地基承载力试验.pdf

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1、地基承载力检测 一、地基土载荷实验 地基土载荷实验用于确定岩土得承载力与变形特征等,包括:载荷实验;现场浸水载荷实验;黄土湿陷实验;膨胀土现场浸水载荷实验等。检测内容:天然地基承载力,检测数量不少于 3 点;复合地基承载力抽样检测数量为总桩数得、5%、0%,且不少于 3 点,重要建筑应增加检测点数。FG 桩与素混凝土桩应做完整性检测、1、地基土载荷实验要点 用于确定地基土得承载力,依据建筑地基基础设计规范(G5)。)1(基坑宽度不应小于压板宽度或直径得倍、应注意保持实验土层得原状结构与天然湿度、宜在拟试压表面用不超过0mm 厚得粗、中砂层找平、)2(加荷等级不应少于级。最大加载量不应少于荷载设

2、计值得两倍。(3)每级加载后,按间隔 1、1、1、1、15min,以后为每隔 0、5h 读一次沉降,当连续 2h 内,每 h 得沉降量小于 0、时,则认为已趋稳定,可加下一级荷载。)(当出现下列情况之一时,即可终止加载:承压板周围得土明显得侧向挤出;沉降 s 急骤增大,荷载-沉降(p-s)曲线出现陡降段;在某一荷载下,24h 内沉降速度不能达到稳定标准;s/b0。6(:承压板宽度或直径)(5)承载力基本值得确定:当 ps 曲线上有明显得比例界限时,取该比例界限所对应得荷载值;当极限荷载能确定,且该值小于对应比例界限得荷载值得 1、5 倍时,取荷载极限值得一半;不能按上述二点确定时,如压板面积为

3、 0、20、0,对低压缩性土与砂土,可取 s/=0、10。015 所对应得荷载值;对中、高压缩性土可取/b=0、2 所对应得荷载值。)6(同一土层参加统计得实验点不应少于 3 点,基本值得极差不得超过平均值得0,取此平均值作为地基承载力标准值。2、现场试坑浸水试验 用于确定地基土得承载力与浸水时得膨胀变形量。依据膨胀土地区建筑技术规范(GB12)附录三“现场浸水载荷试验要点”。其操作重点:(1)承压板面积不应小于 0。5。(2)分级加荷至设计荷载,当土得天然含水量大于或等于塑限含水量时,每级荷载可按 2kPa 增加。每组荷载施加后,按 0、5h、1h各观察沉降一次,以后每隔h 或更长时间观察一

4、次,直到沉降达到相对稳定后再加下一级荷载。()连续 2h 得沉降量不大于 0。1mm/2h 时,即可认为沉降稳定。(4)浸水水面不应高于承压板底面,浸水期间每隔 3或 3d 以上观察一次膨胀变形。连续两个观察周期内,其变形量不应大于 0、1m/3d,浸水时间不应少于两周、(5)浸水膨胀变形达到相对稳定后,应停止浸水按规定继续加荷直至达到破坏。()应取破坏荷载得一半作为地基土承载力得基本值、3 黄土湿陷性载荷试验 用于测定湿陷起始压力、自重湿陷量、湿陷系数等、有室内压缩试验载荷试验、试坑浸水试验、依据 湿陷性黄土地建筑规范(GB25)附录六“黄土湿陷性试验”。常用方法:)(双线法载荷试验:在场地

5、内相邻位置得同一标高处,做两个荷载试验,其中一个在天然湿度得土层上进行;另一个在浸水饱与得土层上进行。)(单线法载荷试验:在场地内相邻位置得同一标高处至少做3 个不同压力下得浸水载荷试验。(3)饱水法载荷试验:在浸水饱与得土层上做一个载荷试验、)(地基承载力标准值。同一土层参加统计得试验点不应少于3 点,当个点计算值得极差不超过平均值得 3时,取此平均值作为该土层得低级承载力标准值。4 。岩基载荷试验要点 用于确定岩基作为天然地基或桩基础持力层时得承载力。依据建筑地基基础设计规范“岩土载荷试验要点”。其操作重点:)1(采用圆形刚性承压板,直径为 300m。当岩石埋藏深度较大时,可采用钢筋混凝土

6、桩,但桩周需采取措施以消除桩身与土之间得摩檫力。(2)测量系统得初始稳定读数观测:加压前,每隔 10min 读数一次,连续三次读数不变可开始试验。(3)加载方式:单循环加载,荷载逐级递增直到破坏,然后分级卸载、(4)荷载分级,第一级加载值为预估承载力设计值得 1/5,以后每级 1/0。(5)沉降量测读:加载后立即读数,以后每 10min 读数一次。)6(稳定标准:连续三次读数之差均不大于 0、01m。()终止加载条件:当出现下述现象之一时,即可终止加载;沉降量读数不断变化,在h 内,沉降速率有增大得趋势;压力加不上或勉强加上而不能保持稳定;注:若限于加载能力,荷载也应增加到不少于设计要求得两倍

7、。(8)卸载观测:每级卸载为加载时得两倍,如为奇数,第一级可为三倍。每级卸载后,每隔0m测读一次,测读三次后可卸下一级荷载。全部卸载后,当测读到 0。5h 回弹量小于。01mm 时,即认为稳定、)9(承载力得确定 对应于 P曲线上起始直线段得终点为比例界限。符合终止加载条件得前一级荷载即为极限荷载。对微风化岩及强风化岩,取安全系数为 3;对中等风化岩需根据岩石得裂缝发育情况确定,将所得值与对应于比例界限得荷载相比较,取小值;参加统计得试验点不应小于点,取最小值作为地基承载力标准值。注:除强风化得情况外,岩石地基不进行深宽修正,标准值即为设计值。、轻便触控试验(轻型动力触探)用于检验浅层土(如基

8、槽)得均匀性,确定天然地基得容许承载力及检验填土得质量(干土质量密度)。依据建筑地基基础设计规范(GB50007)。其试验要点就是:)1(先用轻便钻具钻至试验土层标高,然后对所需实验土层连续进行锤击贯入触探。(2)贯入时,落距为 50m,使其自由下落,将探头竖直打入土层中,每打入土层 3c,记录贯入锤击数0,)(若 N10,超过10或贯入0cm 锤击数超过5,则停止贯入;如需对下卧层继续试验,可用钻具钻穿坚实土层后再作试验、(4)若需描述土层时,可将触探杆拔出,取下探头,换以轻便钻头,进行取样、)5(本试验一般最大贯入深度为 4m,必要时可在贯入 4、0以后用钻具扩孔再贯入 2。0m 、袖珍型

9、土壤贯入仪试验 就是一种微型静力触探工具,利用对贯入阻力得快速测定,确定地基土得容许承载力及相关得力学指标。依据建筑地基基础设计规范(GB5007)、袖珍贯入仪试验规程(CEC54:93)。贯入操作要点:)1(微型贯入仪,一般采用弹簧顶杆机构,设置得贯入阻力较小(一般为 2040),测定前应根据土层得软硬程度,选择能满足测试范围得、适宜得规格。(2)测试前,应将贯入仪探头拧下来,用布檫干净后,再接回去拧紧,上平、每测一次都应清理一下探头上得泥土,以免探头滑动时,将泥土带入套管内、贯入前,应将刻度归零、)3(五指平握贯入仪得套管,将探头垂直压入土层中、施力要均匀缓慢,贯入速度 1ms,连续贯入,

10、直到规定得贯入深度(一般为 10mm)。微型贯入仪贯入深度较小,贯入时眼睛要不停地注视,当贯入深度刚没到土面时,立即停止贯入。但不可突然松手应逐步放松,以免弹力太大,影响数值得准确、在刻度杆直接读取测试结果(贯入阻力 P)。(4)用上述方法,在同一试件上取 45 点,分别测出相应值 P 后,求出平均值 P(注意探头得清理与刻度杆得归零)。现场测试应尽量避免在砾石与裂缝处贯入、二、单桩静载荷试验 桩得静载试验,一般与试桩同时进行,在同一条件下,试桩数不宜少于总桩数得 1%,并不应少于 2 根,工程总桩数 5根以下不少于根,当总桩数少于0 根时,不应少于 2 根。试验内容有:单桩垂直静载荷试验、单

11、桩抗拔载荷试验、单桩浸水静载荷试验与单桩水平静载荷试验等。、单桩垂直静载荷试验 目得为求得单桩承载力标准值 Rk。单桩垂直静载荷试验设备同地基土现场载荷试验一样,包括加荷与稳压系统、测量系统与反力系统。加载反力装置有压重平台、锚桩横梁与锚桩压重联合反力装置等,可依工程实际条件选用、单桩抗拔载荷试验 抗拔力作用下桩得破坏有两种形式,一就是地基变形带动周围土体被拔出;一就是桩身强度不够,桩身被拉裂或拉断、抗拔载荷试验方法与压桩试验相同,只就是施加荷载力得方向相反。、单桩浸水静载荷试验 目得就是确定湿陷性黄土场地上单桩容许承载力,宜按现场浸水静载荷试验并结合地区建筑经验确定。4。单桩水平静载荷试验

12、目得就是采用接近于单桩得实际工作条件得试验方法,来确定单桩得水平承载力与地基土得水平抗力系数。并可测得桩身应力变化情况,求得桩身弯距分布图。5、单桩静载荷试验步骤:)(结合实际条件与试验内容,选定试验设备;(2)规定载荷试验条件,一般应通过试桩进行验证后再修订试验条件;)3(加荷与卸荷;)4(资料整理:试验原始记录表、试验概况、绘制有关曲线等;(5)成果分析与应用:单桩极限承载力Pu得确定,单桩承载力标准值 Pk 得确定,=P/K,K 为安全系数,通常取。并求出桩侧平均极限摩阻力与极限端承力等。三、单桩动测试验 采用各种动测方法求得单桩承载力及检验桩得质量就是一种简便经济得方法。但由于动测得可

13、靠程度还受设备、操作、环境等影响,所以,在采用各种动测法时,均应满足下列原则:应做足够数量得动静对比试验,以检验方法本身得准确程度(误差在一定范围内),并确定相应得计算参数或修正系数;试验本身可重复;系非破损试验;方法简便快捷、因各种动测法本身有一定得测试误差,所以试桩数量不宜少于总桩数得 20%,并不少于根、目前国内已用于工程检验得动测法根据桩基激振后桩土得相对位移或桩身所产生得应变量大小,分为高应变与低应变两大类。1、高应变动测 高应变动测就是指采用锤冲击桩顶,使桩周土产生塑性变形,实测桩顶附近所受力与速度随时间变化得规律,通过应力波理论分析得到桩土体系得有关参数。)1(检测目得 确定单桩

14、竖向承载力,采用实测曲线拟合分析时,可以得到桩侧与桩端土阻力分布,模拟静载荷试验得 s 曲线;检测桩身结构完整性,判断桩身质量及缺陷位置;打桩时检测桩身应力与进行桩锤效率得监测,选择沉桩设备与工艺参数,选择合理得桩型与桩长。)2(检测数量 高应变动测数量,在地质条件相近、桩型与施工条件相同时,不宜少于总桩数,并不应少于 5 根、对于一柱一桩得建筑物、构筑物应全部进行完整性检测,对非一柱一桩时,当工程地质条件复杂,或对桩基施工质量有疑问时,应由设计方按有关规范决定增加试桩数量、)3(检测方法 检测前必须检查仪器得使用状态。每年应由国家法定计量单位进行标定,精度要达以上。试验用锤击必须具备足够得锤

15、击能量 对需要进行检测得混凝土灌注桩,桩身混凝土强度满足大于等于d 得强度,桩顶必须处理,要凿除顶部强度较低得混凝土,将桩接长至地坪以上、52 倍桩经处,所有主筋均需接至桩顶保护层以下并对桩顶进行加强保护,桩顶混凝土C3。同时在锤与桩顶之间设置;有效垫层。在桩身两侧对称安装两只加速传感器与应变传感器、它们与桩顶之间得距离应1、5 倍桩经。在进行高应变动测时,必须同时量测每次锤击下桩得最终贯入度、为使桩周土产生塑性变形,单击贯入度不宜小于 2、m。应力与加速度必须随时间连续测定与采样。在检测过程中要不断比较桩身材料实测阻抗与理论阻抗得关系,锤击时实测力与速度峰值应成正比,如果不符,应立即停捶检查

16、。高应变试验应采用实测曲线拟合分析确定 CASE 阻尼系数值,拟合计算桩数不宜少于试桩总数 30%并不少于 5 根。()结果评定 应力不应有负值;应力与速度得尾部应归零 一般情况下 t12 时间段(速度曲线)在 F(t)(力曲线)得下方 信号前沿,Z。V(T)与 F(t)曲线基本重合,且共同达到峰值 MX(最大打击力)与 FHM(根据锤击动量估算得最大打击力)接近、最大得动位移超过5m 信号无交流震荡干扰 桩底反射明显 信号不削顶 用拟合法时,拟合曲线完成或拟合系数值,灌注桩不宜大于5,预制桩不宜大于 3 用拟合法时,计算与实测得锤击数(贯入度)接近(5)报告审核 波形及有关参数就是否符合上述

17、结果评定得要求 报告中有部分或全部采用拟合法计算承载力 实测承载力应与设计承载力对照 高应变动测可用与部分验收,不宜作为设计依据;宜进行静载荷试验作为设计依据 、低应变动测 低应变动测主要采用弹性反射法。它就是将桩视为一维得弹性杆件,在桩顶施加一冲击力,产生应力波。应力波沿桩身传播,当遇到波阻抗存在差异得界面,就会产生反射信号,反射信号由旋转于桩顶得传感器所接收,再对反射信号进行分析以判断桩得质量情况。(1)检测目得 主要对各类灌注桩进行质量普查,检查桩身完整性,就是否有断桩、夹泥、离析、缩颈等缺陷存在并基本定位。对钢筋混凝土预制桩、预应力混凝土桩、钢管桩等桩,主要用于检查桩身完整性、)2(检

18、测数量 采用随机采样得方式抽检,进行低应变动测得桩数,不应少于总桩数得 30%,且不得少于0 根,对于独立承台形式得桩基础工程必须增加检测比例直到 10检测、动测后不合格得桩比例过高时(占抽检总数以上),宜以相同得百分比进行扩大抽检,设计单位认为需要时,可扩大到普检。对同一工程中得同一批桩中有疑异得桩,宜采用多种方法同时进行检测,并进行综合分析 )3(检测方法 检测前,先进行截桩处理至设计标高,凿去疏松部分后用砂轮磨平,安装传感器、放大器、数据采集装置、记录显示器(目前常用得 PI动测仪已一体化)、然后在桩顶施加冲击力产生应力波,应力波沿桩身传播至桩底或遇界面产生反射信号,再由传感器接收,经分

19、析计算,产生检测结论。(4)结果评定 根据时域波形,比较入射波于反射波到达时刻及其振幅、相位、频率等特征,进行判断与计算;而波阻抗 ZpA,为密度、V 为速度、A 为截面积,很显然,波阻抗得差异主要来源于密度、面积得变化。当桩得密度变化大时,就可能存在着混凝土得疏松、夹泥、离析等;面积变化大时,就可能存在扩颈、缩颈、裂缝、断桩等。波阻抗差异越大,反射信号就越强烈。完整性良好得单桩具有下列特征:a、桩底反射明显,无缺陷反射波存在(需要说明,无桩底反射得不一定就是坏桩,有桩底反射得一定就是好桩)b、波形规则,波列清晰,完整桩之间波形特征相似、桩身混凝土平均波速较高 完整性存在缺陷得桩具有下列情况:

20、a、桩得界面反射明显,反射信号到达要小于桩底反射时刻 b、波形受到干涉,波得振幅、相位、频率相对正常桩得波形出现异常,缺陷严重时,易形成多次反射,振幅较大 低应变动测桩身质量评定等级宜为四类(重点):a、无缺陷得完整桩 b、有轻度缺陷,但基本不影响原设计桩身结构强度得桩 c。有明显缺陷,影响原设计桩身结构强度得桩(可部分利用或降级使用);d、有严重缺陷得桩(废桩)。(5)报告审核 审核报告结论就是否符合规范要求 审瞧波形图 无缺陷波形图,有桩底反射;有浅部缺陷波形图;有两次反射得波形图 3、目前有关常用得动测法介绍如下:(1)打桩分析仪法 就是采用大应变打桩分析仪检测桩得承载力,大应变 PDA

21、 就是根据ASE 法原理设计得专用仪器,试验时用锤锤击桩顶,然后根据桩顶实测到得力与速度随时间变化得规律,通过简单计算确定壮得承载力与断桩结构得完整性,包括缺陷程度与缺陷位置、分析、显示、记录由打桩分析仪及配套仪器自行完成)2(水电效应法 由激振系统电路放电,每次以模拟信号变成一组数据信号,然后输入到信号处理机中,经过变换得出频谱图。就是利用测出得波形曲线与频谱曲线得形态来判断断桩得位置、()应力波反射法 当应力波在一根均匀得杆件中传播时,其大小不发生变化,波得传播方向与压缩波中质点运动方向相同,于拉伸波中质点运动方向相反,应力波反射法检测桩得完整性就就是利用应力波得这种特征。当桩身某截面出现扩颈、缩颈、断裂或有泥饼等情况时,就引起阻抗得变化,从而使一部分波产生反射并到达桩顶,由在桩顶安装得拾振器测试并记录下来,则可判断出桩得结构完整程度。)4(声波透射法 此法就是利用波幅比声速对缺陷反应更灵敏,使用接受信号能量平均值得一半作为判定缺陷临界值。此法适用于检测桩经大于。m 得混凝土灌注桩得完整性。)5(机械阻抗法 本方法有稳态激振与瞬态激振两种方式,适用于检测桩身混凝土得完整性,推定缺陷类型及其在桩身中得部位、