1、鐵路工程試驗(yàn)檢測人員培訓(xùn)班,地 基 檢 測 xxx（編著） 二0一五年三月,地基檢測,1、概念：地基是指建筑物下面支承基礎(chǔ)的土體或巖體。作為建筑地基的土層分為巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。 2、分類：天然地基和人工地基。 （1）天然地基：凡天然土層具有足夠的承載能力，不須經(jīng)人工改良或加固，可直接承擔(dān)上部建筑荷載的稱為天然地基。 （2）人工地基：當(dāng)建筑物上部的荷載較大或地基土層的承載能力較弱，缺乏足夠的穩(wěn)定性，須預(yù)先對土壤進(jìn)行人工加固后才能承擔(dān)上部建筑荷載的稱為人工地基。 人工地基一般可分墊層地基（如：素土、灰土、砂石墊層等）和復(fù)合地基（如：灰土擠密樁、水泥土樁、CFG樁復(fù)合地基等

2、）。,二、地基檢測涉及的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)程 1、巖土工程勘察規(guī)范(GB50021-2001)2009年修訂板 2、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007-2011) 3、濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范(GB50025-2004) 4、建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(GB50202-2002) 5、土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T50123-1999 6、建筑地基處理技術(shù)規(guī)范(JGJ79-2012) 7、原狀土取樣技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JGJ89-92） 8、鐵路工程地質(zhì)原位測試規(guī)程（TB10041-2003） 9、鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程（TB10106-2010） 10、鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程（TB10102-2010

3、）,三、地基檢測方法 地基檢測主要采用原位測試方法，包括：平板載荷試驗(yàn)、靜力觸探、圓錐動力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入、十字板剪切、旁壓試驗(yàn)及扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)等。 （一）平板載荷試驗(yàn) 1、目的和范圍 平板載荷試驗(yàn)，是通過一定面積的承壓板向地基土施加逐級荷載，觀測地基土在各級荷載作用下的沉降量，利用p-s曲線分析確定地基土的承載力。同時還能確定地基土的變形模量和地基系數(shù)等。 平板載荷試驗(yàn)適用于各類土、軟質(zhì)巖和風(fēng)化巖體。承壓板應(yīng)置于基礎(chǔ)底面標(biāo)高處，若其設(shè)計(jì)標(biāo)高未能事先確定，應(yīng)將承壓板置于自然地面下0.5m處。平板載荷試驗(yàn)對地基土的影響深度一般為承壓板直徑或邊長的2倍。,2、 試驗(yàn)設(shè)備 （1）反力裝置 地錨法：以若干

4、個地錨作為反力裝置； 堆載法：以鐵塊、砼塊、土袋放置在壓重平臺上作為反力； （2）加載裝置：油泵、千斤頂（或帶壓力表千斤頂）、力傳感器等。 （3）觀測裝置：基準(zhǔn)樁、基準(zhǔn)梁、百分表或位移傳感器及記錄處理儀； （4）承壓板：圓形、方形。 地基土的承壓板面積為0.25m20.5m2； 人工墊層地基的承壓板尺寸應(yīng)能反應(yīng)地基下臥層土的應(yīng)力情況； 復(fù)合地基的承壓板面積為一根樁承擔(dān)的處理面積。,3、淺層平板載荷試驗(yàn)要點(diǎn) （1）適用于確定淺部地基土層的承壓板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)的承載力。承壓板面積不應(yīng)小于 0. 25 m2，對于軟土不應(yīng)小于0.5m2； （2）試驗(yàn)基坑寬度不應(yīng)小于承壓板寬度或直徑的三倍。應(yīng)保持

5、試驗(yàn)土層的原狀結(jié)構(gòu)和天然濕度。宜在擬試壓表面用粗砂或中砂層找平，其厚度不超過20mm； （3）加荷分級不應(yīng)少于8級，最大加載量不應(yīng)小于設(shè)計(jì)要求的2倍；,（4）每級加載后，按間隔10、10、10、15、15分鐘，以后為每隔半小時測讀一次沉降量，當(dāng)在連續(xù)兩小時內(nèi)，每小時的沉降量小于0.1時，則認(rèn)為已趨穩(wěn)定，可加下級荷載； （5）當(dāng)出現(xiàn)下列情況時，即可終止加載： 承壓板周圍的土明顯地側(cè)向擠出； 沉降S急驟增大，荷載沉降(PS)曲線出現(xiàn)陡降段； 在某一級荷載作用下，24小時沉降速率不能達(dá)穩(wěn)定； 沉降量與承壓板寬度或直徑之比大于或等于0.06。 當(dāng)滿足上述前三種情況之一時，其對應(yīng)的前級荷載為極限荷載。,

6、（6）承載力特征值的確定應(yīng)符合下列規(guī)定： 當(dāng)PS曲線上有比例界限時，取該比例界限所對應(yīng)的荷載值； 當(dāng)極限荷載小于對應(yīng)比例界限的荷載值的2倍時，取極限荷載的一半； 當(dāng)不能按上述二款要求確定時，當(dāng)壓板面積為0.250.50 m2，可取sb=0.010.015所對應(yīng)的荷載，但其值不應(yīng)大于最大加載量的一半。 （7）同一土層參加統(tǒng)計(jì)的試驗(yàn)點(diǎn)不應(yīng)少于3點(diǎn)，當(dāng)試驗(yàn)實(shí)測值的極差不超過其平均值的30%時，取此平均值作為該土層的地基承載力特征值fak。,2、深層平板載荷試驗(yàn)要點(diǎn) 所謂深層平板載荷試驗(yàn)，就是將承壓板置于地基土中一定深度處的原位試驗(yàn)。其要點(diǎn)如下： （1）深層平板載荷試驗(yàn)可適用于確定深部地基土層及大直徑

7、樁樁端土層在承壓板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)的承載力。 （2）深層平板載荷試驗(yàn)的承壓板采用直徑為0.8m（0.5m2）的剛性板，緊靠承壓板周圍外層的土層高度應(yīng)不少于80cm。 （3）加荷等級可按預(yù)估極限承載力的1/101/15分級施加。 .,（4）每級加載后，按間隔10、10、10、15、15分鐘，以后為每隔半小時測讀一次沉降量，當(dāng)在連續(xù)兩小時內(nèi)，每小時的沉降量小于0.1mm時,則認(rèn)為已趨穩(wěn)定,可加下級荷載； （5）當(dāng)出現(xiàn)下列情況下之一時，可終止加載： 沉降S急驟增大，荷載沉降(PS)曲線上有判定極限承載力的陡降段，且沉降量超過0.04d（d為承壓板直徑）。 在某一級荷載作用下，24小時沉降速率不能

8、達(dá)穩(wěn)定； 本級沉降量大于前級沉降量的5倍； 當(dāng)持力層土層堅(jiān)硬，沉降量很小時，最大加載量不小于設(shè)計(jì)要求2倍。,（6）承載力特征值的確定應(yīng)符合下列規(guī)定： 當(dāng)PS曲線上有比例界限時，取該比例界限所對應(yīng)的荷載值； 滿足前三條終止加載條件之一時，其對應(yīng)的前一級荷載定為極限荷載。當(dāng)該值小于對應(yīng)比例界限的荷載值的2倍時，取極限荷載值的一半； 不能滿足上述二款要求確定時,可取s/d=0.010.015所對應(yīng)的荷載，但其值不應(yīng)大于最大加載量的一半。 （7）同一土層參加統(tǒng)計(jì)的試驗(yàn)點(diǎn)不應(yīng)少于3點(diǎn)，當(dāng)試驗(yàn)實(shí)測值的極差不超過其平均值的30%時，取此平均值作為該土層的地基承載力特征值fak。,3、復(fù)合地基載荷試驗(yàn)要點(diǎn) 復(fù)

9、合地基載荷試驗(yàn)分單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)和多樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)。用于測定承壓板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)復(fù)合土層的承載力和變形參數(shù)。 （1）承壓板應(yīng)具有足夠剛度。單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)的承壓板可用圓型或方型，面積為一根樁承擔(dān)的處理面積；多樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)的承壓板可用方形或矩形，其尺寸按實(shí)際樁數(shù)所承擔(dān)的處理面積確定。樁的中心（或形心）應(yīng)與承壓板中心保持一致，并與荷載作用點(diǎn)相重合。,注：一根樁所承擔(dān)的處理面積的等效圓直徑de： 按等邊三角形布樁de =1.05s 按正方形布樁de =1.13s 按矩形布樁de =1.13s1s2 s、s1、s2分別為樁間距、縱向間距和橫向間距。 按等邊三角形布置試樁平面圖；

10、 按矩形布置的試樁平面圖,s,s,s,s1,s2,de,de,（2）承壓板底面標(biāo)高與樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高相適應(yīng)。承壓板底面宜鋪設(shè)粗砂或中砂墊層，墊層厚度取為50150mm，樁身強(qiáng)度高時宜大值。試驗(yàn)標(biāo)高處的試坑長度和寬度，不應(yīng)小于承壓板尺寸的3倍。基準(zhǔn)梁的支點(diǎn)應(yīng)設(shè)在試坑之外。 （3）試驗(yàn)前應(yīng)采取措施，防止試驗(yàn)場地地基土含水量變化或地基土擾動，以免影響試驗(yàn)結(jié)果。 （4）加載等級可分812級，最大加載壓力不應(yīng)小于設(shè)計(jì)要求壓力值的2倍。 （5）每加一級荷載前后均應(yīng)各讀記承壓板沉降量一次，以后每半小時讀記一次。當(dāng)一小時內(nèi)沉降量小0.1mm時，可加下一級荷載。,（6）當(dāng)出現(xiàn)下列現(xiàn)象之一時可終止試驗(yàn)： 沉降急劇增大

11、，土被擠出或承壓板周圍出現(xiàn)明顯的隆起； 承壓板累計(jì)沉降量已大于其寬度或直徑的6%； 當(dāng)達(dá)不到極限荷載，而最大加載壓力已大于設(shè)計(jì)要求壓力值2倍。 （7）缷載級數(shù)可為加載級數(shù)的一半，等量進(jìn)行，每一級，間隔半小時，讀記回彈量，待缷完全部荷載后間3小時讀記總回彈量。,（8）復(fù)合地基承載力特征值的確定： 當(dāng)ps曲線上極限承載力能確定，而其值不小于對應(yīng)的比例界限的2倍時，可取比例界限；當(dāng)其值班小于比例界限的2倍時，可取極限荷載的一半。 當(dāng)ps曲線是平緩的光滑曲線時，可按相對變形值確定： 1）對于砂石樁、振沖樁復(fù)合地基或強(qiáng)夯置換墩：當(dāng)以粘土為主的地基，可取s/b或s/d等于0.015所對應(yīng)的壓力（當(dāng)b或d大

12、于2m時，按2m計(jì)算）；當(dāng)以粉土或砂土為主的地基，可取s/b或s/d等于0.01所對應(yīng)的壓力。 2）對于擠密樁。石灰樁或柱錘沖擴(kuò)樁復(fù)合地基，可取s/b或s/d等于0.012所對應(yīng)的壓力.；對于灰土擠密樁復(fù)合地基，可取s/b或s/d等于0.008所對應(yīng)的壓力。,3）對于CFG樁或夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基，當(dāng)以卵石、圓礫、密實(shí)粗中砂為主的地基，s/b或s/d等于0.008所對應(yīng)的壓力；當(dāng)以粘性土、粉土為主的地基，s/b或s/d等于0.01所對應(yīng)的壓力。 4）對水泥土攪拌樁或旋噴樁復(fù)合地基，可取s/b或s/d等于0.006所對應(yīng)的壓力。 5）對有經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)，也可按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定相對變形值。 按相對變形值確

13、定的承載力特征值不應(yīng)大于最大加載壓力的一半。 6）試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)量不應(yīng)少于3點(diǎn)，當(dāng)滿足其極差不超過平均值的30%時，可取平均值為復(fù)合地基承載力特征值。,（二）靜力觸探 1、原理：靜力觸探是采用靜力儀，通過液壓千斤頂或其它機(jī)械傳動方法，把帶有圓錐形探頭的鉆桿以一定的速度壓入土層中，通過電子測量儀器將探頭內(nèi)的力傳感器接收到的貫力阻力記錄下來。根據(jù)貫力阻力通過各土層的變化，可達(dá)到了解地層工程性質(zhì)的目的。 2、適用范圍：本方法適用于軟土、粘性土、粉土、砂土及含少量碎石的土層。靜力觸探可根據(jù)工程需要采用單橋探頭、雙橋探頭或帶孔隙水壓力量測的單、雙橋探頭，可測定比貫入阻力（ps）、錐尖阻力（qc）、側(cè)壁摩阻力（

14、fs）和貫入時的孔隙水壓力（u）。,3、主要設(shè)備 靜力觸探試驗(yàn)的主要設(shè)備包括：探頭及探桿、貫入系統(tǒng)、試驗(yàn)采集、記錄處理設(shè)備。 4、試驗(yàn)技術(shù)要求 （1）探頭圓錐錐底截面積采用10cm2或15cm2，單橋探頭側(cè)壁高度分別采用57mm或70mm，雙橋探頭側(cè)壁面積采用150300cm2，尖錐角應(yīng)為60； （2）探頭應(yīng)勻速垂直壓入土中,貫入速率為1.2m/min； （3）探頭測力傳感器應(yīng)連同儀器、電纜進(jìn)行定期標(biāo)定，室內(nèi)探頭標(biāo)定測力傳感器的非線性誤差、重復(fù)性誤差、滯后誤差、溫度漂移、歸零誤差均應(yīng)小于1%FS，現(xiàn)場歸零誤差應(yīng)小于3%，絕緣電阻不小于500兆歐；,（4）深度記錄的誤差不應(yīng)大于觸探深度的1%；

15、（5）當(dāng)貫入深度超過30m，或穿過厚層軟土后再貫入硬土層時，應(yīng)采取措施防止孔斜或斷桿，也可配置側(cè)斜探頭，量測觸探孔的偏斜角，校正土層界限的深度； （6）孔壓探頭在貫入前，應(yīng)在室內(nèi)保證探閑應(yīng)變腔為已排除汽泡的氣體所飽和，并在現(xiàn)場采取措施保持探頭的飽和狀態(tài)，直至探頭進(jìn)入地下水位以下的土層為止；在孔壓靜探試驗(yàn)過程中不得上提探頭； （7）當(dāng)在預(yù)定深度進(jìn)行孔壓消散試驗(yàn)時，應(yīng)量測停止貫入后不同時間的孔壓值，其計(jì)時間隔由密而疏合理控制；試驗(yàn)過程不得松動探桿。,5、靜力觸探成果分析內(nèi)容 （1）繪制各種貫入曲線：單橋和雙橋探頭應(yīng)繪制ps-z曲線、qc-z曲線、fs-z曲線、Rf -z曲線；孔壓探頭應(yīng)繪制ui-z

16、曲線、qt-z曲線、ft-z曲線、Bq-z曲線和孔壓消散曲線：ut-lgt曲線。 其中：Rf 摩阻比； ut 孔壓探頭貫入土中量測的孔隙水壓力(（即初始孔壓）； qt 真錐頭阻力（經(jīng)孔壓修正）； ft 真?zhèn)缺谀ψ枇Γń?jīng)孔壓修正）； Bq 靜探孔壓系數(shù)， Bq=(ui-uo)/( qt-vo)； uo 試驗(yàn)深度處靜水壓力（kPa）； vo試驗(yàn)深度總上覆蓋壓力； ut 孔壓消散過程時刻t的孔隙水壓力。,（2）根據(jù)貫入曲線的線性特征，結(jié)合相鄰鉆孔資料和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，劃分土層和判定土類；計(jì)算各土層靜力觸探有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均值，或?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，提供靜力觸探的空間變化規(guī)律。 6、根據(jù)靜觸探資料，利用地區(qū)

17、經(jīng)驗(yàn)，可進(jìn)行力學(xué)分層，估算土的塑性狀態(tài)或密實(shí)度、強(qiáng)度、壓縮性、地基承載力、沉樁阻力、進(jìn)行液化判別等。根據(jù)孔壓消散曲線可估算土的固結(jié)系數(shù)和滲透系數(shù)。,(三) 圓錐動力觸探 1、原理：動力觸探是通過把錘提升到一定高度，令其自由下落沖擊探桿上的錘墊，使探頭貫入土中。其貫入陰力是通過貫入一定深度的錘擊數(shù)N來衡量。 2、適用范圍：動力觸探適用于強(qiáng)風(fēng)化、全風(fēng)化的硬質(zhì)巖石，各種軟質(zhì)巖石及各類土。,3、試驗(yàn)技術(shù)要求 （1）采用自動落錘裝置； （2）觸探桿最大偏斜度不大于2%，錘擊貫入應(yīng)連續(xù)進(jìn)行；同時防止錘擊偏心、探桿傾斜和側(cè)向晃動，保持探桿垂直度；錘擊速率每分鐘宜為1530擊； （3）每貫入1m,宜將探桿轉(zhuǎn)動一圈半；當(dāng)貫入深度超過10m,每貫入20cm,宜轉(zhuǎn)動探桿一次； （4）對于輕型動力觸探，當(dāng)N10100或貫入15cm的錘擊數(shù)超過50時，可停止試驗(yàn)；對重型動力觸探，當(dāng)連續(xù)三次超過N63.550時，可停止試驗(yàn)或改用超重型動力觸探。,4、試驗(yàn)成果分析內(nèi)容 （1）當(dāng)采用重型、超重型圓錐動力觸探確定碎石土密度時，其錘擊數(shù)N63.5、N120按巖土工程勘察規(guī)范（GB500