《地基静载荷试验》PPT课件.ppt

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1、第2章 地 基 静 载 荷试验,主要内容,2.1 概述2.2 基本规定2.3 静载试验仪器设备2.4 现场检测技术方法2.5 数据处理与资料整理2.6 报告编写、审签与资料归档,一、地基、地基处理与复合地基的概念,2.1 概述,（1）地基,支撑建筑物基础的土体或岩体称之建筑物地基。,（2）地基处理,提高地基强度，改善其变形性质或渗透性质而采取的技术措施。,一、地基、地基处理与复合地基的概念,2.1 概述,（3）复合地基,部分土体被增强或被置换，形成地由地基土和增强体共同承担荷载的人工地基。,一、地基、地基处理与复合地基的概念,2.1 概述,地基处理,人工地基,双层地基,均质地基,复合地基,结果

2、,如：换填垫层处理,如：排水固结处理,一、地基、地基处理与复合地基的概念,2.1 概述,加固区土体性质得到全面改良，无论是平面位置与深度,一、地基、地基处理与复合地基的概念,2.1 概述,经地基处理形成的均质加固区的厚度与荷载作用面积或者与其相应持力层和压缩层厚度相比较为较小，在荷载作用影响区内，地基由两层性质相差较大的土体组成,一、地基、地基处理与复合地基的概念,2.1 概述,基体,增强体,基体,增强体,二、地基、复合地基的主要类型,2.1 概述,（1）地基,人工地基,天然地基,地基,二、地基、复合地基的主要类型,2.1 概述,（2）复合地基,竖向增强体复合地基,水平向增强体复合地基,散体材

3、料桩,柔性桩,粘结材料桩,刚性桩,加筋土,一、地基变形的基本概念,2.2 基本理论,（1）建筑物地基中作用的两种应力,附加应力,自重应力,基础底面下地基土中附加应力分布随深度具有非线性扩散性质。,条形基础：H=1.5B时,Pi=0.5P0，主要受力层3B。,独立基础：H=0.5B时,Pi=0.5P0，主要受力层1.52.0B。,一、地基变形的基本概念,2.2 基本理论,（1）建筑物地基中作用的两种应力,地基浅层平板载荷试验往往只反映了建筑物下浅层地基的变形特性,当地基的主要受力层由性质相差悬殊的多层土组成时，宜分层进行载荷试验或用不同面积的载荷板在同一试验深度进行。也可以补充其它原位测试手段，

4、如轻便触探、标贯试验、静力触探等，对建筑场地的变形特征作出综合判定。,一、地基变形的基本概念,2.2 基本理论,（2）地基受竖向荷载作用变形的三个阶段,（a）直线变形阶段（压密阶段）：地基土的变形是由于土的孔隙体积的减小即压密所引起。（b）局部剪切阶段：压板下地基土在发生压密的同时，压板两侧基础边缘处的应力首先达到极限平衡，土体产生剪切而发生塑性变形区，并随荷载的增加，塑形变形区范围逐渐扩大，下沉量显著增大。,一、地基变形的基本概念,2.2 基本理论,（2）地基受竖向荷载作用变形的三个阶段,（c）完全破坏阶段：压板连续急剧下沉，即地基土中的塑性变形区不断扩大。,二、复合地基受竖向荷载的变形特性

5、,2.2 基本理论,复合地基在刚性基础下的变形特性比较复杂，随桩体与土体的相对刚度（如桩体材料性质、桩土应力比、面积置换率等因素）的变化而变化。,二、复合地基受竖向荷载的变形特性,2.2 基本理论,（1）复合地基的变形特征,EpEs1,初始,增强体和桩间土体中竖向应力大小大致上按两者的模量比分配,当,荷载Q,s,p,荷载向增强体上转移,土体产生蠕变,二、复合地基受竖向荷载的变形特性,2.2 基本理论,（2）复合地基设计中涉及的主要参数,a）桩土应力比n,复合地基中桩土应力比不是常数。通常柔性桩的桩土应力比n10，刚性桩的桩土应力比n为1540。,a）面积置换率m,2.3 静载试验仪器设备,荷载

6、测量装置,变形测量装置,加载反力装置,静载试验,与桩基静载试验基本一样。,一、地基土载荷试验,2.4 现场检测技术方法,（1）试验依据,建筑地基基础设计规范GB50007-2011,地基土载荷试验适用于具有足够厚度的天然地基，这是由于采用平板载荷试验，其作用的主要影响深度约为1.52倍载荷板边长，对于一个面积为0.5m2，边长为0.707m的方形载荷板，要求天然地基的厚度不小于1.5m。,岩土工程勘察规范GB50021-2001（2009年版）,一、地基土载荷试验,2.4 现场检测技术方法,（2）试验点位置选择,天然地基载荷试验点应布置在有代表性的地点和基础底面标高处，且布置在技术钻孔附近。当

7、场地地质成因单一、土质分布均匀时，试验点离技术钻孔距离不宜超过10m，反之不应超过5m，也不宜小于2m。,一、地基土载荷试验,2.4 现场检测技术方法,（3）试验方法,a）承压板,1）浅层平板载荷试验,岩土工程勘察规范（GB50021-2001（2009年版）规定,一般宜采用0.250.50m2，对均质密实的土，可采用0.1m2，对软土和人工填土，不应小于0.5m2。,建筑地基基础设计规范GB50007-2011,承压板面积不应小于0.25m2，对于软土不应小于0.5m2。,一、地基土载荷试验,2.4 现场检测技术方法,（3）试验方法,a）承压板,1）浅层平板载荷试验,为使地基载荷试验的压板真

8、正处在无埋深条件下，试坑长度和宽度应大于载荷板相应尺寸的3倍。,为使压板和地基土接触良好，压板与地基土的接触面处宜采用10-20mm厚度的中、粗砂层找平，其厚度不超过20mm。,一、地基土载荷试验,2.4 现场检测技术方法,（3）试验方法,b）加荷装置通常采用三种形式：,1）浅层平板载荷试验,压重平台反力装置,地锚系统反力装置,直接堆重荷载平台,一、地基土载荷试验,2.4 现场检测技术方法,（3）试验方法,一、地基土载荷试验,2.4 现场检测技术方法,（3）试验方法,感应探头取代了百分表，精度更高,一、地基土载荷试验,2.4 现场检测技术方法,（3）试验方法,一、地基土载荷试验,2.4 现场检

9、测技术方法,（3）试验方法,c）加荷等级,1）浅层平板载荷试验,不应少于8级，最大加载量不应小于设计要求的两倍；,GB50007-2011提倡的加荷方法是慢速维持载法,d）测读时间,每次荷载施加后第一小时内按间隔10min、10 min、10 min、15 min、15 min进行测读，以后每隔半小时测读一次，直至沉降稳定。,一、地基土载荷试验,2.4 现场检测技术方法,（3）试验方法,e）稳定标准,1）浅层平板载荷试验,当连续二小时内每小时的沉降量不超过0.1mm时，则认为已趋稳定，,一、地基土载荷试验,2.4 现场检测技术方法,（3）试验方法,f）加载终止标准,1）浅层平板载荷试验,承压板

10、周围的土明显出现侧向挤出；,沉降量急骤增大，荷载沉降（ps）曲线出现陡降段；,在某级荷载下24小时内沉降速率不能达到稳定；,沉降量与承压板宽度或直径之比大于或等于0.06。,一、地基土载荷试验,2.4 现场检测技术方法,（3）试验方法,a）承压板,2）深层平板载荷试验,直径0.8m的刚性承压板，紧靠压板周边外侧的土层高度不少于80cm。,加荷等级可按预估极限承载力的 1/101/15 分级施加。,b）加荷等级,一、地基土载荷试验,2.4 现场检测技术方法,（3）试验方法,c）观测时间、稳定标准,2）深层平板载荷试验,每级荷载后的观测时间间隔、稳定标准同浅层平板载荷试验。,一、地基土载荷试验,2

11、.4 现场检测技术方法,（3）试验方法,2）深层平板载荷试验,d）加载终止标准,沉降量急骤增大，荷载-沉降（p-s）曲线上有可判定极限承载力的陡降段，且沉降量超过0.04d（d为承压板直径）；,在某级荷载下，24小时内沉降速率不能达到稳定标准；,本级沉降量大于前一级沉降量的5倍；,当持力层土层坚硬，沉降量很小时，最大加载量不小于设计荷载的2倍。,二、处理地基及复合地基载荷试验,2.4 现场检测技术方法,（1）处理地基载荷试验,处理地基分两种情况：,处理范围和深度都较大，已超过主要持力层深度，其承载特性类似于承载力较高的天然地基。,受力特性相当于上硬（处理深度内）下软（软弱下卧层）的双层地基。,

12、双层地基,均质地基,二、处理地基及复合地基载荷试验,2.4 现场检测技术方法,（1）处理地基载荷试验,处理地基载荷试验的应参照浅层平板静载荷试验要点GB50007-2011进行，但载荷试验压板边长或直径应满足不小于处理层厚度的1/3。,二、处理地基及复合地基载荷试验,2.4 现场检测技术方法,（2）复合地基载荷试验,GB50007-2011规定，复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定，或采用竖向增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定。同时在条文编制说明中指出：由于复合地基竖向增强体种类多，复合地基设计承载力表达式不能完全统一，必须按地区经验由现场试验结果确定。,二

13、、处理地基及复合地基载荷试验,2.4 现场检测技术方法,（2）复合地基载荷试验,试验依据,建筑地基基础设计规范GB50007-2011,建筑地基处理技术规范JGJ79-2012,二、处理地基及复合地基载荷试验,2.4 现场检测技术方法,（2）复合地基载荷试验,对于大型工程包括重要工程，采用的载荷板尺寸应尽量与基础宽度相适应，或采用多桩复合地基载荷试验：,对于一般工程，可做单桩载荷试验。由于复合地基是依靠桩（竖向增强体）与桩周土体共同协调作用来承担建筑物荷载的，因此单桩竖向载荷试验的结果不能确切地反映复合地基承载力和变形特征，与单桩的试验结果通常会出现矛盾，其检测结果只能作为参考。在进行复合地基

14、评价时，应以复合地基载荷试验结果为主要评定依据。,二、处理地基及复合地基载荷试验,2.4 现场检测技术方法,（2）复合地基载荷试验,1）承压板,复合地基载荷试验用于测定承压板下应力主要影响范围内复合土层的承载力和变形参数。复合地基载荷试验承压板应具有足够刚度。单桩复合地基载荷试验的承压板可用圆形或方形。,面积为一根桩承担的处理面积；多桩复合地基载荷试验的承压板可用方形或矩形，其尺寸按实际桩数所承担的处理面积确定。桩的中心（或形心）应与承压板中心保持一致，并与荷载作用点相重合。,二、处理地基及复合地基载荷试验,2.4 现场检测技术方法,（2）复合地基载荷试验,1）承压板,二、处理地基及复合地基载

15、荷试验,2.4 现场检测技术方法,（2）复合地基载荷试验,1）承压板,承压板底面标高应与桩顶设计标高相适应。承压板底面下宜铺设粗砂或中砂垫层，垫层厚度取50150mm，桩身强度高时宜取大值。试验标高处的试坑长度和宽度，应不小于承压板尺寸的3倍。基准梁的支点应设在试坑之外。,二、处理地基及复合地基载荷试验,2.4 现场检测技术方法,（2）复合地基载荷试验,二、处理地基及复合地基载荷试验,2.4 现场检测技术方法,（2）复合地基载荷试验,3）复合地基载荷试验要点,a）加载等级,加载等级可分为812级。最大加载压力不应小于设计要求压力值的2倍。,b）测读时间,每加一级荷载前后均应各读记承压板沉降量一

16、次，以后每半个小时读记一次。当一小时内沉降量小于0.1mm时，即可加下一级荷载。,二、处理地基及复合地基载荷试验,2.4 现场检测技术方法,（2）复合地基载荷试验,3）复合地基载荷试验要点,c）终止条件,沉降急剧增大，土被挤出或承压板周围出现明显的隆起；,承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6：,当达不到极限荷载，而最大加载压力已大子设计要求压力值的2倍。,当出现下列现象之一时可终止试验：,二、处理地基及复合地基载荷试验,2.4 现场检测技术方法,（2）复合地基载荷试验,3）复合地基载荷试验要点,e）卸载,卸载级数可为加载级数的一半，等量进行，每卸一级，间隔半小时，读记回弹量，待卸完全部荷载

17、后间隔三小时读记总回弹量。,一、地基土载荷试验,2.5 数据处理与资料整理,（1）原始资料整理,p-s曲线,一、地基土载荷试验,2.5 数据处理与资料整理,（2）地基土承载力特征值的确定,建筑地基基础设计规范（GBJ50007-2011）对于确定承载力特征值的规定如下：,当ps曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值；,当极限荷载小于对应比例界限的荷载值的2倍时，取极限荷载的一半；,不能按上述两款要求确定时，当压板面积为0.250.5m2，可取s/b=0.010.015所对应的荷载，但其值不应大于最大加载量的一半。,一、地基土载荷试验,2.5 数据处理与资料整理,（2）地基土承载力特征值

18、的确定,建筑地基基础设计规范（GBJ50007-2011）对于确定承载力特征值的规定如下：,同一土层参加统计的试验点不应少于3点，当试验实测值的极差不超过其平均值的30%时，取此平均值作为该土层的地基承载力特征值fak。,一、地基土载荷试验,2.5 数据处理与资料整理,（3）变形模量计算,在p-s曲线的直线段OA上可以任选一点p和对应的s，代入下列公式即可算出压板下压缩土层(大致3B或3D厚)内的平均E0值，并可用于计算地基沉降。,圆形刚性压板（D为直径）：,方形刚性压板（B为边长）：,二、复合地基载荷试验,2.5 数据处理与资料整理,（1）复合地基承载力特征值的确定,（a）当压力一沉降曲线上

19、极限荷载能确定，而其值不小于对应比例界限的2倍时，可取比例界限；当其值小于对应比例界限的2倍时，可取极限荷载的一半；,二、复合地基载荷试验,2.5 数据处理与资料整理,（1）复合地基承载力特征值的确定,对砂石桩、振冲桩复合地基或强夯置换墩：当以粘性土为主的地基，可取s/b或s/d等于0.015所对应的压力（s为载荷试验承压板的沉降量；b和d分别为承压板宽度和直径，当其值大于2m时，按2m计算）；当以粉土或砂上为主的地基，可取或等于0.01所对应的压力。,对土挤密桩。石灰桩或柱锤冲扩桩复合地基，可取5或s/d等于0.012所对应的压力。对灰土挤密桩复合地基，可取s/b或s/d等于0.008所对应

20、的压力。,（b）当压力一沉降曲线是平缓的光滑曲线时，可按相对变形值确定：,二、复合地基载荷试验,2.5 数据处理与资料整理,（1）复合地基承载力特征值的确定,对水泥粉煤灰碎石桩或夯实水泥土桩复合地基，当以卵石、圆砾、密实粗中砂为主的地基，可取s/b或s/d等于0.008所对应的压力；当以粘性土。粉上为主的地基，可取s/b或s/d等于0.01所对应的压力。,（b）当压力一沉降曲线是平缓的光滑曲线时，可按相对变形值确定：,对水泥土搅拌桩或旋喷桩复合地基，可取s/b或s/d等于0.006所对应的压力。,对有经验的地区，可按当地经验确定相对变形值。按相对变形值确定的承载力特征值不应大于最大加载压力的一

21、半。,二、复合地基载荷试验,2.5 数据处理与资料整理,（1）复合地基承载力特征值的确定,试验点的数量不应少于3点，当满足其极差不超过平均值的30时，可取其平均值为复合地基承载力特征值。,一、地基土载荷试验,2.6 报告的编写、审签、资料归档,（1）工程概况：包括试验地点、时间、试验点平面布置图，建设、设计、勘察、施工单位等。,（2）工程地质概况,（3）测试方法。,（4）试验结果。,二、复合地基载荷试验,2.6 报告的编写、审签、资料归档,（1）委托方名称，工程名称、地点，建设、勘察、设计、监理和施工单位，基础、结构形式，层数，设计要求，检测目的，检测依据，检测数量，检测日期。,（2）地质条件描述,（3）受检的复合地基的位置和相关施工记录。,（4）检测方法，检测仪器设备，检测过程叙述。,（5）受检复合地基的检测数据，实测与计算分析曲线、表格和汇总结果。,（6）与检测内容相应的检测结论。,