地基靜載荷試驗(yàn)課件

第2章地基靜載荷試驗(yàn)主要內(nèi)容2.1概述2.2基本規(guī)定2.3靜載試驗(yàn)儀器設(shè)備2.4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法2.5數(shù)據(jù)處理與資料整理2.6報(bào)告編寫、審簽與資料歸檔一、地基、地基處理與復(fù)合地基的概念2.1概述（1）地基支撐建筑物基礎(chǔ)的土體或巖體稱之建筑物地基。（2）地基處理提高地基強(qiáng)度，改善其變形性質(zhì)或滲透性質(zhì)而采取的技術(shù)措施。一、地基、地基處理與復(fù)合地基的概念2.1概述地基處理人工地基雙層地基均質(zhì)地基復(fù)合地基結(jié)果如：換填墊層處理如：排水固結(jié)處理一、地基、地基處理與復(fù)合地基的概念2.1概述天然地基均質(zhì)地基加固區(qū)土體性質(zhì)得到全面改良，無論是平面位置與深度一、地基、地基處理與復(fù)合地基的概念2.1概述雙層地基經(jīng)地基處理形成的均質(zhì)加固區(qū)的厚度與荷載作用面積或者與其相應(yīng)持力層和壓縮層厚度相比較為較小，在荷載作用影響區(qū)內(nèi)，地基由兩層性質(zhì)相差較大的土體組成二、地基、復(fù)合地基的主要類型2.1概述（1）地基人工地基天然地基地基二、地基、復(fù)合地基的主要類型2.1概述（2）復(fù)合地基豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基水平向增強(qiáng)體復(fù)合地基散體材料樁柔性樁粘結(jié)材料樁剛性樁加筋土一、地基變形的基本概念2.2基本理論（1）建筑物地基中作用的兩種應(yīng)力附加應(yīng)力自重應(yīng)力基礎(chǔ)底面下地基土中附加應(yīng)力分布隨深度具有非線性擴(kuò)散性質(zhì)。條形基礎(chǔ)：H=1.5B時(shí),Pi=0.5P0，主要受力層3B。獨(dú)立基礎(chǔ)：H=0.5B時(shí),Pi=0.5P0，主要受力層1.5~2.0B。一、地基變形的基本概念2.2基本理論（2）地基受豎向荷載作用變形的三個(gè)階段（a）直線變形階段（壓密階段）：地基土的變形是由于土的孔隙體積的減小即壓密所引起。（b）局部剪切階段：壓板下地基土在發(fā)生壓密的同時(shí)，壓板兩側(cè)基礎(chǔ)邊緣處的應(yīng)力首先達(dá)到極限平衡，土體產(chǎn)生剪切而發(fā)生塑性變形區(qū)，并隨荷載的增加，塑形變形區(qū)范圍逐漸擴(kuò)大，下沉量顯著增大。一、地基變形的基本概念2.2基本理論（2）地基受豎向荷載作用變形的三個(gè)階段（c）完全破壞階段：壓板連續(xù)急劇下沉，即地基土中的塑性變形區(qū)不斷擴(kuò)大。二、復(fù)合地基受豎向荷載的變形特性2.2基本理論復(fù)合地基在剛性基礎(chǔ)下的變形特性比較復(fù)雜，隨樁體與土體的相對(duì)剛度（如樁體材料性質(zhì)、樁土應(yīng)力比、面積置換率等因素）的變化而變化。二、復(fù)合地基受豎向荷載的變形特性2.2基本理論（2）復(fù)合地基設(shè)計(jì)中涉及的主要參數(shù)a）樁土應(yīng)力比n復(fù)合地基中樁土應(yīng)力比不是常數(shù)。通常柔性樁的樁土應(yīng)力比n≤10，剛性樁的樁土應(yīng)力比n為15～40。a）面積置換率m2.3靜載試驗(yàn)儀器設(shè)備荷載測(cè)量裝置變形測(cè)量裝置加載反力裝置靜載試驗(yàn)與樁基靜載試驗(yàn)基本一樣。一、地基土載荷試驗(yàn)2.4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法（1）試驗(yàn)依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011地基土載荷試驗(yàn)適用于具有足夠厚度的天然地基，這是由于采用平板載荷試驗(yàn)，其作用的主要影響深度約為1.5～2倍載荷板邊長(zhǎng)，對(duì)于一個(gè)面積為0.5m2，邊長(zhǎng)為0.707m的方形載荷板，要求天然地基的厚度不小于1.5m?！稁r土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001（2009年版）一、地基土載荷試驗(yàn)2.4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法（3）試驗(yàn)方法a）承壓板1）淺層平板載荷試驗(yàn)巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001（2009年版））規(guī)定一般宜采用0.25~0.50m2，對(duì)均質(zhì)密實(shí)的土，可采用0.1m2，對(duì)軟土和人工填土，不應(yīng)小于0.5m2。建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2011承壓板面積不應(yīng)小于0.25m2，對(duì)于軟土不應(yīng)小于0.5m2。一、地基土載荷試驗(yàn)2.4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法（3）試驗(yàn)方法a）承壓板1）淺層平板載荷試驗(yàn)為使地基載荷試驗(yàn)的壓板真正處在無埋深條件下，試坑長(zhǎng)度和寬度應(yīng)大于載荷板相應(yīng)尺寸的3倍。為使壓板和地基土接觸良好，壓板與地基土的接觸面處宜采用10-20mm厚度的中、粗砂層找平，其厚度不超過20mm。一、地基土載荷試驗(yàn)2.4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法（3）試驗(yàn)方法b）加荷裝置通常采用三種形式：1）淺層平板載荷試驗(yàn)壓重平臺(tái)反力裝置地錨系統(tǒng)反力裝置直接堆重荷載平臺(tái)一、地基土載荷試驗(yàn)2.4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法（3）試驗(yàn)方法感應(yīng)探頭取代了百分表，精度更高一、地基土載荷試驗(yàn)2.4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法（3）試驗(yàn)方法一、地基土載荷試驗(yàn)2.4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法（3）試驗(yàn)方法f）加載終止標(biāo)準(zhǔn)1）淺層平板載荷試驗(yàn)①承壓板周圍的土明顯出現(xiàn)側(cè)向擠出；②沉降量急驟增大，荷載～沉降（p～s）曲線出現(xiàn)陡降段；③在某級(jí)荷載下24小時(shí)內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定；④沉降量與承壓板寬度或直徑之比大于或等于0.06。一、地基土載荷試驗(yàn)2.4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法（3）試驗(yàn)方法a）承壓板2）深層平板載荷試驗(yàn)直徑0.8m的剛性承壓板，緊靠壓板周邊外側(cè)的土層高度不少于80cm。加荷等級(jí)可按預(yù)估極限承載力的1/10～1/15分級(jí)施加。b）加荷等級(jí)一、地基土載荷試驗(yàn)2.4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法（3）試驗(yàn)方法c）觀測(cè)時(shí)間、穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)2）深層平板載荷試驗(yàn)每級(jí)荷載后的觀測(cè)時(shí)間間隔、穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)同淺層平板載荷試驗(yàn)。一、地基土載荷試驗(yàn)2.4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法（3）試驗(yàn)方法2）深層平板載荷試驗(yàn)d）加載終止標(biāo)準(zhǔn)①沉降量急驟增大，荷載-沉降（p-s）曲線上有可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）；②在某級(jí)荷載下，24小時(shí)內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)；③本級(jí)沉降量大于前一級(jí)沉降量的5倍；④當(dāng)持力層土層堅(jiān)硬，沉降量很小時(shí)，最大加載量不小于設(shè)計(jì)荷載的2倍。二、處理地基及復(fù)合地基載荷試驗(yàn)2.4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法（1）處理地基載荷試驗(yàn)處理地基分兩種情況：處理范圍和深度都較大，已超過主要持力層深度，其承載特性類似于承載力較高的天然地基。受力特性相當(dāng)于上硬（處理深度內(nèi)）下軟（軟弱下臥層）的雙層地基。雙層地基均質(zhì)地基二、處理地基及復(fù)合地基載荷試驗(yàn)2.4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法（1）處理地基載荷試驗(yàn)處理地基載荷試驗(yàn)的應(yīng)參照淺層平板靜載荷試驗(yàn)要點(diǎn)GB50007-2011進(jìn)行，但載荷試驗(yàn)壓板邊長(zhǎng)或直徑應(yīng)滿足不小于處理層厚度的1/3。二、處理地基及復(fù)合地基載荷試驗(yàn)2.4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法（2）復(fù)合地基載荷試驗(yàn)GB50007-2011規(guī)定，復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定，或采用豎向增強(qiáng)體的載荷試驗(yàn)結(jié)果和其周邊土的承載力特征值結(jié)合經(jīng)驗(yàn)確定。同時(shí)在條文編制說明中指出：由于復(fù)合地基豎向增強(qiáng)體種類多，復(fù)合地基設(shè)計(jì)承載力表達(dá)式不能完全統(tǒng)一，必須按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果確定。二、處理地基及復(fù)合地基載荷試驗(yàn)2.4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法（2）復(fù)合地基載荷試驗(yàn)試驗(yàn)依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012二、處理地基及復(fù)合地基載荷試驗(yàn)2.4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法（2）復(fù)合地基載荷試驗(yàn)對(duì)于大型工程包括重要工程，采用的載荷板尺寸應(yīng)盡量與基礎(chǔ)寬度相適應(yīng)，或采用多樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)：對(duì)于一般工程，可做單樁載荷試驗(yàn)。由于復(fù)合地基是依靠樁（豎向增強(qiáng)體）與樁周土體共同協(xié)調(diào)作用來承擔(dān)建筑物荷載的，因此單樁豎向載荷試驗(yàn)的結(jié)果不能確切地反映復(fù)合地基承載力和變形特征，與單樁的試驗(yàn)結(jié)果通常會(huì)出現(xiàn)矛盾，其檢測(cè)結(jié)果只能作為參考。在進(jìn)行復(fù)合地基評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)以復(fù)合地基載荷試驗(yàn)結(jié)果為主要評(píng)定依據(jù)。二、處理地基及復(fù)合地基載荷試驗(yàn)2.4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法（2）復(fù)合地基載荷試驗(yàn)1）承壓板復(fù)合地基載荷試驗(yàn)用于測(cè)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)。復(fù)合地基載荷試驗(yàn)承壓板應(yīng)具有足夠剛度。單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)的承壓板可用圓形或方形。

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。二、處理地基及復(fù)合地基載荷試驗(yàn)2.4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法（2）復(fù)合地基載荷試驗(yàn)1）承壓板二、處理地基及復(fù)合地基載荷試驗(yàn)2.4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法（2）復(fù)合地基載荷試驗(yàn)1）承壓板承壓板底面標(biāo)高應(yīng)與樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高相適應(yīng)。承壓板底面下宜鋪設(shè)粗砂或中砂墊層，墊層厚度取50～150mm，樁身強(qiáng)度高時(shí)宜取大值。試驗(yàn)標(biāo)高處的試坑長(zhǎng)度和寬度，應(yīng)不小于承壓板尺寸的3倍。基準(zhǔn)梁的支點(diǎn)應(yīng)設(shè)在試坑之外。二、處理地基及復(fù)合地基載荷試驗(yàn)2.4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法（2）復(fù)合地基載荷試驗(yàn)二、處理地基及復(fù)合地基載荷試驗(yàn)2.4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法（2）復(fù)合地基載荷試驗(yàn)3）復(fù)合地基載荷試驗(yàn)要點(diǎn)a）加載等級(jí)加載等級(jí)可分為8～12級(jí)。最大加載壓力不應(yīng)小于設(shè)計(jì)要求壓力值的2倍。b）測(cè)讀時(shí)間每加一級(jí)荷載前后均應(yīng)各讀記承壓板沉降量一次，以后每半個(gè)小時(shí)讀記一次。當(dāng)一小時(shí)內(nèi)沉降量小于0.1mm時(shí)，即可加下一級(jí)荷載。二、處理地基及復(fù)合地基載荷試驗(yàn)2.4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法（2）復(fù)合地基載荷試驗(yàn)3）復(fù)合地基載荷試驗(yàn)要點(diǎn)c）終止條件①沉降急劇增大，土被擠出或承壓板周圍出現(xiàn)明顯的隆起；②承壓板的累計(jì)沉降量已大于其寬度或直徑的6％：③當(dāng)達(dá)不到極限荷載，而最大加載壓力已大子設(shè)計(jì)要求壓力值的2倍。當(dāng)出現(xiàn)下列現(xiàn)象之一時(shí)可終止試驗(yàn)：二、處理地基及復(fù)合地基載荷試驗(yàn)2.4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方法（2）復(fù)合地基載荷試驗(yàn)3）復(fù)合地基載荷試驗(yàn)要點(diǎn)e）卸載卸載級(jí)數(shù)可為加載級(jí)數(shù)的一半，等量進(jìn)行，每卸一級(jí)，間隔半小時(shí)，讀記回彈量，待卸完全部荷載后間隔三小時(shí)讀記總回彈量。一、地基土載荷試驗(yàn)2.5數(shù)據(jù)處理與資料整理（1）原始資料整理p-s曲線一、地基土載荷試驗(yàn)2.5數(shù)據(jù)處理與資料整理（2）地基土承載力特征值的確定《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ50007-2011）對(duì)于確定承載力特征值的規(guī)定如下：①當(dāng)p~s曲線上有比例界限時(shí)，取該比例界限所對(duì)應(yīng)的荷載值；②當(dāng)極限荷載小于對(duì)應(yīng)比例界限的荷載值的2倍時(shí)，取極限荷載的一半；③不能按上述兩款要求確定時(shí)，當(dāng)壓板面積為0.25~0.5m2，可取s/b=0.01~0.015所對(duì)應(yīng)的荷載，但其值不應(yīng)大于最大加載量的一半。一、地基土載荷試驗(yàn)2.5數(shù)據(jù)處理與資料整理（2）地基土承載力特征值的確定《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ50007-2011）對(duì)于確定承載力特征值的規(guī)定如下：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(cè)值的極差不超過其平均值的30%時(shí)，取此平均值作為該土層的地基承載力特征值fak。一、地基土載荷試驗(yàn)2.5數(shù)據(jù)處理與資料整理（3）變形模量計(jì)算在p-s曲線的直線段OA上可以任選一點(diǎn)p和對(duì)應(yīng)的s，代入下列公式即可算出壓板下壓縮土層(大致3B或3D厚)內(nèi)的平均E0值，并可用于計(jì)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(zhǎng)）：二、復(fù)合地基載荷試驗(yàn)2.5數(shù)據(jù)處理與資料整理（1）復(fù)合地基承載力特征值的確定（a）當(dāng)壓力一沉降曲線上極限荷載能確定，而其值不小于對(duì)應(yīng)比例界限的2倍時(shí)，可取比例界限；當(dāng)其值小于對(duì)應(yīng)比例界限的2倍時(shí)，可取極限荷載的一半；二、復(fù)合地基載荷試驗(yàn)2.5數(shù)據(jù)處理與資料整理（1）復(fù)合地基承載力特征值的確定①對(duì)砂石樁、振沖樁復(fù)合地基或強(qiáng)夯置換墩：當(dāng)以粘性土為主的地基，可取s/b或s/d等于0.015所對(duì)應(yīng)的壓力（s為載荷試驗(yàn)承壓板的沉降量；b和d分別為承壓板寬度和直徑，當(dāng)其值大于2m時(shí)，按2m計(jì)算）；當(dāng)以粉土或砂上為主的地基，可取或等于0.01所對(duì)應(yīng)的壓力。②對(duì)土擠密樁。石灰樁或柱錘沖擴(kuò)樁復(fù)合地基，可取5或s/d等于0.012所對(duì)應(yīng)的壓力。對(duì)灰土擠密樁復(fù)合地基，可取s/b或s/d等于0.008所對(duì)應(yīng)的壓力。（b）當(dāng)壓力一沉降曲線是平緩的光滑曲線時(shí)，可按相對(duì)變形值確定：二、復(fù)合地基載荷試驗(yàn)2.5數(shù)據(jù)處理與資料整理（1）復(fù)合地基承載力特征值的確定③對(duì)水泥粉煤灰碎石樁或夯實(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，可取s/b或s/d等于0.008所