地基静载荷试验(岩土工程原位测试技术)

岩土工程原位测试技术第1章地基静载荷试验

第１章内容

概述（地基基础的一般知识）

1.1 试验设备和方法

1.2 基本测试原理

1.3 试验成果的整理分析

1.4 螺旋板载荷试验要点

1.5 复合地基载荷试验要点

1.6 岩石地基载荷试验要点

1.7 小结

概述（地基基础的一般知识）

1. 建筑物、地基、基础的关系

2. 地基基础的类型

3. 对地基和基础的一般要求

4. 地基和基础的常用检测方法

1. 建筑物、地基、基础的关系

一个完整的建筑体系包括了上部结构、基础与地基三个组成部分，三者构成一个相互依存的整体，具有各自的功能。

上部结构是完成设计预定功能的主体结构。

基础通常指建筑物最下端与地基直接接触并经过了特殊处理的结构部件。

地基是指建筑物下方的承受建筑物的荷载并维持建筑物稳定的岩土体。

请看图例。

楼层（上部结构）

基础（下部结构）地基

桥跨（上部结构）

桥墩（下部结构）

地基地基图2 桥梁建筑体系的组成

2. 地基基础的类型

（1）地基的类型

一般土质地基特殊土质地基

土质地基岩石地基

土岩组合地基

天然地基

换填地基强夯地基压实地基灌浆地基复合地基

人工地基地基

（2）基础的类型

柱下独立基础墙下条形基础

刚性基础

（无筋扩展基础）

柱下独立基础墙下条形基础

钢筋混凝土扩展基础

柱下条形基础筏板基础箱形基础

浅基础

桩基础沉井基础沉箱基础地下连续墙基础组合型深基础

深基础

基础

3. 对地基和基础的一般要求

保证建筑物的安全和正常使用，充分发挥地基的承载能力。安全保证是第一位的。此外尚应注意经济与安全的协调。

4. 地基和基础的常用检测方法

地基检测方法：静载试验，静力触探，动力触探，标准贯入。

承载力与变形指标检测常用静载试验，均匀性与密实程度检测常用静力触探、动力触探和标准贯入。

桩基础检测方法：静载试验，低应变，高应变，超声波，钻芯。

承载力检测常用静载试验（单桩，深井）和高应变，强度与完整性检测常用低应变、超声波和钻芯法。

1.1 试验设备和方法

一、试验设备

目前国内采用的试验装置，大体可归纳为由承压板、加荷系统、反力系统、观测系统四部分组成。

设备的具体布置方式有如下两种：

百分表

堆载

荷载板

主

梁平台千斤顶

图2-1 堆载平台系统的设备布置

（一）承压板类型和尺寸

承压板可用混凝土、钢筋混凝土、钢板、铸铁板等制成，多以钢板为主。要求压板具有足够的刚度，不破损、不挠曲，压板底部光滑平整，尺寸和传力重心准确，搬运和安置方便。承压板形状可加工成正方形或圆形，其中圆形压板受力条件较好而且边界条件简单，使用最多。

（二）承压板面积

岩土工程勘察规范规定一般宜采用0.25~0.50m2，对均质密实的土，可采用0.1m2，对软土和人工填土，不应小于0.5m2。

建筑地基基础设计规范GBJ5007-2002规定承压板面积不应小于0.25m2，对于软土不应小于0.5m2。

采用单桩复合地基试验方式时，压板面积为一根桩承担的处理面积。

采用多桩复合地基试验方式时，压板面积为相应多根桩承担的处理面积。

二、试验方法

平板载荷试验适用于浅层地基、深层地基或大直径人工挖孔桩的桩端土层测试。

试验的加载方式一般采用分级维持荷载沉降相对稳定法（慢速法）和沉降非稳定法（快速法），以慢速法为主。

典型的慢速法加载过程（建筑地基基础设计规范GBJ5007-2002）：

荷载分级：不应少于8级，最大加载量不应小于设计要求的两倍；

数据测读：每级加载后，按间隔10、10、10、15、15min，以后为每隔半小时测读一次沉降量。

稳定标准：当在连续两小时内，每小时的沉降量小于0.1mm时，认为沉降已趋稳定，可加下一级荷载。

加载终止标准：

1. 承压板周围的土明显地侧向挤出；

2. 沉降s急骤增大，荷载~沉降（p~s）曲线出现陡降段；

3. 在某一级荷载的作用下，24小时内沉降速率不能达到稳定；

4. 沉降量与承压板宽度或直径之比大于或等于0.06。

卸载：该规范没有对卸载过程做出规定，但完整的试验应包含卸载过程。

注意各规范的规定有一些差别。

1.2 复合地基载荷试验要点

复合地基测试的特殊性，主要在于复合地基中存在加固体。关键在于压板尺寸的选择和压板的安装。

一、单桩或多桩复合地基载荷试验要点

选择压板尺寸时应根据地基处理时的施工图计算。采用单桩复合地基试验方式时，压板在安装时要特别注意压板下面应该只有一根桩，且应该使压板的中心与桩的中心对正。采用多桩复合地基试验方式时，应该使压板的中心与桩群的中心对正。

桩

行距排距排距

图2-3 a) 矩形布桩方式

桩距

桩距

图2-3 b) 等边三角形布桩方式

行距

排距排距

图2-3 c) 梅花形布桩方式

一根桩承担的处理面积可按如下方法计算：

对于矩形布桩，一根桩承担的处理面积等于两个方向的桩距的乘积；

对于等边三角形布桩，一根桩承担的处理面积等于0.866乘以桩距的平方；

对于梅花形布桩，一根桩承担的处理面积等于桩的行距与排距的乘积。