建筑地基基礎(chǔ)測(cè)試PPT課件

1、一、地基原位試驗(yàn)一、地基原位試驗(yàn)第1頁/共268頁（一）原位測(cè)試的概念（一）原位測(cè)試的概念 原位測(cè)試（In-Situ Testing In-Situ Testing ）：在巖土體原有的位）：在巖土體原有的位置上，在保持巖土的天然結(jié)構(gòu)、天然含水量以及天然應(yīng)置上，在保持巖土的天然結(jié)構(gòu)、天然含水量以及天然應(yīng)力狀態(tài)條件下測(cè)定巖土性質(zhì)稱為原位測(cè)試。力狀態(tài)條件下測(cè)定巖土性質(zhì)稱為原位測(cè)試。 土體原位測(cè)試：一般指的是在工程地質(zhì)勘察現(xiàn)場(chǎng)，在不：一般指的是在工程地質(zhì)勘察現(xiàn)場(chǎng)，在不擾動(dòng)或基本不擾動(dòng)土層的情況下對(duì)土層進(jìn)行測(cè)試，以獲擾動(dòng)或基本不擾動(dòng)土層的情況下對(duì)土層進(jìn)行測(cè)試，以獲得所測(cè)土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。得所測(cè)土層

2、的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。第2頁/共268頁 1、優(yōu)點(diǎn)（與室內(nèi)試驗(yàn)比較） 不需經(jīng)過鉆探取樣，直接測(cè)定巖土力學(xué)性質(zhì)，更不需經(jīng)過鉆探取樣，直接測(cè)定巖土力學(xué)性質(zhì)，更能真實(shí)反映巖土的天然結(jié)構(gòu)及天然應(yīng)力狀態(tài)下的特能真實(shí)反映巖土的天然結(jié)構(gòu)及天然應(yīng)力狀態(tài)下的特性。性。 原位測(cè)試所涉及的土尺寸較室內(nèi)試驗(yàn)樣品要大得原位測(cè)試所涉及的土尺寸較室內(nèi)試驗(yàn)樣品要大得多，因而更能反映土的宏觀結(jié)構(gòu)如裂隙等多，因而更能反映土的宏觀結(jié)構(gòu)如裂隙等) )對(duì)土的性對(duì)土的性質(zhì)的影響，比土樣具代表性。質(zhì)的影響，比土樣具代表性。 可重復(fù)進(jìn)行驗(yàn)證，縮短試驗(yàn)周期?？芍貜?fù)進(jìn)行驗(yàn)證，縮短試驗(yàn)周期。第3頁/共268頁 2、土體原位測(cè)試的種類 土體原位測(cè)試方

3、法很多，可以歸納為下列兩類：土體原位測(cè)試方法很多，可以歸納為下列兩類： (1)(1)土層剖面測(cè)試法土層剖面測(cè)試法( (logging or stratigraphic profiling logging or stratigraphic profiling methods)methods)：主要包括靜力觸探、動(dòng)力觸探、扁鏟松脹儀試驗(yàn)及波速：主要包括靜力觸探、動(dòng)力觸探、扁鏟松脹儀試驗(yàn)及波速法等。法等。土層剖面測(cè)試法具有可連續(xù)進(jìn)行、快速經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。土層剖面測(cè)試法具有可連續(xù)進(jìn)行、快速經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。 (2)(2)專門測(cè)試法專門測(cè)試法( (specific test methods)specific te

4、st methods) ：主要包括載荷試驗(yàn)、：主要包括載荷試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)、抽水和注水試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)等。旁壓試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)、抽水和注水試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)等。土的專門測(cè)試法可得到土層中關(guān)鍵部位土的各種工程性質(zhì)指標(biāo)，精土的專門測(cè)試法可得到土層中關(guān)鍵部位土的各種工程性質(zhì)指標(biāo)，精度高，測(cè)試成果可直接供設(shè)計(jì)部門使用。其精度超過室內(nèi)試驗(yàn)的成度高，測(cè)試成果可直接供設(shè)計(jì)部門使用。其精度超過室內(nèi)試驗(yàn)的成果。果。第4頁/共268頁3、土體原位測(cè)試的應(yīng)用 根據(jù)不同的測(cè)試方法（包括根據(jù)不同的測(cè)試方法（包括CPTCPT、DPTDPT、PLTPLT、PMTPMT、FVSTFVST、SDPTSDPT

5、），）， 其應(yīng)用可歸納為：其應(yīng)用可歸納為：（1 1）、土層土類劃分；）、土層土類劃分；（2 2）、求天然地基承載力；）、求天然地基承載力；（3 3）、測(cè)定土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)；）、測(cè)定土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)；（4 4）、在樁基勘察中的應(yīng)用；）、在樁基勘察中的應(yīng)用；（5 5）、評(píng)價(jià)砂土和粉土的地震液化；）、評(píng)價(jià)砂土和粉土的地震液化；（6 6）、求解土的固結(jié)系數(shù)、滲透系數(shù)及不排水抗剪強(qiáng)度等；）、求解土的固結(jié)系數(shù)、滲透系數(shù)及不排水抗剪強(qiáng)度等；（7 7）、檢驗(yàn)壓實(shí)填土的質(zhì)量及強(qiáng)夯效果；）、檢驗(yàn)壓實(shí)填土的質(zhì)量及強(qiáng)夯效果；（8 8）、進(jìn)行淺基礎(chǔ)的沉降計(jì)算；）、進(jìn)行淺基礎(chǔ)的沉降計(jì)算；（9 9）、其它。）、其它

6、。第5頁/共268頁（二）靜力觸探 1、定義 靜 力 觸 探靜 力 觸 探 ( ( S t a t i c C o n e S t a t i c C o n e Penetration Test,Penetration Test,簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱CPT)CPT)是是借助機(jī)械把一定規(guī)格的圓錐形探借助機(jī)械把一定規(guī)格的圓錐形探頭勻速壓入土中，通過測(cè)定頭勻速壓入土中，通過測(cè)定探頭探頭的端阻的端阻q q，側(cè)壁摩阻力，側(cè)壁摩阻力f f來確來確定土體的物理力學(xué)參數(shù)，劃分土定土體的物理力學(xué)參數(shù)，劃分土層的一種土體勘測(cè)技術(shù)。層的一種土體勘測(cè)技術(shù)。第6頁/共268頁 靜力觸探首先在荷蘭研制成功，因此靜力觸探也叫靜力觸探

7、首先在荷蘭研制成功，因此靜力觸探也叫“荷蘭錐荷蘭錐”試驗(yàn)。試驗(yàn)。 按測(cè)量機(jī)理分：按測(cè)量機(jī)理分：機(jī)械式靜力觸探機(jī)械式靜力觸探和和電測(cè)式靜力觸探電測(cè)式靜力觸探 按探頭功能分：按探頭功能分：?jiǎn)螛蜢o力觸探單橋靜力觸探、雙橋靜力觸探雙橋靜力觸探、孔壓靜力觸探孔壓靜力觸探 電測(cè)式靜力觸探的優(yōu)點(diǎn)：電測(cè)式靜力觸探的優(yōu)點(diǎn)：（1 1）測(cè)試連續(xù)、快速，效率高，功能多，兼具勘探與測(cè)試雙重作用；）測(cè)試連續(xù)、快速，效率高，功能多，兼具勘探與測(cè)試雙重作用；（2 2）測(cè)試數(shù)據(jù)精度高，再現(xiàn)性好；）測(cè)試數(shù)據(jù)精度高，再現(xiàn)性好；（3 3）采用電測(cè)技術(shù)，便于實(shí)現(xiàn)測(cè)試工程的自動(dòng)化，測(cè)試成果可由計(jì)）采用電測(cè)技術(shù)，便于實(shí)現(xiàn)測(cè)試工程的自動(dòng)化，

8、測(cè)試成果可由計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理，減少了工作強(qiáng)度。算機(jī)自動(dòng)處理，減少了工作強(qiáng)度。第7頁/共268頁2、測(cè)試設(shè)備與種類設(shè)備組成： 觸探主機(jī)和反力裝置觸探主機(jī)可分為液壓式和機(jī)械式反力裝置可分為自重式和錨式 測(cè)量與記錄顯示裝置 探頭和探桿第8頁/共268頁觸探主機(jī)為液壓傳動(dòng)式的，反力裝置為自重式。第9頁/共268頁第10頁/共268頁單用（橋）探頭 雙用（橋）探頭 多用（孔壓）探頭第11頁/共268頁3、測(cè)試原理II電流電流RR電阻電阻 UU電壓（根據(jù)歐姆定律）電壓（根據(jù)歐姆定律） 電壓變化（測(cè)量值）電流變化應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 21 LLKR ULLKURELLE 電阻應(yīng)變片電橋第12頁/共268頁4、測(cè)試步驟

9、探頭率定率定的目的是求出測(cè)量?jī)x表的讀數(shù)與荷載之間的關(guān)系率定系數(shù)率定的設(shè)備可分為兩個(gè)主要部分a.可移動(dòng)的活動(dòng)架b.量力環(huán)第13頁/共268頁探頭率定的步驟探頭率定的步驟: : la.安裝設(shè)備lb.把連著電纜線和記錄儀表的探頭安裝上lc.旋轉(zhuǎn)手輪施加壓力，邊記錄儀表上的讀數(shù) ld.畫壓力讀數(shù)曲線，一般情況下應(yīng)該是直線le.求率定系數(shù)KK等于直線的斜率)mVkN/A( xkx)(kPaAP0第14頁/共268頁野外測(cè)試的關(guān)鍵步驟野外測(cè)試的關(guān)鍵步驟: :la.a.布孔位，平整場(chǎng)地布孔位，平整場(chǎng)地lb.b.安裝觸探機(jī)安裝觸探機(jī) ，并調(diào)平機(jī)座（為使貫入壓力保持垂直，并調(diào)平機(jī)座（為使貫入壓力保持垂直方向），

10、把機(jī)座與反力裝置銜接方向），把機(jī)座與反力裝置銜接 lc.c.將探頭、測(cè)量電纜、探桿連接起來，并檢查測(cè)量?jī)x表，將探頭、測(cè)量電纜、探桿連接起來，并檢查測(cè)量?jī)x表，并調(diào)零并調(diào)零ld.d.將連著探桿的探頭壓入地下將連著探桿的探頭壓入地下 ，同時(shí)記錄深度值和測(cè)同時(shí)記錄深度值和測(cè)量?jī)x表的數(shù)據(jù)量?jī)x表的數(shù)據(jù)第15頁/共268頁 注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)： 觸探機(jī)就位后，應(yīng)調(diào)平機(jī)座，并使用水平尺校準(zhǔn)，使觸探機(jī)就位后，應(yīng)調(diào)平機(jī)座，并使用水平尺校準(zhǔn)，使貫入壓力保持豎直方向，并使機(jī)座與反力裝置銜接、鎖貫入壓力保持豎直方向，并使機(jī)座與反力裝置銜接、鎖定。定。 觸探機(jī)的貫入速率應(yīng)控制在觸探機(jī)的貫入速率應(yīng)控制在1-21-2cm/s

11、cm/s，一般為，一般為2 2cm/scm/s；使用手搖式觸探機(jī)時(shí)，手把轉(zhuǎn)速應(yīng)力求均勻。使用手搖式觸探機(jī)時(shí)，手把轉(zhuǎn)速應(yīng)力求均勻。 使用記讀式儀器時(shí)，每貫入使用記讀式儀器時(shí)，每貫入0.10.1m m或或0.20.2m m時(shí)應(yīng)記錄一時(shí)應(yīng)記錄一次讀數(shù)。次讀數(shù)。 遇下列情況時(shí)應(yīng)停止貫入：遇下列情況時(shí)應(yīng)停止貫入： a a、觸探主機(jī)負(fù)荷達(dá)到其額定荷載的觸探主機(jī)負(fù)荷達(dá)到其額定荷載的120%120%時(shí)；時(shí)； b b、貫入時(shí)探桿出現(xiàn)明顯彎曲；貫入時(shí)探桿出現(xiàn)明顯彎曲； c c、反力裝置失效；反力裝置失效； d d、探頭負(fù)荷達(dá)到額定荷載時(shí)；探頭負(fù)荷達(dá)到額定荷載時(shí)； e e、記錄儀器顯示異常。記錄儀器顯示異常。第16

12、頁/共268頁l5 5、測(cè)試成果的應(yīng)用、測(cè)試成果的應(yīng)用lCPTCPT（靜力觸探靜力觸探）在土木工程中的應(yīng)用特別廣泛）在土木工程中的應(yīng)用特別廣泛 土層劃分土層劃分: : l繪制CPT的貫入曲線（包括qc-H，fs-H，F(xiàn)R-H ），然后根據(jù)相近的qc、fs和FR，將觸探孔分層力學(xué)分層，并計(jì)算各參數(shù)的平均值。 l結(jié)合鉆探取樣，考慮臨界深度進(jìn)一步分層工程地質(zhì)分層，并定土名。第17頁/共268頁 臨界深度 模型試驗(yàn)及實(shí)測(cè)表明，模型試驗(yàn)及實(shí)測(cè)表明，地表厚層均質(zhì)土的貫入地表厚層均質(zhì)土的貫入阻力自地表向下是逐漸阻力自地表向下是逐漸增大的。當(dāng)超過一定深增大的。當(dāng)超過一定深度后，阻力才趨近一個(gè)度后，阻力才趨近一

13、個(gè)常數(shù)值，這個(gè)土層表面常數(shù)值，這個(gè)土層表面一定深度就稱為臨界深一定深度就稱為臨界深度。度。 臨界深度在砂土中表現(xiàn)臨界深度在砂土中表現(xiàn)明顯，在粘土中基本不明顯，在粘土中基本不存在。存在。第18頁/共268頁 土類劃分a) 單橋探頭根據(jù)根據(jù)PsPs， Ps Ps 大的一般為砂層，大的一般為砂層， PsPs 小的一般為粘土小的一般為粘土層。層。b) 雙橋探頭 在劃分土類時(shí)，以在劃分土類時(shí)，以q qc c為主，結(jié)合為主，結(jié)合f fs s（或或F FR R），），并在同一并在同一層內(nèi)的觸探參數(shù)值基本相近為原則。層內(nèi)的觸探參數(shù)值基本相近為原則。不同的土有不同的不同的土有不同的F FR R，砂類土砂類土 F

14、 FR R通常小于或等于通常小于或等于1 1，粘，粘性土性土F FR R常大于常大于2 2。第19頁/共268頁 確定土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo) CPTCPT可以確定可以確定如如 c, c, , C, Cu u, D, Dr r, E, Es s, , satsat, , 等土的等土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。第20頁/共268頁 確定淺基的承載力 用靜力觸探確定地基承載力一般依據(jù)的是經(jīng)驗(yàn)公式，是用靜力觸探確定地基承載力一般依據(jù)的是經(jīng)驗(yàn)公式，是建立在靜力觸探與載荷試驗(yàn)的對(duì)比關(guān)系上。建立在靜力觸探與載荷試驗(yàn)的對(duì)比關(guān)系上。 確定的是地基承載力的基本值，需經(jīng)過修正。確定的是地基承載力的基本值，需

15、經(jīng)過修正。 用于一般的建筑物。用于一般的建筑物。 地基土的成因、時(shí)代及含水量等對(duì)靜力觸探求地基承載地基土的成因、時(shí)代及含水量等對(duì)靜力觸探求地基承載力的經(jīng)驗(yàn)公式有影響，經(jīng)驗(yàn)公式有地區(qū)性。力的經(jīng)驗(yàn)公式有影響，經(jīng)驗(yàn)公式有地區(qū)性。第21頁/共268頁 確定單樁的承載力確定單樁的承載力 靜力觸探機(jī)理和樁的作用機(jī)理類似，靜力觸探相當(dāng)于沉靜力觸探機(jī)理和樁的作用機(jī)理類似，靜力觸探相當(dāng)于沉樁的模擬試驗(yàn)。樁的模擬試驗(yàn)。 與靜力觸探相比，樁的表面粗糙，直徑大，沉樁對(duì)樁周與靜力觸探相比，樁的表面粗糙，直徑大，沉樁對(duì)樁周土的擾動(dòng)大，沉降速度慢。土的擾動(dòng)大，沉降速度慢。 應(yīng)與樁載荷測(cè)試配合使用，互相驗(yàn)證。應(yīng)與樁載荷測(cè)試配

16、合使用，互相驗(yàn)證。 靜力觸探法計(jì)算單樁極限承載力的基本公式如下：靜力觸探法計(jì)算單樁極限承載力的基本公式如下：niisspcfdpLfUAqqqqii1第22頁/共268頁（三）孔壓靜力觸探 1、定義 孔隙水壓力靜力觸探孔隙水壓力靜力觸探( (Piezo Cone penetration Test)Piezo Cone penetration Test)，簡(jiǎn)稱孔壓觸探簡(jiǎn)稱孔壓觸探( (CPTU)CPTU)，它是在普通的它是在普通的CPTCPT探頭上安裝了探頭上安裝了可以測(cè)量孔隙水壓力的傳感器，使貫入時(shí)能在測(cè)量可以測(cè)量孔隙水壓力的傳感器，使貫入時(shí)能在測(cè)量q q，s s的同時(shí)，測(cè)量貫入引起的超孔隙水

17、壓力，當(dāng)停止的同時(shí)，測(cè)量貫入引起的超孔隙水壓力，當(dāng)停止貫入時(shí)，可測(cè)量超孔隙水壓力的消散過程及完全消貫入時(shí)，可測(cè)量超孔隙水壓力的消散過程及完全消散時(shí)的靜止孔隙水壓力散時(shí)的靜止孔隙水壓力u u 孔壓觸探是可測(cè)孔隙水壓力的電測(cè)式靜力觸探?？讐河|探是可測(cè)孔隙水壓力的電測(cè)式靜力觸探。第23頁/共268頁孔壓觸探與一般的靜力觸探相比，具有下面一些突出優(yōu)孔壓觸探與一般的靜力觸探相比，具有下面一些突出優(yōu)點(diǎn)：點(diǎn)： 1.1.由于不同土體的滲透性差別很大，由于不同土體的滲透性差別很大，CPTUCPTU量測(cè)孔隙水壓力量測(cè)孔隙水壓力的靈敏度很高，能夠分辨的靈敏度很高，能夠分辨1212cmcm厚的薄土層土性的變化，厚的薄

18、土層土性的變化，因而可以詳細(xì)分層。特別是在區(qū)分砂層和粘土層方面精因而可以詳細(xì)分層。特別是在區(qū)分砂層和粘土層方面精度很高。度很高。2.2.可以量測(cè)到孔隙水壓力，從而有可能進(jìn)行有效應(yīng)力分析?？梢粤繙y(cè)到孔隙水壓力，從而有可能進(jìn)行有效應(yīng)力分析。3.3.可以估算土體的滲透系數(shù)和固結(jié)系數(shù)?？梢怨浪阃馏w的滲透系數(shù)和固結(jié)系數(shù)。4.4.可以測(cè)定土層不同深度的靜止水壓力，獲得地下水條件可以測(cè)定土層不同深度的靜止水壓力，獲得地下水條件的資料。的資料。5.5.可以區(qū)分排水、部分排水和不排水的貫入條件?？梢詤^(qū)分排水、部分排水和不排水的貫入條件。6.6.可計(jì)算土的超固結(jié)比，評(píng)價(jià)土層應(yīng)力歷史，計(jì)算靜止側(cè)可計(jì)算土的超固結(jié)比，

19、評(píng)價(jià)土層應(yīng)力歷史，計(jì)算靜止側(cè)壓力系數(shù)壓力系數(shù)k k等。等。第24頁/共268頁2、孔壓探頭第25頁/共268頁3、孔壓探頭的飽和與標(biāo)定l探頭飽和的方法有加熱排氣法和真空排氣法l可以用水、硅油、甘油等對(duì)探頭進(jìn)行飽和孔壓探頭飽和與檢驗(yàn)的裝置第26頁/共268頁孔壓探頭測(cè)力傳感器的檢驗(yàn)與率定同常規(guī)探頭孔壓探頭測(cè)力傳感器的檢驗(yàn)與率定同常規(guī)探頭對(duì)孔壓探頭，還應(yīng)進(jìn)行如下檢驗(yàn)與標(biāo)定對(duì)孔壓探頭，還應(yīng)進(jìn)行如下檢驗(yàn)與標(biāo)定1.1.飽和度檢驗(yàn)飽和度檢驗(yàn)（采用孔壓響應(yīng)試驗(yàn)）（采用孔壓響應(yīng)試驗(yàn)）2.2.測(cè)力傳感器與孔壓傳感器之間的干擾測(cè)力傳感器與孔壓傳感器之間的干擾3.3.探頭孔壓傳感器的絕緣性檢驗(yàn)探頭孔壓傳感器的絕緣性

20、檢驗(yàn)孔壓傳感器的率定孔壓傳感器的率定孔壓率定系數(shù)孔壓率定系數(shù)k ku u第27頁/共268頁（四）動(dòng)力觸探（四）動(dòng)力觸探 1 1、定義、定義 動(dòng)力觸探測(cè)試動(dòng)力觸探測(cè)試( (DPT: dynamic penetration test)DPT: dynamic penetration test)：是利用一定是利用一定的錘擊動(dòng)能，將一定規(guī)格的探頭打入土中，根據(jù)打入土的難易程度的錘擊動(dòng)能，將一定規(guī)格的探頭打入土中，根據(jù)打入土的難易程度（可用貫入度、錘擊數(shù)或探頭單位面積動(dòng)貫入阻力來表示）判定土（可用貫入度、錘擊數(shù)或探頭單位面積動(dòng)貫入阻力來表示）判定土層性質(zhì)的一種原位測(cè)試的方法。層性質(zhì)的一種原位測(cè)試的方法

21、。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1 1）設(shè)備簡(jiǎn)單，且堅(jiān)固耐用；）設(shè)備簡(jiǎn)單，且堅(jiān)固耐用；（2 2）操作及測(cè)試方法容易，一學(xué)就會(huì)；）操作及測(cè)試方法容易，一學(xué)就會(huì)；（3 3）適用性廣；）適用性廣；（4 4）快速，經(jīng)濟(jì)，能連續(xù)測(cè)試土層；）快速，經(jīng)濟(jì)，能連續(xù)測(cè)試土層；（5 5）有些動(dòng)力觸探，可同時(shí)取樣，觀察描述；）有些動(dòng)力觸探，可同時(shí)取樣，觀察描述；（6 6）經(jīng)驗(yàn)豐富，使用廣泛。）經(jīng)驗(yàn)豐富，使用廣泛。第28頁/共268頁分類：分類：依據(jù)為穿心錘的重量和探頭類型依據(jù)為穿心錘的重量和探頭類型，可取樣），貫入，落距標(biāo)準(zhǔn)貫入測(cè)試（）超重型（）重型（）中型（）輕型（穿心錘重圓錐動(dòng)力觸探cmcmkgkgkgkgkg30765 .

22、631205 .632810第29頁/共268頁 標(biāo)貫與一般動(dòng)探的主要區(qū)別在于探頭不同標(biāo)貫與一般動(dòng)探的主要區(qū)別在于探頭不同第30頁/共268頁圓錐動(dòng)力觸探 簡(jiǎn)稱動(dòng)力觸探或動(dòng)探簡(jiǎn)稱動(dòng)力觸探或動(dòng)探標(biāo)準(zhǔn)貫入測(cè)試( (Standard penetration TestStandard penetration Test) 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱標(biāo)貫 ( (SPT)SPT)：63.5kg63.5kg的穿心錘自的穿心錘自0.0.76m76m高處自由高處自由下落，撞擊錘座，通過探桿將標(biāo)準(zhǔn)貫入器貫入孔底土下落，撞擊錘座，通過探桿將標(biāo)準(zhǔn)貫入器貫入孔底土層中，記錄貫入層中，記錄貫入0.300.30m m的錘擊數(shù)，用來測(cè)試土層物理

23、力的錘擊數(shù)，用來測(cè)試土層物理力學(xué)參數(shù)的一種測(cè)試方法。學(xué)參數(shù)的一種測(cè)試方法。 每次測(cè)試共貫入每次測(cè)試共貫入0.450.45m m，其中僅其中僅0.30.3m m記錘擊數(shù)記錘擊數(shù)第31頁/共268頁2 2、測(cè)試設(shè)備與測(cè)試原理、測(cè)試設(shè)備與測(cè)試原理 測(cè)試設(shè)備測(cè)試設(shè)備 a. a. 探桿（包括導(dǎo)向桿）探桿（包括導(dǎo)向桿） b.b.提引器（分內(nèi)掛式和外掛式兩種）提引器（分內(nèi)掛式和外掛式兩種） c.c.穿心錘穿心錘 d. d. 錘座（包括鋼砧與錘墊）錘座（包括鋼砧與錘墊） e. e. 探頭探頭第32頁/共268頁第33頁/共268頁第34頁/共268頁 測(cè)試原理測(cè)試原理 DPT DPT 的基本原理可以用能量平衡

24、法來分析。在一次錘的基本原理可以用能量平衡法來分析。在一次錘擊作用下的功能轉(zhuǎn)換按能量守恒原理，其關(guān)系可寫成：擊作用下的功能轉(zhuǎn)換按能量守恒原理，其關(guān)系可寫成： Em=Ek+Ec+Ef+Ep+EeEm=Ek+Ec+Ef+Ep+Ee 式中：式中： Em-Em-穿心錘下落能量；穿心錘下落能量； Ek-Ek-錘與觸探器碰幢時(shí)損失的能量；錘與觸探器碰幢時(shí)損失的能量； Ec-Ec-觸探器彈性變形所消耗的能量；觸探器彈性變形所消耗的能量； Ef-Ef-貫入時(shí)用于克服桿側(cè)壁磨阻力所耗貫入時(shí)用于克服桿側(cè)壁磨阻力所耗能；能； Ep-Ep-由于土的塑性變形而消耗的能量；由于土的塑性變形而消耗的能量； Ee-Ee-由于

25、土的彈性變形而消耗的能量；由于土的彈性變形而消耗的能量；第35頁/共268頁 考慮在動(dòng)力觸探測(cè)試中，只能量測(cè)到土的永久變形，考慮在動(dòng)力觸探測(cè)試中，只能量測(cè)到土的永久變形，故將和彈性有關(guān)的變形略去，通過推導(dǎo)可得土的動(dòng)貫故將和彈性有關(guān)的變形略去，通過推導(dǎo)可得土的動(dòng)貫入阻力入阻力R Rd d為：為： 其中：其中：ee貫入度（貫入度（mmmm），），每擊貫入的深度；每擊貫入的深度； M重錘質(zhì)量；m觸探器質(zhì)量； A圓錐探頭底面積（m2）)()(2kPaAmMeghMRd第36頁/共268頁3 3、測(cè)試程序與要求、測(cè)試程序與要求（1 1）輕型動(dòng)力觸探 先用輕便鉆具鉆至試驗(yàn)土層標(biāo)高以上先用輕便鉆具鉆至試驗(yàn)土

26、層標(biāo)高以上0.30.3m m處，然后對(duì)土層進(jìn)行連續(xù)處，然后對(duì)土層進(jìn)行連續(xù)觸探；觸探； 試驗(yàn)時(shí)，穿心錘落距為試驗(yàn)時(shí)，穿心錘落距為0.500.500.020.02m m，記錄每打入記錄每打入0.300.30m m所需的錘擊所需的錘擊數(shù)；數(shù)； 如想取樣，則需把觸探桿拔出，換鉆頭進(jìn)行取樣。如想取樣，則需把觸探桿拔出，換鉆頭進(jìn)行取樣。 一般用于觸探深度小于一般用于觸探深度小于4 4m m的土層。的土層。（2 2）中型動(dòng)力觸探（省略）第37頁/共268頁 重型動(dòng)力觸探 試驗(yàn)前將觸探架安裝平穩(wěn)，使觸探保持垂直地進(jìn)行。垂直度的最試驗(yàn)前將觸探架安裝平穩(wěn)，使觸探保持垂直地進(jìn)行。垂直度的最大偏差不得超過大偏差不得超

27、過2%2%； 貫入時(shí)應(yīng)使穿心錘自由落下。地面上的觸探桿的高度不宜過高，貫入時(shí)應(yīng)使穿心錘自由落下。地面上的觸探桿的高度不宜過高，以免傾斜與擺動(dòng)太大；以免傾斜與擺動(dòng)太大； 錘擊速率宜為每分鐘錘擊速率宜為每分鐘15-3015-30擊；擊； 及時(shí)記錄每貫入及時(shí)記錄每貫入0.100.10m m所需的錘擊數(shù)；所需的錘擊數(shù)； 對(duì)于一般砂、圓礫和卵石，觸探深度不宜超過對(duì)于一般砂、圓礫和卵石，觸探深度不宜超過12-1512-15m m；超過該深超過該深度時(shí)，需考慮觸探桿的側(cè)壁摩阻的影響；度時(shí)，需考慮觸探桿的側(cè)壁摩阻的影響； 每貫入每貫入0.10.1m m所需錘擊數(shù)連續(xù)三次超過所需錘擊數(shù)連續(xù)三次超過5050擊時(shí)，

28、即停止試驗(yàn)擊時(shí)，即停止試驗(yàn)。 第38頁/共268頁4、測(cè)試成果的應(yīng)用 劃分土類或土層剖面 錘擊數(shù)越少，土的顆粒越細(xì)；錘擊數(shù)越多，土的顆粒越粗。動(dòng)力觸探直方圖及土層劃分第39頁/共268頁 確定地基土承載力確定地基土承載力645. 1)(10NN 或式修正錘擊數(shù)：探確定承載力時(shí)應(yīng)按下根據(jù)標(biāo)貫或輕型動(dòng)力觸第40頁/共268頁 確定單樁容許承載力kPaNqkPaNtNBNhqfd1002)(400/(44 . 02）英尺)(252 )100(421kNANANqNNNkPaNqssccfd其中Meyerhof法式中：B為樁寬度或直徑m，h為樁進(jìn)入砂層的深度m日本法式中：N1為樁端處的N值，N2為樁尖

29、上10B范圍內(nèi)的平均N值第41頁/共268頁 （五）載荷試驗(yàn)（五）載荷試驗(yàn) 1 1、概述、概述 載荷平板試驗(yàn)是一種地基土的原位測(cè)試方法，可用于測(cè)定承壓板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)巖土的承載力和變形特性。載荷試驗(yàn)可分為淺層平板載荷試驗(yàn)、深層平板載荷試驗(yàn)和螺旋板載荷試驗(yàn)三種。淺層平板載荷試驗(yàn)適用于淺層地基土；深層平板載荷試驗(yàn)適用于埋深大于3m和地下水位以上的地基土；螺旋板載荷試驗(yàn)適用于深層地基土或地下水位以下的地基土。 巖土工程勘察規(guī)范(GB50021-2001)第10.2.2條規(guī)定，載荷試驗(yàn)應(yīng)布置在有代表性的地點(diǎn)，每個(gè)場(chǎng)地不宜小于3個(gè)點(diǎn)，當(dāng)場(chǎng)地內(nèi)巖土體不均勻時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加試驗(yàn)點(diǎn)。淺層平板載荷試驗(yàn)應(yīng)布置

30、在基礎(chǔ)底面標(biāo)高處。第42頁/共268頁 2 2、平板載荷試驗(yàn)、平板載荷試驗(yàn) 平板載荷試驗(yàn)(PLT)是在一定面積的剛性承壓板上加荷，通過承壓板向地基土逐級(jí)加荷，測(cè)定地基土的壓力與變形特性的原位測(cè)試方法。它反映承壓板下1.52.0倍承壓板直徑或?qū)挾确秶鷥?nèi)，地基土強(qiáng)度、變形的綜合性狀。平板載荷試驗(yàn)可用于以下目的： 1）確定地基土承載力的特征值，為評(píng)定地基土的承載力提供依據(jù)。 2）確定地基土的變形模量（排水或不排水）。 3）估算地基土的不排水抗剪強(qiáng)度。 4）確定地基土基床反力系數(shù)。 5）估算地基土的固結(jié)系數(shù)。 平板載荷試驗(yàn)分為淺層載荷試驗(yàn)和深層載荷試驗(yàn)，適用于各種地基土，特別適用于各種填土及含碎石的土

31、。 平板載荷試驗(yàn)反映承壓板下不超過2倍承壓板寬度（或直徑）范圍內(nèi)地基土的特性，如在這影響范圍內(nèi)地基土為非均質(zhì)土?xí)r，試驗(yàn)結(jié)果為一綜合性狀，給試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析造成一定的困難。第43頁/共268頁 平板載荷試驗(yàn)基本理論 典型的平板載荷試驗(yàn)ps曲線(p為施加于承壓板上的壓力) ；s為在相應(yīng)壓力下的沉降）可分為3個(gè)階段（見圖）直線變形階段：當(dāng)壓力小于臨塑荷載py（比例極限壓力），ps成直線關(guān)系。剪切階段：當(dāng)壓力大于py、小于極限壓力pu, ps關(guān)系曲線由直線變?yōu)榍€。破壞階段：當(dāng)壓力大于pu，沉降急劇增加。對(duì)于直線變形階段，可以用彈性理論來分析壓力與變形的關(guān)系。 第44頁/共268頁 平板載荷試驗(yàn)的技術(shù)要

32、求： 1)平板載荷試驗(yàn)的常用裝置如圖所示。 2）承壓板尺寸。承壓板尺寸對(duì)評(píng)定承載力影響一般不大。對(duì)于含碎石的土，承壓板寬度應(yīng)為最大碎石直徑的1020倍；對(duì)于不均勻的土層，承壓板面積不宜小于0.5m2 。一般情況下，宜用面積為0.250.5m2的承壓板。 3）承壓板埋深對(duì)評(píng)定承載力有影響，一般要求承壓板埋深等于零（要求荷載施加在半無限空間的表面），即承壓板在基坑底面時(shí)，試坑寬度應(yīng)等于或大于承壓板寬度的3倍。在個(gè)別情況下，為了挖掘地基土承載力的潛力，可模擬實(shí)際基礎(chǔ)的埋深進(jìn)行有一定埋深的嵌入式載荷試驗(yàn)。第45頁/共268頁 4）加荷方式： 分級(jí)維持荷載沉降相對(duì)穩(wěn)定法（常規(guī)慢速法）。分級(jí)加荷按等荷載增

33、量均衡施加。荷載增量一般取預(yù)估試驗(yàn)土層極限荷載的10%20% ，或臨塑荷載的20%25% 。每一級(jí)荷載，自加荷開始按時(shí)間間隔，10、10、10、15、15 min,以后每隔30min 觀測(cè)一次承壓板沉降，直至在連續(xù)2 h 降量不超過0.1mm/h,或連續(xù)1h內(nèi)每30min沉降不超過0.05mm，即可施加下一級(jí)荷載。 分級(jí)維持荷載沉降非穩(wěn)定法（快速法）。分級(jí)加荷與慢速法同，但每一級(jí)荷載按間隔15min觀察一次沉降。每級(jí)荷載維持，即可施加下一級(jí)荷載。 等沉降速率法。控制承壓板以一定的沉降速率沉降，測(cè)讀與沉降相對(duì)應(yīng)的所施加的荷載，直至試驗(yàn)達(dá)破壞狀態(tài)。第46頁/共268頁 5)試驗(yàn)結(jié)束條件，一般應(yīng)盡可

34、能進(jìn)行到試驗(yàn)土層達(dá)到破壞階段，然后終止試驗(yàn)。當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，可認(rèn)為已達(dá)破壞階段： 在某級(jí)荷載作用下，24h沉降速率不能達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)； 承壓板周圍出現(xiàn)明顯側(cè)向擠出，周邊巖土出現(xiàn)明顯隆起或徑向裂縫持續(xù)發(fā)展； 相對(duì)沉降(s/b)超過0.060.08。第47頁/共268頁 淺層平板載荷試驗(yàn)要點(diǎn)淺層平板載荷試驗(yàn)要點(diǎn) 巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001)規(guī)定淺層平板荷載試驗(yàn)的要點(diǎn)為： 1）地基土淺層平板荷載試驗(yàn)可適用于淺部地基土層的承壓板下應(yīng)力主要影響范 圍內(nèi)的承載力。承壓板面積不應(yīng)小于0.25m2 ,對(duì)于軟土不應(yīng)小于0.5m。 2）試驗(yàn)基坑深度不應(yīng)小于承壓板寬度或直徑的3倍。應(yīng)保持試驗(yàn)

35、土層的原狀結(jié)構(gòu)和天然濕度。宜在擬試壓表面用粗砂或中砂找平，其厚度不超過20mm。 3）加荷分級(jí)不應(yīng)少于8級(jí)。最大加載量不應(yīng)小于設(shè)計(jì)要求的2倍。 4）每級(jí)加載后，按間隔10、10、10、15、15 min,以后每隔30mi測(cè)讀一次沉降量，當(dāng)在連續(xù)內(nèi)2h沉降量小于0.1mm/h時(shí)，則認(rèn)為已穩(wěn)定，可加下一級(jí)荷載。第48頁/共268頁 5）當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，即可終止加載： 承壓板周圍的土明顯地側(cè)向擠出； 沉降急劇增大，荷載沉降(ps）曲線出現(xiàn)陡降段； 在某一級(jí)荷載下，24h 內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定； 當(dāng)沉降量與承壓板或直徑之比大于或等于0.06 。當(dāng)滿足前三種情況之一時(shí)，其對(duì)應(yīng)的前一級(jí)荷載定為極限

36、荷載。第49頁/共268頁 深層平板載荷試驗(yàn)的要點(diǎn)深層平板載荷試驗(yàn)的要點(diǎn) 巖土工程勘察規(guī)范(GB50021-2001) 規(guī)定深層平板載荷試驗(yàn)要點(diǎn)為： 1)深層平板載荷試驗(yàn)可適用于確定深部地基土層及大直徑樁樁端土層在承壓板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)的承載力。 2）深層平板載荷試驗(yàn)的承壓板采用直徑為0.8m的剛性板，緊靠承壓板周圍外側(cè)的土層高度應(yīng)不少于0.8m 3）加荷等級(jí)可按預(yù)估極限承載力的1/101/15分級(jí)施加，以后為每隔。 4）每級(jí)加荷后，第一個(gè)小時(shí)內(nèi)按間隔10、10、10、15、15 min,以后每隔30mi測(cè)讀一次沉降。當(dāng)在連續(xù)2h內(nèi)沉降量小于0.1mm/h時(shí)，則認(rèn)為已趨穩(wěn)定，可加下一級(jí)荷載

37、。第50頁/共268頁 5）當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí) ，可終止加載： 沉降s急劇增大，荷載-沉降(pS) 曲線上有可判定極限承載力的陡降段，且沉降量超過0.04d(d為承壓板直徑); 在某 荷載下， 24h內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定； 本級(jí)沉降量大于前一級(jí)沉降量的5倍； 當(dāng)持力層土層堅(jiān)硬，沉降量很小時(shí)，最大加載量不小于設(shè)計(jì)要求的2倍。第51頁/共268頁 試驗(yàn)資料的整理試驗(yàn)資料的整理 A相對(duì)穩(wěn)定法試驗(yàn) a 根據(jù)原始記錄繪制ps和st曲線圖。 b 修正沉降觀測(cè)值so 和 ps曲線斜率C。so 和C的求法有圖解法和最小二乘法 圖解法。在ps曲線草圖上找出 比例界限點(diǎn)，從比例界限點(diǎn)引一直線，使比例界限前的各

38、點(diǎn)均勻靠近該直線，直線與縱坐標(biāo)交點(diǎn)的截距即為so 。將直線上任意一點(diǎn)s、p和so代入下式求得C值： S=so + Cp (7-1)第52頁/共268頁 最小二乘法。計(jì)算式如下： 解上兩式得 式中 N 加荷次數(shù) so 教正值，cm p 單位面積壓力，kpa s 各級(jí)荷載下的原始沉降，cm C 斜率第53頁/共268頁 求得so和C值后，按下述方法修正沉降觀測(cè)值，對(duì)于比例界限以前各點(diǎn)，根據(jù)C、P值按s=Cp計(jì)算；對(duì)于比例界限以后各點(diǎn)，則按s=s-so計(jì)算。根據(jù)p和修正后的s值繪制ps曲線。第54頁/共268頁第55頁/共268頁第56頁/共268頁二、樁身質(zhì)量檢測(cè)二、樁身質(zhì)量檢測(cè)第57頁/共268

39、頁檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作 根據(jù)樁徑大小，受檢樁宜布置根據(jù)樁徑大小，受檢樁宜布置2 2個(gè)個(gè)4 4個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)記錄個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)記錄的有效信號(hào)數(shù)不宜少于的有效信號(hào)數(shù)不宜少于3 3個(gè)。個(gè)。D第58頁/共268頁樁頭處理樁頭處理 鑿掉浮漿或松散、破碎部分， 露出新鮮混凝土樁頭的材質(zhì)、強(qiáng)度、截面尺寸應(yīng)與樁身基本等同 敲擊點(diǎn)與傳感器安裝點(diǎn)打磨平整 樁頭干凈干燥、無破碎第59頁/共268頁傳感器安裝傳感器安裝 傳感器放置距樁心2/3 R處且安裝位置平整盡可能使傳感器垂直與樁頭平面，空心樁的激振點(diǎn)與測(cè)量傳感器安裝位置宜在同一水平面上，且與樁中心連線形成的夾角宜為90度，激振點(diǎn)和測(cè)量傳感

40、器安裝位置宜為樁壁厚的1/2處 樁頂面應(yīng)平整、密實(shí)、并與樁軸線基本垂直第60頁/共268頁在樁中傳播的應(yīng)力波在樁中傳播的應(yīng)力波基本假設(shè)：基本假設(shè)：一維桿一維桿平面波平面波壓縮、拉伸（縱波）壓縮、拉伸（縱波）第61頁/共268頁在樁中傳播的應(yīng)力波在樁中傳播的應(yīng)力波表面波質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)軟材料底部反射硬材料第62頁/共268頁在樁中傳播的應(yīng)力波在樁中傳播的應(yīng)力波LLL當(dāng)波長(zhǎng)當(dāng)波長(zhǎng)大于大于L L時(shí)，應(yīng)力波將產(chǎn)生繞射時(shí)，應(yīng)力波將產(chǎn)生繞射第63頁/共268頁在樁中傳播的應(yīng)力波在樁中傳播的應(yīng)力波樁身截面變小樁身截面變小第64頁/共268頁在樁中傳播的應(yīng)力波在樁中傳播的應(yīng)力波樁身截面變大樁身截面變大第65頁/共26

41、8頁在樁中傳播的應(yīng)力波在樁中傳播的應(yīng)力波半斷樁半斷樁斷樁斷樁第66頁/共268頁在樁中傳播的應(yīng)力波在樁中傳播的應(yīng)力波離析樁離析樁擴(kuò)底樁擴(kuò)底樁第67頁/共268頁在樁中傳播的應(yīng)力波在樁中傳播的應(yīng)力波嵌巖樁嵌巖樁第68頁/共268頁應(yīng)力波波速計(jì)算應(yīng)力波波速計(jì)算 樁身混凝土縱波波速可按下列規(guī)定進(jìn)行判定：樁身混凝土縱波波速可按下列規(guī)定進(jìn)行判定： 應(yīng)力波在樁身內(nèi)的傳播速度應(yīng)力波在樁身內(nèi)的傳播速度c c可根據(jù)實(shí)測(cè)波形測(cè)得可根據(jù)實(shí)測(cè)波形測(cè)得的時(shí)間參數(shù)按下列公式計(jì)算：的時(shí)間參數(shù)按下列公式計(jì)算：樁身完整的摩擦樁縱波波速計(jì)算示意圖樁身完整的摩擦樁縱波波速計(jì)算示意圖C=2000L /C=2000L /t tC=2L

42、C=2L* * f f第69頁/共268頁平均波速計(jì)算平均波速計(jì)算式中：Cm樁身材料的縱波平均波速值(m/s)；Ci第i根樁的波速(m/s)；n參加計(jì)算的樁數(shù)。 nCm= Ci / n i=0單位工程的樁身混凝土平均波速值應(yīng)由樁身結(jié)構(gòu)完整的工程樁的波速來計(jì)算確定，參加計(jì)算的工程樁數(shù)量不應(yīng)少于5根，可按下式計(jì)算：第70頁/共268頁可能出現(xiàn)的問題可能出現(xiàn)的問題蜂窩疏松夾泥縮徑裂紋彎曲沉渣浮漿第71頁/共268頁可能出現(xiàn)的問題可能出現(xiàn)的問題接縫斷裂裂紋內(nèi)部裂紋松散缺損第72頁/共268頁可能出現(xiàn)的問題可能出現(xiàn)的問題（1）泥漿護(hù)壁成孔灌注樁塌孔在成孔過程中或成孔后，孔壁塌落，造成鋼筋籠放不到底，樁底

43、部形成泥夾層，影響樁基承載力縮孔孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑梅花孔孔斷面形狀不規(guī)則，呈梅花形斷樁成樁后，樁身中部沒有混凝土，夾有泥土；混凝土拉裂第73頁/共268頁（2）沉管灌注樁縮徑成形后的樁身局部小于設(shè)計(jì)要求斷樁及樁身混凝土坍塌樁身局部分離，甚至有一段沒有混凝土；樁身某一部位混凝土坍塌，坍塌處上部沒有混凝土樁身夾泥樁身混凝土有泥夾層第74頁/共268頁（3）干作業(yè)成孔灌注樁孔底虛土過厚超過規(guī)范要求；樁身混凝土質(zhì)量差樁身有蜂窩、空洞、樁身夾土、分段級(jí)配不均勻；塌孔成孔后孔壁局部塌落；斜孔樁孔垂直偏差超過規(guī)范要求。 第75頁/共268頁（4）預(yù)制樁裂隙運(yùn)輸過程和打入時(shí)產(chǎn)生裂隙；接頭膠結(jié)不好兩節(jié)樁未對(duì)接好或

44、不在一直線上。 第76頁/共268頁基樁開挖基樁開挖距樁頂2.8m處，縮3/5距樁頂3m處，斷距樁頂2.8m處，縮3/5172#173#174#第77頁/共268頁基樁開挖基樁開挖0.9米處輕度縮徑，3米處嚴(yán)重縮徑第78頁/共268頁基樁開挖基樁開挖0.98m處空洞處空洞 第79頁/共268頁基樁開挖基樁開挖樁型：成孔灌注樁樁徑：0.40m樁長(zhǎng)：15m第80頁/共268頁基樁開挖基樁開挖樁型：挖孔樁樁長(zhǎng)：17.2m第81頁/共268頁（二）旁孔透射波法（二）旁孔透射波法 一種用旁孔透射波法檢測(cè)既有建筑物基樁質(zhì)量的方法，它是通過在既有建筑物基樁旁埋設(shè)平行于基樁的PVC管，利用工程地震儀沿PVC管

45、深度方向測(cè)試經(jīng)基樁透射過來的地震波，根據(jù)檢波器所接收到地震波的初至?xí)r間和振幅來判斷基樁長(zhǎng)度和完整性的方法。第82頁/共268頁該測(cè)試方法的原理是：地震波在基樁的傳播速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在樁周土，而衰減系數(shù)小于樁周土，當(dāng)檢波器遠(yuǎn)離基樁底端時(shí)，接收到的地震波在土壤中傳播的距離增大，必然加大初至?xí)r間的后延且加速振幅的衰減，同理在基樁缺陷的位置也會(huì)出現(xiàn)初至?xí)r間的突然增大和振幅的突然衰減，因此可通過對(duì)地震波波列初至?xí)r間和振幅綜合分析，判斷基樁長(zhǎng)度和完整性。 第83頁/共268頁第84頁/共268頁第85頁/共268頁不密實(shí)區(qū)和空洞不密實(shí)區(qū)和空洞不密實(shí)區(qū)和空洞檢測(cè)基本方法第86頁/共268頁不密實(shí)區(qū)和空洞不密實(shí)區(qū)

46、和空洞不密實(shí)區(qū)和空洞檢測(cè)基本方法第87頁/共268頁鉆孔灌注樁缺陷鉆孔灌注樁缺陷鉆孔灌注樁質(zhì)量檢測(cè)方法示意圖 第88頁/共268頁鉆孔灌注樁缺陷鉆孔灌注樁缺陷聲測(cè)管布置示意圖第89頁/共268頁鉆孔灌注樁缺陷鉆孔灌注樁缺陷聲測(cè)管安裝示意圖第90頁/共268頁鉆孔灌注樁缺陷鉆孔灌注樁缺陷缺陷范圍的確定第91頁/共268頁鉆孔灌注樁缺陷鉆孔灌注樁缺陷缺陷范圍的確定第92頁/共268頁第93頁/共268頁第94頁/共268頁四、基樁靜載試驗(yàn)四、基樁靜載試驗(yàn)第95頁/共268頁 作用于樁頂?shù)呢Q向荷載作用于樁頂?shù)呢Q向荷載Q是由樁側(cè)土的總摩阻力是由樁側(cè)土的總摩阻力Qs和樁端土的總和樁端土的總端阻力端阻力Q

47、p 共同承擔(dān)。共同承擔(dān)。Qs樁側(cè)總摩阻力；Qp樁端總阻力。當(dāng)樁頂荷載加大到極限值時(shí)Qu單樁的極限承載力；Qpu單樁總極限端阻力。Qsu單樁總極限摩阻力；1、單樁豎向荷載的傳遞機(jī)理、單樁豎向荷載的傳遞機(jī)理第96頁/共268頁 研究表明，樁頂受豎向荷載研究表明，樁頂受豎向荷載Q Q后，首先，樁身上部受到壓縮而產(chǎn)生相對(duì)土后，首先，樁身上部受到壓縮而產(chǎn)生相對(duì)土的向下位移，與此同時(shí)，樁側(cè)表面受到土的向上摩阻力的向下位移，與此同時(shí)，樁側(cè)表面受到土的向上摩阻力Q Qs s的作用的作用 。隨著荷載。隨著荷載增加，樁身壓縮量和位移量逐漸增加，樁身下部的摩阻力也做逐漸被調(diào)動(dòng)并增加，樁身壓縮量和位移量逐漸增加，樁身

48、下部的摩阻力也做逐漸被調(diào)動(dòng)并發(fā)揮。樁身荷載傳至樁底，樁底土層受到壓縮而產(chǎn)生樁端阻力發(fā)揮。樁身荷載傳至樁底，樁底土層受到壓縮而產(chǎn)生樁端阻力Q Qp p，即作用于，即作用于樁頂?shù)暮奢d通過樁側(cè)阻力與樁端阻力傳遞到樁周土層中。樁頂?shù)暮奢d通過樁側(cè)阻力與樁端阻力傳遞到樁周土層中。 一般說來，靠近樁身上部土層的側(cè)阻力先于下部土層發(fā)揮，而側(cè)阻一般說來，靠近樁身上部土層的側(cè)阻力先于下部土層發(fā)揮，而側(cè)阻力先于端阻力發(fā)揮出來。力先于端阻力發(fā)揮出來。 荷載傳遞過程中，荷載傳遞過程中， Q Qs s、 Q Qp p的發(fā)揮程度與樁土間的相對(duì)位移情況有關(guān)。的發(fā)揮程度與樁土間的相對(duì)位移情況有關(guān)。 當(dāng)樁身全長(zhǎng)的側(cè)阻力都到達(dá)極限

49、值之后，樁頂荷載增量就全歸樁端當(dāng)樁身全長(zhǎng)的側(cè)阻力都到達(dá)極限值之后，樁頂荷載增量就全歸樁端阻力承擔(dān)，直到樁底持力層破壞、無力支持更大的樁頂荷載為止。此時(shí)，樁阻力承擔(dān)，直到樁底持力層破壞、無力支持更大的樁頂荷載為止。此時(shí)，樁項(xiàng)所承受的荷載就是樁的極限承載力。項(xiàng)所承受的荷載就是樁的極限承載力。 由此可見，單樁軸向荷載的傳遞過程就是樁側(cè)阻力與樁端阻力的發(fā)由此可見，單樁軸向荷載的傳遞過程就是樁側(cè)阻力與樁端阻力的發(fā)揮過程。揮過程。第97頁/共268頁 (a)軸向受壓的樁 (b)軸力分布 (c) 摩阻力分布 (d)截面位移 樁土體系荷載傳遞分析（1 1）樁側(cè)摩阻力）樁側(cè)摩阻力q qs s第98頁/共268頁

50、 由微分段dz的豎向平衡可求得 微分段dz的壓縮量為：式中：A樁身截面積；Ep樁身彈性模量；u樁身周長(zhǎng)。以樁頂為坐標(biāo)原點(diǎn)，積分得：設(shè)測(cè)出的樁頂位移為s0，則樁身某截面的位移為樁頂位移與該截面范圍內(nèi)樁身壓縮量之差：由（1）（2）得單樁軸向荷載傳遞基本微分方程（單樁軸向荷載傳遞基本微分方程（2）第99頁/共268頁 通過在樁身埋設(shè)應(yīng)力或位移測(cè)試元件，獲得樁身軸力分布圖，就可作出摩阻力qs(z)、截面位移s(z)分布圖。砂土中實(shí)測(cè)樁側(cè)摩阻力隨樁身的分布砂土中實(shí)測(cè)樁側(cè)摩阻力隨樁身的分布第100頁/共268頁（2 2）樁端阻力）樁端阻力q qp p理論分析理論分析第101頁/共268頁端阻的深度效應(yīng)端阻

51、的深度效應(yīng)建筑樁基技術(shù)規(guī)范建筑樁基技術(shù)規(guī)范中匯聚了國(guó)內(nèi)大中匯聚了國(guó)內(nèi)大量試樁資料，按不同類型的樁分別給出量試樁資料，按不同類型的樁分別給出了極限端阻力的深度范圍，例如：了極限端阻力的深度范圍，例如：預(yù)制樁或水下鉆孔樁：預(yù)制樁或水下鉆孔樁：30m30m；沉管灌注樁和干作業(yè)鉆孔樁：沉管灌注樁和干作業(yè)鉆孔樁：15m15m；仍需作進(jìn)一步研究。仍需作進(jìn)一步研究。第102頁/共268頁（3 3）樁的荷載傳遞一般規(guī)律）樁的荷載傳遞一般規(guī)律(2)樁土剛度比Ep/Es越大，傳遞到樁底的荷載就越大，但當(dāng)Ep/Es超過1000后，對(duì)樁端阻力分擔(dān)的荷載比影響不大，而對(duì)Ep/Es小于等于10的中長(zhǎng)樁,樁端阻力分擔(dān)的荷載

52、為0。(3)樁端擴(kuò)底直徑與樁身直徑比D/d越大,樁端阻力分擔(dān)的荷載比也大.(4)樁的長(zhǎng)徑比l/d越大,傳遞到樁端的荷載減小,樁身下部側(cè)阻力的發(fā)揮值相應(yīng)降低.當(dāng)樁長(zhǎng)l/d超過100 時(shí),上述各種影響都將大大減弱，甚至失去意義。 樁端土與樁側(cè)土的模量比Eb/Es越小，樁身軸力沿深度衰減越快，即傳遞到樁端的荷載越小。第103頁/共268頁樁身材料屈服：端承樁、超長(zhǎng)樁； 持力層土的整體剪切破壞：摩擦樁；刺入剪切破壞：均質(zhì)土中的摩擦樁，無明顯拐點(diǎn)；沿樁身側(cè)面純剪切破壞：鉆孔灌注樁存在泥漿。（4 4）單樁的破壞模式）單樁的破壞模式第104頁/共268頁第105頁/共268頁2、單樁豎向承載力的確定、單樁豎

53、向承載力的確定 單樁豎向承載力的確定，取決于兩方面：其一，樁身的材料強(qiáng)度；單樁豎向承載力的確定，取決于兩方面：其一，樁身的材料強(qiáng)度；其二，地層的支承力設(shè)計(jì)時(shí)分別按上述兩方面確定后取其中的小值。其二，地層的支承力設(shè)計(jì)時(shí)分別按上述兩方面確定后取其中的小值。 單樁豎向極限承載力單樁豎向極限承載力QuQu，樁側(cè)總極限摩阻力，樁側(cè)總極限摩阻力QsuQsu和樁端總極限阻力和樁端總極限阻力QpuQpu組成，若忽略二者間的相互影響，可表示為：組成，若忽略二者間的相互影響，可表示為： 單樁豎向承載力特征值單樁豎向承載力特征值R Ra a 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范通常單一安全系數(shù)通常單一安全系數(shù)K

54、 K2;2;分項(xiàng)安全系數(shù)分項(xiàng)安全系數(shù)K Ks s K Kp p單一安全系數(shù)法：?jiǎn)我话踩禂?shù)法：分項(xiàng)安全系數(shù)法：分項(xiàng)安全系數(shù)法：第106頁/共268頁 單樁豎向承載力的確定方法：?jiǎn)螛敦Q向承載力的確定方法：靜載荷試驗(yàn)法靜載荷試驗(yàn)法靜力觸探法標(biāo)準(zhǔn)貫入法動(dòng)力分析法經(jīng)驗(yàn)分析法（按規(guī)范經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法按規(guī)范經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法)第107頁/共268頁靜載荷試驗(yàn)是評(píng)價(jià)單樁承載力諸法中可靠性較高的一種方法。試驗(yàn)要求：成樁后間歇時(shí)間：擠土樁在設(shè)置后須隔一段時(shí)間才開始載荷試驗(yàn)。這是由于打樁時(shí)土中產(chǎn)生的孔隙水壓力有待消散，且土體因打樁擾動(dòng)而降低的強(qiáng)度也有待隨時(shí)間而部分恢復(fù)。所需的間歇時(shí)間：預(yù)制樁在砂類土中不得少于7天；粉土和粘性土

55、不得少于15天；飽和軟粘土不得少于25天。應(yīng)在樁身混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才能進(jìn)行。測(cè)樁數(shù)：在同一條件下，進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)的樁數(shù)不宜少于總樁數(shù)的1，且不應(yīng)少于3根。試驗(yàn)裝置：主要包括加荷穩(wěn)壓部分、提供反力部分和沉降觀測(cè)部分。靜荷載一般由安裝在樁頂?shù)挠蛪呵Ы镯斕峁ＧЫ镯數(shù)姆戳赏ㄟ^錨樁承擔(dān)，或借壓重平臺(tái)上的重物來平衡。量測(cè)樁頂沉降的儀表主要有百分表或電子位移計(jì)等。靜載荷試驗(yàn)方法靜載荷試驗(yàn)方法第108頁/共268頁加荷裝置：加荷裝置：第109頁/共268頁試驗(yàn)方法、終止加載條件： （1）加載 逐級(jí)等量加載，分級(jí)荷載宜為最大加載量或預(yù)估極限承載力的1/10，其中第一級(jí)可取分級(jí)荷載的2倍。 為設(shè)計(jì)提供依據(jù)

56、的豎向抗壓試驗(yàn)測(cè)試應(yīng)采用慢速荷載維持法（滿足連續(xù)兩小時(shí)內(nèi)每小時(shí)的樁頂沉降量不超過0 .1mm的相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，施加下一級(jí)荷載）。每級(jí)荷載施加后按第5，15，30，45，60min測(cè)讀樁頂沉降量（及樁側(cè)阻力與樁端阻力），以后每隔30min測(cè)讀一次。工程樁驗(yàn)收檢測(cè)宜采用慢速荷載維持法。當(dāng)有成熟的地區(qū)經(jīng)驗(yàn)時(shí)，也可采用快速荷載維持法（每級(jí)荷載至少維持1h，是否延長(zhǎng)維持荷載時(shí)間應(yīng)根據(jù)樁頂沉降收斂情況確定）。 (2）卸載分級(jí)卸載，每級(jí)卸載量取分級(jí)加載量的2倍。每級(jí)荷載維持1h,按第15，30， 60min測(cè)讀測(cè)試值。卸載至零后，測(cè)讀樁頂殘余沉降量，維持3h，測(cè)讀時(shí)間為第15，30min，以后每隔30min

57、測(cè)讀一次。 第110頁/共268頁（3)終止加荷條件 某級(jí)荷載下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的5倍。（注：當(dāng)樁頂沉降能相對(duì)穩(wěn)定且總沉降量小于40mm時(shí)，宜加載至樁頂總沉降超過40mm。） 某級(jí)荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的2倍，且經(jīng)24h尚未達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。 已達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大加載量。 工程樁做錨樁時(shí)，錨樁上拔量已達(dá)到允許值。 當(dāng)荷載一沉降曲線呈緩變型時(shí)，加載至樁頂總沉降量達(dá)6080mm；特殊情況下，根據(jù)具體要求加載至樁頂總沉降量超過80mm。第111頁/共268頁單樁承載力確定 試驗(yàn)成果： 豎向荷載一沉降（Q-s）曲線；沉降一時(shí)間對(duì)數(shù)（s-logt)曲線。 單樁

58、豎向抗壓極限承載力Q。按下列方法綜合確定： 根據(jù)沉降隨荷載變化特征確定。對(duì)于陡降型Q-s曲線，其發(fā)生明顯陡降的起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載值。 根據(jù)沉降隨時(shí)間變化的特征值確定。取s-logt曲線尾部出現(xiàn)明顯向下彎曲的前一級(jí)荷載值。 根據(jù)相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)確定。某級(jí)荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的2倍，且經(jīng)24h尚未達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，取前一級(jí)荷載值。第112頁/共268頁 根據(jù)沉降量確定。對(duì)于緩變型Q-s曲線，一般?。簊= 40 60mm 對(duì)應(yīng)的荷載值（當(dāng)樁長(zhǎng)大于40m時(shí)，宜考慮樁身彈性壓縮量）；對(duì)于大直徑樁可?。簊（0.030.06)D（D為樁端直徑，大直徑取低值，小直徑取高值）所對(duì)應(yīng)的荷載值；

59、對(duì)于細(xì)長(zhǎng)樁(l/d80)可取，s=6080mm對(duì)應(yīng)的荷載值。 按上述四款判定樁的豎向抗壓承載力未達(dá)到極限時(shí)，取最大試驗(yàn)荷載值。 (3)確定豎向抗壓極限承載力的統(tǒng)計(jì)值的要求： 參加統(tǒng)計(jì)的試樁結(jié)果，當(dāng)滿足其極差不超過平均值的30時(shí)，取其平均值； 極差超過平均值的30時(shí)，應(yīng)分析極差過大的原因，綜合工程具體情況確定，必要時(shí)可增加試樁數(shù)量； 對(duì)樁數(shù)為3根或3根以下的柱下承臺(tái)，或工程樁抽檢數(shù)量少于3根時(shí)，應(yīng)取低值。 (4)單位工程同一條件下的單樁豎向抗壓承載力特征值R。應(yīng)按單樁豎向抗壓極限承載力統(tǒng)計(jì)值的一半取值。第113頁/共268頁試驗(yàn)成果：試驗(yàn)成果：第114頁/共268頁第115頁/共268頁第116

60、頁/共268頁第117頁/共268頁第118頁/共268頁第119頁/共268頁第120頁/共268頁第121頁/共268頁 自平衡法，是一種基于在樁基內(nèi)部尋求加載反力的靜載荷試驗(yàn)方法。相應(yīng)地，這種試驗(yàn)方法的實(shí)施技術(shù)，稱為“自反力法測(cè)樁技術(shù)”或者“自平衡法測(cè)樁技術(shù)”。 3 3、自平衡法、自平衡法第122頁/共268頁第123頁/共268頁第124頁/共268頁第125頁/共268頁日本學(xué)者曾于1960年代末提出樁底加載法，并獲得專利第126頁/共268頁清華大學(xué)李廣信教授進(jìn)行了不同加載方式下清華大學(xué)李廣信教授進(jìn)行了不同加載方式下樁側(cè)阻力研究及樁側(cè)阻力研究及模型試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮囼?yàn)+ +現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)