第7章 地基及复合地基承载力静载试验

地基承载力 fak
同一土层参加统计的试验点不应少于三点，极差 不超过其平均值的30%时，取平均值fak。
每个场地载荷试验的数量不应少 于3个，取最小值承载力特 征值。
二、试验设备布置
加载设备及仪器仪表布置图
p-s 曲线
0 0.00 6.00 12.00 18.00 24.00 30.00 36.00 42.00 48.00 54.00 60.00 s (mm) 105 kPa 7.07 mm 44 90 134 180 224 270 316 360 p (kPa)
压板面积 基坑面积
一般≥0.25m2
软土≥0.5m2
≥3倍承压板直径（保持含水量，不扰动）
压板周围土高≥0.8m
荷载分级 读数 稳定标准 终止条件
≥8级 10、10、10、15、15、30…. 连续2h内,每小时的沉降量小于0.1mm 1承压板周围土明显侧向挤出 2出现陡降段 3 24h不稳 4 s/d≥0.06 由此定极限承载力 1当p-s曲线上有比例界限时，取该比例界限所对 应的荷载值； 2.当极限荷载小于对应比例界限的荷载值的2倍 时，取极限荷载值的一半； 3.当不能按上述二款要求确定时，当压板面积为 0.25-0.50m2，可取s/b=0.01-0.015所对应的 荷载，但其值不应大于最大加载量的一半
10～15级 10、10、10、15、15、30…. 连续2h内,每小时的沉降量小于0.1mm 1 出现陡降段, 且≥0.04d 2 24h不稳 3本级大于前级5倍 4 大于设计2倍 1.当p～s曲线上有比例界限时，取该比例界 限所对应的荷载值； 2.满足前三条终止加载条件时，其对应的前 一级荷载定为极限荷载，当该值小于 对应比例界限的荷载值的2倍时，取 极限荷载值的一半； 3.可取s/d=0.01～0.015所对应的荷载值，但 其值不应大于最大加载量的一半。 同一土层参加统计的试验点不应少于三点， 极差不超过平均值的30%时，取平均 值fak
基础埋深增大，边载增加，地基承载力增加（一般 从室外地面标高算起）；
基础宽度加大（3～6m），地基承载力提高 对饱和软粘土，由于内摩擦角为0，不考虑基础宽 度的影响
某安置工程
CFG桩 17m桩560kPa 16m桩380kPa 16m桩两种布桩间距
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当在连续2h内，每小时的沉降量小于 0.1mm
1 陡降，总沉降量超过40mm； 2 , 2倍，且经24h沉降尚未稳； 3 桩身破坏，桩顶变形急剧增大； 4 当桩长超过25m，缓变形时，沉降 量大于60mm~80mm； 5 验收时，最大加载量≥2Ra 1 陡降段起点的荷载值； 2 当出现第2款时，取前一级荷载 3 缓变型s为40mm对应的荷载；
3同一场地不同布局的复合地基如何测试与评价
1.0m
1.0m
1.0m
1.5m
1.0m
1.5m
设计复合地基承载力特征值为200kPa；共200根桩；东西两部分 土质不同。桩径相同，试验数量如何确定？如何评价？
4设计时使用的复合地基承载力特征值为什么要进 行宽度和深度修正？
从小压板标准载荷试验的结果过渡到有一定宽度 和埋深的实际基础，地基承载力会有一定的提高 塑性区的间距较大，需要开展到一定深度才能破坏。
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承载力
同一土层参加统计的试验点不应少于三点，极差 不超过其平均值的30%时，取平均值
按极差；对于桩数少于5根的独立基础 或桩数少于3排的条形基础，应 取景低值。
地基及岩基承载力静载试验比较表
项目 作 用 浅层平板载荷试验 确定浅部地基土层的承压板下应力主要影响范围 内的承载力和变形特性 深层平板载荷试验 确定深部地基土层及桩端土层承压板下应 力主要影响范围内的承载力和变形特 性 D=0.8 m A=0.5m2 岩基载荷试验 确定完整、较完整、较破碎岩基 作为天然地基或桩基持力 层的承载力 直径300mm
地基及复合地基及竖向增强体承载力静载试验比较表
项目 作 用 处理后地基静载荷试验要点 确定换填垫层、预压地基、压实地基、夯实基和 注浆加固等处理后地基承压板应力主要影 响范围内土层的承载力和变形参数 根据土厚度≥1.0m22.0m2 夯实地基 复合地基载荷试验 测定承压板下应力主要影响范围内复合土层的 承载力和变形参数 一根桩或多根桩承担的处理面积，独立基础、 条形基础 采用基础设计宽度 复合地基竖向增强体单桩静载试验 竖向增强体承载力
第7章 地基和复合地基承载力试验
主要内容： 7.1浅层载荷板试验：天然地基、人工地基
7.2深层载荷板试验
7.3复合地基载荷试验
7.4复合地基中竖向增强体承载力静载试验
7.5岩基载荷试验
复合地基的破坏形式
A刺入破坏
B鼓胀破坏
C整体剪切破坏 D滑动破坏
A刺入破坏

桩体刚度较大，地基土强度较低的情况 下较易发生桩体刺入破坏。桩体发生刺 入破坏，不能承担荷载，进而引起复合 地基桩间土破坏，造成复合地基全面破 坏，刚性桩复合地基较易发生刺入破坏。
2
桩长 3.2m
1
4
3
1.单桩；2.单桩复合地基；3. 4桩复合地基；4. 9桩桩复 合地基 原因：1复合地基裙桩效应；2褥垫层影响；3桩间土附件应力影响；
3 试坑长度和宽度为什么要不小于承压板 尺寸的3倍？ • 天然地基承载力是用0.25或0.5m2压板、试 验深度为0的载荷试验作为标准得出； • 满足了理论分析半无限体表面的边界条件 • 消除试验标高以上土体对测试土层的约束 作用；
试验要点：


1.作用： 2选择承压板面积的原则 承压板 影响范围一般为3~3倍压板边长 3 保持试验土层的原状结构和天然湿度 不超过2cm中粗砂找平 /褥垫层5（10）～15cm 4荷载分级: 5稳定标准:连续2h内,每小时的沉降量小于0.1mm 6终止加载条件 7承载力特征值的确定
压板面积
--
基坑面积
荷载分级 读数
承压板宽度或直径的3倍
不应少于8级 10min、10min、10min、15min、15min
≥3倍承压板边长（保持含水量，不扰动） 中粗砂垫层100-150mm
8～12级 –预压小于最大荷载的5% 0、30、30…….
->8 测读沉降量的间隔时间：每级加载后， 每第5、10、15分各测读一次， 以后每隔15分读一次，1h后30 分读一次
第一级，1/5; 以后1/10 0、10、10…..卸荷，30min 连续3次读数之差≤0.01mm 读数不断变化，24h沉降速率有 增大趋势 压力不能保持
承载力特征 值确定
1.对应于p-s曲线上起始直线段的 终点为比例界限。符合终 止加载条件的前一级荷载 为极限荷 载。将极限荷载 除以3的安全系数。所得值 与对应于比例界限的荷载 相 比 较 ， 取 小 值 。
B鼓胀破坏

在荷载作用下，桩周土不能提供足够的 围压，以防止桩体发生过大的侧向变形， 产生桩体鼓胀破坏。桩体发生鼓胀破坏 造成复合地基全面破坏。松散材料桩复 合地基较易发生鼓胀破坏模式，在一定 的条件下，柔性桩复合地基也可能发生 桩体鼓胀破坏。
C整体剪切破坏

在荷载作用下，复合地基产生图中所示 的塑性流动区域，在滑移面上桩体和土 体均发生剪切破坏。散体材料桩复合地 基也比较容易发生整体剪切破坏，柔性 桩复合地基在一定的条件下也可能发生 整体剪切破坏。
19.50 26.00 32.50 39.00 45.50 52.00 58.50 65.00 s (mm)
强夯后的地基土测试 0.5m2 压板 方，设计特征值180kPa
三、注意的问题
1 不同土类的p~s曲线
1硬塑粉质粘土；2风化砂质页岩；3松散中砂 4松散卵石；5可塑粘土； 6淤泥质粘土
2复合地基p~s曲线与单桩试验的比较
p-s 曲线
0 0.00 5.50 11.00
13.00
44
90
134 180 224 270 316 p (kPa)
0 0.00 6.50 88 kPa 8.50 mm 44 90
p-s 曲线
134 180 224 270 316 p (kPa)
100 kPa 7.07 mm
16.50 22.00 27.50 33.00 38.50 44.00 49.50 55.00 s (mm)
D滑动破坏

在荷载作用下，复合地基沿某一滑动面 产生滑动破坏。在滑动面上，桩体和桩 间土均发生剪切破坏。各种复合地基均 可能发生滑动剪切破坏。
影响复合地基破坏模式的因素

复合地基本身的结构形式 增强体材料性质 荷载形式 基础结构形式
地基土浅层平板载荷试验
复合地基静载试验
复合地基竖向增强体静载试验
承载力特 征 值
（1） 取该比列界限所对应的荷载值。 （2） 当极限荷载小于对应比列界限的荷载值的 2倍时，取极限荷载值的一半。 （3） 可取s/b=0.01所对应的荷载，但其值不应 大于最大加载量的一半。承压板的宽度或 直径大于2m时，按2m计算。
1比例界限、极限荷载取小值； 2 当压力一沉降曲线是平缓的光滑曲线时，可 按相对变形值确定：如： CFG桩，s/b=0.01 （b>2m,取b=2m） 3按相对变形值确定的承载力特征值不应大于 最大加载压力的一半 试验点不应少于3点，极差不超过平均值的30 ％时，取平均值为复合地基承载力特征 值。
稳定标准
终止条件
当在连续2h内，每小时的沉降量小于0.1mm
（1） 承压板周围的土明显地侧向挤出； （2） 压力-沉降曲线出现陡降段； （3） 24h内沉降速率不能达到稳定标准； （4） 累积沉降量已大于其宽度或直径的6%。
1h内沉降量小于0.1mm
1土被挤出承压板周围土明显隆起 2 s/d≥0.06 3 大于设计要求的2倍