桥梁地基承载力检测(最终)PPT课件.pptx

桥梁地基承载力检测问题 1 什么是地基承载力 地基承载力指地基在同时满足变形和强度两个条件下 单位面积所能承受的最大荷载 地基承载力不足将会使桥梁因变形过大而倒塌 因此在设计桥梁或挡墙时 地基好坏 能提供承载力大小是决定桥梁基础形式及埋深的主要因素 理论上地基承载力是土力学理论中最重要的课题之一 在进行地基基础设计时 地基必须满足以下条件 1 变形要求 建筑物基础的沉降或沉降差必须在该建筑物所允许的范围之内 2 承载力要求 建筑物的基底压力应该在地基所允许的承载能力范围内 2012 11 13 2 地基承载力 承载力容许值 地基压力变形曲线上 在线性变形段内某一变形所对应的压力值持力层 直接承受基础作用的地层下卧层 位于持力层下 处于被压缩或可能被剪损的一定深度内的土层 2012 11 13 3 确定地基承载力的方法 1 现场原位测试法 堆载进行荷载试验 标准贯入实验 动力及静力触探等 3 地基规范查表法 查地基规范中持力层地基基本承载力查表看持力层地基承载力是否满足按现行规范提供的经验公式计算 2 按理论公式计算 用公式计算持力层地基承载力是否满足 再结合建筑物对沉降的要求确定地基允许承载力 4 当地经验确定法 凭经验确定看持力层地基承载力是否满足在土质基本相同的的条件下 参照临近结构物地基容许承载力 以上几种办法 前提均是要明确持力层的地质 才能做出判断 2012 11 13 4 1 1 1浅层地基平板荷载试验 以刚性平底承压板模拟建筑物基础 模型基础 将竖向载荷均匀传至地基土上 通过实测地基土在荷载作用下的变形 得到荷载试验P S曲线 以此推求地基土变形模量和地基承载力 加载要求 总沉降量为25mm或加载设备的最大容许量适用地表浅层地基土 特别适用于各种填土 含碎石的土 平板载荷试验反映的限于承压板下不超过二倍承压板宽度 或直径 范围内地基土的特性 2012 11 13 5 地基在荷载作用下达到破坏状态的过程可以分为3个阶段 压密阶段 直线变形阶段 比例界限Pr 剪切阶段 极限荷载Pu 破坏阶段 P S曲线陡直下降 2012 11 13 6 1 1 2试验设备和加载方法 试验设备 荷载板试验或地锚反力加载装置 加载板一般为方形或圆形 受压面积2500cm2 50 50cm 或5000cm2 70 7 70 7cm 原则 加载 卸载既简便又安全 同时对沉降量的观测无影响 加载方法 分级维持荷载沉降相对稳定法 慢速法 沉降非稳定法 快速法 加载标准 第一级荷载取卸去土体自重 分级荷载取土层估计极限强度的1 8 1 10 总荷载接近土层极限荷载 加载精度达到最大荷载的1 沉降观测精度0 01mm 2012 11 13 7 1 1 3土体破坏标准及沉降稳定标准 1 承压板周围土体有明显侧向挤出或发生裂纹 2 在24h内 沉降随时间趋于等速增加 3 荷载P增加很小 但沉降却急剧增加 P S曲线出现陡降段 或相对沉降已等于或大于0 06 0 08 沉降稳定标准 连续2h的每小时沉降量不超过0 1mm或连续1h的每30min的沉降量不超过0 05mm 2012 11 13 8 1 1 4数据处理 绘制P S曲线 1 确定土的承载力取第一个拐点 比例极限 作为地基的承载力或取第二个拐点 极限荷载 2 作为承载力 当P S曲线拐点不明显时 可采用绘制lgP lgS曲线或相对沉降法确定土的承载力 2 地基土的变形模量估算地基土不排水抗剪强度和基床反力系数 2012 11 13 9 1 1 5注意事项 1 由于荷载板尺寸小 不能作为建筑物长期沉降资料 2 沿海软粘土地区 表面 硬壳层 会影响试验结果 软弱下卧层会降低承载力 3 当土层变化较大时 应采用其他原位测试和室内土工试验来确定荷载板试验影响不到的土层的工程力学性质 4 当地基土层起伏变化很大时 应在不同地点做荷载试验 2012 11 13 10 1 2静力触探 用静力将一个内部装有传感器的探头以匀速压入土中 测出探头在贯入过程中所受到的阻力 通过贯入阻力与土的工程性质之间的相关关系以及统计关系 来实现取得土层剖面 提供浅基承载力 判别场地土液化 选择桩端持力层 预估单桩承载力等目的 2012 11 13 11 1 3 1动力触探试验 动力触探试验方法可以归为两大类 即圆锥动力触探试验和标准贯入试验 前者根据所用穿心锤的重量将其分为轻型 重型及超重型动力触探试验 一般将圆锥动力触探试验简称为动力触探或动探 将标准贯入试验简称为标贯 轻型动力触探适用于一般粘质土及素填土 重型动力触探适用于中 粗 砾砂和碎石土 超重型动力触探适用于卵石 砾石类土 2012 11 13 12 1 3 2轻型动力触探 轻型动力触探 用于检验浅层土 如基槽 的均匀性 确定天然地基的容许承载力及检验填土的质量 干土质量密度 1 先用轻便钻具钻至试验土层标高以上30cm 然后对所需试验土层连续进行锤击贯入触探 2 贯入时 落距为50 2cm 使其自由下落 将探头竖直打入土层中 每打入土层30cm 记录贯入锤击数N10 最初30cm可不记 3 若N10超过100或贯入10cm锤击数超过50 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4m以后用钻具扩孔再贯2m 2012 11 13 13 2 按理论公式计算 地基临塑荷载和临界荷载和地基极限荷载的理论公式 都属于地基承载力的表达方式 均为基地接触面的地基抗力 地基承载力是土的黏聚力 内摩擦角 重度 基础埋深和宽度的函数 其中土的抗剪强度指标可根据现场条件采用不同仪器和方法测定 实验数据剔除异常值后 承载力定值法应取平均值或最小平均值 承载力概率极限状态法应取特征值 2012 11 13 14 3 查地基规范表法 查地基规范表计算持力层地基承载力是否满足 此法用于地基处于较好的岩石或硬质土时 且桥梁受力简单不大 时可用 要求评定人员有较高的理论及实际工作经验确定步骤 1 确定桥梁基础所需的承载力 2 确定桥梁基础所处地基的类别 粘性土 砂类土 碎卵石类土 黄土 冻土 岩石 3 确定土的状态 包括天然松密和稠度状态 4 查表确定桥梁基础所处地基的基本容许承载力 对比确定土的容许承载力是否满足要求 2012 11 13 15 3 1查地基规范表计算持力层地基承载力是否满足 查地基规范表计算持力层地基承载力是否满足 此法用于地基处于一般的非岩石或非硬质土时 且桥梁受力复杂时用 一般对于特殊地基 还应根据具体情况 结合荷载试验 现场标准惯入试验或静力触探试验及理论分析后综合确定理论的容许承载力是否满足要求 原理是 利用基础深度及宽改正 提高地基容许承载力 2012 11 13 16 3 2规范法确定基本容许承载力 一 规范法确定基本容许承载力 0 步骤 1 确定土的类别 六类 粘性土 砂类土 碎卵石类土 黄土 冻土 岩石 2 确定土的状态 包括天然松密和稠度状态 其中 粘性土按液性指数分为坚硬 半坚硬 硬塑 软塑和流塑状态 砂类土根据相对密度分为稍密 中等密实 密实状态 碎卵石类土按密实度分为密实 中等密实 松散状态 3 确定土的容许承载力 基本容许承载力 查表 2012 11 13 17 3 3修正容许承载力 二 修正容许承载力 步的确定 当基础最小边宽度b超过2m或基础埋置深度h超过3m且h b 4时 按以下公式进行修正提高 说明 1 当b 2m时取2m b 10m时取10m 2 基础埋置深度由一般冲刷线算起 无冲刷由原地面算起 位于挖方内的基础 由开挖后地面算起 3 1 基底土天然容重 如透水性土取浮容重 4 2 基底以上土容重 如持力层在水面以下且为不透水性土 取饱和容重 如持力层为透水层 取浮容重 5 K修正系数 2012 11 13 18 4 当地经验确定法 凭经验确定看持力层地基承载力是否满足 此法用于地基处于较好的岩石或硬质土时 且桥梁受力简单力不大时可用 要求评定人员有较高的理论及实际工作经验 确定步骤 1 确定桥梁基础所需的承载力 2 确定桥梁基础所处地基的类别 粘性土 砂类土 碎卵石类土 黄土 冻土 岩石 3 确定土的状态 包括天然松密和稠度状态 4 对比确定土的容许承载力是否满足要求 5 也可对比邻近的同类桥梁情况做出判断 2012 11 13 19 冶金工业岩土勘察原位测试规范 2009年4月1日实施的中华人民共和国国家标准GB T50480 2008 冶金工业岩土勘察原位测试规范 总则1 0 2规定 本规范适用于冶金工业建设项目岩土工程勘察中的原位测试 其他行业同类工作可按本规范执行 目前该规范是我国最新提到使用动力触探试验来测试地基承载力的国家标准 交通部对于桥涵地基承载力 动力触探试验方法还未有标准作详尽说明 为遵循 国标 行标 地标 原则 在无行标 地标的情况下 公路工程地基承载力亦可按此规范试验方法执行 2012 11 13 20 实例 201