方便实用，不受任何现场条件限制(见图2)。

3 试验钻孔

预钻式旁压试验成功与否，钻探成孔是其中一个关键的问题，一般是采用勺形钻进行人工钻进，这个方法对于地下水埋深大、成孔性好的地区比较适用，但是东营沿海地区地下水位浅，土质松软，成孔性差，针对这种情况，我们加工了小口径岩芯管，在钻至需要进行旁压试验的深度时，利用小口径岩芯管进行慢速钻进后下旁压器进行试验，解决了松软场区成孔差的问题，取得了较好的试验效果。

图2 旁压仪

4 工程应用

试验场区位于山东省东营市沿海地区，场区表层地基土主要由素填土和粉土(夹粉质粘土层)组成，该场区素填土厚度约3．0 m，由于素填土结构松散，为新近堆填，不能作为地基持力层，故准确提供素填土下部粉土及其夹层粉质粘土的地基承载力，就成了本次勘察的一项重要内容，我们选择了旁压试验辅助其他原位测试手段综合给出地基承载力，取得了较好的勘察效果。

在试验之前，要对仪器进行两种校正:弹性膜(包括保护套)的约束力校正和仪器综合变形校正。新旁压仪首次使用时，两项校正均需进行，更换弹性膜(或保护套)，需进行弹性膜约束力的校正，弹性膜一般进行20次试验后，须复校一次约束力。由于本次工程第一次进行旁压试验，进行两项校正，校正曲线如图3所示，仪器综合变形曲线见图4。