《桥梁工程试验与检测》课件-地基基础承载力检测-1

地基承载力现场原位检测地基承载力现场原位检测的几种方法地基承载力现场原位检测是直接在工程场地的原状土层中进行测试，能最大程度还原地基土的实际受力状态，结果更贴合工程实际，是工程地基安全评估的核心手段。根据测试原理、适用土层及工程需求，常用方法可分为载荷试验类、动力触探类、剪切试验类和静力触探类四大类。试验依据《公路工程地质原位测试规程》JTG3223-2021《土工试验方法标准》GB/T50123-2019《

土工试验仪器

触探仪》GB/T12745-2007静力触探类——静力触探试验静力触探通过向土层压入圆锥形探头，连续测试土层的锥尖阻力和侧壁摩阻力，间接推算承载力，适合快速、连续的土层评估。核心原理：应用加压装置将“圆锥形探头”（面积10cm²

或15cm²等）匀速压入土层中，通过量测比贯入阻力、锥尖阻力、侧壁摩阻力和贯入时的孔隙水压力，通过地区经验公式推算承载力。根据探头的类型，静力触探试验可分为单桥静力触探试验、双桥静力触探试验和孔压静力触探试验。静力触探试验适用范围静力触探试验适用于软土、黄土、黏性土、粉土、砂土、素填土及含少量碎石的土层，其中孔压静力触探试验中土样为饱和土。静力触探试验可用于：01020304划分土层，判定土层类别，查明软、硬夹层及土层在水平和垂直方向的均匀性；探寻和确定桩基持力层，预估打入桩沉桩可能性和单桩承载力；评价地基土的工程特性，包括容许承载力、压缩性质、不排水抗剪强度、水平向固结系数、土体液化判别、砂土密实度；检验人工填土的密实度及地基加固效果。动力触探类——动力触探试验动力触探通过重锤自由落体撞击探头，将探头打入土中，以“打入一定深度的锤击数”间接推算地基承载力，设备轻便、效率高，适合大面积普查或深层土层检测。用10kg重锤，以50cm自由落距触探头及触探杆打入土中，记录每打入30cm所需的锤击数N10，通过锤击数-承载力关系表格推算地基承载力结果。轻型动力触探01重型：63.5kg重锤，落距76cm，记录每打入10cm的锤击数N63.5；超重型：120kg重锤，落距100cm，记录每打入10cm的锤击数N120；通过规范表格查表推算承载力。锤重越大，适应的土层越坚硬。重型/超重型动力触探02用63.5kg重锤，以76cm自由落距将外径51mm，内径30mm的标准贯入器打入土中，先打入15cm不计锤击数，再记录后续打入30cm的锤击数N63.5，结合土类查规范表格推算承载力。通过贯入器土样可同时划分土层。标准贯入试验03动力触探仪轻型动力触探仪探重型动力触探仪探超重型动力触探仪探标准贯入试验仪探动力触探试验适用范围对比触探类型规范名称适用土层适用深度测点要求轻型动力触探1.《土工试验方法标准》GB

50123-2019；2.《公路工程地质原位测试规程》JTG

3223-2021适用于浅部的素填土、砂土、粉土和黏性土一般用于贯入深度小于4m的土层，必要时也可在贯入4m后用钻具将孔掏清后再继续贯入2m同一场地试验孔数不宜少于

3孔，每一土层试验点数不宜少于

6个重型动力触探适用于中砂、粗砂、砾砂和中密以下碎石土用于贯入深度小于12m～15m，当超过15m时，需考虑探杆侧壁摩阻的影响超重型动力触探适用于卵石、密实和很密的碎石土以及砾石类土贯入深度不宜超过20m，超过该深度时，需考虑触探杆侧壁摩阻的影响标准贯入试验适用于砂土、粉土、一般黏性土和花岗岩残积土，可判断黏性土的状态和砂土密实度，评价地基承载力和变形参数，判定饱和砂土、粉土液化的可能性，采取扰动土样，划分土层剖面各孔试验点的间距，在地基主要受力层内宜为1~2m；测试深度超过15m时，可放宽试验点的间距场地内做标准贯入试验的钻孔数不宜少于3个，且每一主要土层的试验点数不应少于6个剪切试验类-十字板剪切试验软黏土强度低、易扰动，动力触探或载荷试验难以适用，需通过“剪切试验”直接测定其抗剪强度，再换算承载力。核心原理：将“十字形金属探头”通过钻杆插入饱和软黏土中，施加匀速扭矩使探头旋转，记录探头破坏（土被剪断）时的最大扭矩（M），通过公式计算软黏土的不排水抗剪强度，再换算承载力特征值。十字板剪切试验适用于测定软土的不排水抗剪强度及灵敏度等参数，测试深度不宜大于30m。对厚层均质软土，十字板剪切试验沿深度方向每隔1.0m应测定一次；土层厚度较薄时，每层土试验点的数量不应少于1个。测定场地土灵敏度时，同一土层试验点的数量宜为3~6个。载荷试验类——平板载荷试验载荷试验通过在地基表面施加竖向荷载，观测沉降变形，直接获取“荷载-沉降”关系，是确定地基承载力最直观、可靠的方法，优先用于重要工程。核心原理：在地基持力层表面放置方形或圆形刚性承压板，逐级施加竖向荷载，每级荷载维持至沉降稳定，记录每级荷载对应的沉降量，绘制p-s曲线。根据曲线特征确定承载力：若曲线存在明显直线段及转折点时，以转折点所对应的荷载定为比例界限压力和极限压力；当曲线无明显直线及转折点时，取对应于某一相对沉降值（s/d）的压力评定地基土承压力。优点：结果精度高，能同时获取地基压缩模量（反映变形能力），数据直接用于设计；缺点：检测周期长（单点位1~3天）、成本高（需开挖基坑、搭建反力装置），受场地限制大（仅适用于深度≤5m的浅层地基）。平板载荷试验一般规定平板载荷试验适用于各类土、

软质岩及风化岩体，

可测定地基的承载力和变形参数。平板载荷试验点应布置在基础底面高程处，

测定承压板影响深度范围内（2倍承压板直径或宽度）

岩土体的承载力和变形参数。

当基础底面设计高程未能确定时，承压板底面设置在天然地面以下0.5m处。同一持力层中平板载荷试验测试点的数量不少于3个，选择的测试点应具有代表性，

在承压板影响深度范围内的岩土体，

其性质应均一；当承压板影响深度范围内的地层有变化时，

应分层试验。

载荷试验类——螺旋板载荷试验螺旋板载荷试验是一种深层地基原位载荷试验方法，通过将带螺旋叶片的刚性探头（螺旋板）旋入地下指定深度的原状土层，分级施加竖向荷载并观测沉降，最终确定深层地基土的承载力特征值、变形模量及土的其他力学参数。与传统平板载荷试验（仅适用于浅层）相比，其核心优势是无需开挖深坑即可测试深层土（深度可达30m以上），尤其适用于软土、黏性土、粉土、砂土等各类土层。螺旋板载荷试验的本质是在深层原状土中模拟基础的竖向受力过程：将螺旋板探头旋入土层后，其作用相当于“小型深埋基础”，通过分级施加竖向压力（模拟上部结构荷载），观测探头的沉降变形（模拟地基压缩变形），最终通过“荷载-沉降（p-s）曲线”的特征，确定地基土的关键力学参数。载荷试验类——螺旋板载荷试验弹性变形阶段沉降隧荷载线性增长，斜率即土的变形模量。01塑性变形阶段沉降增加，斜率加大，曲线出现明显拐点，即比例界限，为地基承载力特征值。破坏阶段沉降急剧增大且无法稳定，对应的荷载为极限荷载。0203螺旋板载荷试验加载阶段表现如下：优点：适配深层、效率高、适用范围广；缺点：依赖经验修正、对硬土有局限。平板载荷试验与螺旋板载荷试验对比对比维度螺旋板载荷试验（SPLT）平板载荷试验（PLT）测试深度5~30m（深层）