《地基静载荷试验》PPT课件

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。单元体桩间土桩体σpσsσ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概述天然地基均质地基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概述双层地基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概述复合地基基体增强体复合地基基体增强体二、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1.5~2.0B。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，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Es1Ep刚性基础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Qσsσp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n≤10，刚性桩的桩土应力比n为15～40。a）面积置换率m处理单元面积处理单元中桩面积＝桩面积＋土面积处理单元中桩面积面积置换率m2.3静载试验仪器设备荷载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1.5～2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0.25~0.50m2，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）试验方法百分表堆载荷载板主梁平台千斤顶一、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、10min、10min、15min、15min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①承压板周围的土明显出现侧向挤出；②沉降量急骤增大，荷载～沉降（p～s）曲线出现陡降段；③在某级荷载下24小时内沉降速率不能达到稳定；④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1/10～1/15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2.4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①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）；②在某级荷载下，24小时内沉降速率不能达到稳定标准；③本级沉降量大于前一级沉降量的5倍；④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。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、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）承压板桩行距行距桩距排距排距桩距排距排距图2-3复合地基的几种典型布桩方式桩行距行距桩距排距排距桩距排距排距图2-3复合地基的几种典型布桩方式桩行距行距桩距排距排距桩距排距排距图2-3复合地基的几种典型布桩方式二、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50～150mm，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8～12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①沉降急剧增大，土被挤出或承压板周围出现明显的隆起；②承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6％：③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7060504030201000100200300400500CBA荷载(kPa)位移S(mm)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：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；③不能按上述两款要求确定时，当压板面积为0.25~0.5m2，可取s/b=0.01~0.