花岗岩孤石统计方法及其在桩基工程中的应用.pdf

'花岗岩孤石统计方法及其在桩基工程中的应用张晓，曾强。，李勇，张永定(1．广东省电力设计研究院，广东广州510663；2．中山大学，广东广州5102751摘要：在花岗岩地区，孤石是影响嵌岩桩成桩质量的重要因素。现行规程规范并无花岗岩孤石的评价方法，因此研究花岗岩孤石的评价方法具有必要性。本文根据概率统计原理，基于某电厂施工图设计阶段勘测资料，统计分析了孤石的分布特点，发现孤石水平向分布近似服从二项分布，而竖向分布近似服从正态分布。基于以上认识，对孤石分布特性指标进行了可靠性估值，并探讨这种统计方法在桩基工程上的应用，同时以该电厂施工勘测资料检验了本文统计方法的合理性。关键词：花岗岩孤石；统计方法；可靠性估值；桩基工程。中图分类号：F642文献标志码：B文章编号：1671．9913(2012)010011-05StatisticMethodofSubsurfaceSphericWeatheredGraniteandIt’SApplicationonPilingZHANGXiao，ZENGQiang，LIYong，ZHANGYong—ding(1．GuangdongElectricPowerDesignInstitute，Guangdong，Guangzho510663，China；2．SUNYat—senUniversity,Guangdong，Guangzhou510275，China)Abstract：Subsurfacesphericweatheredgranitesignificantlyefectthequalityofpiling．Fortheactivegeotechniaclinvestigationcodeshavenotrecommendmethodstoestimatesphericweatheredgranite，theresearchonthisregionisnecessary．Accordingtodetailedexplorationdataofacertainpowerplant，thesphericweatheredgranite’Sdistributiontraitisanalysedusingthetheoryofprobabilityandstatistics．It’Sfoundthatthehorizontaldistributiontraitapproximatelysubjectstobinomialdistribution，whiletheverticaldistributiontraitapproximatelysubjectstonormaldistribution．Basedonthatcognition，thereliabilit)restimationofsphericweatheredgranite’Sdistributiontraitisgivenandit’Sapplicationonpilingisdiscussed．Andtherationalityofthestatisticmethodischeckedbyconstructionschemeexplorationdata．KeyWOrds：sphericweatheredgranite；statisticmethod；reliabilityestimation；piling．1概述价方法具有必要性和紧迫性。与孤石类似的隐伏地质体为岩溶，《火力在花岗岩地区进行嵌岩桩施工时，往往难发电厂岩土工程勘测技术规程》(DL／T5074)~以区分孤石和基岩面，因此花岗岩孤石是影响岩溶点密度、钻孔遇洞率、钻孔线溶率评价岩成桩质量的重要因素。现行规程规范并无花岗溶发育程度。借鉴岩溶发育程度的评价方法，岩孤石的评价方法，因此研究花岗岩孤石的评收稿日期：2011-10．28作者简介：张晓(1980一)，男，广东广州人，硕士，工程师，从事岩土工程勘测工作。2012年02月第1期．11 茸hm：八-．J_些上下千口一廿出7持上士：+n甘廿T口r+1^^田⋯由表1，各分区七值与预测值的偏离较大；间长度，称为带宽，其取值影响密度函数曲线即使在钻孔数量最多分区，其施工图阶段的估的光滑程度，为标准正态分布时最佳带宽为计量参与超前钻阶段算得的遇孤石率k／n仍存在L=I．OSn。。。为样本标准差)。较大误差；以显著水平口=0．05检验假设=，根据该电厂一期工程超前钻阶段的、统多个分区检验结果落在拒绝域。虽然第一个分计成果，作密度函数、分布函数的核密度估计曲区在大样本>30)的情况下，估计量与超前线，与理论正态分布进行对比见图1～图2。钻k／n值仍存在一定的偏差，说明区11<30时，估计量与P真值的偏差较大，不宜用其数学期望预测遇孤石孔数。表2中样本数为84，施工图阶段的估计量参与实际的k／n值较为接近；以显著水平口=0．05检验假设==0-32，检验结果接受=0．32的假设。由于估计量在样本数足够大时才准确，HH以数学期望刀预测遇孤石桩数时，应保证统计图1单孔弧石总厚度密度函数区内有足够的钻孔资料。和分布函数岫线以煤场区=0．32预测遇孤石的桩数，假设煤场区桩数／／：1000，由式(2)得到尸≤297}=0．05，即遇孤石桩数>297根的概率为P{x>297}=1_尸江≤297}=0．95，另有Jp{≤345l：0．95，即遇孤石桩数>345根的概率仅为5％；假设主厂区桩数／／=10O0，有尸仁≤91}=0．95，即遇孤石桩数>91根的概率仅为5％；另外>76}=1-p缸≤76}=0．95，即遇孤石桩数>76根的概率为95％。以上估值图2单个孤石厚度密度函数)可为论证超前钻的必要性提供依据。对一些和分布函数)曲线值更小的场地，可以直接用式(2)排除超前钻的必要性。、均受到节理裂隙、风化程度、地形地貌以及钻孔与孤石相对位置等多种因素影响，而3竖向分布特性——孤石揭露厚每一个影响因素都不起决定作用，且这些影响度、线孤石率的统计方法因素是可以叠加的，根据概率论原理，可认为3．1统计量的选定及其概率分布、近似服从正态分布。图1～图2显示，、(1)孤石厚度核密度估计曲线适宜用严格非负的对数正态孤石厚度在本文有两个统计量，首先是分布来描述[3]，对数正态分布密度函数见式3：单孔揭露孤石的总厚度，反映单个钻孔揭、1『(1ny一)1露多个孤石的情况；其次是单个孤石的揭露p【y)el一—l，0)(3)厚度。孤石厚度密度函数的形式未知，可为了简化分析，拟采用正态分布近似地描通过核密度估计获得任意西的总体密度函述、的分布规律。下面对Ⅳ、进行拟合优度检验，作假=丢芝竽)，式为样本数；K设检验1：硼艮从正态分布Ⅳ(厅，)，假设检验为某个分布的密度函数，不同的对核密度估2：服从正态分布Ⅳ(厅^5r刍●，显著水平均为计影响不大，因此采用标准正态分布；为区0．05，结果见表3、表4。2012年02月第1期．13 '