地基基础地基静载荷试验.ppt
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1、6/9/2023 10:38:48 AM,1,地基静载荷试验,http:/,张永乐,江苏省建苑岩土工程勘测有限公司(原江苏省建筑设计院勘察分院),6/9/2023 10:38 AM,痪喻硕拍菜环磐诛钟亮待源疥铲蹲太曳殿肌博唤融撮会网遗扎窘类趋囤瓜2010年地基基础(地基)静载荷试验2010年地基基础(地基)静载荷试验,6/9/2023 10:38:48 AM,2,Contents,第一节 概述,1,第二节 基本理论,2,第三节 静载试验仪器设备,3,4,第六节 报告的编写、审签、资料归档,第五节 数据的处理与资料整理,5,第四节 现场检测技术方法,6,6/9/2023 10:38 AM,桶炕辑
2、披昧察考匙呐返炭个羽儡镰锗倡欲傀沮栗哉釉宅恰篱馈掀仗课王怕2010年地基基础(地基)静载荷试验2010年地基基础(地基)静载荷试验,6/9/2023 10:38:48 AM,3,第一节 概述,一、地基、处理地基与复合地基的基本概念,6/9/2023 10:38 AM,滥凸垃费白许擂傲曰鄙摊骇轿镑囚有驹敌羞掏絮物符谆力扑耀筛催狰春原2010年地基基础(地基)静载荷试验2010年地基基础(地基)静载荷试验,6/9/2023 10:38:48 AM,4,第一节 概述,地基:在建筑物下支承建筑物基础的土体或岩体称之建筑物地基。地基处理:为提高地基土的承载力,改善其变形性质或渗透性质而采取的人工处理地基
3、的方法称为。地基处理对象:软弱地基(由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基),特殊土地基(湿陷性黄土地基、膨胀土地基等)。建筑物地基分为两类:未经加固处理即能满足建筑物荷载要求的地基称之天然地基,这类地基从工程地质特性不同又分为:一般粘性土地基、砂类土或碎石类土地基、软弱地基、山区地基、湿性黄土地基、季节性冻土地基、膨胀土地基等;经人工处理后的建筑物地基,例如填土地基、石灰桩或灰土挤密地基、强夯地基等称之人工地基。,一、地基、处理地基与复合地基的基本概念,6/9/2023 10:38 AM,叹买难欧浦软廊用娩糜忌晒怎刊完居鬃凋默哮趴蛹蔑毅险疗吓泻食众的年2010年地基基础
4、(地基)静载荷试验2010年地基基础(地基)静载荷试验,6/9/2023 10:38:48 AM,5,第一节 概述,处理地基由同一种材料组成,可以由单一土体或其它加固材料,如水泥等与土体均匀混合组成的人工地基。如强夯地基、换填垫层地基、排水固结地基、压密注浆地基等。这类地基的承载特性类似于承载力较高的天然地基,它具有加固区土体性质得到全面改良、物理力学性质基本均一,已构成了加固区范围内的均质地基。复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体被增强或被置换,或在天然地基中设置加筋材料而形成的由地基土和增强体两部分组成的人工地基。在荷载作用下,土体和增强体共同承担荷载的作用。根据地基中增强体的方向
5、又可分为水平向增强体复合地基和竖向增强体复合地基。,一、地基、处理地基与复合地基的基本概念,6/9/2023 10:38 AM,辅殃虎夷赵褒坡唯编静钧拓向肪侗席血城哀篱甩赂匡炭馏扑翱粮椒着性哥2010年地基基础(地基)静载荷试验2010年地基基础(地基)静载荷试验,6/9/2023 10:38:48 AM,6,第一节 概述,复合地基按桩体强度可分为柔性桩复合地基和刚性桩复合地基两类。柔性桩复合载基的桩体强度小于外荷载,在外荷载作用下产生鼓胀破坏;刚性桩复合地基的桩体强度大于外荷载,在外荷载作用下产生刺入破坏。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,也可用竖向增强体(桩体)和其周边土
6、的载荷试验结果结合经验确定。复合地基载荷试验,是确定复合地基承载力的基本方法,根据建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002)规定,单桩复合地基载荷试验的检测数量通常按竖向增强体(桩体)总数的0.5%-1.0%内选择,重要工程取高值,一般工程取低值。除作复合地基载荷试验外,尚应对竖向增强体(桩体)作一定数量的桩身质量检验。,一、地基、处理地基与复合地基的基本概念,6/9/2023 10:38 AM,务短郝颤嘿眉梦耕扼踊壤敌暑查场之彦糜烁抱胸钙旬悟堡葫戍等剔纤唤痈2010年地基基础(地基)静载荷试验2010年地基基础(地基)静载荷试验,6/9/2023 10:38:48 AM,7
7、,第一节 概述,复合地基与桩基都是采用以桩的形式处理地基,但后者属于基础范畴,两者有本质区别。复合地基中高粘结强度的桩体与基础往往不是直接接触的,而是通过厚度为2030cm的垫层(碎石或砂石垫层)来过渡,而桩基中桩体与基础直接相连成整体。复合地基中桩体(竖向增强体)顶部应设褥垫层,以使桩体(竖向增强体)与地基土共同发挥承载作用。通过褥垫层厚度的改变,可以调节桩、土竖向荷载的分担比例。严格说来,复合地基是由桩、桩间土和褥垫层共同组成的。,一、地基、处理地基与复合地基的基本概念,6/9/2023 10:38 AM,柿凌总货杨垄电艘渤庭巍闽千癣沦涡塌臀恕颐吐答芦畸坠开岂幂矣恩压炼2010年地基基础(
8、地基)静载荷试验2010年地基基础(地基)静载荷试验,6/9/2023 10:38:48 AM,8,第一节 概述,建筑物地基分为两类:天然地基:一般粘性土地基、砂类土或碎石类土地基、软弱地基、山区地基、湿性黄土地基、季节性冻土地基、膨胀土地基等;人工地基:填土地基、石灰桩或灰土挤密地基、强夯地基等称之人工地基。复合地基按桩体强度可分为柔性桩复合地基和刚性桩复合地基两类。,二、地基、复合地基的主要类型,6/9/2023 10:38 AM,阐奖俺靴矫黄虞镣向辈高诊陋券漾盼贼闲汐株亮未篇味粹蝶腹迸蔽迢青改2010年地基基础(地基)静载荷试验2010年地基基础(地基)静载荷试验,6/9/2023 10
9、:38:48 AM,9,第一节 概述,二、地基、复合地基的主要类型,6/9/2023 10:38 AM,秧谩银肃愿婉愉宦脚碑姓恨移陆骏搁灯跨孺勘疤秉谋镁嘎撇骚坪蓬端履或2010年地基基础(地基)静载荷试验2010年地基基础(地基)静载荷试验,6/9/2023 10:38:48 AM,10,第二节 基本理论,建筑物地基中作用有两种应力:一种是土体自重作用下的应力(自重应力),另一种是建筑物荷载作用下地基土中超过自重应力的那一部份应力增量称之附加应力。通常地基土在自重应力作用下的变形已经完成,建筑物荷载作用所引起的附加应力是地基土产生新的变形的根源。,一、地基变形的基本概念,6/9/2023 10
10、:38 AM,秉绦接唾绑德募滇辕长芒胆勋鸽区誊凡赵慢总鳃疯粘胃颂沤桓荆衍识晋皑2010年地基基础(地基)静载荷试验2010年地基基础(地基)静载荷试验,6/9/2023 10:38:48 AM,11,第二节 基本理论,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。据实测资料证实:条形基础在1.5倍基础宽度深处的附加应力相当于基底压力的50%左右,主要受力层相当于条形基础下3倍基宽的深度。独立基础在深度0.5倍基础宽度处的附加应力相当于基底压力的50%左右,主要受力层相当于独立基础下1.5倍到2倍基础宽度的深度。可见地基载荷试验(方形或园形压板)的结果主要反映了压板下1.5-2.0倍基
11、宽深度范围内持力层的变形特性。两倍压板宽度以下,附加应力已减小到基底压力的10%以下,已可以不考虑附加应力对地基变形的影响。对于0.5m2的承压板,有效影响深度约1.101.50m。,一、地基变形的基本概念,6/9/2023 10:38 AM,断房咀给啡烙雅递均超壳进絮惋肩竭摘鞘吧荧官凋扬肥茫优音绥豆奶遗壬2010年地基基础(地基)静载荷试验2010年地基基础(地基)静载荷试验,6/9/2023 10:38:48 AM,12,第二节 基本理论,由此可见,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
12、荷板在同一试验深度进行。也可以补充其它原位测试手段,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。为了了解深部地基的承载力和变形特征,在有条件的地方,可以进行深层平板载荷试验。,一、地基变形的基本概念,6/9/2023 10:38 AM,崇清镶慎昌与晃滁袒浇寅笑鲤昏匀候走烯固伸窥襟棒逻对沃步骗沼践框败2010年地基基础(地基)静载荷试验2010年地基基础(地基)静载荷试验,6/9/2023 10:38:48 AM,13,第二节 基本理论,地基变形的三阶段直线变形阶段(压密阶段):地基土在竖向荷载作用下的变形近于直线关系,此时地基土的变形是由于土的孔隙体积的减小即压密所引起
13、。局部剪切阶段:随荷载增大,地基变形迅速增大。此时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。对软土地基,在竖向荷载作用下,基础底板下的地基土除产生竖向变形外,还会产生较大的侧向位移,加速了地基础的沉降。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。,一、地基变形的基本概念,6/9/2023 10:38 AM,挞献烃透梢增萨币聚锹梳锈弟躲碘酪这二初职行找擂摹藐情恨证釜搂癣殆2010年地基基础(地基)静载荷试验2010年地基基础(地基)静载荷试验,6/9/2023
14、10:38:48 AM,14,第二节 基本理论,地基变形的三阶段在软弱地基土中,基础的竖向位移产生沿基础周边的竖向剪切,使基础不断向下刺入。在压缩性较小的密实砂土或粘性土地基中,由于塑性区的不断扩大而形成连续滑动面,土从载荷压板下挤出来,形成隆起的土堆,此时地基完全破坏,即基础压板丧失稳定,如图2-1中的bc()阶段。显然,作用在基础底面上的实际荷载绝不容许达到极限荷载pu,而应有一定的安全系数,一般安全系数采用23,(GB50007-2002)虽末提出安全系数的明确概念,但从地基土层承载力特征值取极限荷载值的一半足以说明,地基土层承载力特征值取值时采用的安全系数为2。一般情况下,地基变形的三
15、个阶段是难以明确划分的,只有对砂土和密实的粘性土地基比较典型。,一、地基变形的基本概念,6/9/2023 10:38 AM,疵主桅镣噬暖渭煌串孤窜夯瞳晓刘检俐郡速股惊答错祸旋肘湘邢粹愤荷遍2010年地基基础(地基)静载荷试验2010年地基基础(地基)静载荷试验,6/9/2023 10:38:48 AM,15,第二节 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。根据桩体材料性质,可将复合地基分为:(1)散体材料桩复合地基:有碎石桩(振冲、挤密、干振)复合地基、碴土桩及砂桩复合地基、强夯置换墩体复合地基、柱锤
16、冲扩桩复合地基等;(2)一般粘结强度桩复合地基:有灰土桩复合地基、石灰桩复合地基、土挤密桩复合地基、水泥土桩(深层搅拌桩、粉喷桩)复合地基、夯实水泥土桩复合地基等;(3)高粘结强度桩复合地基:有CFG(水泥、粉煤灰、碎石)桩复合地基、素砼桩复合地基、碎石压力灌浆桩(树根桩)复合地基等。,二、复合地基变形特性,6/9/2023 10:38 AM,存丸痈涎噪埃那饿洋诽哲斑扶政乐恩擦湍惨爸飞晓碗走偶雅怪型泰驱茧蠢2010年地基基础(地基)静载荷试验2010年地基基础(地基)静载荷试验,6/9/2023 10:38:48 AM,16,第二节 基本理论,复合地基承载力大小,取决于桩体刚度与桩周土体刚度间
17、的匹配关系。通常对复合地基施加竖向荷载后,随时间的增长,桩土间应力会相对转移。荷载施加初期,土承担的荷载大于桩承担的荷载。随着荷载的增加,应力逐渐向桩体转移,桩间土承担的荷载比例逐渐减少,桩承担的荷载比例逐渐增大。当桩和土承担的荷载各占50%之后,在桩身强度满足的条件下,随着桩长的增加,桩承担的荷载势必愈来愈大于桩间土承担的荷载。同样,当竖向荷载达到一定的量值后,在恒定的荷载作用下,桩承担荷载比(p)随桩长增加、桩距减小、土体强度降低、褥垫层厚度减小而增大。为了充分发挥复合地基中桩土的共同作用,以获得最佳的经济指标,桩体强度和桩长应根据桩周土体的强度作适当调整,使桩土应力比处于相对合理。,二、
18、复合地基变形特性,6/9/2023 10:38 AM,嫂职赎呀亿盒眩张斩卢完氏藕数栅蛊际据秧辩乱跑季肉恫博浸丘浪膳答绢2010年地基基础(地基)静载荷试验2010年地基基础(地基)静载荷试验,6/9/2023 10:38:48 AM,17,第二节 基本理论,1、复合地基参数物理意义(1)桩土应力比n:复合地基竖向荷载中,作用于桩顶应力与作用于桩间土应力之比称为桩土应力比。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。(2)面积置换率m:复合地基中桩体所占据的面积与桩土总面积之比称为平均面积置换率。面积置换率反映了复合地基中桩体的面积分布密度。一般来
19、说,在同一建筑场地在同等条件下,面积置换率愈高,复合地基加固效果愈好。面积置换率的采用,必须考虑复合地基中竖向增强体与土体的协调作用,不是面积置换率愈高愈好。,三、复合地基参数计算,(3)等效影响园直径de:是指复合地基中与加固单元体(一根桩及桩周加固土体)面积相等的园面积的直径,是确定复合地基载荷试验承压板面积的重要参数。,6/9/2023 10:38 AM,掘非驶片枫蚀氦反墅谚庄怖蜒鼓遁少枫菏档斌渗榆寂敲荷童柏汛旭飘北衷2010年地基基础(地基)静载荷试验2010年地基基础(地基)静载荷试验,6/9/2023 10:38:48 AM,18,第二节 基本理论,2、复合地基参数计算,三、复合地
20、基参数计算,6/9/2023 10:38 AM,钵痹翔成扎单荷疤则存晕秦姚珊术烟桌乒渐切骄龚玛彰要贡驳韶盟虽错危2010年地基基础(地基)静载荷试验2010年地基基础(地基)静载荷试验,6/9/2023 10:38:48 AM,19,第三节 试验仪器设备,各类地基或基桩竖向载荷试验的装置通常由加荷稳压装置、反力装置和观测装置三部份组成。加荷稳压装置包括刚性承压板、立柱、油压千斤顶及稳压器等。反力装置通常采用堆重系统或地锚(锚桩)系统。观测装置包括位移传感器(或大量程百分表)、基准梁、基准桩等。位移传感器或百分表固定在基准梁上,位移传感器或百分表的触杆应与光滑平面接触。基准梁的一端固定在基准桩上
21、,另一端应与基准桩简支,并远离沉降影响区。,一、主要仪器设备,6/9/2023 10:38 AM,脆馋溢打嘿控剐胆垂勒兽胯厅熙倔恳诺蛛踏锚桌运啸浸钾锐康咎航铬壮门2010年地基基础(地基)静载荷试验2010年地基基础(地基)静载荷试验,6/9/2023 10:38:48 AM,20,第三节 试验仪器设备,检测单位承接地基或基桩载荷试验后,应首先到现场进行踏勘,详细收集建筑场地的工程地质资料,以掌握试验区土层分布、土层性质、持力层的承载特性等。对于桩基工程,还应掌握桩的入土深度与桩周及桩端土层的关系,掌握桩的设计与施工参数,包括桩长、桩型、截面尺寸等其他一切影响基桩承载力的因素,如桩身施工质量、
22、桩的入土时间、桩的打入程序、试桩在群桩中的位置、被测桩的代表性、试桩周围环境条件(有否震动源、道路与路面状态)、施工过程中出现的异常情况、委托方的具体要求、检测项目现场实施的可行性等。,二、试验准备工作,6/9/2023 10:38 AM,蛤玻爬鲸慰凭往辙砷顷挥稻蚁那奄搓乙果捉慢挂敞胜炭驹旱射瘁顽钉邀贡2010年地基基础(地基)静载荷试验2010年地基基础(地基)静载荷试验,6/9/2023 10:38:48 AM,21,第三节 试验仪器设备,配备资源:根据设计对地基土或基桩承载力的要求,选择加载方式,包括压板尺寸、主次梁及千斤顶、配重等,并编制地基或基桩载荷试验方案。千斤顶最大压力值应满足预
23、估加压荷载的1.2倍。千斤顶最大压力值过低,会使加载值不能满足设计要求,最大压力值过高,会降低压力判读精度。通常千斤顶的最佳压力范围在其最大量程的20%80%之内。根据调查结果和确定的检测目的,选择检测方法,制定检测方案。试验方案应包括以下内容:工程简介(包括:工程名称,建设、勘察、设计、施工、监理及检测单位;设计与施工参数、基桩或地基处理施工原始记录;抽样方法等),试验方法简介(包括桩顶处理、试验目的、要求及试验设备配置清单,还包括检测数量、最终加载量、检测依据标准、试验装置简图、休止龄期、荷载分级、观测时间间隔、稳定标准、终止加载条件、试验资料整理等内容),试验方案还应包括质量安全保证措施
24、及检测人员网络图。,二、试验准备工作,6/9/2023 10:38 AM,搁恋听式假歧隶暑喜被减动涝狗肚逗击音切扰狱樱睹贯沉狠喳呀燃邪稳钓2010年地基基础(地基)静载荷试验2010年地基基础(地基)静载荷试验,6/9/2023 10:38:48 AM,22,第四节 现场检测技术方法,1、试验依据的技术标准建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)指出:地基评价宜采用钻探取样、室内土工试验、触探、并结合其它原位测试方法进行。设计等级为甲级的建筑物应通过载荷试验,为设计提供承载力和变形演算的更可靠指标。建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)附录C、D、H分别列出了浅层平板载荷试验
25、、深层平板载荷试验、岩基载荷试验要点。既有建筑地基土载荷试验应遵照既有建筑地基基础加固技术规范(JGJ123-2000)执行,具体操作步骤可参照GB50007-2002的有关规定执行。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。,一、地基土载荷试验,6/9/2023 10:38 AM,粱乱烽富戚柯碍抓荚淀笛娇仓唤怂商旋求鱼目待埠葡纪艰掖涣硒窄纶明谦2010年地基基础(地基)静载荷试验2010年地基基础(地基)静载荷试验,6/9/20
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