河北省工程检测培训教材--地基基础工程检测.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流河北省工程检测培训教材-地基基础工程检测.精品文档.河北省建设工程质量检测培训教材地基基础工程检测河北省住房和城乡建设厅2010年6月前言自2005年原建设部建设工程质量检测管理办法（141号部长令）颁布实施以来，我省按照原建设部的要求，积极推进检测单位向具有独立法人资格的中介服务机构转变。原省建设厅根据我省的实际情况，先后出台了冀建质2006155号、冀建质2006180号等多个文件，贯彻落实部里的要求，调整理顺我省检测机构的资质管理工作，推进工程质量检测行业的发展。通过省、市、县各级相关部门的共同努力，几年来我省建筑工程质量检测行业得到了快速发展。一大批原有的检测机构通过改制、重组等方式成为独立法人企业，同时一批新组建的民营股份制公司也日益壮大，成为我省检测行业的新生力量。我省取得检测资质的检测机构为我省的工程建设以及全省三年大变样工作的顺利推进发挥了巨大的作用，为工程建设的质量提供了有力的保障。在全省检测行业快速发展的同时，也伴随着一些问题和不足需要解决。主要表现在：行业发展不平衡，市场行为不规范，工作质量参差不齐，信息化水平有待提高。我国正处在经济快速发展的时期，基本建设项目的投资大，任务重。而我省正处在三年大变样的关键阶段，建筑行业蓬勃发展，城镇面貌日新月异。在这快速发展的阶段，这些问题和不足如果不能及时予以解决，任其发展下去，就会严重危害整个行业的健康发展，乃至引发工程质量事故。因此省住建厅于2010年1月发布了关于加强建设工程质量检测管理工作的通知（冀建质201040号），进一步规范对检测机构的管理，统一检测人员培训制度，提高工程质量检测水平，促进我省检测行业健康有序地发展。为贯彻落实省住建厅冀建质201040号文件精神，促进我省检测机构的发展，省住建厅组织省内专家依据国家颁布的有关建设工程标准、规范、规程等文件共同编写了本系列教材。按照我省检测资质分类，本系列培训教材共分八册，分别是：见证取样检测；建筑工程（使用功能）见证取样检测；地基基础工程检测；主体结构工程检测；钢结构工程检测；室内环境检测；建筑节能、建筑门窗、建筑幕墙工程检测；建筑智能化系统工程检测。内容涵盖各类检测资质，既是建设工程质量检测人员的培训用书，也可以做为建设、施工、监理、监督等单位技术人员的工具书。本册地基基础工程检测共4章，包括地基及复合地基静载荷试验、桩基承载力载荷试验、桩身完整性检测、锚杆试验等。本书系统介绍了地基基础工程检测中各类地基基础及基坑锚杆试验等的基本知识、检测依据标准、检测仪器设备、环境条件、试验方法、检测试验步骤、数据处理、结果评定等。在使用本教材时，还应结合现行的标准、规范，并及时关注标准的更新，以修订后的标准为准。此外，由于作者学术水平和实践经验有限，且时间较为仓促，书中肯定有不少缺点、错误，恳请广大读者批评指正，以便再版时修订。 教材编制组 2010年6月目 录概 述第一章 地基及复合地基静载荷试验第一节 概述 第二节 浅层平板载荷试验第三节 螺旋板和岩基载荷试验第四节 其它载荷试验第五节 工程实例第二章 桩基承载力载荷试验第一节 概述第二节 单桩竖向抗压静载荷试验第三节 单桩竖向抗拔载荷试验第四节 单桩水平静载荷试验第五节 工程实例第三章 桩身完整性检测第一节 低应变法第二节 声波透视法第三节 钻芯法第四章 锚杆检测第一节 基本试验第二节 验收试验第三节 蠕变试验概述一、 地基基础工程检测的基本概念作为建筑物的地基（Foundation，subgrade），现在主要采用天然地基、人工地基（含复合地基）及桩基础。不同的地基所采用的检测方法也不尽相同。 地基作为建筑物（构筑物）的主要受力构件，从他的受力机理来讲，概括起来有以下两方面： 一、强度及稳定性问题 当地基的抗剪强度不足以支承上部结构的自重及外荷载时，地基就会产生局部或整体剪切破坏。它会影响建（构）筑物的正常使用，甚至引起开裂或破坏。承载力较低的地基容易产生地基承载力不足问题而导致工程事故。 土的抗剪强度不足除了会引起建筑物地基失效的问题外，还会引起其他一系列的岩土工程稳定问题，如边坡失稳、基坑失稳、挡土墙失稳、堤坝垮塌、隧道塌方等。 二、变形问题 当地基在上部结构的自重及外界荷载的作用下产生过大的变形时，会影响建（构）筑物的正常使用；当超过建筑物所能容许的不均匀沉降时，结构可能开裂。 高压缩性土的地基容易产生变形问题。一些特殊土地基在大气环境改变时，由于自身物理力学特性的变化而往往会在上部结构荷载不变的情况下产生一些附加变形，如湿陷性黄土遇水湿陷、膨胀土的遇水膨胀和失水干缩、冻土的冻胀和融浣、软土的扰动变形等。这些变形对建（构）筑物的安全都是不利的。基于以上两点，对地基的强度及变形检测是非常重要的。对地基土及复合地基，新的规范中，将地基的静载试验的重要性提到了一个新的高度，取消了承载力取值表，强调以工程试验和工程经验。（载荷试验或其他原位测试公式计算，并结合工程实践经验等方法综合确定。） 对桩基：规范中，对于基础设计安全等级为一、二级的项目，均要求以静载试验方式来检验桩的承载力。 中国建研院李大展研究员在桩基工程检测的若干问题及建议中认为静载试验是桩基检测的标准方法，动力检测只能是静载试验的一种补充，在桩的动力检测方法未取得突破性进展之前，桩静载试验仍然是桩承载力检验可靠的评定方法。二、地基基础工程检测的检测程序 检测机构遵循必要的检测工作程序，不但符合我国质量保证体系的基本要求，而且有利于检测工作开展的有序性和严谨性，使检测工作真正做到管理第一、技术第一和服务第一的最高宗旨。具体的检测程序如下所述。（一） 接受委托正式接手检测工作前，检测机构应获得委托方书面形式的委托函，以帮助了解工程概况，明确检测目的，同时也使即将开展的检测工作进入合法轨道。（二） 调查、资料收集为进一步明确委托方的具体要求和现场实施的可行性，了解施工工艺和施工中出现的异常情况，应尽可能收集相关的技术资料，必要时检测人员到现场踏勘，使检测工作做到有的放矢，提高检测质量。检测工作应收集的主要资料有：岩土工程勘察报告、设计施工资料、现场辅助条件情况（如道路、水、电等）及施工工艺等等。（三） 制定检测方案与前期准备在上述两项准备就绪后，应着手制定检测方案，方案的主要内容应包括工程概况、地质概况、检测目的、检测依据、抽检原则、所需的机械或人工配合、检测采用的设备、试验周期等等。（四） 现场检测、数据分析与扩大验证现场试验必须严格按照规范的要求进行，以使检测数据可靠、减少实验误差。当测试数据因外界因素干扰、人员操作失误或仪器设备故障影响变得异常时，应及时查明原因应加以排除，然后重新组织检测，否则用不正当的测试数据进行分析，得出的结果必然不正确。扩大验证是指针对检测中出现的缺乏依据、无法或难以定论的情况所进行的同类方法或不同类方法的核验过程，以得到准确和可靠数据。扩大验证不能盲目进行，应首先会同建设方、设计、施工、监理等有关方分析和判断。然后再依据地质情况、设计及施工中的变异性等因素合理确定，并经有关方认可。（五） 检测结果评价和检测报告1、检测结果评价通过现场监测数据，绘制各种辅助表格、曲线，进行综合分析，得出检测结果。检测结果需结合设计条件（如上部结构形式、地质条件、对地基的沉降控制要求等）与施工质量的可靠性给出。2、检测报告作为技术存档资料，检测报告首先应结论准确，用词规范，具有较强的可读性；其次是内容完整、精炼，其内容包括：（1）委托方名称、工程名称、地点。建设、勘察、设计、施工和监理单位，基础、结构形式，层数，设计要求，检测目的，检测数量，检测日期，样品描述；（2）地质条件描述；（3）检测点数量、位置和相关施工记录；（4）检测方法，检测仪器设备，检测过程描述；（5）检测依据，实测与计算分析曲线、表格和汇总结果；（6）与检测有关的结论。第一章 地基及复合地基静载荷试验第一节 概述一、地基及复合地基基本知识（一）天然地基凡是基础直接建造在未经加固的天然岩土层上时，这种地基称之为天然地基。作为建筑地基的岩土，可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。1.岩石：自然界各种各样的矿物，并不是孤立的个体，而是以一定的规律结合在一起的。由一种或多种矿物组成的集合体叫岩石。分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。岩石地基在我们日常工作中遇到的不多，我们经常遇到的第四系松散物“碎石土、砂土、粉土、粘性土”。2.碎石土：为粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土。碎石土分为：1）漂石：圆形及亚圆形为主 粒径大于200mm的颗粒含量超过全重50% 2) 块石：棱角形为主3) 卵石：圆形、亚圆为主 粒径大于20mm的颗粒含量超过全重50%4) 碎石：棱角形为主 5）圆砾：圆形、亚圆 粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50% 6）角砾：棱角形为主3.砂土：粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50%，粒径大于0.075mm的颗粒超过全重50%的土。可分为：1）砾砂：粒径大于2mm的颗粒含量占全重25%50%。2) 粗砂：粒径大于0.5mm的颗粒含量超过全重50%。3) 中砂：粒径大于0.25mm的颗粒含量超过全重50%。4) 细砂：粒径大于0.075mm的颗粒含超过全重85%。 5）粉砂：粒径大于0.075mm的颗粒含超过全重50%。4.粘性土：塑性指数Ip大于10的土。 Ip>17 粘土10<Ip17 粉质粘土5.粉土：介于砂土与粘性土之间，塑性指数Ip10且粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50%的土。6.人工填土：素填土、压实填土、杂填土、冲填土。（二）人工地基当天然地基不能满足建筑基础要求时，需要对地基进行加固处理，这样的地基统称为人工地基。这有两层概念：1、天然地基很软弱，不能满足地基强度和变形等要求；2、随着结构物的荷载日益增大，对变形的要求越来越严，因而原来被评价是良好的地基，也可能在特定的条件下需要处理。人工地基的分类多种多样，按其作用的机理来说，主要有两大类：1.物理处理（1）换土处理：挖除换土法、强制换土法、爆破换土法；（2）密实处理：浅层密实处理（碾压法、重锤夯实法、振动压实法）和深层密实处理（冲击密实法、振冲法、挤密法）；（3）排水处理：力学排水、电学排水、其它排水法；（4）加筋处理：加筋土、土工聚合物、土锚、土钉、树根桩、砂（石）桩；（5）热学处理：热加固法、冻结法。2.化学处理（1）灌浆法；（2）搅拌法。实际应用中，应根据不同的地质条件、处理目的，采取不同的处理方式，形成了各种各样的人工地基。（三）复合地基复合地基（Composite Ground）也是人工地基的一种，是指地基中部分土体被增强或置换形成增强体，有增强体和周围地基土共同承担荷载的地基。复合地基在我国（尤其是北方地区）得到大量的采用。按照增强体的材料强度，复合地基主要分为：1散体材料桩：无桩身强度，如碎石桩、砂桩和矿渣桩；2柔性桩：桩身强度小于1Mpa，变形模量小于200Mpa，主要包括土桩、灰土桩、石灰桩和强度较低的水泥土桩；3半刚性桩：桩身强度在1Mpa和10Mpa之间，变形模量在2001000Mpa之间，主要包括强度较高的水泥土桩。4刚性桩：桩身强度大于10Mpa，变形模量大于1000Mpa，主要包括CFG桩和各种混凝土桩。二、地基的静载荷试验分类根据载荷板的形式：1平板载荷试验。2螺旋板载荷试验。根据载荷板的受力边界条件又分为：1浅层平板载荷试验；2深层平板载荷试验。三、适用条件1地基浅层平板载荷试验可用于确定浅部地基土层的承压板下应力主要影响范围内的承载力和变形特性。2深层平板载荷试验，可用于测求深部地基土层（大于或等于3m）及大直径桩桩端土层在承压板下应力主要影响范围内的承载力和变形特性。3螺旋桩载荷试验适用于一定深度处的砂土、粉土和粘性土层。地下水位以下，深层软土地基。四、试验依据1建筑地基基础设计规范GB50007-20022建筑地基处理技术规范JGJ79-2002；3建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003；4建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002；5岩土工程勘察规范GB50021-2001；6建设单位提供的有关勘察、设计、施工等技术资料。第二节 浅层平板载荷试验一、基本原理平板载荷试验：英文名称：Plate Loading Test-PLT。是一种最古老的并被广泛应用的土工原位测试方法。根据布辛奈斯克（Boussinesq.法国）在弹性半空间表面上作用一个竖向集中力，半空间内任意点处所引起的位移和应力，得到了一个弹性力学的解，推广到在面荷载作用下的地基土的沉降与荷载的关系。 S=（1-2）pd/ E0 （1.1） S=（1-2）pb/ E0 （1.2）式中 -沉降影响系数，与承压板的刚度、形状有关，方形刚性板=0.88，圆形刚性板=0.79；-土的泊松比，与土的特性有关，一般为0.150.42；d（b）为承压板的直径（边长）；p-ps曲线直线段内任一点的压力（kPa)； E0-土的变形模量(kPa)。利用上式就可从载荷试验(ps)曲线上直线比例段反求出土的变形模量。二、试验目的在岩土工程勘察规范（GB500212001）中条文说明解释：平板载荷试验的主要目的是测定岩土体的承载力和变形特性。 应当注意的是，通过载荷试验测得的变形，并不是结构的最终变形。基础下地基土最终总沉降分为三部分：Sd瞬时沉降，Sc固结沉降，Ss次固结沉降。 S= Sd+ Sc+ Ss （1.3）载荷试验中的沉降变形主要是瞬时沉降Sd。具体试验目的： 破坏性试验为获得地基的极限承载力。校核性试验检验地基是否达到设计要求的承载力指标。三、试验设备平板载荷试验设备，通常有：a.承压板；b.加荷系统；c.反力系统；d.观测系统四部分组成。其各部分的机能为：加荷系统控制并稳定加荷大小，通过反力系统将荷载反作用于承压板，承压板将荷载均匀传递给地基土，地基土的变形由观测系统测定。（一）承压板类型和尺寸基本要求：承压板应为刚性，要求承压板具有足够刚度、不破损、不挠曲、压板底部光平，尺寸和传力重心准确，搬运方便。形状：可加工成正方形或圆形。压板材质：钢板、钢筋砼、素砼。承压板面积：对天然地基，规范规定宜用0.250.5m2；对软土应采用尺寸大些的承压板，否则易发生倾斜；对碎石土，要注意碎石的最大粒径；对较硬的裂隙性黏土及岩层，要注意裂隙的影响。 对复合地基：单桩复合地基载荷试验，取一根桩承担的处理面积；多桩复合地基载荷试验，按实际桩数所承担的处理面积确定。（二）加荷系统 加荷系统是指通过承压板对地基施加荷载的装置，分为加荷装置和测量荷载装置。 加荷装置大体可分为四类:1单个手动液压千斤顶加荷装置；2两个或两个以上千斤顶并联加荷，高压油泵；3千斤顶自动控制加荷装置；4压重加荷装置（直接称重堆放）。（三）测量系统 测量荷载装置有三种方式：1油压表量测荷载，在千斤顶侧壁安装油压表显示油压，根据率定的曲线，将千斤顶油压换算成荷载，或在油泵上安装油压表显示油压，换算成荷载。常用油压表的规格：10MPa、20MPa、40MPa、60MPa、100MPa。2标准测力计量测荷载，在千斤顶端放置标准测力计（压力环），由测力计上的百分表直接测量荷载。常用规格：300kN、600kN、1000kN、2000N、3000kN。3荷载传感器量测荷载（称重传感器的一种），通过放置在千斤顶上的荷载传感器，将荷载信号转换成电信号通过专门显示器，显示荷载大小，目前较好的为轮辐式荷载传感器，其抗水平横向能力强。（四）反力系统反力系统有多种，在我省常用的可分为4大类1堆重平台反力装置：利用钢锭、砼块、砂袋等重物堆放在专门平台上。压重应在试验开始前一次加上，并均匀稳固放置于平台上。2锚桩横梁反力装置：（二桩、四桩、六桩、八桩）最大反力可达40000kN。3伞型构架式地锚反力装置：（12锚、24锚、32锚等）最大反力可达2000kN。4撑壁式反力装置：适用于天然土。土质坑壁稳定，坑深1.5m以上。综合国内的实验装置，常用加荷装置见表1.1。表1.1 常用加荷载装置类别序号名称示意图主要特点适用范围重物加荷1荷载台重加荷结构简单，加工容易，可保持荷载静、稳、恒，但堆载有限易倾斜欠安全适用于试验荷载在50-100kN且要求重物几何形状规则液压加荷装置墩式荷载台重物提供反力，具有较大的反力条件，安全、可靠适用于具有砌制垛台及吊装重物的条件，垛基距试坑边应大于1.2m伞形构架式结构简单，装拆容易，对中灵活，下锚费力，且反力大小取决于土层性质适用于能下锚的场地及土层条件，地锚距试坑边应大于0.8m。桁架式反力梁能根据试验需要配备，荷载易保持竖向，安全适用于采用地锚（或锚桩）的场地，地锚试坑地应大于1mK型反力构架式反力装置重心低，稳定性能较好，但开挖成型较困难，且受土质条件约束适用于地下水位以上的坚实土层条件坑壁斜撑式设备简单，反力受坑壁土质强度控制适用于试验深度大于2m，地下水位以上，硬塑或坚硬的土层硐室支撑法装置简单，反力大小取决于硐顶土层性质适用于黄土等稳定性好，地下水位低，硐顶土层性质良好的条件（五）观测系统测定地基土沉降的量测系统。由观测基准支架和测量仪表两部分构成。1观测基准支架用来固定量测仪表的装置，基准支架由基准梁和基准桩，基准梁和支承量测仪表的夹具在构造上应确保不受气温、振动和其他外界因素影响而发生竖向变位。基准桩距离承压板中距离不小于1.5B，以确保观测系统稳定。2测量仪表，精密水准仪，机械百分表，数字式位移计，常用百分表。量程010mm、030mm、050mm、0100mm。四、天然地基浅层平板载荷试验的试验方法（一） 试验准备根据试验内容和目的，在试验开始前应进行充分的准备，以确保试验准确无误地进行。试验准备工作主要包括：1各种仪表的标定：油压表、测力计、荷载传感器、百分表、千斤顶、油泵，应按规定到法定计量部门定期进行计量标定，一般一年一次。2编写试验方案：通过编写试验方案，了解工程概况，明确试验目的。3设备选定：按照试验方案，确定试验的承压板的尺寸、加荷、反力量测系统及观测系统。承压板面积：对一般土选用0.25m2，对软土不应小于0.5m2。加荷系统：根据加荷值的大小，确定加荷设备，对液压加荷系统，加荷值不应超过加荷设备额定值的80%，量测仪表精度应不大于加荷值的1%。 反力系统：对试验深度大于1.5m土层可采用撑壁式。在地表进行试验可采用地锚式或堆重式，反力值应大于最大加荷值的1.2倍。沉降量测仪表：采用百分表，对中、低压缩性土和小承压板可选用小量程（030mm）百分表，对高压缩性和大承压板可选用大量程（050mm、0100mm）百分表。（二） 试坑开挖1试坑开挖：根据试验面深度和选用的承压板直径、反力系统类型，事先规划好试坑形式。按大于3倍压板直径或宽度的坑宽开挖，当接近试验面0.3m或坑壁面（撑壁式）0.2m左右时，应采用平底铁锹沿试验面或坑壁面进行薄层剥土。以免试验土层或坑壁土体受扰动或破坏。2整平：试验面应开挖成水平面，压板位置坑洼处可用粗砂或中砂层找平，厚度不超过不超过20mm厚；撑壁式两侧坑壁与撑板接触面，一般开挖成600左右的内倾角，撑板以上土壁可挖成直立状；当试验面较深或坑壁不稳定，坑壁应予支撑。试验承压板标高：根据试验方案确定试验土层，对基础下的接触土层，试验承压板标高宜与基础底标高一致。（三）试验加荷等级及沉降稳定标准1试验加荷等级 试验加荷等级不应少于8级， 一般分为10级，最大加载量不应少于设计要求的两倍。 2试验沉降稳定标准 沉降稳定标准：对不同的加载方式，稳定标准不同。试验加载方式有：（1）分级维持荷载沉降相对稳定法慢速维持荷载法（常规载荷试验法），规范规定方法。（2）沉降非稳定法快速载荷试验。（3）等沉降速率法。建筑地基基础设计规范（GB500072002）规定：每级加载后，按间隔10、10、10、15、15min，以后为每隔30min读一次沉降，当连续两个小时内，每小时沉降量小于0.1mm时，则认为已达稳定，可加下一级荷载。（四）设备安装和试验操作1设备安装设备安装顺序是：先下后上、先中心后两侧。即先轻放承压板并尽量一次达到预定位置，再放置千斤顶于其上，后安装反力系统，最后安装观测系统。设备安装过程应注意：（1）对试验面，应尽量使其平整，避免扰动，并保证承压板与土之间有良好接触；（2）确保反力系统、加荷系统和承压板的传力重心在一条垂线上，各部件连接应牢固，但不应使地基土受到预压；（3）安装观测系统打入土中的基准桩应离压板边缘一倍板直径（4）在压板上两侧各装置一个百分表测定地基土沉降。两块百分表应对称安装。2试验操作 （1）正式加荷前，将试验面打扫干净以观测地面变形，将承压板上的两个百分表调至零位。 （2）按规定逐级加荷和记录百分表读数，达到沉降稳定标准后再施加下一级荷载。一般在加荷五级或已能定出比例界限点后，注意观测地基土产生塑必变形使压板周围地面出现裂纹和土体侧向挤出的情况，记录并描绘地面裂纹形状（放射状或环状、长短粗细）及出现时间。（3）试验过程的各级荷载要始终确保稳压，百分表行程接近最大值时应在加下一级荷载前调零，并随时注意地锚拔起、撑板上爬撑杆倾斜、坑壁变形等不安全因素，及时采取处置措施，必要时可终止试验。（五）试验终止建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）规定，当出现下列情况之一时，即可终止加载：1承压板周围的土明显的侧向挤出；2沉降s急骤增大，荷载沉降（ps）曲线出现陡降段；3在某一级荷载下，24小时内沉降速率不能达到稳定；4s/d0.06（d为压板直径或宽度）。满足其中前三种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。试验终止条件是结合浅基础地基破坏特征而确定的。五、复合地基平板载荷试验方法（一）试验准备试验准备工作与天然地基载荷试验程序基本相同。1仪表标定；2编写方案；3设备选定。不同点：1试验依据：除依据设计图纸外，依据各个地基处理专项规程，无专项规程的可依据国定行业标准建筑地基处理技术规范JGJ79-2002。2承压板面积：应按实际设计桩的置换率选定。复合地基试验，承压板面积不是一个固定参数，不同工程，不同设计置换率，承压板的面积不同。单桩与多桩之分。3反力装置多采用堆重、地锚或者锚桩等形式。（二）试验承压板标高和试坑开挖1试验承压板标高：规范要求，承压板高程应与基础底面设计高程相同，压板下宜设中粗砂找平层。对复合地基设计中要求有褥垫层时，承压板下宜铺设与设计复合地基垫层相应的垫层，垫层厚度宜取50150mm。2试坑开挖：试验标高处的试坑宽度，应不小于承压板尺寸的3倍。与天然地基土试验中试坑开挖相同点：注意对试验土层的保持天然状态，将桩顶与周围土体清理在一个水平面，注意保持桩体完整性，铺设褥垫。（三）试验加荷等级及沉降稳定标准1加荷等级建筑地基处理技术规范（JGJ792002）附录一规定：加荷等级可分为812级，最大加载压力不宜小于设计要求压力值的2倍。2沉降稳定标准规范推荐标准：每加一级荷载，在加荷前后应各读记压板沉降量一次，以后每半小时读记一次.当一小时内沉降增量小于0.1mm时即可加下一级荷载。 （四）设备安装和试验操作1设备安装设备安装顺序：先下后上，先中心后两侧，先轻放承压板，再尽量一次达到预定位置，再放置千斤顶于其上。注意保持各传力系统之间结合平稳，重心一致对中，承压板中心应于其下桩中心相对应。对小承压板可用两块对称安装的百分表测读沉降，对较大承压板，应安装四块百分表测读压板沉降。 2试验操作试验前应采取有效的预防措施，防止地基土含水量变化或地基土受到扰动。（五）试验终止建筑地基处理技术规范（JGJ792002）规定，当出现下列现象之一时，可终止加荷：1沉降急剧增大，土被挤出或承压板周围出现明显裂缝；2承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6%；3达不到极限荷载，而最大加载压力已大于设计要求压力值的2倍。六、试验资料整理（一）原始读数的计算复核对位于承压板上左右两侧百分表的现场记录读数，按算术平均值计算，计算出各级荷载下各观测时间的累计沉降量及沉降增量，确认无误，试验人员、记录者、校核者均应签字。（二）编制地基（复合地基）静载试验结果汇总表对现场原始记录复核确认无误后，按按试验点编制单点压板静载试验结果汇总表：表1.2 天然地基（复合地基）静载试验结果汇总表序号荷载（kPa）历时(min)沉降（mm）本级累计本级累计（三）绘制地基土试验特征曲线依据各试点的试验结果汇总表，绘制试验荷载与沉降（p-s）曲线，沉降与时间s-t曲线。（四）试验曲线的分析地基静载试验曲线（p-s曲线和s-t曲线），实际是地基土受力破坏发展过程的反映，对地基变形破坏理论分析提供了较多的信息，有利于综合判定地基承载力，所以试验曲线的分析实际是对地基破坏发展过程的研究。地基土在受压状态下，变形经历了三个阶段：1第一阶段-弹性变形阶段：相当于p-s曲线的oa部分，地基的变形主要是压密变形引起， p-s曲线降基本呈直线或近似直线段；相应的s-t曲线各级荷载变化幅度和线形基本相同。在这一阶段内可以借用弹性力学解地基中的应力与应变问题。地面下沉主要是地基土压密下沉带动周围地面土体下沉，其地面下沉最大值恰与比例界限拐点(p1)相对应。2第二阶段-塑性变形阶段：当荷载增到大于相应于a 点的压力p1时，压力与沉降不再成直线关系，属塑性变形阶段。此时，p-s曲线呈斜率渐增趋势；相应的s-t曲线各级荷载的变化幅度也随之增大。在这一阶段中，地基在局部范围内发生剪切破坏，地面由下沉转为回升并逐渐超过原地面，表明地基土因塑性变形产生侧向挤出致使地面变形上升；当荷载超过比例界限30%50%以后，地面开始产生放射状剪切裂纹。3第三阶段-破坏阶段：相当于p-s曲线的bc部分，曲线段骤然变陡；s-t曲线随之逐渐变长，即长时间或达24小时沉降仍不稳定；地面隆起变形随之出现突变的拐点；地面出现环状裂纹，其部位一般在距压板边0.51d范围，放射状裂纹也逐渐变粗或增长，表明地基土进入破坏阶段。以上是正常压密土产生局部剪切破坏的典型变形特征。根据国内外的研究，地基土破坏类型主要可分为：整体剪切破坏型；局部剪切破坏型；冲剪破坏型，以及它们的亚类。（五）地基承载力特征值的确定因为土的结构性能、密实程度、潮湿程度不同，各类土的地基破坏类型也不尽相同，确定试验点地基承载力特征值的标准也不全一样，这不仅与地基破坏特征有关，更受各类建筑物对变形的要求有关。因此，确定地基承载力特征值，既要控制强度，一般至少确保安全系数不小于2，又要用变形控制,确保建筑物不致产生过大沉降。但各类工程仍有所侧重，铁路建筑物一般以强度控制为主、变形控制为辅，房屋建筑物一般以变形控制为主、强度控制为辅。1天然地基土天然地基土应按建筑地基基础设计规范（GB500072002）附录确定fak值的规定如下：（1）当p-s曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值；（2）当能够确定极限荷载，且该值小于对应比例界限的荷载值的2倍时，取极限荷载的一半。（3）不能按上述两款确定时，当压板面积为0.250.5m2，可取s/d=0.010.015所对应的荷载值，但其值不应大于最大加载值的一半。2复合地基对复合地基建筑地基处理技术规范（JGJ792002）规定复合地基承载力基本值fak的确定：（1）当压力沉降(p-s)曲线上极限荷载能确定，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。（2）当压力沉降(p-s)曲线是平缓的光滑曲线时，可按相对变形值确定：a.对砂石桩和振冲桩复合地基：当以粘性土为主的地基，可取s/b或s/d=0.015所对应的压力（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）；当以粉土或砂土为主的地基，可取s/b或s/d=0.01所对应的压力。b.对土挤密桩、石灰桩或柱锤冲扩桩复合地基，可取s/b或s/d=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=0.008所对应的压力。c.对深层搅拌桩或旋喷桩复合地基，可取s/b或s/d=0.006所对应的压力。d.对水泥粉煤灰碎石桩或夯实水泥土桩地基，当以卵石、圆砾、密实粗中砂为主的地基，可取s/b或s/d=0.008所对应的压力；以粘性土、粉土为主的地基，可取s/b或s/d=0.01所对应的压力。e.对有经验的地区，也可按当地经验确定相对变形。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半。七、地基承载力特征值确定对天然地基土和复合地基承载力特征值确定的方法基本一致，其要求一个评定区域试验点不应少于三点，当每点的实测值的极差不超过平均值的30%时，可取其平均值为地基承载力特征值。 （1.4） （1.5）第三节 深层平板载荷试验深层平板载荷试验是平板载荷试验的一种，适用于埋深等于或大于3m和地下水位以上的地基土。深层平板载荷试验用于确定深部地基土及大直径桩桩端土层在承压板下应力主要影响范围内的承载力及变形模量。 一、试验设备及规格（一）承压板载荷试验宜采用圆形刚性承压板，根据土的软硬或岩体裂隙密度选用合适的尺寸，承压板直径取800mm，采用厚约300mm的现浇混凝土板或预制的刚性板；可直接在外径为800mm的钢环或钢筋混凝土管桩内浇筑。（二）反力装置 深层平板载荷试验的加载反力装置有压重平台反力装置、地锚反力装量、锚桩横梁反力装置、锚桩（地锚）压重联合反力装置、自平衡反力装置。l反力法 当试验地层的承载力较低、加载量小常采用堆载法或地锚反力法。当地层的承载力高，如砂卵石地层，需加载量大，常采用锚桩或锚桩与堆载相结合的方法。采用上述方法时，反力装置由反力梁（反力架）、拉杆、地锚（锚桩）、堆载、传力管等组成。当试验深度、试验压力较大时，常采用扶正器保持传力管的稳定性。传力杆根据试验时所加荷载的大小，可选用219、273、600，壁厚为100mm的无缝钢管，管与管之间可用法兰盘连结。在传力杆出地面后，常用斜拉杆把传力杆固定在地面，防止传力杆在受压时失稳。 2自平衡法 自平衡法的反力通过支撑及护壁直接传递给试井周围的土层。当试验土层的承载力较低时，如土层等，可直接采用撑壁的方法，将荷载作用于试井周围侧壁的土层中。当试验土层的承载力较高，如砂卵石层等，可采用井圈护壁做为反力，若井壁土层的稳定性较差时，护壁可分节施工，当土层稳定性好时，可一次施工完毕。（三）位移量测装置 在深层平板载荷试验中，位移基准梁的设置对位移的量测非常重要，当基准梁设置在试坑的底部时，虽位移量测比较方便，但固定基准梁的位置由于离载荷板的距离较近，在试验中随载荷板上施加荷载的增大也会产生一定的下沉，量测到的位移偏小。因而在深层平板载荷试验中，位移基准梁常设置在地面上，采用专用的位移测量杆把承压板的位移反映到测量杆上，以便在地面量测。位移测量杆下端铰于靠近承压板的铰座内，上端伸出试坑外，与一根细钢丝绳相连，钢丝绳另一端经导向滑轮后挂重物，重物的重量等于或不小于位移杆重的3/4，以保持位移杆处于拉伸状态，考虑到温度变化对位移杆长度的影响，可在位移杆外套一塑料保温管或采用线膨胀系数小的材料。（四）荷载量测 1压力传感器放置于传力杆上端 当试验荷载大时，由于所需传力杆直径较大，传力杆直径一般为600mm，而压力传感器的直径一般较小。压力传感器放置于传力杆下端时，安装不方便，因此，常把压力传感器放置于传力杆的下端。这样承压板上实际所承受的荷载应为传力杆的自重与压力传感所测到的荷载之和。 2压力传感器放置于传力杆下端 压力传感器放置于传力杆F端时，试坑深度不影响荷载测量精度。承压板的载荷测试，是把压力传感器直接装在传力柱（管）下部与承压板上部的连接处，千斤顶施加载荷，通过传力柱传给压力传感器、承压板，由压力传感器输出压力便是承压板实际接受的荷载。该荷载虽然同样来自地面的千斤顶和孔内的传力柱，但是传力柱与孔壁之间的摩阻力及传力柱的自重不会影响承蚯板上传感器的实际测量值。（五）位移、荷载的量测仪器同浅层平板深层平板载荷试验装置示意如图1.1所示。图1.1深层平板载荷试验装置(a)地锚反力法1-反力梁；2-千斤顶；3-位移传感揣；4-检测仪；5一传力杆；6一位穆杆；7-压力传感器；8-密封装置；9-承压板(b)井圈护壁反力法1-位移传感器；2塑料保温管；3-传力杆；4一压力传感器； 5一检测仪；6一井圈护壁；7-位移杆；8一千斤顶；g-承压板二、试验要求