工程試驗(yàn)講義

工程原位測(cè)試技術(shù)第1章地基靜載荷試驗(yàn)第１章內(nèi)容概述（地基基礎(chǔ)的一般知識(shí)）1.1試驗(yàn)設(shè)備和方法1.2基本測(cè)試原理1.3試驗(yàn)成果的整理分析1.4螺旋板載荷試驗(yàn)要點(diǎn)1.5復(fù)合地基載荷試驗(yàn)要點(diǎn)1.6巖石地基載荷試驗(yàn)要點(diǎn)1.7小結(jié)概述（地基基礎(chǔ)的一般知識(shí)）1.建筑物、地基、基礎(chǔ)的關(guān)系2.地基基礎(chǔ)的類(lèi)型3.對(duì)地基和基礎(chǔ)的一般要求4.地基和基礎(chǔ)的常用檢測(cè)方法1.建筑物、地基、基礎(chǔ)的關(guān)系一個(gè)完整的建筑體系包括了上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基三個(gè)組成部分，三者構(gòu)成一個(gè)相互依存的整體，具有各自的功能。上部結(jié)構(gòu)是完成設(shè)計(jì)預(yù)定功能的主體結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)通常指建筑物最下端與地基直接接觸并經(jīng)過(guò)了特殊處理的結(jié)構(gòu)部件。地基是指建筑物下方的承受建筑物的荷載并維持建筑物穩(wěn)定的巖土體。請(qǐng)看圖例。圖1房屋建筑體系的組成樓層（上部結(jié)構(gòu)）基礎(chǔ)（下部結(jié)構(gòu)）地基橋跨（上部結(jié)構(gòu)）橋墩（下部結(jié)構(gòu)）地基地基基礎(chǔ)（下部結(jié)構(gòu)）圖2橋梁建筑體系的組成2.地基基礎(chǔ)的類(lèi)型

（1）地基的類(lèi)型（2）基礎(chǔ)的類(lèi)型3.對(duì)地基和基礎(chǔ)的一般要求保證建筑物的安全和正常使用，充分發(fā)揮地基的承載能力。安全保證是第一位的。此外尚應(yīng)注意經(jīng)濟(jì)與安全的協(xié)調(diào)。4.地基和基礎(chǔ)的常用檢測(cè)方法地基檢測(cè)方法：靜載試驗(yàn)，靜力觸探，動(dòng)力觸探，標(biāo)準(zhǔn)貫入。承載力與變形指標(biāo)檢測(cè)常用靜載試驗(yàn)，均勻性與密實(shí)程度檢測(cè)常用靜力觸探、動(dòng)力觸探和標(biāo)準(zhǔn)貫入。樁基礎(chǔ)檢測(cè)方法：靜載試驗(yàn)，低應(yīng)變，高應(yīng)變，超聲波，鉆芯。承載力檢測(cè)常用靜載試驗(yàn)（單樁，深井）和高應(yīng)變，強(qiáng)度與完整性檢測(cè)常用低應(yīng)變、超聲波和鉆芯法。1.1試試驗(yàn)驗(yàn)設(shè)備和和方法一、試驗(yàn)驗(yàn)設(shè)備目前國(guó)內(nèi)內(nèi)采用的的試驗(yàn)裝裝置，大大體可歸歸納為由由承壓板板、加荷荷系統(tǒng)、、反力系系統(tǒng)、觀觀測(cè)系統(tǒng)統(tǒng)四部分分組成。。設(shè)備的具具體布置置方式有有如下兩兩種：百分表堆載荷載板主梁平臺(tái)千斤頂圖2-1堆堆載平平臺(tái)系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)備備布置圖2-2錨錨樁反反力梁系系統(tǒng)的設(shè)設(shè)備布置置鋼絞線錨樁基準(zhǔn)梁千斤頂承壓板支墩鋼板工字鋼錨具反力梁（一）承承壓板類(lèi)類(lèi)型和尺尺寸承壓板可可用混凝凝土、鋼鋼筋混凝凝土、鋼鋼板、鑄鑄鐵板等等制成，，多以鋼鋼板為主主。要求求壓板具具有足夠夠的剛度度，不破破損、不不撓曲，，壓板底底部光滑滑平整，，尺寸和和傳力重重心準(zhǔn)確確，搬運(yùn)運(yùn)和安置置方便。。承壓板板形狀可可加工成成正方形形或圓形形，其中中圓形壓壓板受力力條件較較好而且且邊界條條件簡(jiǎn)單單，使用用最多。。（二）承承壓板面面積巖土工程程勘察規(guī)規(guī)范規(guī)定定一般宜宜采用0.25~0.50m2，對(duì)均質(zhì)質(zhì)密實(shí)的的土，可可采用0.1m2，對(duì)軟土土和人工工填土，，不應(yīng)小小于0.5m2。建筑地基基基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范GBJ5007-2002規(guī)定承承壓板面面積不應(yīng)應(yīng)小于0.25m2，對(duì)于軟軟土不應(yīng)應(yīng)小于0.5m2。采用單樁樁復(fù)合地地基試驗(yàn)驗(yàn)方式時(shí)時(shí)，壓板板面積為為一根樁樁承擔(dān)的的處理面面積。采用多樁樁復(fù)合地地基試驗(yàn)驗(yàn)方式時(shí)時(shí)，壓板板面積為為相應(yīng)多多根樁承承擔(dān)的處處理面積積。二、試驗(yàn)驗(yàn)方法平板載荷荷試驗(yàn)適適用于淺淺層地基基、深層層地基或或大直徑徑人工挖挖孔樁的的樁端土土層測(cè)試試。試驗(yàn)的加加載方式式一般采采用分級(jí)級(jí)維持荷荷載沉降降相對(duì)穩(wěn)穩(wěn)定法（（慢速法法）和沉沉降非穩(wěn)穩(wěn)定法（（快速法法），以以慢速法法為主。。典型的慢慢速法加加載過(guò)程程（建筑筑地基基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范GBJ5007-2002））：荷載分級(jí)級(jí)：不應(yīng)應(yīng)少于8級(jí)，最最大加載載量不應(yīng)應(yīng)小于設(shè)設(shè)計(jì)要求求的兩倍倍；數(shù)據(jù)測(cè)讀讀：每級(jí)級(jí)加載后后，按間間隔10、10、10、15、15min，以后后為每隔隔半小時(shí)時(shí)測(cè)讀一一次沉降降量。穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)：當(dāng)在在連續(xù)兩兩小時(shí)內(nèi)內(nèi)，每小小時(shí)的沉沉降量小小于0.1mm時(shí)，認(rèn)認(rèn)為沉降降已趨穩(wěn)穩(wěn)定，可可加下一一級(jí)荷載載。加載終止止標(biāo)準(zhǔn)：：1.承承壓板周周?chē)耐镣撩黠@地地側(cè)向擠擠出；2.沉沉降s急驟增大大，荷載載~沉降降（p~s）曲線出出現(xiàn)陡降降段；3.在在某一級(jí)級(jí)荷載的的作用下下，24小時(shí)內(nèi)內(nèi)沉降速速率不能能達(dá)到穩(wěn)穩(wěn)定；4.沉沉降量與與承壓板板寬度或或直徑之之比大于于或等于于0.06。卸載：該該規(guī)范沒(méi)沒(méi)有對(duì)卸卸載過(guò)程程做出規(guī)規(guī)定，但但完整的的試驗(yàn)應(yīng)應(yīng)包含卸卸載過(guò)程程。注意各規(guī)規(guī)范的規(guī)規(guī)定有一一些差別別。1.2復(fù)復(fù)合合地基載載荷試驗(yàn)驗(yàn)要點(diǎn)復(fù)合地基基測(cè)試的的特殊性性，主要要在于復(fù)復(fù)合地基基中存在在加固體體。關(guān)鍵鍵在于壓板尺寸寸的選擇擇和壓板板的安裝裝。選擇壓板板尺寸時(shí)時(shí)應(yīng)根據(jù)據(jù)地基處處理時(shí)的的施工圖圖計(jì)算。。采用單單樁復(fù)合合地基試試驗(yàn)方式式時(shí)，壓壓板在安安裝時(shí)要要特別注注意壓板板下面應(yīng)應(yīng)該只有有一根樁樁，且應(yīng)應(yīng)該使壓壓板的中中心與樁樁的中心心對(duì)正。。采用多多樁復(fù)合合地基試試驗(yàn)方式式時(shí)，應(yīng)應(yīng)該使壓壓板的中中心與樁樁群的中中心對(duì)正正。一、單樁或多多樁復(fù)合合地基載載荷試驗(yàn)驗(yàn)要點(diǎn)圖2-3a)矩矩形布布樁方式式圖2-3b)等等邊三三角形布布樁方式式圖2-3c)梅梅花形形布樁方方式一根樁承承擔(dān)的處處理面積積可按如如下方法法計(jì)算：：對(duì)于矩形形布樁，，一根樁樁承擔(dān)的的處理面面積等于于兩個(gè)方方向的樁樁距的乘乘積；對(duì)于等邊邊三角形形布樁，，一根樁樁承擔(dān)的的處理面面積等于于0.866乘乘以樁距距的平方方；對(duì)于梅花花形布樁樁，一根根樁承擔(dān)擔(dān)的處理理面積等等于樁的的行距與與排距的的乘積。。單樁或多多樁復(fù)合合地基靜靜載試驗(yàn)驗(yàn)與常規(guī)規(guī)靜載試試驗(yàn)的差差異在于于：1．壓板板的面積積有比較較嚴(yán)格的的規(guī)定。。2．壓板板的定位位要求不不同。平平面上與與樁的中中心或重重心重合合，標(biāo)高高與樁頂頂一致。。3．依據(jù)據(jù)的規(guī)范范不同，，故試驗(yàn)驗(yàn)過(guò)程與與控制標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)有一一些差異異。4．曲線線特征多多為緩變變形，且且平滑度度較差。。一般試驗(yàn)驗(yàn)過(guò)程與與常規(guī)壓壓板試驗(yàn)驗(yàn)相同，，只是在在選擇承承壓板時(shí)時(shí)，進(jìn)行行樁體測(cè)測(cè)試的壓壓板應(yīng)與與樁的截截面適應(yīng)應(yīng)，進(jìn)行行土體測(cè)測(cè)試的壓壓板可按按常規(guī)地地基測(cè)試試的壓板板選擇，，但應(yīng)注注意其覆覆蓋面內(nèi)內(nèi)不應(yīng)有有樁體存存在，且且其周邊邊應(yīng)留有有適當(dāng)余余地。二、樁土分離離式試驗(yàn)驗(yàn)要點(diǎn)測(cè)試完成成后，分分別對(duì)樁樁體和土土體進(jìn)行行統(tǒng)計(jì)分分析，得得出樁的的承載力力特征值值和土的的承載力力特征值值，然后后按下式式計(jì)算復(fù)復(fù)合地基基承載力力特征值值：fsp，k=mfp，k+(1-m)fs，km=Ap/Asp1.3試試驗(yàn)驗(yàn)成果的的整理分分析一、試驗(yàn)驗(yàn)成果的的整理（一）原原始讀數(shù)數(shù)的計(jì)算算復(fù)核（二）異異常數(shù)據(jù)據(jù)處理大量實(shí)測(cè)測(cè)結(jié)果表表明，當(dāng)當(dāng)?shù)鼗镣恋木鶆騽蛐陨锌煽汕覝y(cè)試試過(guò)程正正常時(shí)，，測(cè)試得得出的主主要曲線線（p-s曲線）是是比較光光滑的。。所謂異異常數(shù)據(jù)據(jù)是指背背離這一一規(guī)律性性的數(shù)據(jù)據(jù)。最好的辦辦法是防防止發(fā)生生數(shù)據(jù)異異常。（三）曲曲線繪制制一般地，，地基靜靜載試驗(yàn)驗(yàn)主要應(yīng)應(yīng)繪制p-s曲線，但但根據(jù)需需要，還還可繪制制各級(jí)荷荷載作用用下的沉沉降和時(shí)時(shí)間之間間的關(guān)系系曲線以以及地面面變形曲曲線。完整的p-s曲線包含含了3個(gè)個(gè)階段，，例如：：圖2-4地地基靜靜載試驗(yàn)驗(yàn)的典型型p-s曲線若繪出的的p~s曲線的直直線段不不通過(guò)坐坐標(biāo)原點(diǎn)點(diǎn)，可按按直線段段的趨勢(shì)勢(shì)確定曲曲線的起起始點(diǎn)，，以便對(duì)對(duì)p~s曲線進(jìn)行行修正。。必要時(shí)可可繪制其其他輔助助判斷曲曲線，比比如s~lgt曲線、s~lgp曲線等。。二、地基基承載力力的判斷斷確定地基基的承載載力時(shí)既既要控制制強(qiáng)度，，又要能能確保建建筑物不不致產(chǎn)生生過(guò)大沉沉降。《建筑地地基基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范》（（GBJ50007-2002）對(duì)對(duì)于確定定承載力力特征值值的規(guī)定定如下：：1.當(dāng)當(dāng)p~s曲線上有有比例界界限時(shí)，，取該比比例界限限所對(duì)應(yīng)應(yīng)的荷載載值；2.當(dāng)當(dāng)極限荷荷載小于于對(duì)應(yīng)比比例界限限的荷載載值的2倍時(shí)，，取極限限荷載的的一半；；3.當(dāng)當(dāng)不能按按上述兩兩款要求求確定時(shí)時(shí)，當(dāng)壓壓板面積積為0.25~0.5m2，可取s/b=0.01~0.015所對(duì)對(duì)應(yīng)的荷荷載，但但其值不不應(yīng)大于于最大加加載量的的一半。。同一土層層參加統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的試試驗(yàn)點(diǎn)不不應(yīng)少于于3點(diǎn)，，當(dāng)試驗(yàn)驗(yàn)實(shí)測(cè)值值的極差差不超過(guò)過(guò)其平均均值的30%時(shí)時(shí)，取此此平均值值作為該該土層的的地基承承載力特特征值fak。單樁或多多樁復(fù)合合地基承承載力的的計(jì)算方方法大致致相同。。三、變形形模量計(jì)計(jì)算在p-s曲線的直線線段OA上上可以任選選一點(diǎn)p和對(duì)應(yīng)的s，代入下列列公式即可可算出壓板板下壓縮土土層(大致致3B或3D厚)內(nèi)的平平均E0值，并可用用于計(jì)算地地基沉降。。圓形剛性壓壓板（D為為直徑）：：方形剛性壓壓板（B為為邊長(zhǎng)）：：要注意的是是，如果壓壓板下方不不遠(yuǎn)處還含含有軟弱下下臥層，把把表層荷載載試驗(yàn)所得得的E0用于全壓縮縮層的總沉沉降計(jì)算，，其結(jié)果必必然較地基基的實(shí)際沉沉降為低，，這是偏危危險(xiǎn)的。四、實(shí)例分分析載荷試驗(yàn)中中采用直徑徑1.128m的圓形壓板板，得出的的p-s曲線如圖2-4，已已知壓板下下的地基土土較為均勻勻，其橫向向變形系數(shù)數(shù)可取為0.25。試根據(jù)該該圖確定該該地基土的的極限荷載載pl、承載力特特征值fak、和變形模模量E0。解：按該圖圖得到A點(diǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷荷載為350kPa，相應(yīng)的的壓板沉降降量為12.4mm，C點(diǎn)對(duì)對(duì)應(yīng)的荷載載為500kPa。。故得到地地基土的比比例界限為為350kPa，極極限荷載pl為500kPa。按按規(guī)范的規(guī)規(guī)定，因?yàn)闉楸壤缦尴薏皇呛芮迩逦?，而極極限荷載容容易確定且且極限荷載載小于對(duì)應(yīng)應(yīng)比例界限限值的2倍倍，故取極極限荷載的的一半作為為該試驗(yàn)點(diǎn)點(diǎn)的承載力力特征值，，即為250kPa。算得變形模模量：從上述計(jì)算算過(guò)程可以以看出，在在數(shù)據(jù)處理理和分析過(guò)過(guò)程中不是是太精確，，規(guī)范的規(guī)規(guī)定對(duì)很多多情況也不不是太明確確，一般應(yīng)應(yīng)借助于經(jīng)經(jīng)驗(yàn)和理論論知識(shí)，且且應(yīng)偏于安安全。復(fù)習(xí)思考題題基礎(chǔ)的作用用是什么？？為什么建建筑物要設(shè)設(shè)置基礎(chǔ)？？什么是地基基？什么是是天然地基基？什么是是人工地基基？什么是復(fù)合合地基？列列舉出常見(jiàn)見(jiàn)的4種復(fù)復(fù)合地基的的名稱。在什么情況況下應(yīng)該使使用人工地地基？地基靜載荷荷試驗(yàn)可以以解決工程程中的那些些問(wèn)題？為什么說(shuō)地地基靜載荷荷試驗(yàn)是最最直觀可靠靠的地基測(cè)測(cè)試方法？？它的主要要缺陷是什什么？在天然地基基和復(fù)合地地基上做靜靜載荷試驗(yàn)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)如如何選取壓壓板尺寸？？采用慢速加加載法時(shí)，，荷載應(yīng)如如何進(jìn)行分分級(jí)？為什什么要滿足足穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)？采用單樁復(fù)復(fù)合地基試試驗(yàn)對(duì)某工工程的振沖沖碎石樁復(fù)復(fù)合地基進(jìn)進(jìn)行檢測(cè)，，已知樁的的排列為等等邊三角形形，樁距為為1.2m，設(shè)計(jì)要要求復(fù)合地地基承載力力特征值不不低于200kPa，如采用用圓形承壓壓板，請(qǐng)確確定承壓板板的直徑和和千斤頂?shù)牡募?jí)別，又又如果采用用壓重平臺(tái)臺(tái)作為反力力，請(qǐng)確定定堆載物的的重量。采用單樁復(fù)復(fù)合地基試試驗(yàn)對(duì)某工工程的砂石石樁復(fù)合地地基進(jìn)行檢檢測(cè)，已知知樁的排列列為梅花形形，樁距為為1.2m，排距為為0.9m，設(shè)計(jì)要要求復(fù)合地地基承載力力特征值不不低于200kPa，如采用用方形承壓壓板，請(qǐng)確確定承壓板板的邊長(zhǎng)和和千斤頂?shù)牡募?jí)別，又又如果采用用壓重平臺(tái)臺(tái)作為反力力，請(qǐng)確定定堆載物的的重量。9、靜夜四四無(wú)鄰，，荒居舊舊業(yè)貧。。。1月-231月-23Friday,January6,202310、雨雨中中黃黃葉葉樹(shù)樹(shù)，，燈燈下下白白頭頭人人。。。。14:57:0014:57:0014:571/6/20232:57:00PM11、以我獨(dú)獨(dú)沈久，，愧君相相見(jiàn)頻。。。1月-2314:57:0014:57Jan-2306-Jan-2312、故人江海海別，幾度度隔山川。。。14:57:0014:57:0014:57Friday,January6,202313、乍見(jiàn)翻翻疑夢(mèng)，，相悲各各問(wèn)年。。。1月-231月-2314:57:0014:57:00January6,202314、他鄉(xiāng)生生白發(fā)，，舊國(guó)見(jiàn)見(jiàn)青山。。。06一一月20232:57:00下午午14:57:001月-2315、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。一月232:57下下午1月-2314:57January6,202316、行行動(dòng)動(dòng)出出成成果果，，工工作作出出財(cái)財(cái)富富。。。。2023/1/614:57:0014:57:0006January202317、做前，能能夠環(huán)視四四周；做時(shí)時(shí)，你只能能或者最好好沿著以腳腳為起點(diǎn)的的射線向前前。。2:57:00下下午2:57下下午14:57:001月-239、沒(méi)有失失敗，只只有暫時(shí)時(shí)停止成成功！。。1月-231月-23Friday,January6,202310、很很多多事事情情努努力力了了未未必必有有結(jié)結(jié)果果，，但但是是不不努努力力卻卻什什么么改改變變也也沒(méi)沒(méi)有有。。。。14:57:0014:57:0014:571/6/20232:57:00PM11、成功就是是日復(fù)一日日那一點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)小小努力力的積累。。。1月-2314:57:0014:57Jan-2306-Jan-2312、世世間間成成事事，，不不求求其其絕絕對(duì)對(duì)圓圓滿滿，，留留一一份份不不足足，，可可得得無(wú)無(wú)限限完完美美。。。。14:57:0014:57:0014:57Friday,January6,202313、不知香積寺寺，數(shù)里入云云峰。。1月-231月-2314:57:0014:57:00January6,202314、意志堅(jiān)強(qiáng)的的人能把世界界放在手中像像泥塊一樣任任意揉捏。06一月20232:57:01下午14:57:011月-2315、楚塞三湘接接，荊門(mén)九派派通。。。一月232:57下下午1月-2314:57January6,202316、少年年十五五二十十時(shí)，，步行行奪得得胡馬馬騎。。。2023/1/614:57:0114:57:0106January202317、空山新雨后后，天氣晚來(lái)來(lái)秋。。2:57:01下午2:57下下午14:57:011月-239、楊楊柳柳散散和和風(fēng)風(fēng)，，青青山山澹澹吾吾慮慮。。。。1月月-231月月-23Friday,January6,202310、閱讀一切切好書(shū)如同同和過(guò)去最最杰出的人人談話。14:57:0114:57:0114:571/