工程试验讲义

工程原位测试技术第1章地基静载荷试验第１章内容概述（地基基础的一般知识）1.1试验设备和方法1.2基本测试原理1.3试验成果的整理分析1.4螺旋板载荷试验要点1.5复合地基载荷试验要点1.6岩石地基载荷试验要点1.7小结概述（地基基础的一般知识）1.建筑物、地基、基础的关系2.地基基础的类型3.对地基和基础的一般要求4.地基和基础的常用检测方法1.建筑物、地基、基础的关系一个完整的建筑体系包括了上部结构、基础与地基三个组成部分，三者构成一个相互依存的整体，具有各自的功能。上部结构是完成设计预定功能的主体结构。基础通常指建筑物最下端与地基直接接触并经过了特殊处理的结构部件。地基是指建筑物下方的承受建筑物的荷载并维持建筑物稳定的岩土体。请看图例。图1房屋建筑体系的组成楼层（上部结构）基础（下部结构）地基桥跨（上部结构）桥墩（下部结构）地基地基基础（下部结构）图2桥梁建筑体系的组成2.地基基础的类型

（1）地基的类型（2）基础的类型3.对地基和基础的一般要求保证建筑物的安全和正常使用，充分发挥地基的承载能力。安全保证是第一位的。此外尚应注意经济与安全的协调。4.地基和基础的常用检测方法地基检测方法：静载试验，静力触探，动力触探，标准贯入。承载力与变形指标检测常用静载试验，均匀性与密实程度检测常用静力触探、动力触探和标准贯入。桩基础检测方法：静载试验，低应变，高应变，超声波，钻芯。承载力检测常用静载试验（单桩，深井）和高应变，强度与完整性检测常用低应变、超声波和钻芯法。1.1试试验验设备和和方法一、试验验设备目前国内内采用的的试验装装置，大大体可归归纳为由由承压板板、加荷荷系统、、反力系系统、观观测系统统四部分分组成。。设备的具具体布置置方式有有如下两两种：百分表堆载荷载板主梁平台千斤顶图2-1堆堆载平平台系统统的设备备布置图2-2锚锚桩反反力梁系系统的设设备布置置钢绞线锚桩基准梁千斤顶承压板支墩钢板工字钢锚具反力梁（一）承承压板类类型和尺尺寸承压板可可用混凝凝土、钢钢筋混凝凝土、钢钢板、铸铸铁板等等制成，，多以钢钢板为主主。要求求压板具具有足够够的刚度度，不破破损、不不挠曲，，压板底底部光滑滑平整，，尺寸和和传力重重心准确确，搬运运和安置置方便。。承压板板形状可可加工成成正方形形或圆形形，其中中圆形压压板受力力条件较较好而且且边界条条件简单单，使用用最多。。（二）承承压板面面积岩土工程程勘察规规范规定定一般宜宜采用0.25~0.50m2，对均质质密实的的土，可可采用0.1m2，对软土土和人工工填土，，不应小小于0.5m2。建筑地基基基础设设计规范范GBJ5007-2002规定承承压板面面积不应应小于0.25m2，对于软软土不应应小于0.5m2。采用单桩桩复合地地基试验验方式时时，压板板面积为为一根桩桩承担的的处理面面积。采用多桩桩复合地地基试验验方式时时，压板板面积为为相应多多根桩承承担的处处理面积积。二、试验验方法平板载荷荷试验适适用于浅浅层地基基、深层层地基或或大直径径人工挖挖孔桩的的桩端土土层测试试。试验的加加载方式式一般采采用分级级维持荷荷载沉降降相对稳稳定法（（慢速法法）和沉沉降非稳稳定法（（快速法法），以以慢速法法为主。。典型的慢慢速法加加载过程程（建筑筑地基基基础设计计规范GBJ5007-2002））：荷载分级级：不应应少于8级，最最大加载载量不应应小于设设计要求求的两倍倍；数据测读读：每级级加载后后，按间间隔10、10、10、15、15min，以后后为每隔隔半小时时测读一一次沉降降量。稳定标准准：当在在连续两两小时内内，每小小时的沉沉降量小小于0.1mm时，认认为沉降降已趋稳稳定，可可加下一一级荷载载。加载终止止标准：：1.承承压板周周围的土土明显地地侧向挤挤出；2.沉沉降s急骤增大大，荷载载~沉降降（p~s）曲线出出现陡降降段；3.在在某一级级荷载的的作用下下，24小时内内沉降速速率不能能达到稳稳定；4.沉沉降量与与承压板板宽度或或直径之之比大于于或等于于0.06。卸载：该该规范没没有对卸卸载过程程做出规规定，但但完整的的试验应应包含卸卸载过程程。注意各规规范的规规定有一一些差别别。1.2复复合合地基载载荷试验验要点复合地基基测试的的特殊性性，主要要在于复复合地基基中存在在加固体体。关键键在于压板尺寸寸的选择择和压板板的安装装。选择压板板尺寸时时应根据据地基处处理时的的施工图图计算。。采用单单桩复合合地基试试验方式式时，压压板在安安装时要要特别注注意压板板下面应应该只有有一根桩桩，且应应该使压压板的中中心与桩桩的中心心对正。。采用多多桩复合合地基试试验方式式时，应应该使压压板的中中心与桩桩群的中中心对正正。一、单桩或多多桩复合合地基载载荷试验验要点图2-3a)矩矩形布布桩方式式图2-3b)等等边三三角形布布桩方式式图2-3c)梅梅花形形布桩方方式一根桩承承担的处处理面积积可按如如下方法法计算：：对于矩形形布桩，，一根桩桩承担的的处理面面积等于于两个方方向的桩桩距的乘乘积；对于等边边三角形形布桩，，一根桩桩承担的的处理面面积等于于0.866乘乘以桩距距的平方方；对于梅花花形布桩桩，一根根桩承担担的处理理面积等等于桩的的行距与与排距的的乘积。。单桩或多多桩复合合地基静静载试验验与常规规静载试试验的差差异在于于：1．压板板的面积积有比较较严格的的规定。。2．压板板的定位位要求不不同。平平面上与与桩的中中心或重重心重合合，标高高与桩顶顶一致。。3．依据据的规范范不同，，故试验验过程与与控制标标准有一一些差异异。4．曲线线特征多多为缓变变形，且且平滑度度较差。。一般试验验过程与与常规压压板试验验相同，，只是在在选择承承压板时时，进行行桩体测测试的压压板应与与桩的截截面适应应，进行行土体测测试的压压板可按按常规地地基测试试的压板板选择，，但应注注意其覆覆盖面内内不应有有桩体存存在，且且其周边边应留有有适当余余地。二、桩土分离离式试验验要点测试完成成后，分分别对桩桩体和土土体进行行统计分分析，得得出桩的的承载力力特征值值和土的的承载力力特征值值，然后后按下式式计算复复合地基基承载力力特征值值：fsp，k=mfp，k+(1-m)fs，km=Ap/Asp1.3试试验验成果的的整理分分析一、试验验成果的的整理（一）原原始读数数的计算算复核（二）异异常数据据处理大量实测测结果表表明，当当地基土土的均匀匀性尚可可且测试试过程正正常时，，测试得得出的主主要曲线线（p-s曲线）是是比较光光滑的。。所谓异异常数据据是指背背离这一一规律性性的数据据。最好的办办法是防防止发生生数据异异常。（三）曲曲线绘制制一般地，，地基静静载试验验主要应应绘制p-s曲线，但但根据需需要，还还可绘制制各级荷荷载作用用下的沉沉降和时时间之间间的关系系曲线以以及地面面变形曲曲线。完整的p-s曲线包含含了3个个阶段，，例如：：图2-4地地基静静载试验验的典型型p-s曲线若绘出的的p~s曲线的直直线段不不通过坐坐标原点点，可按按直线段段的趋势势确定曲曲线的起起始点，，以便对对p~s曲线进行行修正。。必要时可可绘制其其他辅助助判断曲曲线，比比如s~lgt曲线、s~lgp曲线等。。二、地基基承载力力的判断断确定地基基的承载载力时既既要控制制强度，，又要能能确保建建筑物不不致产生生过大沉沉降。《建筑地地基基础础设计规规范》（（GBJ50007-2002）对对于确定定承载力力特征值值的规定定如下：：1.当当p~s曲线上有有比例界界限时，，取该比比例界限限所对应应的荷载载值；2.当当极限荷荷载小于于对应比比例界限限的荷载载值的2倍时，，取极限限荷载的的一半；；3.当当不能按按上述两两款要求求确定时时，当压压板面积积为0.25~0.5m2，可取s/b=0.01~0.015所对对应的荷荷载，但但其值不不应大于于最大加加载量的的一半。。同一土层层参加统统计的试试验点不不应少于于3点，，当试验验实测值值的极差差不超过过其平均均值的30%时时，取此此平均值值作为该该土层的的地基承承载力特特征值fak。单桩或多多桩复合合地基承承载力的的计算方方法大致致相同。。三、变形形模量计计算在p-s曲线的直线线段OA上上可以任选选一点p和对应的s，代入下列列公式即可可算出压板板下压缩土土层(大致致3B或3D厚)内的平平均E0值，并可用用于计算地地基沉降。。圆形刚性压压板（D为为直径）：：方形刚性压压板（B为为边长）：：要注意的是是，如果压压板下方不不远处还含含有软弱下下卧层，把把表层荷载载试验所得得的E0用于全压缩缩层的总沉沉降计算，，其结果必必然较地基基的实际沉沉降为低，，这是偏危危险的。四、实例分分析载荷试验中中采用直径径1.128m的圆形压板板，得出的的p-s曲线如图2-4，已已知压板下下的地基土土较为均匀匀，其横向向变形系数数可取为0.25。试根据该该图确定该该地基土的的极限荷载载pl、承载力特特征值fak、和变形模模量E0。解：按该图图得到A点点对应的荷荷载为350kPa，相应的的压板沉降降量为12.4mm，C点对对应的荷载载为500kPa。。故得到地地基土的比比例界限为为350kPa，极极限荷载pl为500kPa。按按规范的规规定，因为为比例界限限不是很清清晰，而极极限荷载容容易确定且且极限荷载载小于对应应比例界限限值的2倍倍，故取极极限荷载的的一半作为为该试验点点的承载力力特征值，，即为250kPa。算得变形模模量：从上述计算算过程可以以看出，在在数据处理理和分析过过程中不是是太精确，，规范的规规定对很多多情况也不不是太明确确，一般应应借助于经经验和理论论知识，且且应偏于安安全。复习思考题题基础的作用用是什么？？为什么建建筑物要设设置基础？？什么是地基基？什么是是天然地基基？什么是是人工地基基？什么是复合合地基？列列举出常见见的4种复复合地基的的名称。在什么情况况下应该使使用人工地地基？地基静载荷荷试验可以以解决工程程中的那些些问题？为什么说地地基静载荷荷试验是最最直观可靠靠的地基测测试方法？？它的主要要缺陷是什什么？在天然地基基和复合地地基上做静静载荷试验验时，应如如何选取压压板尺寸？？采用慢速加加载法时，，荷载应如如何进行分分级？为什什么要满足足稳定标准准？采用单桩复复合地基试试验对某工工程的振冲冲碎石桩复复合地基进进行检测，，已知桩的的排列为等等边三角形形，桩距为为1.2m，设计要要求复合地地基承载力力特征值不不低于200kPa，如采用用圆形承压压板，请确确定承压板板的直径和和千斤顶的的级别，又又如果采用用压重平台台作为反力力，请确定定堆载物的的重量。采用单桩复复合地基试试验对某工工程的砂石石桩复合地地基进行检检测，已知知桩的排列列为梅花形形，桩距为为1.2m，排距为为0.9m，设计要要求复合地地基承载力力特征值不不低于200kPa，如采用用方形承压压板，请确确定承压板板的边长和和千斤顶的的级别，又又如果采用用压重平台台作为反力力，请确定定堆载物的的重量。9、静夜四四无邻，，荒居旧旧业贫。。。1月-231月-23Friday,January6,202310、雨雨中中黄黄叶叶树树，，灯灯下下白白头头人人。。。。14:57:0014:57:0014:571/6/20232:57:00PM11、以我独独沈久，，愧君相相见频。。。1月-2314:57:0014:57Jan-2306-Jan-2312、故人江海海别，几度度隔山川。。。14:57:0014:57:0014:57Friday,January6,202313、乍见翻翻疑梦，，相悲各各问年。。。1月-231月-2314:57:0014:57:00January6,202314、他乡生生白发，，旧国见见青山。。。06一一月20232:57:00下午午14:57:001月-2315、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。一月232:57下下午1月-2314:57January6,202316、行行动动出出成成果果，，工工作作出出财财富富。。。。2023/1/614:57:0014:57:0006January202317、做前，能能够环视四四周；做时时，你只能能或者最好好沿着以脚脚为起点的的射线向前前。。2:57:00下下午2:57下下午14:57:001月-239、没有失失败，只只有暂时时停止成成功！。。1月-231月-23Friday,January6,202310、很很多多事事情情努努力力了了未未必必有有结结果果，，但但是是不不努努力力却却什什么么改改变变也也没没有有。。。。14:57:0014:57:0014:571/6/20232:57:00PM11、成功就是是日复一日日那一点点点小小努力力的积累。。。1月-2314:57:0014:57Jan-2306-Jan-2312、世世间间成成事事，，不不求求其其绝绝对对圆圆满满，，留留一一份份不不足足，，可可得得无无限限完完美美。。。。14:57:0014:57:0014:57Friday,January6,202313、不知香积寺寺，数里入云云峰。。1月-231月-2314:57:0014:57:00January6,202314、意志坚强的的人能把世界界放在手中像像泥块一样任任意揉捏。06一月20232:57:01下午14:57:011月-2315、楚塞三湘接接，荆门九派派通。。。一月232:57下下午1月-2314:57January6,202316、少年年十五五二十十时，，步行行夺得得胡马马骑。。。2023/1/614:57:0114:57:0106January202317、空山新雨后后，天气晚来来秋。。2:57:01下午2:57下下午14:57:011月-239、杨杨柳柳散散和和风风，，青青山山澹澹吾吾虑虑。。。。1月月-231月月-23Friday,January6,202310、阅读一切切好书如同同和过去最最杰出的人人谈话。14:57:0114:57:0114:571/