1、第2章地基處理監(jiān)測與檢驗方法2.1 概述目前各種地基處理方法在工程實踐中得到了大量應(yīng)用,取得了顯著的技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效益。但是由于地基處理問題的復(fù)雜性,一般還難以對每種方法進(jìn)行嚴(yán)密的理論分析,還不能在設(shè)計時作精確的計算與設(shè)計,往往只能通過施工過程中的監(jiān)測和施工后的質(zhì)量檢驗來保證工程質(zhì)量。因此,地基處理現(xiàn)場監(jiān)測和質(zhì)量檢驗測試是地基處理工程的重要環(huán)節(jié)。地基處理施工過程中的現(xiàn)場監(jiān)測對某些地基處理方法來說是很重要的,有時甚至是必不可少的。例如強(qiáng)夯處理施工時的振動監(jiān)測和排水固結(jié)法施工中的孔隙水壓力監(jiān)測。為有效控制地基處理的施工質(zhì)量,規(guī)范對每一種地基處理方法都規(guī)定了施工過程中的檢測方法。例如,石灰樁的施工檢

2、測可采用靜力觸探、動力觸探試驗,檢測部位為樁中心及樁間土。對地基處理的效果檢驗,應(yīng)在地基處理施工結(jié)束后,經(jīng)過一定時間休止恢復(fù)后再進(jìn)行。因為地基加固后有一個時效作用,復(fù)合地基的強(qiáng)度和模量的提高往往需要一定的時間。效果檢驗的方法有:載荷試驗、鉆孔取樣、靜力觸探試驗、動力觸探試驗、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、取芯試驗等。有時需要采用多種手段進(jìn)行檢驗,以便綜合評價地基處理效果。2.1.1 現(xiàn)場監(jiān)測與質(zhì)量檢驗的目的(1 為工程設(shè)計提供依據(jù);(2 作為大面積施工的控制和指導(dǎo);(3 為地基處理工程驗收提供依據(jù);(4為理論研究提供實驗依據(jù)。2.1.2 現(xiàn)場監(jiān)測與質(zhì)量檢驗的內(nèi)容與方法(1地基與樁體強(qiáng)度:包括單樁和復(fù)合地基靜載

3、荷試驗、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、靜力觸探與動力觸探試驗、樁身高應(yīng)變檢測、鉆芯法等;(2地基變形:包括地基沉降與水平位移測試;(3應(yīng)力監(jiān)測:包括土壓力和孔隙水壓力測試;(4樁身完整性:采用樁身低應(yīng)變檢測和聲波透射法測試;(5動力特性:采用波速測試、地基剛度測試等。監(jiān)測項目見表2-1,對于軟土地基加固試驗工程,監(jiān)測儀器的布置見圖2-1。表2-1 常用監(jiān)測項目一覽表監(jiān)測項目 儀器名稱地表沉降 地表型沉降儀(沉降板 沉降地基深層沉降 深層沉降標(biāo)地基分層沉降 深層分層沉降標(biāo)地面水平位移 水平位移邊樁 水平位移地基土體水平位移 地下水平位移標(biāo) 應(yīng)力地基孔隙水壓力 孔隙水壓力計土壓力 土壓力盒承載力 載荷試驗儀地下水

4、位 地下水位觀測儀 其他出水量 單孔出水量計2.1.3 現(xiàn)場監(jiān)測與質(zhì)量檢驗應(yīng)注意的問題為了檢驗地基處理的效果,通常在同一地點分別在處理前后進(jìn)行測試,以進(jìn)行對比,并注意以下問題:(1前后兩次測試應(yīng)盡量使用同一儀器、同一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行; (b圖2-1 監(jiān)測儀器的布置a 觀測斷面儀標(biāo)平面布設(shè) b 觀測儀標(biāo)立面布設(shè)(2 由于各種測試方法都有一定的適用范圍,因此必須根據(jù)測試目的和現(xiàn)場條件,選擇最有效的方法;(3 無論何種方法,都有一定的局限性,故應(yīng)盡可能采用多種方法,進(jìn)行綜合評價;(4 測試位置應(yīng)盡量選擇有代表性的部位,測試數(shù)量按有關(guān)規(guī)定要求進(jìn)行。現(xiàn)場測試一般具有直觀、代表性強(qiáng)、工效高、避免取樣運(yùn)輸過程中的擾

5、動等優(yōu)點,但也有不能測定土的基本參數(shù)和不易控制應(yīng)力狀態(tài)等不足之處,故有時仍需輔以一定的室內(nèi)試驗。2.2 地基水平位移及沉降觀測2.2.1 測斜儀一、測斜儀的用途測斜儀是一種有效且精確地測量土層內(nèi)部水平位移或變形的工程監(jiān)測儀器。應(yīng)用其工作原理同樣可以監(jiān)測臨時或永久性地下結(jié)構(gòu)周壁的水平位移。測斜儀分為固定式和活動式兩種。固定式系將測頭固定埋設(shè)在結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的固定點上;活動式即先埋設(shè)帶導(dǎo)槽的測斜管,間隔一定時間將測頭放入管內(nèi)沿導(dǎo)槽滑動,測定斜度變化,計算水平位移。二、測斜儀的分類及特點活動式測斜儀按測頭傳感元件不同,可細(xì)分為滑動電阻式、電阻應(yīng)變片式、鋼弦式及伺服加速度計式。滑動電阻式測斜儀的特點是測頭

6、堅固可靠,缺點是測量精度不高;電阻應(yīng)變片式測斜儀的優(yōu)點是產(chǎn)品價格便宜,缺點是量程有限,耐用時間不長;鋼弦測斜儀的特點是受濕度、濕度和外界環(huán)境的干擾影響較小;伺服加速度計式測斜儀具有精度高、量程大和可靠性好等特點。三、測斜儀的組成活動式測斜儀由四大部分組成:(1裝有重力式測斜傳感元件的測頭(2測讀儀(3電纜(4測斜管四、埋設(shè)與觀測要點(1 導(dǎo)管的埋設(shè)首先用鉆探工具鉆成合適口徑的孔,然后將導(dǎo)管放入孔內(nèi)。導(dǎo)管連接部分應(yīng)防止污泥進(jìn)入,導(dǎo)管與鉆孔壁之間用砂填充。在連接導(dǎo)管時,應(yīng)將孔槽對準(zhǔn),使縱向的扭曲減小到最小程度。放入導(dǎo)管時,應(yīng)注意十字形槽口對準(zhǔn)所測的水平位移。為了消除土的變形對導(dǎo)管產(chǎn)生的負(fù)摩擦的影響

7、,除使導(dǎo)管接頭處相對移動外,還可在管外涂潤滑劑等。在可能的情況下,應(yīng)盡量將導(dǎo)管埋入硬層中,作為固定端。否則導(dǎo)管頂端應(yīng)校正。管子埋好后,需停留一段時間,使鉆孔中的填土密實,帖緊導(dǎo)管。(2 測定方法 將測頭的感應(yīng)方向?qū)?zhǔn)水平位移方向的導(dǎo)槽,放至導(dǎo)管的最底部。 將電纜線與接收指示器連接,打開開關(guān)。 指示器讀數(shù)穩(wěn)定后,提升電纜線到欲測位置。每次應(yīng)保證在同一位置處進(jìn)行測讀。 將測頭提升至管口處,旋轉(zhuǎn)180,再按上述步驟進(jìn)行測量,這樣可消除測斜儀本身的固有誤差。 五、資料整理根據(jù)指示器反映的傾斜角進(jìn)行計算,得出每個區(qū)段的位移量i ,以底部固定端或管口校正值為基點,將各區(qū)段的位移量累計起來,得出水平位移曲線

8、,見圖2-2。為了了解水平位移隨地面荷載變化的趨勢,應(yīng)將相應(yīng)的觀測值繪于同一圖上,以便分析水平位移的趨勢。圖2-2反映了實測的大面積加荷引起水平位移沿深度分布的情況,以10月16日為基準(zhǔn)線,11月2日地面荷載為100kPa ,11月12日地面荷載為140kPa 。 深度/m水平位移/cm圖2-2 土體水平位移圖2.2.2 分層沉降儀分層沉降儀可用來監(jiān)測由開挖、打樁等地下工程引起的周圍深層土體的垂直位移(沉降或隆起的變化。一、分層沉降儀的組成分層沉降儀由兩大部分組成:地面接收儀器和地下材料埋入部分: (1 測頭部分; (2 測量電纜部分; (3 接收系統(tǒng); (4 繞線磁環(huán)。二、 使用方法(以CJ

9、Y80沉降儀為例測量時,擰松繞線盤后面的止緊螺絲,讓繞線盤轉(zhuǎn)動自由后,按下電源按鈕,手持電纜,將測頭放入沉降管中,緩慢地向下移動。當(dāng)測頭穿過土層中的磁環(huán)時,接收系統(tǒng)的蜂鳴器便會發(fā)出連續(xù)不斷的蜂鳴聲,此時讀出電纜在管口處的深度數(shù)值,向這樣由上向下地測量到孔底,稱為進(jìn)程測讀。當(dāng)從該沉降管內(nèi)收回測量電纜時,測頭也會通過土層中的磁環(huán),接收系統(tǒng)的蜂鳴器再次發(fā)出蜂鳴聲,此時需讀出測量電纜在管口處的深度數(shù)值,如此測量到孔口,稱為回程測讀。磁環(huán)在土層中的實際深度可用下式計算:i S2/(i i i H J S += (2-1 式中i 測點孔口的實際深度; i Si 測點在進(jìn)程測讀時距孔口的深度; i J i

10、測點在回程測讀時距孔口的深度。i H 2.3 地基土應(yīng)力測試2.3.1 土壓力計地基中的應(yīng)力測試,是測定土體在受力情況下土壓力和孔隙水壓力值及其消散速度和程度,以便計算地基土的固結(jié)度,推算土體強(qiáng)度隨時間變化的規(guī)律,控制施工速度。一、土壓力計的基本條件(1必須要有足夠的強(qiáng)度和耐久性;(2能夠靈敏、準(zhǔn)確地反映土壓力的變化,并具有再現(xiàn)性;(3加壓、減壓時線性良好;(4應(yīng)力集中的影響要小;(5對溫度變化的影響要穩(wěn)定;(6在整個測量過程中,土壓力計和二次儀表均應(yīng)穩(wěn)定可靠。二、土壓力計的分類按原理來分,有液壓式、氣壓平衡式、電氣式(包括差動電阻式、電阻應(yīng)變式、電感式等、鋼弦式。目前國內(nèi)常用的有差動電阻式和

11、鋼弦式。三、埋設(shè)要點(1 埋設(shè)土壓力計時,應(yīng)該注意對土體的擾動,與結(jié)構(gòu)物固定的程度(接觸式土壓力計,膜盒與土的接觸情況,并作記錄。(2 埋設(shè)土中土壓力計時,要注意回填土的性狀應(yīng)與周圍土體一致,否則會引起土壓力的重新分布,見圖2-3。(3 接觸式土壓力計埋設(shè)方法,應(yīng)根據(jù)不同工程對象采用不同的方法,在結(jié)構(gòu)物側(cè)面安裝土壓力計時,應(yīng)在混凝土澆筑到預(yù)定標(biāo)高處,將土壓力計固定到預(yù)測的位置上,土壓力計承壓面必須與結(jié)構(gòu)物表面齊平。在結(jié)構(gòu)物基底上埋設(shè)土壓力計時,要先將土壓力計埋設(shè)在預(yù)測的混凝土塊內(nèi),整平地面,然后將土壓力計放上,并將預(yù)制塊澆筑在基底內(nèi)。(4 除膜盒的埋設(shè)外,電纜線的埋設(shè)也是至關(guān)重要的,否則在施工

12、中容易遭受破壞。各測頭電纜按一定路線集中于觀測站中,并將土壓力計的編號、規(guī)格及埋設(shè)位置、時間等記入考證表內(nèi)。回填土回填土土壓力計回填土土壓力計土壓力計模具(a(b(c圖2-3 土中土壓力計的埋設(shè)方法四、觀測和資料整理(1 差動電阻式土壓力計將比例電橋安放平穩(wěn),逐個接通集線箱上各個電纜插頭,按操作步驟讀電阻值及電阻比;測量時,在調(diào)節(jié)電橋平穩(wěn)過程中,如檢流計指針有反常情況,或與前次觀測值相差很大時,應(yīng)中止觀測,進(jìn)行檢查。檢查內(nèi)容有:電橋本身、集線箱接線處是否接觸良好、總電阻和分線電阻等。將觀測的數(shù)據(jù)記入記錄表中。將觀測及計算數(shù)據(jù),以土壓力為縱坐標(biāo),時間為橫坐標(biāo)繪制土壓力變化過程線。(2 鋼弦式土壓

13、力計鋼弦式土壓力計的觀測,一般采用頻率接收器。按動電鈕,交流電源向土壓力計內(nèi)電磁鐵輸入瞬時脈沖電流,起振鋼弦。同時,電鈕接通標(biāo)準(zhǔn)鋼弦的電磁鐵電路,標(biāo)準(zhǔn)鋼弦也起振。電磁振蕩通過電子射線管,反映到熒光屏上。調(diào)節(jié)測微螺旋,通過杠桿裝置改變標(biāo)準(zhǔn)鋼弦的張力,使其振蕩平穩(wěn)的變化。當(dāng)兩鋼弦同頻率振動時,熒光屏上的呈象由橢圓變成一條靜止的直線,這時從測微圓盤上的刻度讀出頻率數(shù),從而換算出土壓力計所受的應(yīng)力。整理資料,繪制土壓力變化過程線。2.3.2 孔隙水壓力計一、理想孔隙水壓力計具備的條件(1 必須有足夠的強(qiáng)度和耐久性;(2 要求測頭處的孔隙水體積不改變或改變不大,亦即測量的延滯時間要短;(3 讀數(shù)穩(wěn)定,這

14、對長期觀測的儀器特別重要;(4 測頭體積要小,外形平整光滑,以便在壓入埋設(shè)時盡可能地減小對土體的擾動和原有應(yīng)力的改變;(5 測量方便,設(shè)備費(fèi)用低廉。二、孔隙水壓力的主要類型孔隙水壓力計的形式有:液壓式、電氣式(包括粘著型電阻式、電感式及差動電阻式、鋼弦式及氣壓平衡式等。三、埋設(shè)要點一般采用以下三種方法:(1 鉆孔埋設(shè)法在埋設(shè)地點用鉆探機(jī)具鉆孔,達(dá)到要求的深度或標(biāo)高后,先在孔底填入部分干凈砂,將測頭放入,再在測頭周圍填砂,最后用膨脹性粘土將上部鉆孔全部封好。(2 壓入法如果土質(zhì)較軟,可將測頭緩緩壓入埋設(shè)標(biāo)高。若有困難時,可先成孔至埋設(shè)標(biāo)高以上1m處,再將測頭壓入。上部也全部嚴(yán)密封好。(3 設(shè)置法

15、此法適用于填土工程中,在填土過程中隨時埋入。采用鉆孔法時,土體的原有孔隙水壓力降至零。同時測頭周圍填砂,不可能達(dá)到原有土的密度。因此,測頭周圍土體產(chǎn)生變形,這就大大地影響了孔隙水壓力測量精度。而壓入法對土體的局部擾動相當(dāng)大,所引起的超孔隙水壓力也很大。不論哪一種方法,都不可避免地要改變土體中的孔隙水壓力。因此最好是在施工前較早地埋好儀器。四、觀測和資料整理(1 差動電阻式和鋼弦式孔隙水壓力計的觀測和土壓力計的觀測相同。(2 液壓封閉雙管式孔隙水壓力計。觀測前,先用無氣水充水排氣。為了避免氣泡溶入水中,可在壓力庫中放一球膽,充水時將氣壓入球膽。充水壓力不宜過大,否則測頭附近的土產(chǎn)生沖刷。在連續(xù)觀

16、測中,若有氣泡產(chǎn)生,也要適當(dāng)排除。應(yīng)用聯(lián)接器時,要采用合理的操作方法。首先,參考上次的讀數(shù),估計預(yù)測的壓力進(jìn)行預(yù)調(diào),并給以一定的平衡時間,才能得出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。(3 將觀測的成果及時記入記錄表內(nèi),并隨時計算、校核、整理分析,繪制孔隙水壓力與荷載關(guān)系曲線以及孔隙水壓力等值線,提出對設(shè)計、施工的意見和建議。2.4 載荷試驗載荷試驗是在一定面積的承壓板上(或樁頂上向地基土(或樁逐級施加荷載,并觀測每級荷載下地基土(或樁的變形特征。其優(yōu)點是對地基土基本不產(chǎn)生擾動。利用其成果確定地基(或樁的承載力是可靠的,既可直接用于工程設(shè)計,也可用于檢驗施工效果,另外對于預(yù)估建筑物的沉降也很有效。載荷試驗可分為地基載荷

17、試驗和單樁載荷試驗。單樁載荷試驗分為單樁豎向靜載荷試驗和單樁水平向靜載荷試驗。由于單樁水平向靜載荷試驗在地基處理工程中應(yīng)用較少,因此,本書僅介紹單樁豎向靜載荷試驗。地基載荷試驗可分為天然地基載荷試驗和復(fù)合地基載荷試驗。天然地基載荷試驗按試驗深度分為淺層載荷試驗和深層載荷試驗。深層載荷試驗按承壓板形狀分為深層平板載荷試驗和螺旋板載荷試驗。由于深層載荷試驗在地基處理工程中應(yīng)用較少,因此,本書僅介紹天然地基的淺層平板載荷試驗和復(fù)合地基載荷試驗。2.4.1 單樁豎向靜載荷試驗(Vertical Static Load Test of Pile一、試驗開始時間(1預(yù)制樁如果地基土為砂土,則應(yīng)在預(yù)制樁打入

18、或壓入7天后,方可進(jìn)行載荷試驗。如果地基土為粘性土,則視土的強(qiáng)度恢復(fù)情況而定,一般應(yīng)在15天后方可進(jìn)行載荷試驗。對于飽和軟粘土,不得少于25天。(2灌注樁對灌注樁進(jìn)行靜載荷試驗,應(yīng)在樁身混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后才能進(jìn)行。這樣,試驗結(jié)果才符合樁的實際情況。二、試驗加載裝置加載反力裝置宜采用錨樁,當(dāng)采用堆載時應(yīng)遵守以下規(guī)定。(1 堆載加于地基的壓應(yīng)力不宜超過地基承載力特征值。(2 堆載的限值可根據(jù)其對試樁和對基準(zhǔn)樁的影響確定。(3 堆載量大時,宜利用樁(可利用工程樁作為堆載的支點。(4 堆裝置的最大抗拔或承重能力應(yīng)滿足試驗加載的要求。壓力由千斤頂提供,千斤頂?shù)姆戳τ慑^樁承擔(dān),或由壓重平臺的重物施加。試

19、樁、錨樁(壓重平臺支座和基準(zhǔn)樁之間的中心距離應(yīng)符合表2-2的規(guī)定。表2-2 試樁、錨樁和基準(zhǔn)樁之間的中心距離反力系統(tǒng)試樁和錨樁(或壓重平臺支座墩邊 試樁與基準(zhǔn)樁基準(zhǔn)樁與錨樁(或壓重平臺支座墩邊錨樁橫梁反力裝置壓重平臺反力裝置4d且2.0 m4d且2.0 m4d且2.0 m注:d試樁或錨樁的設(shè)計直徑,取其較大者(如試樁或錨樁為擴(kuò)底樁時,試樁與錨樁的中心距尚不應(yīng)小于2倍擴(kuò)大端直徑。三、試驗加載方式單樁豎向靜載荷試驗的加載方式,應(yīng)按慢速維持荷載法。四、荷載分級(1加載分級加載時,荷載分級不應(yīng)小于8級,每級加載量宜為預(yù)估極限荷載的1/81/10。(2卸載分級卸載時,每級卸載值為加載值的兩倍。五、沉降測

20、讀及穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)樁頂沉降觀測宜用百(千分表。(1加載時沉降測讀每級加壓后,測讀樁沉降量的間隔時間,初始為5、10、15 min時各測讀一次,以后每15 min讀一次,累計一小時后每隔半小時讀一次。(2穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)在每級荷載作用下,樁的沉降量連續(xù)兩次在每小時內(nèi)小于0.1 mm時可視為穩(wěn)定。(3卸載時沉降測讀卸載后隔15 min測讀一次,讀兩次后,隔半小時再讀一次,即可卸下一級荷載。全部卸載后,隔34小時再測讀一次。六、試驗終止加載的條件符合下列條件之一時可終止加載:(1當(dāng)荷載沉降(Q s曲線上有可判定極限承載力的陡降段,且樁頂總沉降量超過40 mm ;(2 21+nn s s ,且經(jīng)24小時尚未達(dá)到穩(wěn)定

21、; (325m 以上的非嵌巖樁,Q s 曲線呈緩變型時,樁頂總沉降量大于6080mm ;(4在特殊條件下,可根據(jù)具體要求加載至樁頂總沉降量大于100mm 。注: 1. 第n 級荷載的沉降增量; n s 1+n s 第n+1級荷載的沉降增量;2. 樁底支承在堅硬巖(土層上,樁的沉降量很小時,最大加載量不應(yīng)小于設(shè)計荷載的兩倍。七、單樁豎向極限承載力的確定單樁豎向極限承載力應(yīng)按下列方法確定:(1作荷載沉降(Q s 曲線和其他輔助分析所需的曲線。(2當(dāng)曲線陡降段明顯時,取相應(yīng)于陡降段起點的荷載值作為極限承載力。(3 當(dāng)21+nn s s ,且經(jīng)24小時尚未達(dá)到穩(wěn)定時,取第級荷載值作為極限承載力。 n

22、(4 當(dāng)Q s 曲線呈緩變型時,取樁頂總沉降量s =40 mm 所對應(yīng)的荷載值作為極限承載力。當(dāng)樁長大于40 m 時,宜考慮樁身的彈性壓縮。(5 按上述方法有困難時,可結(jié)合其他輔助分析方法綜合判定。對樁基沉降有特殊要求者,應(yīng)根據(jù)具體情況選取。(6參加統(tǒng)計的試樁,當(dāng)滿足其極差不超過平均值的30%時,可取其平均值為單樁豎向極限承載力。極差超過平均值的30%時,宜增加試樁數(shù)量并分析離差過大的原因,結(jié)合工程具體情況確定極限承載力。(7將單樁豎向極限承載力除以安全系數(shù)2,為單樁豎向承載力特征值。a R 2.4.2 天然地基平板載荷試驗(Plate Loading Test of Natural Foun

23、dation 淺層平板載荷試驗的目的是確定地基土層的層壓板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)的承載力。淺層平板載荷試驗只適用于地表淺層地基和地下水位以上的地層。一、試驗設(shè)備(1 承壓板為符合軸對稱的彈性理論解,平板載荷試驗宜采用圓形剛性承壓板。板的尺寸應(yīng)根據(jù)土的軟硬或巖體裂隙密度來選用。國外采用的標(biāo)準(zhǔn)承壓板直徑為0.305 m 。土的淺層平板載荷試驗的承壓板面積不應(yīng)小于0.25 m 2,根據(jù)國內(nèi)的實際經(jīng)驗,一般采用0.250.5 m 2。對軟土和粒徑較大的填土,其承壓板面積不應(yīng)小于0.5 m 2,否則,容易發(fā)生歪斜。對碎石土,要注意碎石的最大粒徑,對硬的裂隙性粘土及巖層,要注意裂隙的影響。(2 加載裝置加載

24、裝置包括壓力源、載荷臺架或反力構(gòu)架。加載方式有兩種,即堆重加荷和油壓千斤頂反力加載。(3 沉降觀測裝置沉降觀測裝置有百分表、沉降傳感器或水準(zhǔn)儀等,其精度不應(yīng)低于0.01 mm 。要滿足所規(guī)定的精度要求和線性特性等條件。承壓板的沉降量測精度影響沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。二、試驗方法(1 試坑淺層平板載荷試驗的試坑寬度或直徑不應(yīng)小于承壓板寬度或直徑的三倍,試坑底的試驗土層應(yīng)避免擾動,保持其原狀結(jié)構(gòu)和天然濕度,并在承壓板下鋪設(shè)不超過20 mm的砂墊層找平,保證承壓板與土之間有良好的接觸,并盡快安裝試驗設(shè)備。為了保證試驗的地基土的天然濕度與原狀結(jié)構(gòu),應(yīng)注意以下幾點:試驗前應(yīng)在坑底預(yù)留2030cm的原土層,待試驗開

25、始時再挖去,并立即放下載荷板。對軟粘土或飽和的松散砂,在承壓板周圍應(yīng)預(yù)留2030cm厚的原土作為保護(hù)層。在試坑底板標(biāo)高低于地下水位時,應(yīng)先將水位降到坑底標(biāo)高以下,并在坑底鋪設(shè)2cm 厚的砂墊層,再放下承壓板,等水位恢復(fù)以后進(jìn)行試驗。(2 加荷方式加荷方式應(yīng)采用分級維持荷載沉降相對穩(wěn)定法(常規(guī)慢速維持荷載法。有地區(qū)經(jīng)驗時,可采用分級加荷沉降非穩(wěn)定法(快速法或等沉降速率法。加荷等級宜取1012級,并不應(yīng)少于8級,荷載量測精度不應(yīng)低于最大荷載的1%。(3 沉降測讀加荷沉降觀測時間間隔:對慢速維持荷載法,每級荷載施加后,間隔5 min、5 min、10 min、10 min、15 min、15 min

26、測讀一次沉降,以后間隔30 min測讀一次沉降。沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn):當(dāng)在連續(xù)兩小時內(nèi),即4次測讀的沉降量使得每小時的累計沉降量不大于0.1 mm時,則認(rèn)為沉降已達(dá)相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn),方可施加下一級荷載。卸荷沉降測讀:當(dāng)需要卸載觀測回彈時,每級卸載量可為加荷增量的2倍,歷時1 h,每隔15 min觀測一次。荷載完全卸載后,繼續(xù)觀測3h。(4 試驗終止條件p曲線,以便確定承載力特征值。一般情況下,載荷試驗應(yīng)做到破壞,獲得完整的s只有試驗?zāi)康臑闄z驗地基土的性質(zhì)時,加荷至設(shè)計要求承載力的兩倍可終止。其他情形應(yīng)盡可能加荷至地基土的極限承載力,以評價承載力的安全度。當(dāng)試驗出現(xiàn)下列情況之一時,即認(rèn)為地基土已達(dá)到極限狀態(tài)

27、,可終止試驗:承壓板周圍的土出現(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;p曲線出現(xiàn)明顯的陡降;本級荷載的沉降量大于前級荷載沉降量的5倍,s在某級荷載下24小時沉降速率不能達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn);總沉降量與承壓板直徑(或?qū)挾戎瘸^0.06。當(dāng)滿足前三種情況之一時,其對應(yīng)的前一級荷載定為極限荷載。三、資料整理p關(guān)系曲線(1繪制壓力-沉降量(sp曲線確定地基承載力特征值(2由sp曲線具有明顯直線段及轉(zhuǎn)折點時,一般將轉(zhuǎn)折點所對應(yīng)的壓力定為比例界當(dāng)s限值,取該比例界限所對應(yīng)的荷載值為地基承載力特征值;當(dāng)曲線無明顯直線段及轉(zhuǎn)折點時,可用下述方法確定比例界限:a.在某一級荷載下,其沉降增量超過前一

28、級荷載壓力下的沉降增量的2倍的點所對應(yīng)的壓力,即為比例界限;b.繪制曲線,曲線上的轉(zhuǎn)折點所對應(yīng)的壓力即為比例界限;p log s log 將曲線陡降段的漸近線和橫坐標(biāo)的交點定為極限荷載值。當(dāng)極限荷載值小于對應(yīng)比例界限的荷載值的兩倍時,取極限荷載值的一半作為地基承載力特征值; 當(dāng)不能按上述要求確定時,若承壓板面積為0.250.5 m 2,可取=0.010.015所對應(yīng)的荷載,但其值不應(yīng)大于最大加載量的一半。b s / (3值的確定ak f 同一土層參加統(tǒng)計的試驗點不應(yīng)少于3點,當(dāng)試驗實測值的極差不超過其平均值的30%時,取此平均值作為該土層的地基承載力特征值。ak f (4 計算變形模量E 0變

29、形模量E 0可由載荷試驗成果p s 曲線的直線變形段,按彈性公式求得:(sp B E 201= (2-2 式中 p ,s 分別為p s 曲線直線段內(nèi)一點的壓力值及相應(yīng)沉降值;承壓板的寬度或直徑(cm;承壓板的形狀系數(shù)。剛性方板取0.88,剛性圓板取0.79;土的泊松比。 四、成果應(yīng)用(1 確定地基土承載力特征值;(2 確定濕陷性黃土的濕陷起始壓力;(3 計算基礎(chǔ)的沉降量;五、影響試驗精度的主要因素(1 承壓板尺寸不同的承壓板尺寸對土層的沉降量和極限壓力均有一定的影響,一般用面積為10005000cm 2的承壓板所得的成果可靠。(2 沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)每級荷載作用下的沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)不同,則所觀測的沉降量

30、及所得的s p 曲線和變形模量也不同。(3 承壓板埋深承壓板埋深應(yīng)與基礎(chǔ)埋深一致。埋深越小,P s 曲線界限值越小。(4 地基土的均勻性載荷試驗的影響深度為1.52倍承壓寬度,在這個影響范圍內(nèi),土層的成因、類型、含水量一般是相同的。只有這樣,試驗成果才能反映同一土層的真實工程性質(zhì)。如果土層較多,且為重要建筑物的持力層,則要分層做載荷試驗。2.4.3 復(fù)合地基載荷試驗(Static Load Test of Composite Foundation復(fù)合地基載荷試驗用于測定承壓板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)復(fù)合土層的承載力和變形參數(shù)。復(fù)合地基載荷試驗一般包括單樁復(fù)合地基載荷試驗和多樁復(fù)合地基載荷試驗。一、

31、試驗要點(1復(fù)合地基荷載試驗的承壓板應(yīng)為剛性。單樁復(fù)合地基荷載試驗的承壓板可采用圓形或方形,面積為一根樁承擔(dān)的處理面積;多樁復(fù)合地基荷載試驗的承壓板可用方形或矩形,其尺寸按實際樁數(shù)所承擔(dān)的處理面積確定。樁的中心(或形心應(yīng)與承壓板的中心保持一致,并與荷載作用點相重合。(2承壓板高程宜接近基礎(chǔ)底面設(shè)計高程。承壓板底面下宜鋪設(shè)與設(shè)計復(fù)合地基墊層相應(yīng)的墊層,墊層厚度宜取50150mm ,樁身強(qiáng)度高時宜取大值。墊層上宜設(shè)中砂或粗砂找平層。試驗標(biāo)高處的試坑長度和寬度,應(yīng)不小于承壓板尺寸的3倍。基準(zhǔn)梁的支點應(yīng)設(shè)在試坑之外。(3 加荷等級可分為812級,最大加載壓力不宜小于設(shè)計要求壓力值的2倍。(4 每加一級

32、荷載前后均應(yīng)測讀承壓板的沉降量一次,以后每半小時測讀一次。當(dāng)一小時內(nèi)沉降量小于0.1 mm 時,即可加下一級荷載。(5 當(dāng)出現(xiàn)下列現(xiàn)象之一時可終止試驗: 沉降急劇增大,土被擠出或承壓板周圍出現(xiàn)明顯的隆起; 承壓板的累計沉降量已大于其寬度或直徑的6%; 當(dāng)達(dá)不到極限荷載,而最大加載壓力已大于設(shè)計要求壓力值的2倍。(6 卸載級數(shù)可為加載級數(shù)的一半,等量卸載,每卸一級,間隔半小時,測讀回彈量,待卸完全部荷載后間隔三小時測讀總回彈量。二、復(fù)合地基承載力特征值的確定(1 當(dāng)壓力-沉降曲線上能確定出極限荷載,而其值不小于對應(yīng)比例界限的2倍時,可取比例界限作為復(fù)合地基承載力特征值;當(dāng)其值小于對應(yīng)比例界限的2

33、倍時,可取極限荷載的一半作為復(fù)合地基承載力特征值。(2 當(dāng)壓力-沉降曲線是平緩的光滑曲線時,可按相對變形值確定復(fù)合地基承載力特征值: 對于砂石樁、振沖樁或強(qiáng)夯置換墩:當(dāng)以粘性土為主的地基,可取或等于0.015所對應(yīng)的壓力(b s /d s /s 為載荷試驗承壓板的沉降量;b 和d 分別為承壓板寬度和直徑,當(dāng)其值大于2 m 時,按2 m 計算;當(dāng)以粉土或砂土為主的地基,可取或等于0.01所對應(yīng)的壓力。b s /d s / 對土擠密樁、石灰樁或柱錘沖擴(kuò)樁復(fù)合地基,可取或等于0.012所對應(yīng)的壓力。對灰土擠密樁復(fù)合地基,可取或等于0.008所對應(yīng)的壓力。b s /d s /b s /d s / 對水

34、泥粉煤灰碎石樁或夯實水泥土樁復(fù)合地基,當(dāng)以卵石、圓礫、密實粗中砂為主的地基,可取或等于0.008所對應(yīng)的壓力;當(dāng)以粘性土、粉土為主的地基,可取或等于0.01所對應(yīng)的壓力。b s /d s /b s /d s / 對水泥土攪拌樁或旋噴樁復(fù)合地基,可取或等于0.006所對應(yīng)的壓力。 b s /d s / 對有經(jīng)驗的地區(qū),也可按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定相對變形值。按相對變形值確定的承載力特征值不應(yīng)大于最大加載壓力的一半。(3復(fù)合地基載荷試驗的試驗點的數(shù)量不應(yīng)少于3點,當(dāng)滿足其極差不超過平均值的30%時,可取其平均值作為復(fù)合地基承載力特征值。2.5 靜力觸探試驗靜力觸探試驗(CPT (cone penetrati

35、on test 是用靜力勻速將標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的圓錐形探頭按一定的速率壓入土(或其他介質(zhì)中,同時量測探頭阻力,測定土(或其他介質(zhì)的力學(xué)特性。靜力觸探試驗具有勘探和測試雙重功能。在地基處理過程中,可用靜力觸探試驗對灰土樁、石灰樁等樁體進(jìn)行觸探,由量測到的探頭阻力來推求樁身強(qiáng)度,進(jìn)而判斷樁身質(zhì)量。一、靜力觸探的具體用途(1 劃分土層;(2 確定地基處理前后砂土的密度和粘性土的狀態(tài);(3 判斷地基處理后樁身強(qiáng)度及成樁質(zhì)量;(4 評價地基處理前后土的承載力、壓縮性質(zhì)、不排水強(qiáng)度、砂土液化等特性;(5 檢查人工填土的質(zhì)量;(6 探測樁基持力層,預(yù)估沉樁可能性和單樁承載力。二、試驗設(shè)備(1 加壓系統(tǒng)包括主機(jī)和觸探

36、桿。(2 反力系統(tǒng)反力系統(tǒng)可以采用三種形式:儀器自重、外加重物、地錨。(3 探頭分為單橋和雙橋探頭。(4 量測和記錄儀器有兩種方式: 間斷測記。采用人工記錄,一般每5cm 記錄一次; 連續(xù)自動記錄。用電子電位差計自動記錄貫入阻力隨深度的變化曲線。三、試驗要點(1 整平場地,設(shè)置反力裝置,安裝觸探機(jī),以保證探桿垂直貫入;(2 選用適當(dāng)探頭,檢查探頭和量測儀器是否合格和正常,接通電源;(3 貫入土中0.51.0 m,然后提升5 cm 左右,靜置約10分鐘,調(diào)整零位或測記初讀數(shù);(4 正式開始貫入,并記錄貫入阻力,標(biāo)準(zhǔn)貫入速率為min /3.02.1m 。在6 m 以內(nèi),每12 m 測記一次零讀數(shù);超過6 m 后每56 m 測記一次零讀數(shù);(5 到達(dá)預(yù)計深度后,測記零讀數(shù),提升探桿和探頭,拆除設(shè)備。四、資料整理(1 原始記錄誤差和異常現(xiàn)象的改正和處理;(2 算出各點的比貫入阻力(單橋探頭、錐頭阻力及側(cè)摩阻力(雙橋探頭;s p c q s f (3 繪制單孔靜力觸探曲線圖;(4 根據(jù)靜力觸探成果,分析地基處理效果。五、在石灰樁樁身質(zhì)量檢測中的應(yīng)用(1石灰樁施工檢測石灰樁施工檢測可采用靜力觸探的手段對成樁質(zhì)量和樁體密實度進(jìn)行檢驗。一般在成樁后710天內(nèi)進(jìn)行樁體靜