巖土工程地基靜載試驗(yàn)

巖土工程原位測(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)的類型

（1）地基的類型（2）基礎(chǔ)的類型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試驗(yàn)設(shè)備和方法法一、試驗(yàn)設(shè)備目前國(guó)內(nèi)采用的的試驗(yàn)裝置，大大體可歸納為由由承壓板、加荷荷系統(tǒng)、反力系系統(tǒng)、觀測(cè)系統(tǒng)統(tǒng)四部分組成。。設(shè)備的具體布置置方式有如下兩兩種：百分表堆載荷載板主梁平臺(tái)千斤頂圖2-1堆載平臺(tái)系統(tǒng)的的設(shè)備布置圖2-2錨樁反力梁系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)備布置鋼絞線錨樁基準(zhǔn)梁千斤頂承壓板支墩鋼板工字鋼錨具反力梁（一）承壓板類類型和尺寸承壓板可用混凝凝土、鋼筋混凝凝土、鋼板、鑄鑄鐵板等制成，，多以鋼板為主主。要求壓板具具有足夠的剛度度，不破損、不不撓曲，壓板底底部光滑平整，，尺寸和傳力重重心準(zhǔn)確，搬運(yùn)運(yùn)和安置方便。。承壓板形狀可可加工成正方形形或圓形，其中中圓形壓板受力力條件較好而且且邊界條件簡(jiǎn)單單，使用最多。。（二）承壓板面面積巖土工程勘察規(guī)規(guī)范規(guī)定一般宜宜采用0.25~0.50m2，對(duì)均質(zhì)密實(shí)的土土，可采用0.1m2，對(duì)軟土和人工填填土，不應(yīng)小于于0.5m2。建筑地基基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ5007-2002規(guī)定承壓板面積積不應(yīng)小于0.25m2，對(duì)于軟土不應(yīng)小小于0.5m2。采用單樁復(fù)合地地基試驗(yàn)方式時(shí)時(shí)，壓板面積為為一根樁承擔(dān)的的處理面積。采用多樁復(fù)合地地基試驗(yàn)方式時(shí)時(shí)，壓板面積為為相應(yīng)多根樁承承擔(dān)的處理面積積。二、試驗(yàn)方法平板載荷試驗(yàn)適適用于淺層地基基、深層地基或或大直徑人工挖挖孔樁的樁端土土層測(cè)試。試驗(yàn)的加載方式式一般采用分級(jí)級(jí)維持荷載沉降降相對(duì)穩(wěn)定法（（慢速法）和沉沉降非穩(wěn)定法（（快速法），以以慢速法為主。。典型的慢速法加加載過(guò)程（建筑筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范GBJ5007-2002）：荷載分級(jí)：不應(yīng)應(yīng)少于8級(jí)，最最大加加載量量不應(yīng)應(yīng)小于于設(shè)計(jì)計(jì)要求求的兩兩倍；；數(shù)據(jù)測(cè)測(cè)讀：：每級(jí)級(jí)加載載后，，按間間隔10、10、10、15、15min，以后為為每隔隔半小小時(shí)測(cè)測(cè)讀一一次沉沉降量量。穩(wěn)定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)：：當(dāng)在在連續(xù)續(xù)兩小小時(shí)內(nèi)內(nèi)，每每小時(shí)時(shí)的沉沉降量量小于于0.1mm時(shí)，認(rèn)認(rèn)為沉沉降已已趨穩(wěn)穩(wěn)定，，可加加下一一級(jí)荷荷載。。加載終終止標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)：：1.承壓板板周圍圍的土土明顯顯地側(cè)側(cè)向擠擠出；；2.沉降s急驟增增大，，荷載載~沉降（（p~s）曲線出出現(xiàn)陡陡降段段；3.在某一一級(jí)荷荷載的的作用用下，，24小時(shí)內(nèi)內(nèi)沉降降速率率不能能達(dá)到到穩(wěn)定定；4.沉降量量與承承壓板板寬度度或直直徑之之比大大于或或等于于0.06。卸載：：該規(guī)規(guī)范沒沒有對(duì)對(duì)卸載載過(guò)程程做出出規(guī)定定，但但完整整的試試驗(yàn)應(yīng)應(yīng)包含含卸載載過(guò)程程。注意各各規(guī)范范的規(guī)規(guī)定有有一些些差別別。1.2復(fù)合地地基載載荷試試驗(yàn)要要點(diǎn)復(fù)合地地基測(cè)測(cè)試的的特殊殊性，，主要要在于于復(fù)合合地基基中存存在加加固體體。關(guān)關(guān)鍵在在于壓板尺尺寸的的選擇擇和壓壓板的的安裝裝。選擇壓壓板尺尺寸時(shí)時(shí)應(yīng)根根據(jù)地地基處處理時(shí)時(shí)的施施工圖圖計(jì)算算。采采用單單樁復(fù)復(fù)合地地基試試驗(yàn)方方式時(shí)時(shí)，壓壓板在在安裝裝時(shí)要要特別別注意意壓板板下面面應(yīng)該該只有有一根根樁，，且應(yīng)應(yīng)該使使壓板板的中中心與與樁的的中心心對(duì)正正。采采用多多樁復(fù)復(fù)合地地基試試驗(yàn)方方式時(shí)時(shí)，應(yīng)應(yīng)該使使壓板板的中中心與與樁群群的中中心對(duì)對(duì)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)矩形布樁樁方式圖2-3b)等邊三角角形布樁樁方式圖2-3c)梅花形布布樁方式式一根樁承承擔(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．壓板的的面積有有比較嚴(yán)嚴(yán)格的規(guī)規(guī)定。2．壓板的的定位要要求不同同。平面面上與樁樁的中心心或重心心重合，，標(biāo)高與與樁頂一一致。3．依據(jù)的的規(guī)范不不同，故故試驗(yàn)過(guò)過(guò)程與控控制標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)有一些些差異。。4．曲線特特征多為為緩變形形，且平平滑度較較差。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試驗(yàn)成果果的整理理分析一、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）是比較光光滑的。所謂異異常數(shù)據(jù)是指背背離這一規(guī)律性性的數(shù)據(jù)。最好的辦法是防防止發(fā)生數(shù)據(jù)異異常。（三）曲線繪制制一般地，地基靜靜載試驗(yàn)主要應(yīng)應(yīng)繪制p-s曲線，但根據(jù)需需要，還可繪制制各級(jí)荷載作用用下的沉降和時(shí)時(shí)間之間的關(guān)系系曲線以及地面面變形曲線。完整的p-s曲線包含了3個(gè)階段，例如：：圖2-4地基靜載試驗(yàn)的的典型p-s曲線若繪出的p~s曲線的直線段不不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)點(diǎn)，可按直線段段的趨勢(shì)確定曲曲線的起始點(diǎn)，，以便對(duì)p~s曲線進(jìn)行修正。。必要時(shí)可繪制其其他輔助判斷曲曲線，比如s~lgt曲線、s~lgp曲線等。二、地基承載力力的判斷確定地基的承載載力時(shí)既要控制制強(qiáng)度，又要能能確保建筑物不不致產(chǎn)生過(guò)大沉沉降?！督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ50007-2002）對(duì)于確定承載力力特征值的規(guī)定定如下：1.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)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)，取取極限荷荷載的一一半；3.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)應(yīng)的的荷載，，但其值值不應(yīng)大大于最大大加載量量的一半半。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)試試驗(yàn)實(shí)測(cè)測(cè)值的極極差不超超過(guò)其平平均值的的30%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曲線的直直線段OA上可以任任選一點(diǎn)點(diǎn)圓形剛性性壓板（（D為直徑））：方形剛性性壓板（（B

要注意的是，如果壓板下方不遠(yuǎn)處還含有軟弱下臥層，把表層荷載試驗(yàn)所得的E0用于全壓縮層的總沉降計(jì)算，其結(jié)果必然較地基的實(shí)際沉降為低，這是偏危險(xiǎn)的。

四、實(shí)例例分析載荷試驗(yàn)驗(yàn)中采用用直徑1.128m的圓形壓壓板，得得出的p-s曲線如圖圖2-4，已知壓壓板下的的地基土土較為均均勻，其其橫向變變形系數(shù)數(shù)可取為0.25。試根據(jù)據(jù)該圖確確定該地地基土的的極限荷荷載pl、承載力特特征值fak、和變形模模量E0。解：按該該圖得到到A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的的荷載為為350kPa，相應(yīng)的壓壓板沉降降量為12.4mm，C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的的荷載為為500kPa。故得到地地基土的的比例界界限為350kPa，極限荷載載pl為500kPa。按規(guī)范的的規(guī)定，，因?yàn)楸缺壤缦尴薏皇呛芎芮逦?，，而極限限荷載容容易確定定且極限限荷載小小于對(duì)應(yīng)應(yīng)比例界界限值的的2倍，故取取極限荷荷載的一一半作為為該試驗(yàn)驗(yàn)點(diǎn)的承承載力特特征值，，即為250kPa。算得變形形模量：：從上述計(jì)計(jì)算過(guò)程程可以看看出，在在數(shù)據(jù)處處理和分分析過(guò)程程中不是是太精確確，規(guī)范范的規(guī)定定對(duì)很多多情況也也不是太太明確，，一般應(yīng)應(yīng)借助于于經(jīng)驗(yàn)和和理論知知識(shí)，且且應(yīng)偏于于安全。。復(fù)習(xí)思考考題基礎(chǔ)的作作用是什什么？為為什么建建筑物要要設(shè)置基基礎(chǔ)？什么是地地基？什什么是天天然地基基？什么么是人工工地基？？什么是復(fù)復(fù)合地基基？列舉舉出常見見的4種復(fù)合地地基的名名稱。在什么情情況下應(yīng)應(yīng)該使用用人工地地基？地基靜載載荷試驗(yàn)驗(yàn)可以解解決工程程中的那那些問(wèn)題題？為什么說(shuō)說(shuō)地基靜靜載荷試試驗(yàn)