巖土工程原位測試技術(shù)第1章地基靜載荷試驗第１章內(nèi)容概述（地基基礎(chǔ)的一般知識）1.1試驗設(shè)備和方法1.2基本測試原理1.3試驗成果的整理分析1.4螺旋板載荷試驗要點1.5復(fù)合地基載荷試驗要點1.6巖石地基載荷試驗要點1.7小結(jié)概述（地基基礎(chǔ)的一般知識）1.建筑物、地基、基礎(chǔ)的關(guān)系2.地基基礎(chǔ)的類型3.對地基和基礎(chǔ)的一般要求4.地基和基礎(chǔ)的常用檢測方法1.建筑物、地基、基礎(chǔ)的關(guān)系一個完整的建筑體系包括了上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基三個組成部分，三者構(gòu)成一個相互依存的整體，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)的常用檢測方法地基檢測方法：靜載試驗，靜力觸探，動力觸探，標(biāo)準(zhǔn)貫入。承載力與變形指標(biāo)檢測常用靜載試驗，均勻性與密實程度檢測常用靜力觸探、動力觸探和標(biāo)準(zhǔn)貫入。樁基礎(chǔ)檢測方法：靜載試驗，低應(yīng)變，高應(yīng)變，超聲波，鉆芯。承載力檢測常用靜載試驗（單樁，深井）和高應(yīng)變，強(qiáng)度與完整性檢測常用低應(yīng)變、超聲波和鉆芯法。1.1試驗設(shè)設(shè)備和方法一、試驗設(shè)備目前國內(nèi)采用的試試驗裝置，大體可可歸納為由承壓板板、加荷系統(tǒng)、反反力系統(tǒng)、觀測系系統(tǒng)四部分組成。。設(shè)備的具體布置方方式有如下兩種：：百分表堆載荷載板主梁平臺千斤頂圖2-1堆堆載平臺系統(tǒng)的設(shè)設(shè)備布置圖2-2錨錨樁反力梁系統(tǒng)的的設(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）承壓板類型型和尺寸承壓板可用混凝土土、鋼筋混凝土、、鋼板、鑄鐵板等等制成，多以鋼板板為主。要求壓板板具有足夠的剛度度，不破損、不撓撓曲，壓板底部光光滑平整，尺寸和和傳力重心準(zhǔn)確，，搬運和安置方便便。承壓板形狀可可加工成正方形或或圓形，其中圓形形壓板受力條件較較好而且邊界條件件簡單，使用最多多。（二）承壓板面積積巖土工程勘察規(guī)范范規(guī)定一般宜采用用0.25~0.50m2，對均質(zhì)密實的土土，可采用0.1m2，對軟土和人工填填土，不應(yīng)小于0.5m2。建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計計規(guī)范GBJ5007-2002規(guī)定承壓板面積積不應(yīng)小于0.25m2，對于軟土不應(yīng)小小于0.5m2。采用單樁復(fù)合地基基試驗方式時，壓壓板面積為一根樁樁承擔(dān)的處理面積積。采用多樁復(fù)合地基基試驗方式時，壓壓板面積為相應(yīng)多多根樁承擔(dān)的處理理面積。二、試驗方法平板載荷試驗適用用于淺層地基、深深層地基或大直徑徑人工挖孔樁的樁樁端土層測試。試驗的加載方式一一般采用分級維持持荷載沉降相對穩(wěn)穩(wěn)定法（慢速法））和沉降非穩(wěn)定法法（快速法），以以慢速法為主。典型的慢速法加載載過程（建筑地基基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GBJ5007-2002）：荷載分級：不應(yīng)少少于8級，最大加加載量不應(yīng)小于設(shè)設(shè)計要求的兩倍；；數(shù)據(jù)測讀：每級加加載后，按間隔10、10、10、15、15min，以后為每每隔半小時測讀一一次沉降量。穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)在連連續(xù)兩小時內(nèi)，每每小時的沉降量小小于0.1mm時時，認(rèn)為沉降已趨趨穩(wěn)定，可加下一一級荷載。加載終止標(biāo)準(zhǔn)：1.承壓板周圍圍的土明顯地側(cè)向向擠出；2.沉降s急驟增大，荷載~沉降（p~s）曲線出現(xiàn)陡降段段；3.在某一級荷荷載的作用下，24小時內(nèi)沉降速速率不能達(dá)到穩(wěn)定定；4.沉降量與承承壓板寬度或直徑徑之比大于或等于于0.06。卸載：該規(guī)范沒有有對卸載過程做出出規(guī)定，但完整的的試驗應(yīng)包含卸載載過程。注意各規(guī)范的規(guī)定定有一些差別。1.2復(fù)合地地基載荷試驗要點點復(fù)合地基測試的特特殊性，主要在于于復(fù)合地基中存在在加固體。關(guān)鍵在在于壓板尺寸的選擇和和壓板的安裝。選擇壓板尺寸時應(yīng)應(yīng)根據(jù)地基處理時時的施工圖計算。。采用單樁復(fù)合地地基試驗方式時，，壓板在安裝時要要特別注意壓板下下面應(yīng)該只有一根根樁，且應(yīng)該使壓壓板的中心與樁的的中心對正。采用用多樁復(fù)合地基試試驗方式時，應(yīng)該該使壓板的中心與與樁群的中心對正正。一、單樁或多樁復(fù)合地地基載荷試驗要點點圖2-3a)矩矩形布樁方方式圖2-3b)等等邊三角形形布樁方式圖2-3c)梅梅花形布樁樁方式一根樁承擔(dān)的處理理面積可按如下方方法計算：對于矩形布樁，一一根樁承擔(dān)的處理理面積等于兩個方方向的樁距的乘積積；對于等邊三角形布布樁，一根樁承擔(dān)擔(dān)的處理面積等于于0.866乘以以樁距的平方；對于梅花形布樁，，一根樁承擔(dān)的處處理面積等于樁的的行距與排距的乘乘積。單樁或多樁復(fù)合地地基靜載試驗與常常規(guī)靜載試驗的差差異在于：1．壓板的面積有有比較嚴(yán)格的規(guī)定定。2．壓板的定位要要求不同。平面上上與樁的中心或重重心重合，標(biāo)高與與樁頂一致。3．依據(jù)的規(guī)范不不同，故試驗過程程與控制標(biāo)準(zhǔn)有一一些差異。4．曲線特征多為為緩變形，且平滑滑度較差。一般試驗過程與常常規(guī)壓板試驗相同同，只是在選擇承承壓板時，進(jìn)行樁樁體測試的壓板應(yīng)應(yīng)與樁的截面適應(yīng)應(yīng)，進(jìn)行土體測試試的壓板可按常規(guī)規(guī)地基測試的壓板板選擇，但應(yīng)注意意其覆蓋面內(nèi)不應(yīng)應(yīng)有樁體存在，且且其周邊應(yīng)留有適適當(dāng)余地。二、樁土分離式試驗要要點測試完成后，分別別對樁體和土體進(jìn)進(jìn)行統(tǒng)計分析，得得出樁的承載力特特征值和土的承載載力特征值，然后后按下式計算復(fù)合合地基承載力特征征值：fsp，k=mfp，k+(1-m)fs，km=Ap/Asp1.3試驗成成果的整理分析一、試驗成果的整整理（一）原始讀數(shù)的的計算復(fù)核（二）異常數(shù)據(jù)處處理大量實測結(jié)果表明明，當(dāng)?shù)鼗恋木鶆蛐陨锌汕覝y試試過程正常時，測測試得出的主要曲曲線（p-s曲線）是比較光滑滑的。所謂異常數(shù)數(shù)據(jù)是指背離這一一規(guī)律性的數(shù)據(jù)。。最好的辦法是防止止發(fā)生數(shù)據(jù)異常。。（三）曲線繪制一般地，地基靜載載試驗主要應(yīng)繪制制p-s曲線，但根據(jù)需要要，還可繪制各級級荷載作用下的沉沉降和時間之間的的關(guān)系曲線以及地地面變形曲線。完整的p-s曲線包含了3個階階段，例如：圖2-4地地基靜載試驗的典典型p-s曲線若繪出的p~s曲線的直線段不通通過坐標(biāo)原點，可可按直線段的趨勢勢確定曲線的起始始點，以便對p~s曲線進(jìn)行修正。必要時可繪制其他他輔助判斷曲線，，比如s~lgt曲線、s~lgp曲線等。二、地基承載力的的判斷確定地基的承載力力時既要控制強(qiáng)度度，又要能確保建建筑物不致產(chǎn)生過過大沉降?！督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)設(shè)計規(guī)范》（GBJ50007-2002）對于于確定承載力特征征值的規(guī)定如下：：1.當(dāng)p~s曲線上有比例界界限時，取該比比例界限所對應(yīng)應(yīng)的荷載值；2.當(dāng)極限荷荷載小于對應(yīng)比比例界限的荷載載值的2倍時，，取極限荷載的的一半；3.當(dāng)不能按按上述兩款要求求確定時，當(dāng)壓壓板面積為0.25~0.5m2，可取s/b=0.01~0.015所對對應(yīng)的荷載，但但其值不應(yīng)大于于最大加載量的的一半。同一土層參加統(tǒng)統(tǒng)計的試驗點不不應(yīng)少于3點，，當(dāng)試驗實測值值的極差不超過過其平均值的30%時，取此此平均值作為該該土層的地基承承載力特征值fak。單樁或多樁復(fù)合合地基承載力的的計算方法大致致相同。三、變形模量計計算在p-s曲線的直線段OA上可以任選選一點p和對應(yīng)的s，代入下列公式式即可算出壓板板下壓縮土層(大致3B或3D厚)內(nèi)的平均E0值，并可用于計計算地基沉降。。圓形剛性壓板（（D為直徑）：：方形剛性壓板（（B為邊長）：：要注意的是，如如果壓板下方不不遠(yuǎn)處還含有軟軟弱下臥層，把把表層荷載試驗驗所得的E0用于全壓縮層的的總沉降計算，，其結(jié)果必然較較地基的實際沉沉降為低，這是是偏危險的。四、實例分析載荷試驗中采用用直徑1.128m的圓形壓板，得得出的p-s曲線如圖2-4，已知壓板下下的地基土較為為均勻，其橫向向變形系數(shù)可取為0.25。試根據(jù)該圖確確定該地基土的的極限荷載pl、承載力特征值值fak、和變形模量E0。解：按該圖得到到A點對應(yīng)的荷荷載為350kPa，相應(yīng)的的壓板沉降量為為12.4mm，C點對應(yīng)的的荷載為500kPa。故得得到地基土的比比例界限為350kPa，極極限荷載pl為500kPa。按規(guī)范的規(guī)規(guī)定，因為比例例界限不是很清清晰，而極限荷荷載容易確定且且極限荷載小于于對應(yīng)比例界限限值的2倍，故故取極限荷載的的一半作為該試試驗點的承載力力特征值，即為為250kPa。算得變形模量：：從上述計算過程程可以看出，在在數(shù)據(jù)處理和分分析過程中不是是太精確，規(guī)范范的規(guī)定對很多多情況也不是太太明確，一般應(yīng)應(yīng)借助于經(jīng)驗和和理論知識，且且應(yīng)偏于安全。。復(fù)習(xí)思考題基礎(chǔ)的作用是什什么？為什么建建筑物要設(shè)置基基礎(chǔ)？什么是地基？什什么是天然地基基？什么是人工工地基？什么是復(fù)合地基基？列舉出常見見的4種復(fù)合地基的名名稱。在什么情況下應(yīng)應(yīng)該使用人工地地基？地基靜載荷試驗驗可以解決工程程中的那些問題題？為什么說地基靜靜載荷試驗是最最直觀可靠的地地基測試方法？？它的主要缺陷陷是什么？在天然地地基和復(fù)復(fù)合地基基上做靜靜載荷試試驗時，，應(yīng)如何何選取壓壓板尺寸寸？采用慢速速加載法法時，荷荷載應(yīng)如如何進(jìn)行行分級？？為什么么要滿足足穩(wěn)定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)？采用單樁樁復(fù)合地地基試驗驗對某工工程的振振沖碎石石樁復(fù)合合地基進(jìn)進(jìn)行檢測測，已知知樁的排排列為等等邊三角角形，樁樁距為1.2m，設(shè)計要求求復(fù)合地地基承載載力特征征值不低低于200kPa，如采用圓圓形承壓壓板，請請確定承承壓板的的直徑和和千斤頂頂?shù)募墑e別，又如如果采用用壓重平