地基承載力檢測方法.doc

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公路地基承載力有幾種檢測方法： 1、 平板荷載試驗(yàn)：適用于各類土、軟質(zhì)巖和風(fēng)化巖體。 2、 螺旋板荷載試驗(yàn)：適用于軟土、一般粘性土、粉土及砂類土。 3、 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)：適用于一般粘性土、粉土及砂類土。 4、 動(dòng)力觸探：適用于粘性土、砂類土和碎石類土。 5、 靜力觸探：適用于軟土、粘性土、粉土、砂類土及含少量碎石的土層。 6、 巖體直剪試驗(yàn)：適用于具有軟弱結(jié)構(gòu)面的巖體和軟質(zhì)巖。 7、 預(yù)鉆式旁壓試驗(yàn)：適用于確定粘性土、粉土、黃土、砂類土、軟質(zhì)巖石及風(fēng)化巖石。 8、 十字板剪切試驗(yàn)：適用于測定飽和軟粘性土的不排水抗剪強(qiáng)度及靈敏度等參數(shù)。 9、 應(yīng)力鏟試驗(yàn)：適用于確定軟塑~流塑狀飽和粘性土。 10、 扁板側(cè)脹試驗(yàn)：適用于軟土、一般飽和粘性土、松散~中密飽和砂類土及粉土等。 地基承載力的確定方法，可以分為現(xiàn)場原位試驗(yàn)、理論公式以及根據(jù)地基土的物理性質(zhì)指標(biāo)，從有關(guān)規(guī)范中直接查取等三大類。 1、 常用原位試驗(yàn)有現(xiàn)場荷載試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、觸探試驗(yàn)等； 2、 根據(jù)理論公式確定地基承載力，再結(jié)合建筑物對(duì)沉降的要求確定地即允許承載力； 3、 對(duì)中小型建筑物，可根據(jù)現(xiàn)場土的物理力學(xué)性能指標(biāo)，以及基礎(chǔ)寬度和埋置深度，按規(guī)范查出地基允許承載力。 地基承載力 概述 　　地基承載力（subgrade bearing capacity）是指地基承擔(dān)荷載的能力。 　　在荷載作用下，地基要產(chǎn)生變形。隨著荷載的增大，地基變形逐漸增大，初始階段地基土中應(yīng)力處在彈性平衡狀態(tài)，具有安全承載能力。當(dāng)荷載增大到地基中開始出現(xiàn)某點(diǎn)或小區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)在其某一方向平面上的剪應(yīng)力達(dá)到土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，該點(diǎn)或小區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)就發(fā)生剪切破壞而處在極限平衡狀態(tài)，土中應(yīng)力將發(fā)生重分布。這種小范圍的剪切破壞區(qū)，稱為塑性區(qū)（plastic zone）。地基小范圍的極限平衡狀態(tài)大都可以恢復(fù)到彈性平衡狀態(tài)，地基尚能趨于穩(wěn)定，仍具有安全的承載能力。但此時(shí)地基變形稍大，必須驗(yàn)算變形的計(jì)算值不允許超過允許值。當(dāng)荷載繼續(xù)增大，地基出現(xiàn)較大范圍的塑性區(qū)時(shí)，將顯示地基承載力不足而失去穩(wěn)定。此時(shí)地基達(dá)到極限承載力。 確定地基承載力的方法 　　（1）原位試驗(yàn)法（in-situ testing method）：是一種通過現(xiàn)場直接試驗(yàn)確定承載力的方法。包括（靜）載荷試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)等，其中以載荷試驗(yàn)法為最可靠的基本的原位測試法。 　?。?）理論公式法（theoretical equation method）：是根據(jù)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算的理論公式確定承載力的方法。 　　（3）規(guī)范表格法（code table method）：是根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)指標(biāo)、現(xiàn)場測試指標(biāo)或野外鑒別指標(biāo)，通過查規(guī)范所列表格得到承載力的方法。規(guī)范不同（包括不同部門、不同行業(yè)、不同地區(qū)的規(guī)范），其承載力不會(huì)完全相同，應(yīng)用時(shí)需注意各自的使用條件。 　?。?）當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)法（local empirical method）：是一種基于地區(qū)的使用經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行類比判斷確定承載力的方法，它是一種宏觀輔助方法。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題 標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值、特征值的定義 　　（1）地基承載力：地基所能承受荷載的能力。 　?。?）地基容許承載力：保證滿足地基穩(wěn)定性的要求與地基變形不超過允許值，地基單位面積上所能承受的荷載。 　?。?）地基承載力基本值：按標(biāo)準(zhǔn)方法試驗(yàn)，未經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)處理的數(shù)據(jù)?？捎赏恋奈锢硇再|(zhì)指標(biāo)查規(guī)范得出的承載力。 　?。?）地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值：在正常情況下，可能出現(xiàn)承載力最小值，系按標(biāo)準(zhǔn)方法試驗(yàn)，并經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)處理得出的數(shù)據(jù)?？捎梢巴忤b別結(jié)果和動(dòng)力觸探試驗(yàn)的錘擊數(shù)直接查規(guī)范承載力表確定，也可根據(jù)承載力基本值乘以回歸修正系數(shù)即得。 　?。?）地基承載力設(shè)計(jì)值：地基在保證穩(wěn)定性的條件下，滿足建筑物基礎(chǔ)沉降要求的所能承受荷載的能力?？捎伤苄院奢d直接，也可由極限荷載除以安全系數(shù)得到，或由地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值經(jīng)過基礎(chǔ)寬度和埋深修正后確定。 　　（6）地基承載力的特征值：正常使用極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)的地基承載力。即在發(fā)揮正常使用功能時(shí)地基所允許采用抗力的設(shè)計(jì)值。它是以概率理論為基礎(chǔ)，也是在保證地基穩(wěn)定的條件下，使建筑物基礎(chǔ)沉降計(jì)算值不超過允許值的地基承載力。 　　在設(shè)計(jì)建筑物基礎(chǔ)時(shí)，各行業(yè)使用《規(guī)范》不同，地基容許承載力、地基承載力設(shè)計(jì)值與特征值在概念上有所不同，但在使用含義上相當(dāng) 合理確定標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值、特征值 　　一、原因 　　與鋼、混凝土、砌體等材料相比，土屬于大變形材料，當(dāng)荷載增加時(shí)，隨著地基變形的相應(yīng)增長，地基承載力也在逐漸加在，很難界定出下一個(gè)真正的“極限值”，而根據(jù)現(xiàn)有的理論及經(jīng)驗(yàn)的承載力計(jì)算公式，可以得出不同的值。因此，地基極限承載力的確定，實(shí)際上沒有一個(gè)通用的界定標(biāo)準(zhǔn)，也沒有一個(gè)適用于一切土類的計(jì)算公式，主要依賴根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)所定下的界限和相應(yīng)的安全系數(shù)加以調(diào)整，考慮一個(gè)滿足工程的要求的地基承載力值。它不僅與土質(zhì)、土層埋藏順序有關(guān)，而且與基礎(chǔ)底面的形狀、大小、埋深、上部結(jié)構(gòu)對(duì)變形的適應(yīng)程度、地下水位的升降、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)的差別等等有關(guān)，不能作為土的工程特性指標(biāo)。 　　另一方面，建筑物的正常使用應(yīng)滿足其功能要求，常常是承載力還有潛力可挖，而變形已達(dá)到可超過正常使用的限值，也就是變表控制了承載力。 　　因此，根據(jù)傳統(tǒng)習(xí)慣，地基設(shè)計(jì)所用的承載力通常是在保證地基穩(wěn)定的前提下，使建筑物的變形不超過其允許值的地基承載力，即允諾承載力，其安全系數(shù)已包括在內(nèi)。無論對(duì)于天然地基或樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，原則均是如此。 　　隨著《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ68-84）施行，要求抗力計(jì)算按承載能力極限狀態(tài)，采用相應(yīng)于極限值的“標(biāo)準(zhǔn)值”，并將過去的總安全系數(shù)一分為二，由荷載分項(xiàng)系數(shù)和抗力分項(xiàng)系數(shù)分擔(dān)，這給傳統(tǒng)上根據(jù)經(jīng)驗(yàn)積累、采用允許值的地基設(shè)計(jì)帶來了困擾。 　　《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ7－89）以承力的允許值作為標(biāo)準(zhǔn)值，以深寬修正后的承載力值作為設(shè)計(jì)值，引起的問題是，抗力的設(shè)計(jì)值大于標(biāo)準(zhǔn)值，與《建筑可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50068－2001）規(guī)定不符，因此本次規(guī)范進(jìn)行了修訂。 　　二、對(duì)策 　　《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50068－2001）鑒于地基設(shè)計(jì)的特殊性，將上一版“應(yīng)遵守本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定”修改為“宜遵守本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的原則”，并加強(qiáng)了正常使用極限狀態(tài)的研究。而《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009－2001）也完善了正常使用極限狀態(tài)的表達(dá)式，認(rèn)可了地基設(shè)計(jì)中承載力計(jì)算可采用正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。 　　“特征值”一詞，用以表示按正常使用極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)采用的地基承載力和單樁承載力的值。 　　三、應(yīng)用 　　用作抗力指標(biāo)的代表值有標(biāo)準(zhǔn)值和特征值。當(dāng)確定巖土抗剪強(qiáng)度和巖石單軸抗壓強(qiáng)度指標(biāo)時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)值；由荷載試驗(yàn)確定承載力時(shí)取特征值，載荷試驗(yàn)包括深層、淺層、巖基、單樁、錨桿等，見規(guī)范有關(guān)附錄。 　　地基承載力特征值fak是由荷載試驗(yàn)直接測定或由其與原位試驗(yàn)相關(guān)關(guān)系間接確定和由此而累積的經(jīng)驗(yàn)值。它相于載荷試驗(yàn)時(shí)地基土壓力－變形曲線上線性變形段內(nèi)某一規(guī)定變形所對(duì)應(yīng)的壓力值，其最大值不應(yīng)超過該壓力－變形曲線上的比例界限值。 　　修正后的地基承載力特征值fa是考慮了影響承載力的各項(xiàng)因素后，最終采用的相應(yīng)于正常使用極限狀態(tài)下的設(shè)計(jì)值的地基允許承載力。 　　單樁承載力特征值Ra是由載荷試驗(yàn)直接測定或由其與原位試驗(yàn)的相關(guān)關(guān)系間接推定和由此而累積的經(jīng)驗(yàn)值。它相應(yīng)于正常使用極限狀態(tài)下允許采用單樁承載力設(shè)計(jì)值。 　　當(dāng)按地基承載力計(jì)算以確定基礎(chǔ)底面積和埋深或按單樁承載力確定樁的數(shù)量時(shí)，傳至基礎(chǔ)或承臺(tái)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)采用標(biāo)準(zhǔn)組合，相應(yīng)的抗力限值采用修正后的地基承載力特征值或單樁承載力特征值。即S≤C，C為抗力或變形的限值；pk≤fa（地基）；Qk≤Ra（樁基）。此時(shí)特征值fa、Ra即為正常使用極限狀態(tài)下的抗力設(shè)計(jì)值。 　　當(dāng)根據(jù)材料性質(zhì)確定基礎(chǔ)或樁臺(tái)的高度、支擋結(jié)構(gòu)截面、計(jì)算基礎(chǔ)或支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確定配筋和驗(yàn)算材料強(qiáng)度時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載效應(yīng)和相應(yīng)的基底板應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，即γ0S≤R計(jì)算，此時(shí)地基反力p、樁頂下反力Ni和主動(dòng)土壓力Ea等相應(yīng)為荷載設(shè)計(jì)值，要采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)。 　　因此，閱讀地質(zhì)報(bào)告時(shí)，若為“特征值”則為允許值，安全系數(shù)已包括在內(nèi)；若為“標(biāo)準(zhǔn)值”，則為極限值，應(yīng)考慮相應(yīng)的抗力分項(xiàng)系數(shù)。 　　簡單的說地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值、地基承載力設(shè)計(jì)值是老規(guī)范的表述方式，特征值是新規(guī)范的表述方式，其取值方法大概相同，考慮的修正有所區(qū)別 主要技術(shù)參數(shù) 1. 承載荷面板： a) 31.631.6(cm) （方形） b) 35.7 （圓形） c) 79.8 （圓形） 2. 油缸加荷能力：0-------100T 3. 油泵額定壓力：0-------63MPa 4. 壓力表測量范圍：0-------100MPa 5. 工作橫梁：10#工字鋼 平板載荷測定儀試驗(yàn)方法 K-30型平板載荷測定儀、淺層平板載荷試驗(yàn)、平板載荷試驗(yàn)、靜載荷試驗(yàn)、載荷試驗(yàn)(滄州路儀) K-30型平板載荷測定儀是河北路儀公路儀器有限公司生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，該儀器適用于粗、細(xì)粒土和土填壓實(shí)后的路基、基等的地基系數(shù)的測試，也可以用于計(jì)算均勻地基土的變形模量；咨詢電話13703330687 該儀器適用于粗、細(xì)粒土和土填壓實(shí)后的路基、基等的地基系數(shù)的測試，也可以用于計(jì)算均勻地基土的變形模量； 主要技術(shù)參數(shù)： 1、荷載板直徑： 300mm； 2、千斤頂加載能力范圍： 0～30T； 3、千斤項(xiàng)行程： 120mm； 4、測橋跨度： 3000mm； 5、手動(dòng)油泵額定壓力： 70Mpa； 6、壓力測試范圍： 0～40Mpa； 7、位移測試范圍： 0～10mm； K30平板載荷試驗(yàn)平板載荷測定儀試驗(yàn)方法 1 本試驗(yàn)應(yīng)采用下列儀器設(shè)備： 1荷載板：荷載板為園形鋼板, 其直徑為30cm、板厚為25mm。荷載板上應(yīng)帶有水準(zhǔn)泡。 2加載裝置： 1）液壓千斤頂與手動(dòng)油泵, 通過高壓油軟管連接。千斤頂頂端應(yīng)設(shè)置球鉸，并配有可調(diào)節(jié)絲桿和加長桿件，以便與各種不同高度的反力裝置相適應(yīng)。選用荷載應(yīng)大于或等于50kN。 2）液壓油軟管長度至少為2m，兩端應(yīng)裝有自動(dòng)開閉閥門的快速接頭，以防止液壓油漏出。 3）手動(dòng)液壓泵上應(yīng)裝有一個(gè)可調(diào)節(jié)減壓閥，可準(zhǔn)確地分級(jí)對(duì)荷載板實(shí)施加、卸載。 4）測壓表量程應(yīng)達(dá)到最大試驗(yàn)荷載的1.25倍, 精度不低于0.6級(jí)。 5）當(dāng)使用測力計(jì)直接測量加荷荷載時(shí)，測力計(jì)精度應(yīng)達(dá)到1％。 3反力裝置的承載能力應(yīng)大于最大試驗(yàn)荷載10kN。 4下沉量測量裝置由測橋和測表組成。測橋是用于安裝測表固定支架或作為測表量測基準(zhǔn)面，由長度大于3m的支撐粱和支撐座組成，當(dāng)跨度為4m時(shí)其截面系數(shù)應(yīng)大于或等于8cm3。測表宜配置3～4個(gè)精度為0.01mm的百分表或電子數(shù)顯百分表, 量程應(yīng)不小于10mm, 每個(gè)測表應(yīng)配有可調(diào)式固定支架。 5其他：鐵鍬、鋼板尺（長400mm）、毛刷、圬工泥刀、刮鏟、水準(zhǔn)儀、鉛垂、褶尺、干燥中砂、石膏、油、遮陽擋風(fēng)設(shè)施等。 2.2 試驗(yàn)儀器的校驗(yàn)應(yīng)符合下列規(guī)定： 測試地基系數(shù)時(shí)，應(yīng)對(duì)儀器進(jìn)行測試校驗(yàn)。 新儀器進(jìn)行試驗(yàn)的三個(gè)月內(nèi)，應(yīng)每月標(biāo)定一次，以作出相應(yīng)誤差修正。當(dāng)三次標(biāo)定誤差小于?5%時(shí)，儀器進(jìn)入穩(wěn)定期。儀器每次投入新工點(diǎn)或每年必須予以校驗(yàn)一次。儀器校驗(yàn)方法見附錄有E。 2.3 試驗(yàn)操作應(yīng)按下列步驟進(jìn)行： 1場地測試面應(yīng)進(jìn)行平整，并使用毛刷掃去松土。當(dāng)處于斜坡上時(shí)，應(yīng)將荷載板支撐面做成水平面。 2安置平板載荷儀：平板載荷測定儀試驗(yàn)方法 1)將荷載板放置于測試地面上，應(yīng)使荷載板與地面良好接觸，必要時(shí)可鋪設(shè)一薄層干燥砂（2～3mm）或石膏膩?zhàn)?。?dāng)用石膏膩?zhàn)幼鰤|層時(shí)，應(yīng)在荷載板底面上抹一層油膜，然后將荷載板安放在石膏層上，左右轉(zhuǎn)動(dòng)荷載板并輕輕擊打頂面，使其與地面完全接觸，與此同時(shí)可借助荷載板上水準(zhǔn)泡或水準(zhǔn)儀調(diào)整水平。 2)將反力裝置承載部分安置于荷載板上方，并加以制動(dòng)。反力裝置的支撐點(diǎn)必須距荷載板外側(cè)邊緣1m以外。 3)將千斤頂放置于反力裝置下面的荷載板上，可利用加長桿和通過調(diào)節(jié)絲桿，使千斤頂頂端球鉸座緊貼在反力裝置承載部位上，組裝時(shí)應(yīng)保持千斤頂垂直不出現(xiàn)傾斜。 4)安置測橋，測橋支撐座應(yīng)設(shè)置在距離荷載板外側(cè)邊緣及反力裝置支承點(diǎn)1m以外。測表的安放必須相互對(duì)稱，并且應(yīng)與荷載板中心保持等距離。 3 加載試驗(yàn)： 1)為穩(wěn)固荷載板, 預(yù)先加0.01MPa荷載，約30秒鐘，待穩(wěn)定后卸除荷載，將百分表讀數(shù)調(diào)至零或讀取百分表讀數(shù)作為下沉量的起始讀數(shù)。 2)以0.04MPa的增量,逐級(jí)加載。每增加一級(jí)荷載，應(yīng)在下沉量穩(wěn)定后，讀取荷載強(qiáng)度和下沉量讀數(shù)。 3)當(dāng)總下沉量超過規(guī)定的基準(zhǔn)值（1.25mm），或者荷載強(qiáng)度超過估計(jì)的現(xiàn)場實(shí)際最大接觸壓力，或者達(dá)到地基的屈服點(diǎn)，試驗(yàn)即可終止。 4當(dāng)試驗(yàn)過程出現(xiàn)異常時(shí)(如荷載板嚴(yán)重傾斜, 荷載板過度下沉), 應(yīng)將試驗(yàn)點(diǎn)下挖相當(dāng)于荷載板直徑的深度，重新進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)出現(xiàn)的異常應(yīng)在試驗(yàn)記錄表中注明。