建筑地基基础测试PPT教案

1、会计学1建筑地基基础测试建筑地基基础测试第1页/共268页第2页/共268页第3页/共268页第4页/共268页第5页/共268页第6页/共268页第7页/共268页2、测试设备与种类设备组成： 触探主机和反力装置触探主机可分为液压式和机械式反力装置可分为自重式和锚式 测量与记录显示装置 探头和探杆第8页/共268页触探主机为液压传动式的，反力装置为自重式。第9页/共268页第10页/共268页单用（桥）探头 双用（桥）探头 多用（孔压）探头第11页/共268页II电流电流RR电阻电阻 UU电压（根据欧姆定律电压（根据欧姆定律） 电压变化（测量值）电流变化应力应变关系 21 LLKR ULLK

2、URELLE 电阻应变片电桥第12页/共268页第13页/共268页探头率定的步骤探头率定的步骤: : la.安装设备lb.把连着电缆线和记录仪表的探头安装上lc.旋转手轮施加压力，边记录仪表上的读数 ld.画压力读数曲线，一般情况下应该是直线le.求率定系数KK等于直线的斜率)mVkN/A( xkx)(kPaAP0第14页/共268页野外测试的关键步骤野外测试的关键步骤: :la.a.布孔位，平整场地布孔位，平整场地lb.b.安装触探机安装触探机 ，并调平机座（为使贯入压力保持垂直，并调平机座（为使贯入压力保持垂直方向），把机座与反力装置衔接方向），把机座与反力装置衔接 lc.c.将探头、测

3、量电缆、探杆连接起来，并检查测量仪将探头、测量电缆、探杆连接起来，并检查测量仪表，并调零表，并调零ld.d.将连着探杆的探头压入地下将连着探杆的探头压入地下 ，同时记录深度值和测同时记录深度值和测量仪表的数据量仪表的数据第15页/共268页第16页/共268页l5 5、测试成果的应用、测试成果的应用lCPTCPT（静力触探静力触探）在土木工程中的应用特别广泛）在土木工程中的应用特别广泛 土层划分土层划分: : l绘制CPT的贯入曲线（包括qc-H，fs-H，FR-H ），然后根据相近的qc、fs和FR，将触探孔分层力学分层，并计算各参数的平均值。 l结合钻探取样，考虑临界深度进一步分层工程地质

4、分层，并定土名。第17页/共268页第18页/共268页第19页/共268页第20页/共268页第21页/共268页niisspcfdpLfUAqqqqii1第22页/共268页第23页/共268页第24页/共268页第25页/共268页l探头饱和的方法有加热排气法和真空排气法l可以用水、硅油、甘油等对探头进行饱和孔压探头饱和与检验的装置第26页/共268页第27页/共268页第28页/共268页，可取样），贯入，落距标准贯入测试（）超重型（）重型（）中型（）轻型（穿心锤重圆锥动力触探cmcmkgkgkgkgkg30765 .631205 .632810第29页/共268页第30页/共268页

5、第31页/共268页第32页/共268页第33页/共268页第34页/共268页第35页/共268页)()(2kPaAmMeghMRd第36页/共268页第37页/共268页第38页/共268页动力触探直方图及土层划分第39页/共268页645. 1)(10NN 或式修正锤击数：探确定承载力时应按下根据标贯或轻型动力触第40页/共268页kPaNqkPaNtNBNhqfd1002)(400/(44 . 02）英尺)(252 )100(421kNANANqNNNkPaNqssccfd其中Meyerhof法法式中：式中：B为桩宽度或直径为桩宽度或直径m，h为桩进入砂层的深度为桩进入砂层的深度m日本

6、法日本法式中：式中：N1为桩端处的为桩端处的N值值，N2为桩尖上为桩尖上10B范围内的平均范围内的平均N值值第41页/共268页第42页/共268页第43页/共268页直线变形阶段：当压力小于临塑荷载py（比例极限压力），ps成直线关系。剪切阶段：当压力大于py、小于极限压力pu, ps关系曲线由直线变为曲线。破坏阶段：当压力大于pu，沉降急剧增加。对于直线变形阶段，可以用弹性理论来分析压力与变形的关系。 第44页/共268页第45页/共268页第46页/共268页第47页/共268页第48页/共268页第49页/共268页第50页/共268页第51页/共268页第52页/共268页第53页/

7、共268页第54页/共268页第55页/共268页第56页/共268页第57页/共268页D第58页/共268页 凿掉浮浆或松散、破碎部分， 露出新鲜混凝土桩头的材质、强度、截面尺寸应与桩身基本等同 敲击点与传感器安装点打磨平整 桩头干净干燥、无破碎第59页/共268页 传感器放置距桩心2/3 R处且安装位置平整尽可能使传感器垂直与桩头平面，空心桩的激振点与测量传感器安装位置宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成的夹角宜为90度，激振点和测量传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处 桩顶面应平整、密实、并与桩轴线基本垂直第60页/共268页在桩中传播的应力波在桩中传播的应力波基本假设：基本假设：一维杆

8、一维杆平面波平面波压缩、拉伸（纵波）压缩、拉伸（纵波）第61页/共268页在桩中传播的应力波在桩中传播的应力波表面波表面波质点振动质点振动软材料软材料底部反射底部反射硬材料硬材料第62页/共268页在桩中传播的应力波在桩中传播的应力波LLL当波长当波长大于大于L L时，应力波将产生绕射时，应力波将产生绕射第63页/共268页在桩中传播的应力波在桩中传播的应力波桩身截面变小桩身截面变小第64页/共268页在桩中传播的应力波在桩中传播的应力波桩身截面变大桩身截面变大第65页/共268页在桩中传播的应力波在桩中传播的应力波半断桩半断桩断桩断桩第66页/共268页在桩中传播的应力波在桩中传播的应力波离

9、析桩离析桩扩底桩扩底桩第67页/共268页在桩中传播的应力波在桩中传播的应力波嵌岩桩嵌岩桩第68页/共268页桩身完整的摩擦桩纵波波速计算示意图桩身完整的摩擦桩纵波波速计算示意图C=2000L /C=2000L /t tC=2LC=2L* * f f第69页/共268页 nCm= Ci / n i=0单位工程的桩身混凝土平均波速值应由桩身结构完整的工程桩的波速来计算确定，参加计算的工程桩数量不应少于5根，可按下式计算：第70页/共268页蜂窝疏松夹泥缩径裂纹弯曲沉渣浮浆第71页/共268页接缝断裂裂纹内部裂纹松散缺损第72页/共268页（1）泥浆护壁成孔灌注桩塌孔在成孔过程中或成孔后，孔壁塌落

10、，造成钢筋笼放不到底，桩底部形成泥夹层，影响桩基承载力缩孔孔径小于设计孔径梅花孔孔断面形状不规则，呈梅花形断桩成桩后，桩身中部没有混凝土，夹有泥土；混凝土拉裂第73页/共268页（2）沉管灌注桩缩径成形后的桩身局部小于设计要求断桩及桩身混凝土坍塌桩身局部分离，甚至有一段没有混凝土；桩身某一部位混凝土坍塌，坍塌处上部没有混凝土桩身夹泥桩身混凝土有泥夹层第74页/共268页（3）干作业成孔灌注桩孔底虚土过厚超过规范要求；桩身混凝土质量差桩身有蜂窝、空洞、桩身夹土、分段级配不均匀；塌孔成孔后孔壁局部塌落；斜孔桩孔垂直偏差超过规范要求。 第75页/共268页（4）预制桩裂隙运输过程和打入时产生裂隙；接

11、头胶结不好两节桩未对接好或不在一直线上。 第76页/共268页距桩顶2.8m处，缩3/5距桩顶3m处，断距桩顶2.8m处，缩3/5172#173#174#第77页/共268页0.9米处轻度缩径，3米处严重缩径第78页/共268页0.98m处空洞处空洞 第79页/共268页桩型：成孔灌注桩桩径：0.40m桩长：15m第80页/共268页桩型：挖孔桩桩长：17.2m第81页/共268页（二）旁孔透射波法（二）旁孔透射波法 一种用旁孔透射波法检测既有建筑物基桩质量的方法，它是通过在既有建筑物基桩旁埋设平行于基桩的PVC管，利用工程地震仪沿PVC管深度方向测试经基桩透射过来的地震波，根据检波器所接收到

12、地震波的初至时间和振幅来判断基桩长度和完整性的方法。第82页/共268页该测试方法的原理是：地震波在基桩的传播速度远远大于在桩周土，而衰减系数小于桩周土，当检波器远离基桩底端时，接收到的地震波在土壤中传播的距离增大，必然加大初至时间的后延且加速振幅的衰减，同理在基桩缺陷的位置也会出现初至时间的突然增大和振幅的突然衰减，因此可通过对地震波波列初至时间和振幅综合分析，判断基桩长度和完整性。 第83页/共268页第84页/共268页第85页/共268页第86页/共268页第87页/共268页第88页/共268页第89页/共268页第90页/共268页第91页/共268页第92页/共268页第93页/

13、共268页第94页/共268页第95页/共268页 作用于桩顶的竖向荷载作用于桩顶的竖向荷载Q是由桩侧土的总摩阻力是由桩侧土的总摩阻力Qs和桩端土的总和桩端土的总端阻力端阻力Qp 共同承担。共同承担。Qs桩侧总摩阻力；Qp桩端总阻力。当桩顶荷载加大到极限值时Qu单桩的极限承载力；Qpu单桩总极限端阻力。Qsu单桩总极限摩阻力；1、单桩竖向荷载的传递机理、单桩竖向荷载的传递机理第96页/共268页 研究表明，桩顶受竖向荷载研究表明，桩顶受竖向荷载Q Q后，首先，桩身上部受到压缩而产生相对土的后，首先，桩身上部受到压缩而产生相对土的向下位移，与此同时，桩侧表面受到土的向上摩阻力向下位移，与此同时，

14、桩侧表面受到土的向上摩阻力Q Qs s的作用的作用 。随着荷载。随着荷载增加，桩身压缩量和位移量逐渐增加，桩身下部的摩阻力也做逐渐被调动并增加，桩身压缩量和位移量逐渐增加，桩身下部的摩阻力也做逐渐被调动并发挥。桩身荷载传至桩底，桩底土层受到压缩而产生桩端阻力发挥。桩身荷载传至桩底，桩底土层受到压缩而产生桩端阻力Q Qp p，即作用于，即作用于桩顶的荷载通过桩侧阻力与桩端阻力传递到桩周土层中。桩顶的荷载通过桩侧阻力与桩端阻力传递到桩周土层中。 一般说来，靠近桩身上部土层的侧阻力先于下部土层发挥，而侧阻一般说来，靠近桩身上部土层的侧阻力先于下部土层发挥，而侧阻力先于端阻力发挥出来。力先于端阻力发挥

15、出来。 荷载传递过程中，荷载传递过程中， Q Qs s、 Q Qp p的发挥程度与桩土间的相对位移情况有关的发挥程度与桩土间的相对位移情况有关。 当桩身全长的侧阻力都到达极限值之后，桩顶荷载增量就全归桩端当桩身全长的侧阻力都到达极限值之后，桩顶荷载增量就全归桩端阻力承担，直到桩底持力层破坏、无力支持更大的桩顶荷载为止。此时，桩阻力承担，直到桩底持力层破坏、无力支持更大的桩顶荷载为止。此时，桩项所承受的荷载就是桩的极限承载力。项所承受的荷载就是桩的极限承载力。 由此可见，单桩轴向荷载的传递过程就是桩侧阻力与桩端阻力的发由此可见，单桩轴向荷载的传递过程就是桩侧阻力与桩端阻力的发挥过程。挥过程。第9

16、7页/共268页 (a)轴向受压的桩 (b)轴力分布 (c) 摩阻力分布 (d)截面位移 桩土体系荷载传递分析第98页/共268页 由微分段dz的竖向平衡可求得 微分段dz的压缩量为：式中：A桩身截面积；Ep桩身弹性模量；u桩身周长。以桩顶为坐标原点，积分得：设测出的桩顶位移为s0，则桩身某截面的位移为桩顶位移与该截面范围内桩身压缩量之差：由（1）（2）得单桩轴向荷载传递基本微分方程（单桩轴向荷载传递基本微分方程（2）第99页/共268页 通过在桩身埋设应力或位移测试元件，获得桩身轴力分布图，就可作出摩阻力qs(z)、截面位移s(z)分布图。砂土中实测桩侧摩阻力随桩身的分布砂土中实测桩侧摩阻力

17、随桩身的分布第100页/共268页理论分析理论分析第101页/共268页端阻的深度效应端阻的深度效应建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范中汇聚了国内大中汇聚了国内大量试桩资料，按不同类型的桩分别给出量试桩资料，按不同类型的桩分别给出了极限端阻力的深度范围，例如：了极限端阻力的深度范围，例如：预制桩或水下钻孔桩：预制桩或水下钻孔桩：30m30m；沉管灌注桩和干作业钻孔桩：沉管灌注桩和干作业钻孔桩：15m15m；仍需作进一步研究。仍需作进一步研究。第102页/共268页（3 3）桩的荷载传递一般规律）桩的荷载传递一般规律(2)桩土刚度比Ep/Es越大，传递到桩底的荷载就越大，但当Ep/Es超过1000

18、后，对桩端阻力分担的荷载比影响不大，而对Ep/Es小于等于10的中长桩,桩端阻力分担的荷载为0。(3)桩端扩底直径与桩身直径比D/d越大,桩端阻力分担的荷载比也大.(4)桩的长径比l/d越大,传递到桩端的荷载减小,桩身下部侧阻力的发挥值相应降低.当桩长l/d超过100 时,上述各种影响都将大大减弱，甚至失去意义。 桩端土与桩侧土的模量比Eb/Es越小，桩身轴力沿深度衰减越快，即传递到桩端的荷载越小。第103页/共268页（4 4）单桩的破坏模式）单桩的破坏模式第104页/共268页第105页/共268页2、单桩竖向承载力的确定、单桩竖向承载力的确定 单桩竖向承载力的确定，取决于两方面：其一，桩

19、身的材料强度；单桩竖向承载力的确定，取决于两方面：其一，桩身的材料强度；其二，地层的支承力设计时分别按上述两方面确定后取其中的小值。其二，地层的支承力设计时分别按上述两方面确定后取其中的小值。 单桩竖向极限承载力单桩竖向极限承载力QuQu，桩侧总极限摩阻力，桩侧总极限摩阻力QsuQsu和桩端总极限阻力和桩端总极限阻力QpuQpu组成，若忽略二者间的相互影响，可表示为：组成，若忽略二者间的相互影响，可表示为： 单桩竖向承载力特征值单桩竖向承载力特征值R Ra a 建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范通常单一安全系数通常单一安全系数K K2;2;分项安全系数分项安全系数K Ks s K Kp

20、p单一安全系数法：单一安全系数法：分项安全系数法：分项安全系数法：第106页/共268页 单桩竖向承载力的确定方法：单桩竖向承载力的确定方法：静载荷试验法静载荷试验法静力触探法标准贯入法动力分析法经验分析法（按规范经验参数法按规范经验参数法)第107页/共268页静载荷试验方法静载荷试验方法第108页/共268页加荷装置：加荷装置：第109页/共268页第110页/共268页第111页/共268页第112页/共268页 根据沉降量确定。对于缓变型Q-s曲线，一般取：s= 40 60mm 对应的荷载值（当桩长大于40m时，宜考虑桩身弹性压缩量）；对于大直径桩可取：s（0.030.06)D（D为桩

21、端直径，大直径取低值，小直径取高值）所对应的荷载值；对于细长桩(l/d80)可取，s=6080mm对应的荷载值。 按上述四款判定桩的竖向抗压承载力未达到极限时，取最大试验荷载值。 (3)确定竖向抗压极限承载力的统计值的要求： 参加统计的试桩结果，当满足其极差不超过平均值的30时，取其平均值； 极差超过平均值的30时，应分析极差过大的原因，综合工程具体情况确定，必要时可增加试桩数量； 对桩数为3根或3根以下的柱下承台，或工程桩抽检数量少于3根时，应取低值。 (4)单位工程同一条件下的单桩竖向抗压承载力特征值R。应按单桩竖向抗压极限承载力统计值的一半取值。第113页/共268页试验成果：试验成果：

22、第114页/共268页第115页/共268页第116页/共268页第117页/共268页第118页/共268页第119页/共268页第120页/共268页第121页/共268页 自平衡法，是一种基于在桩基内部寻求加载反力的静载荷试验方法。相应地，这种试验方法的实施技术，称为“自反力法测桩技术”或者“自平衡法测桩技术”。 3 3、自平衡法、自平衡法第122页/共268页第123页/共268页第124页/共268页第125页/共268页日本学者曾于日本学者曾于1960年代末提出桩底加载法，并获得专利年代末提出桩底加载法，并获得专利第126页/共268页清华大学李广信教授进行了不同加载方式下清华大学

23、李广信教授进行了不同加载方式下桩侧阻力研究及桩侧阻力研究及模型试验模型试验+ +现场试验现场试验第127页/共268页江苏南京的研究应用江苏南京的研究应用 19971997、2000 2000 龚维明教授申请获得了龚维明教授申请获得了“桩承桩承载力测定装置载力测定装置”及及“桩承载力测定用荷载箱桩承载力测定用荷载箱” ” 专利专利 提出了提出了“自平衡法自平衡法” ” 之名称之名称桩承载力自平衡测试技术规程桩承载力自平衡测试技术规程出台出台 在国内大面积推广在国内大面积推广第128页/共268页O-cellO-cell法的优点和局限性法的优点和局限性 它是一种构思独特、装置简单，试验方便安全，

24、它是一种构思独特、装置简单，试验方便安全， 有巨大推广价值的试桩方法有巨大推广价值的试桩方法 由于试桩的受荷状态，毕竟不同于桩在正常工由于试桩的受荷状态，毕竟不同于桩在正常工 作时的状态，诸多问题有待深入研究作时的状态，诸多问题有待深入研究, 例如：例如： 桩侧阻力的问题桩侧阻力的问题 荷载箱的摆放位置，影响试桩结果荷载箱的摆放位置，影响试桩结果 判定单桩承载力的方法不一，有待研究判定单桩承载力的方法不一，有待研究 对长桩测试可能问题较多；对嵌岩桩测试较好对长桩测试可能问题较多；对嵌岩桩测试较好 不能应用于桩基竣工后检测，等等不能应用于桩基竣工后检测，等等第129页/共268页 某地方标准第一

25、节总则第某地方标准第一节总则第1.1条称：条称：“自平衡试自平衡试桩法是接近于竖向抗压（拔）桩的实际工作条桩法是接近于竖向抗压（拔）桩的实际工作条件件 的一种试桩方法的一种试桩方法”。几个问题供大家商榷（一）几个问题供大家商榷（一）第130页/共268页几个问题供大家商榷几个问题供大家商榷 “自平衡法自平衡法”，要找到自平衡点，要找到自平衡点， 是一个困难是一个困难 而又复杂的问题（龚维明教授语）而又复杂的问题（龚维明教授语） 所谓所谓 “自平衡法自平衡法” 已经纳入某一行标，等已经纳入某一行标，等 所谓所谓“美国在美国在80年代在研究自平衡法年代在研究自平衡法”第131页/共268页几个问题

26、供大家商榷（三）几个问题供大家商榷（三） 已经发现此法最大的问题可能是，所测得的单桩已经发现此法最大的问题可能是，所测得的单桩 承载力将会随着荷承箱摆放位置不同而不同。承载力将会随着荷承箱摆放位置不同而不同。第132页/共268页几个问题供大家商榷几个问题供大家商榷( (四）四） 判定单桩承载力目前有简化转换法、判定单桩承载力目前有简化转换法、 等效转换法，还有精确法，等等，等效转换法，还有精确法，等等， 以及经处理而得以及经处理而得. -岩土工程不求计算精确，岩土工程不求计算精确， 只求判断正确（顾宝和大师语）只求判断正确（顾宝和大师语） 实际上，已做的试验大多是成功的，实际上，已做的试验大

27、多是成功的， 也有失败的，亟需总结交流；也有失败的，亟需总结交流； 建议举行专题研讨会；建议拟订有关规程建议举行专题研讨会；建议拟订有关规程第133页/共268页n大多数桩以承受竖向荷载为主，有时也要承受一定的水平荷载。作用于桩顶的水平荷载性质包括：n长期作用的水平荷载：如上部结构传递的或由土、水压力施加的以及拱的推力等水平荷载；n反复作用的水平荷载：如风力、波浪力、船舶撞击力以及机械制动力等水平荷载；n地震作用所产生的水平力。n若桩基以承受水平荷载为主，可考虑采用斜桩。但受斜桩施工施工条件的限制，且一般的工民建筑所承受的水平荷载不大，如果不超过竖向荷载的1/101/12，应采用竖直桩。本节只

28、讨论竖直桩。 （二）二）1 1、水平荷载种类、水平荷载种类第134页/共268页n桩的水平（横向）承载力指桩能够承担的水平力的大小。n对于抗弯性能差的桩（如低配筋率的灌注桩）：水平承载力可能由桩身强度来控制；n对于抗弯性能好的桩（如钢筋混凝土预制桩）：通常由桩周围土体所能提供的横向抵抗力控制，且以桩顶水平位移达到一定值或桩侧土出现明显破坏，作为桩达到横向极限承载力的标志。n水平承载力与桩身抗弯刚度、桩周土的刚度、桩的入土深度、桩顶约束条件有关。桩顶嵌固于承台中的桩比桩顶自由的桩，水平承载力要大。2 2、影响桩水平承载力的因素、影响桩水平承载力的因素第135页/共268页3 3、水平荷载下桩的工

29、作性状、水平荷载下桩的工作性状 取决于桩-土之间的相互作用：作用过程大概如下：在水平荷载作用下，桩产生变形并挤压桩周土，促使桩周土发生相应的变形而产生水平抗力。 水平荷载较小时，桩周土的变形是弹性的，水平抗力主要由靠近地面的表层土提供； 随着水平荷载的增大，桩的变形加大，表层土逐渐产生塑性屈服，水平荷载将向更深的土层传递； 当桩周土失去稳定、或桩体发生破坏（低配筋率的灌注桩常是桩身首先出现裂缝，然后断裂破坏）、或桩的变形超过建筑物的允许值（抗弯性能好的混凝土预制桩和钢桩，桩身虽未断裂但桩周土如已明显开裂和隆起，桩的水平位移一般已超限）时，水平荷载也就达到极限。第136页/共268页 依据桩、土

30、相对刚度不同，水平荷载作用下的桩可分为：依据桩、土相对刚度不同，水平荷载作用下的桩可分为：刚性桩、半刚刚性桩、半刚性桩、柔性桩。半刚性桩和柔性桩统称为弹性桩性桩、柔性桩。半刚性桩和柔性桩统称为弹性桩。（1 1）刚性桩）刚性桩：当桩很短或桩周土很软弱时，桩、土的相对刚度很大，属刚性桩。刚性桩的桩身不发生挠曲变形且桩的下段得不到充分的嵌制，因而桩顶自由的刚性桩发生绕靠近桩端的一点作全桩长的刚体转动（图 a )，而桩顶嵌固的刚性桩则发生平移（图b）。刚性桩的破坏一般只发生于桩周土中，桩体本身不发生破坏。刚性桩常用B. B.布诺姆斯（Broms，1964）的极限平衡法计算。第137页/共268页 （2

31、 2）弹性桩）弹性桩：半刚性桩（中长桩）和柔性桩（长桩）的桩、土相对刚度较低，在水平荷载作用下桩身发生挠曲变形，桩的下段可视为嵌固于土中而不能转动，随着水平荷载的增大，桩周土的屈服区逐步向下扩展，桩身最大弯矩截面也因上部土抗力减小而向下部转移，一般半刚性桩的桩身位移曲线只出现一个位移零点（图a、a），柔性桩则出现两个以上位移零点和弯矩零点（图b、b ）。当桩周土失去稳定、或桩身最大弯矩处（桩顶嵌固时可在嵌固处和桩身最大弯矩处）出现塑性屈服、或桩的水平位移过大时，弹性桩便趋于破坏。第138页/共268页4 4、单桩水平静载荷试验、单桩水平静载荷试验 目前，确定单桩水平承载力的方法有两类：现场试验

32、；理论计算。现场静载荷试验结果更可靠。 试验装置试验装置第139页/共268页 加荷方法加荷方法 对于承受反复作用的水平荷载的桩基，其单桩试验宜采用多循环加卸载方式。每级荷载的增量为预估水平极限承载力的1/101/15，或取2.520kN（当桩径为300l000mm时）。每级各加卸载5次，即每次施加不变的水平荷载4min；（用千斤顶加荷时，达到预计的荷载值所需要的时间很短，不另外计算），卸载2min;或者加载、卸载各10min，并按上述时间间隔记录百分表读数，每次卸载都将该级荷载全部卸除。承受长期作用的水平荷载的桩基，宜采用分级连续的加载方式，各级荷载的增量同上，各级荷载维持10min并记录百

33、分表读数后即进行下一级荷载的试验。如在加载过程中观测到l 0min时的水平位移还未稳定，则应延长该级荷载的维持时间，直至稳定为止。其稳定标准可参照竖向静载荷试验。 终止加荷的条件终止加荷的条件 当出现下列情况之一时，即可终止试验： (1)桩身已断裂； (2)桩侧地表出现明显裂缝或隆起； (3)桩顶水平位移超过30一40mm（软土取40mm）； (4)所加的水平荷载已超过按下述方法所确定的极限荷载。第140页/共268页 资料整理资料整理 由试验记录可绘制桩顶水平荷载一时间一桩顶水平位移曲线（H0- t- u0）（如图4-26）及水平荷载一位移梯度曲线（H0-u0/H0）（图4-27）。当具有桩

34、身应力量测资料时，尚可绘制桩身应力分布图以及水平荷载与最大弯矩截面钢筋应力曲线(H0-g），如图4-28所示。第141页/共268页 水平临界荷载与极限荷载水平临界荷载与极限荷载 根据一些试验成果分析，在上列各种曲线中常发现两个特征点，这两个特征点所对应的桩顶水平荷载，可称为临界荷载和极限荷载。 水平临界荷载（Hcr）是相当于桩身开裂、受拉区混凝土不参加工作时的桩顶水平力。其数值可按下列方法综合确定： a 取H0-t-u0曲线出现突变点（在荷载增量相同的条件下出现比前一级明显增大的位移增量）的前一级荷载。 b 取H0- u0/ H0曲线的第一直线段的终点所对应的荷载。 c 取H0- g曲线第一

35、突变点对应的荷载。第142页/共268页 水平极限荷载（Hu）是相当于桩身应力达到强度极限时的桩顶水平力，此外，使得桩顶水平位移超过3040mm或者使得桩侧土体破坏的前一级水平荷载，宜作为极限荷载看待。确定Hu时，可根据下列方法，并取其中的较小值。 a 取H0-t-u0曲线明显陡降的第一级荷载，或按该曲线各级荷载下水平位移包络线的凹向确定。若包络线向上方凹曲，则表明在该级荷载下，桩的位移逐渐趋于稳定。如包络线朝下方凹曲（如图4-26中当H0=195kN时的水平位移包络线所示），则表明在该级荷载作用下，随着加卸荷循环次数的增加，水平位移仍在增加，且不稳定。因此可认为该级水平力为桩的破坏荷载，而其

36、前一级水平力则为极限荷载。 b 取H0- u0/ H0曲线第二直线段的终点所对应的荷载。 c 取桩身断裂或钢筋达到流限的前一级荷载。由水平荷载确定允许承载力时应除以安全系数2。第143页/共268页5 5、单桩水平承载力特征值、单桩水平承载力特征值（式中符号及定值见规范）第144页/共268页 验算地震作用桩基的水平承载力时，应将上述方法确定的单桩水平承载力设计值乘以调整系数1.25缺少单桩水平静载试验资料时，按下式估算预制桩、钢桩、桩身配筋率0.65%的灌注桩单桩水平承载力特征值。（式中符号及定值见规范）第145页/共268页5 5、单桩水平试验实例、单桩水平试验实例第146页/共268页第

37、147页/共268页第148页/共268页第149页/共268页第150页/共268页第151页/共268页第152页/共268页第153页/共268页第154页/共268页第155页/共268页第156页/共268页第157页/共268页第158页/共268页第159页/共268页(一)地脉动测试的基本原理及用途 地脉动测主要测定自然振源（风、雨、海浪、火山、交通等）引起的振幅为10-610-7m、频率为0.520Hz的微振动波群，又称常时微动。地脉动的基本概念第160页/共268页 通过测定每个方向的平均地脉动的主频率（即地脉动周期）谱带宽及相应地脉动的平均振幅，所测结果可为高层建筑结构抗

38、震设计计算、提供场地土类别及地震反应谱计算提供参考。地脉动测试结果的用途第161页/共268页现场测点的布置：每个建筑场地的地脉动测点，不应少于3个；也可根据工程需要，增加测点数量。周围环境的要求： 为准确测定地脉动自振周期，要求在距离测点半径150米内没有人为振动干扰，因此一般在深夜安静环境下进行测量。第162页/共268页测点方向的选择： 每个测点在测试时应同时测定24个水平方向和一个垂直向的地脉动。一般在现场测试时水平方向选择东西向和南北向即可。第163页/共268页 卓越频率的确定： 按频谱图中最大峰值所对应的频率确定。 当频谱图中出现多峰且各峰的峰值相差不大时，可在频谱分析的同时，进

39、行相关或互谱分析，以便对卓越频率进行综合评价。第164页/共268页卓越周期的确定：卓越周期应根据卓越频率确定，并按下列公式计算：T = 1/fT：卓越周期（s） f：卓越频率（Hz）第165页/共268页（二）单孔波速测试的原理及用途单孔波速测试的基本原理 单孔波速测试：由震源产生压缩波（又称P波）和剪切波（又称S波），经过土层，由在孔中的三分量检波器接收，根据波传播的距离和走时计算出场地土的波速，进而评价场地土的工程性质。第166页/共268页 剪切波速结果的用途 场地土层类别的评价 地震小区的划分 场地液化的判断 场地土层动弹性模量的计算第167页/共268页场地土层类别的评价：场地土分

40、类的平均剪切波速范围对于软弱土场地，需改良处理，处理前后对场地土层剪切波速进行测量对比，可评价改良处理的结果。第168页/共268页敲击板激振源： 将一块弹性好的木板（木板长约2米，宽约0.40.5米，厚约0.1米）受锤击的两头包上铁板，放在平整的地面上，上面压上重物，使木板与地面紧密接触，然后敲击木板两侧，这样木板就给地面一个水平冲击力，激起土层的剪切振动。激发的振动主要为SH波。第169页/共268页气囊式井中三分量检波器： 通过充气管给气囊充气使检波器与钻孔壁紧密接触藕合，藕合情况的好坏，对采集波形的影响很大。采用这种检波器可以任意选择是从钻孔底往钻孔口测试还是从钻孔口往钻孔底测试。第1

41、70页/共268页杠杆式井中三分量检波器： 通过电池给电磁铁通电吸合杠杆，将检波器放入钻孔中，断开电池使杠杆弹开与钻孔壁紧密接触藕合。由于断开电池后无法将杠杆再次吸合，因此采用这种检波器只能选择从钻孔底往钻孔口测试。第171页/共268页杠杆式井中三分量检波器的连接：通电吸合杠杆检波器与仪器连接第172页/共268页波形记录的现场识别： 现场采集的波形一般由三部分组成： 第一部分是从零时开始至直达波能量的到达，其信号除受外部干扰出现毛刺外，基本上是一条接近于直线的平稳段； 第二部分从波的第一个初至起到第二个初至止，此段属于P波段，振幅小，频率高； 第三部分是以S波为主的部分，振幅大，频率低。第

42、173页/共268页波形的室内判读： 室内判读主要是精确地判读出第一个S波到达的时间。对不同方向激振所记录下来的波形图，根据正反向激发S波极性相反的特点，确定S波的初至，并以触发信号的起点为零时刻，读取第一个剪切波到达的时刻。如下图中的ts所示。第174页/共268页ts 横波走时触发信号零时刻S波初至时刻第175页/共268页走时随斜距的校正：当振源距孔口距离较大时，应按下列公式进行斜距校正：T：剪切波从孔口到达测点的时间（s）T：剪切波从振源到达测点的实测时间（s）H：测点深度（m） H0：振源与孔口的高差（m）L：从板中心到测试孔的水平距离（m）第176页/共268页剪切波速计算：V V

43、i i=h=hi i/(t/(ti icoscosi it ti-1i-1coscosi-1i-1) )V Vi i：第：第i i层土的剪切波速层土的剪切波速h hi i：第：第i i层土的厚度层土的厚度t ti icoscosi i：剪切波从孔口到达：剪切波从孔口到达第第i i层土底面的时间层土底面的时间T Ti-1i-1coscosi-1i-1：剪切波从孔口到：剪切波从孔口到达第达第i i层土顶面的时间层土顶面的时间第177页/共268页第178页/共268页第179页/共268页第180页/共268页第181页/共268页第182页/共268页第183页/共268页第184页/共268页第185页/共268页第186页/共268页第187页/共268页第188页/共268页第189页/共268页第190页/共268页第191页/共268页钻孔测斜仪钻孔测斜仪测斜仪探头：竖直角传感器圆气泡测倾斜方位传感器指南针测方位CCD摄象系统微机：将图象处理成坐标第192页/共268页测斜仪工作原理第193页/共268页第194页/共268页第195页/共268页第196页/共268页第1