2011年地基基础静载（基桩）检测（非常好的培训课件）

1、基础静载试验，张永乐，江苏建远岩土工程勘察有限公司，2011年江苏省基础试验人员培训，静载试验主要内容，1。概述2。基础知识3。主要仪器设备4。现场测试技术。测试结果的分析和评估。测试记录和报告7。工程实例。2011年江苏省基础测试人员培训。2011年江苏省基础检测人员培训，1.1建筑基础类型，1 .基础处理方法概述(JGJ79 -2002，JGJ 123-2000)，2011年江苏省基础检测人员培训，1 .桩分类概述，2011年江苏省基础检测人员培训，1 .基础检测方案概述承载力(包括变形特征)，完整性(均匀性)，基础检测主要方法，2011年江苏省基础检测人员培训，1.2解决主要问题基桩静载

2、试验、地基静载试验、单桩竖向压缩、单桩竖向隆起、单桩水平试验、基础(岩土)土静载、复合地基静载深层平板试验、岩石地基荷载试验、江苏省地基检测人员培训2011年1期。1.3基础静载试验类型概述，2011年江苏省基础检验人员培训，1。1.4基础静载试验标准概述，2011年江苏省基础检验人员培训，1。概述：根据GB50027-2002第3.0.1条，根据基础的复杂程度、建筑物的规模和功能特点以及基础问题对建筑物正常运行的破坏或影响程度，基础设计分为三个设计层次。2011年江苏省基础检验人员培训，1。概述1.5建筑基础设计等级JGJ94-2008第3.1.2条根据建筑规模、功能特点、对差异变形的适应性

3、、场地基础和建筑形状的复杂性以及桩基问题造成的建筑损坏和正常使用的程度，将桩基设计分为三个设计等级。2011年江苏省基础检验人员培训2。基础知识，2.1术语和定义，2。基础知识，2.1术语和定义，2。基础知识，2.1术语和定义，“静载试验”的定义：对桩顶逐步施加竖向压力、竖向上拔力或水平推力，观察桩顶随时间的沉降、上拔位移或水平位移，从而确定相应的单桩竖向抗压承载力、竖向上拔承载力或水平承载力的测试方法。主要目的是为工程承载力提供设计依据，为基桩工程施工质量的检验和评价提供依据，为基桩施工选择最佳工艺参数，或为该地区采用的新桩型和承载力提供设计依据。基桩静载试验的位置：这是目前评价承载力和变形

4、特性最可靠的方法，也是与其他方法(如基桩高应变动力测试)进行比较的标准。2011年江苏省基础检验人员培训，2。基础知识，2.2建筑基桩常见质量问题，打桩技术，打桩过程，周边环境和岩土条件的影响，2011年江苏省地基检测人员培训，2。基础知识，2.2建筑基桩常见质量问题，2。基础知识，2.2建筑基桩常见质量问题，2011年江苏省地基检测人员培训，2 .基础知识，2.2建筑基桩常见质量问题，2 .基础知识，2.3基础理论，2.3.1单桩在竖向抗压荷载下的工作机理，单桩竖向抗压极限承载力是指桩在竖向荷载前后的破坏状态。在竖向压缩荷载作用下，桩-土系统的荷载传递过程：a在初始荷载阶段，桩顶位移较小，荷

5、载由桩上表面的土阻力承担，并以剪应力的形式传递给桩周土，桩身应力和应变随深度减小；b .随着荷载的增加，桩顶位移增加，桩侧摩阻力自上而下逐渐发挥；c .达到极限值后，不断增加的荷载全部由桩端土阻力承担。随着桩端持力层的压缩和塑性挤压，桩顶位移增大，当桩端阻力达到极限值后，位移迅速增大并被破坏。此时，桩所承受的载荷就是桩的极限承载力。2011年江苏省基础检验人员培训2。基础知识，2.3基础理论，2.3.1单桩在竖向压缩荷载下的工作机理，1。侧向阻力对桩周岩土层性质的影响：粘性土510mm，砂土1020 mm。成桩效应：饱和土的成桩效应大于非饱和土，群桩大于单桩。桩材料和桩的几何形状。沉桩深度：作

6、用在桩身上的水平有效应力成比例增加。根据土力学理论，桩的侧摩阻力也应逐渐增大；然而，试验表明，在均质土中，当桩埋深超过一定深度时，桩的侧摩阻力不再随深度的增加而增加，而是趋于一个恒定值，即所谓的侧摩阻力临界深度。时间效应：对于在饱和粘性土中施工的挤土桩，施工过程中对土体的扰动会产生超孔隙水压力，降低桩的有效侧应力，导致成桩初期侧摩阻力较小；随着时间的增加，超孔隙水压力沿径向逐渐消散，扰动区土体强度缓慢恢复，桩侧摩阻力提高。2011年江苏省基础检验人员培训，2。基础知识，2.3基础理论，2.3.1单桩在竖向压缩荷载下的工作机理，2。端阻力影响分析桩端阻力的发挥也需要一定的位移量。持力层的选择对提

7、高承载力、减少沉降至关重要。一般认为桩端进入持力层越深，端阻力越大。然而，大量实验表明，超过一定深度后，端阻力基本不变。至于桩端阻力的大小效应，一般认为桩端阻力的极限值随着桩尺寸的增大而减小。端阻力破坏模式分为三种，主要由桩端土层和桩端上覆土层的性质决定。整体剪切破坏：桩端土层密实性好、上覆土层松软、桩不长时的局部剪切破坏；上覆土层密实性好时的剪切破坏；桩端密实性差或处于中高压缩状态，或桩端下覆土层较弱时的剪切破坏。事实上，侧阻力和端阻力的发挥和分布是相互影响、相互制约的。2011年江苏省基础检验人员培训2。基础知识，2.3基础理论，2.3.1单桩在竖向压缩荷载下的工作机理，3。图3-1所示的

8、单桩常见荷载-位移(Qs)曲线反映了上述破坏模式。2011年江苏省基础检验人员培训2。基础知识、2.3基础理论、2.3.2竖向拔出荷载下单桩的工作机理、上拔计算公式的现状：理论计算公式是先假设桩基的不同破坏模式，然后用土的抗剪强度和侧压力系数等参数计算承载力。经验公式以试验桩的实测数据为基础，建立了桩的抗拔侧阻力和抗压侧阻力与抗拔破坏模式之间的关系。1.破坏模式和极限状态：在上拔荷载的作用下，上拔阻力最大2011年江苏省基础检验人员培训2。基础知识，2.3基础理论，2.3.2竖向拔出荷载下单桩的工作机理，图3-2竖向拔出荷载下单桩的破坏模式，桩的拔出承载力：由桩侧阻力和桩身重力组成，一般不考虑

9、桩端真空吸力。桩周阻力受多种因素影响，如桩-土界面的几何特性和土层的物理力学特性。但是，在长期荷载作用下，随着上拔量的增加，会出现应变软化现象，即上拔荷载达到峰值后会减小，最终趋于一个固定值。短期效应：如风荷载引起的输电线路杆塔基础的拔出荷载，长期荷载：船闸、码头、地下油罐基础、地下车库的抗拔桩基础。为了提高抗拔桩的竖向拔出力，可以考虑改变桩身的截面形式。桩身材料强度(包括桩帽中桩的嵌固强度)也是影响桩抗拔承载力的因素之一。2011年江苏省基础检验人员培训2。基础知识，2.3基础理论，2.3.2竖向拔出荷载下的单桩工作机理，2。影响单桩竖向抗拔承载力的主要因素(1)桩周土：桩周土的性质、抗剪强

10、度、侧压力系数和土的应力历史。(2)桩本身因素：桩侧表面粗糙度、桩截面形状、桩长、桩刚度和桩材料泊松比。试验证明，粗糙侧表面桩的极限抗拔承载力是光滑侧表面桩的1.7倍。(3)施工因素：桩周土扰动、打入桩残余应力、桩身完整性、桩倾角。(4)静息时间：从成桩到试验开始的静息时间长度对单桩竖向抗拔承载力有明显影响。此外，桩顶的加载方式、载荷保持时间、加载和卸载过程等。也影响单桩的竖向抗拔承载力。2011年江苏省基础检验人员培训2。基础知识，2.3基础理论，2.3.3水平荷载下单桩工作机理，1。单桩水平静载试验的确定，单桩水平临界荷载和极限荷载的确定，土阻力参数的估算，或工程桩水平承载力的检验和评价。

11、当应变测量传感器嵌入桩中时，可以测量相应水平荷载下桩的应力，并计算桩的弯矩分布，为测试桩的强度和计算不同深度的弹性地基系数提供依据。2011年江苏省基础检验人员培训2。基础知识，2.3基础理论，2.3.3水平荷载下单桩工作机理，2。桩顶实际工作情况和桩顶自由状态(JGJ106-2003中的试验桩为单桩，桩顶自由)；约束桩顶：(自由旋转，桩顶垂直荷载)。桩上的水平荷载部分由桩本身承担，大部分通过桩传递给桩旁的土壤。其工作性能主要体现在桩与土的相互作用上，即当桩水平位移时，桩周围的土会相应地变形，土阻力会阻止桩变形的进一步发展。2011年，江苏省基础检验人员培训2名。基础知识，2.3基础理论，2.

12、3.3水平荷载下单桩工作机理，3。荷载传递，在桩荷载的初始阶段，靠近地面的土提供土阻力，土的变形处于弹性阶段；随着荷载的增加，桩的变形增加，表层土出现塑性屈服，土体阻力逐渐由深层土层提供。随着变形的进一步增加，土体塑性区自上而下逐渐扩大，最大弯矩区下移。当桩本身的截面抗力不能承受外荷载引起的弯矩或桩侧土体强度被破坏，使土体不稳定时，桩-土系统处于破坏状态。4.破坏机理、桩土相对刚度的差异、桩土系统的破坏机理和工作状态可分为两种类型：刚性短桩：桩的抗弯刚度远大于地基土的刚度，在水平力的作用下，桩身像刚体一样绕桩上某一点旋转或平移而破坏；这种桩的水平承载力由桩周围土壤的强度控制；弹性长桩：与土体刚

13、度相比，桩的抗弯刚度是柔性的。在水平力的作用下，桩身偏斜，桩的下段埋在土中不能转动；这种桩的水平承载力受桩身材料的抗弯强度和桩周土的阻力控制。2011年江苏省基础检验人员培训2。基础知识，2.3基础理论，2.3.3水平荷载下单桩工作机理，4。失效机制。对于钢筋混凝土弹性长桩，由于其抗拉强度低于轴向抗压强度，在水平荷载作用下，桩身的弯曲变形会导致桩身截面受拉侧开裂，然后逐渐失效；这种桩在设计中用作水平承载桩时，除了上部结构对位移限值的要求外，还应根据结构构件的裂缝控制水平考虑桩截面开裂问题；但是，钢筋混凝土预制桩和钢桩具有良好的抗弯性能，能够承受较大的弯曲变形而不产生抗拉开裂，因此在设计时应考虑

14、上部结构的水平位移允许值。2011年，江苏省基础检验人员培训2名。基础知识，2.3基础理论，2.3.3水平荷载下单桩工作机理，4。影响桩的水平承载力、截面刚度、材料强度、桩侧土体条件、桩在土中的深度、桩顶约束条件的因素，在工程中通过静载荷试验直接获得水平承载力的方法，由于试验桩与工程桩的边界条件不同，效果非常好。此时，桩周围土体的地基反力特性可以通过静载荷试验来测量，即， 地基土的水平阻力系数(反映了不同深度桩的水平位移与侧向土阻力的关系，可视为土的固有特性)，为设计部门确定土阻力进而计算单桩水平承载力提供了依据。 水平静载试验一般根据设计要求的水平位移允许值来控制荷载，为设计提供依据的试验桩

15、应加载到桩顶，造成较大的水平位移或桩身结构破坏。2011年江苏省基础检验人员培训，2。基础知识，2.3基础理论，2.3.4基础在垂直荷载作用下的变形特征，一个是土自重应力(自重应力)，另一个是基础土中应力增量超过建筑荷载作用下自重应力的部分，称为附加应力。通常，地基土在自重应力作用下的变形已经完成，建筑荷载引起的附加应力是地基土新变形的根源。1.建筑地基中有两种应力。2011年，江苏省基础检验人员培训2名。基础知识，2.3基础理论，2.3.4基础在垂直荷载下的变形特性，1。建筑地基中存在两种应力，地基底面以下地基土中附加应力的分布随深度呈非线性扩散。条形基础：当H=1.5B，Pi=0.5P0时，主应力层为3B。独立基础：当H=0.5B，Pi=0.5P0，主持力层为1.52.0B时，基础的浅板荷载试验往往只反映建筑物下浅基础的变形特征。当地基的主应力层由不同性质的多层土组成时，宜分层进行荷载试验，或在同一试验深度用不同面积的荷载板进行荷载试验。它还可以补充其他原位测试方法，如便携式渗透测试、静态测试和动态测试完全破坏阶段：压板快速连续下沉，即地基土中的塑性变形区不断扩大。2011年，江苏省基础检验人员培训2名。基础知识，2.3基础理论，2.3.4基础在垂直荷载下的变形特性，2。竖向荷载作用下基础变形的三个阶段，在软土地基中，基础的竖向