地基承载力检测.ppt

1、地基承载力检测技术,一、地基土（岩）的分类,我国的分类方法至今尚未统一，不同的部门根据各自行业特点建立了各自的分类标准。,岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土粒径大于2mm 的颗粒质量超过总质量50%的土，应定名为碎石土粒径大于2mm 的颗粒质量不超过总质量的50%，粒径大于0.075mm 的颗粒质量超过总质量50%的土，应定名为砂土粒径大于0.075mm 的颗粒质量不超过总质量的50%，且塑性指数等于或小于10 的土，应定名为粉土。塑性指数大于10 的土应定名为粘性土。粘性土应根据塑性指数分为粉质粘土和粘土。塑性指数大于10，且小于或等于17 的土，应定名为粉质粘土；塑性指数大于17

2、的土应定名为粘土。,二、地基承载力检测,桥涵地基的容许承载力，可根据地质勘测（室内土工试验）、原位测试、野外荷载试验、邻近旧桥涵调查对比，以及既有的建筑经验和理论公式的计算综合分析确定。常用的原位测试方法包括：载荷试验(平板载荷试验PLT和螺旋板载荷试验SPIT)；静力触探(圆锥静力触探CPT和孔压静力触探CPTU)；动力触探(圆锥动力触探DPT和标准贯入试验SPT)；十字板剪切试验(VST)；旁压试验(预钻旁压试验PMT和自钻旁压试验SBP)；现场剪切试验(SST)；波速试验(单孔检层法:上孔或下孔法；跨孔法；面波法)等。,三、取样室内土工试验法,1.粘性土和黄土地基的容许承载力：现场取土样

3、（每个基础的地基不小于4个）进行土工试验，得到地基土的有关物理力学指标，由规范表格求承载力。老粘性土的容许承载力可按土的压缩模量确定、一般粘性土的容许承载力可按液性指数和天然孔隙比确定、新近沉积粘性士的容许承载力可按液性指数和天然孔隙比确定、残积粘性土的容许承载力可按土的压缩模量确定。新近堆积黄土的容许承载力可按土的含水比确定、一般新黄土的容许承载力可按天然含水量、液限比确定、老黄土的容许承载力可按天然孔隙比和含水比确定,2.砂土和碎石土地基的容许承载力按其分类和密实度确定砂土密实度可按相对密度确定：碎石土密实度可根据钻探情况按规范确定3.当基础宽度b超过2m，基础埋置深度h超过3m，且h/b

4、4时，地基的容许承载力，按下式计算,四、平板荷载试验,以刚性平底承压板模拟建筑物基础（模型基础），将竖向载荷均匀传至地基土上，通过实测地基土在荷载作用下的变形，得到荷载试验P-S曲线，以此推求地基土变形模量和地基承载力。适用地表浅层地基土，特别适用于各种填土、含碎石的土。平板载荷试验反映的限于承压板下不超过二倍承压板宽度(或直径)范围内地基土的特性。,地基在荷载作用下达到破坏状态的过程可以分为3个阶段：压密阶段(直线变形阶段)：比例界限Pr；剪切阶段：极限荷载Pu。破坏阶段：PS曲线陡直下降。,浅层平板载荷试验方法,1地基土浅层平板载荷试验可适用于确定浅部地基土层的承压板下应力主要影响范围内的

5、承载力。承压板面积不应小于0.25m2。2试验基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的3倍。宜在拟试压表面用粗砂或中砂层找平，其厚度不超过20mm。3加荷分级不应少于8级。最大加载量不应小于设计要求的2倍。4每级加载后，每隔0.5h测读一次沉降量，当在连续2h内，每小时的沉降量小于0.1mm时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。,5当出现下列情况之一时，即可终止加载：（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）在某一级荷载下，24h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，或沉降量达到25mm。当满足前三种情况

6、之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。,6承载力特征值的确定应符合下列规定：（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）曲线上没有明显的3个阶段，可以取相应于沉降S等于荷载板宽度(或直径)B的2时的荷载作为地基的容许承载力。,五、动力触探试验,动力触探试验方法可以归为两大类，即圆锥动力触探试验和标准贯入试验。前者根据所用穿心锤的重量将其分为轻型、重型及超重型动力触探试验。一般将圆锥动力触探试验简称为动力触探或动探，将标准贯入试验简称为标贯。轻型动力触探适用于一般粘质土及素填土，重型动力触探适用于中、

7、粗、砾砂和碎石土，超重型动力触探适用于卵石、砾石类土。,（一）标准贯入试验,标准贯入实验是用63.50.5kg的穿心锤，以0.760.02m 的自由落距，将不同规格的标准贯入器打入土中，根据打入土中的贯入阻力的大小，判别土层的变化情况和土的工程性质。贯入阻力的大小用贯入土中0.30m的垂击数（标准贯入击数，在孔底预打入土中0.15m）N63.5来表示。一般结合钻探进行，钻杆直径42mm。标准贯入实验适用于砂质土与粘质土。,1）钻探成孔：采用回转钻进，当钻至实验土层标高以上0.15米处时，应停止钻进，仔细清除孔内残土至设计标高。当在地下水位以下的土层进行实验时，应使孔内水位高于地下水位，以免出现

8、涌砂和塌孔。必要时应下套管或用泥浆护壁。2）贯入：将贯入器放入孔内，提升穿心锤。穿心锤自动落锤，将贯入器以每分钟1530击打入土中0.15米。然后以每分钟1530击打入土中0.3米，记录锤击数N63.5。当土层较硬时，若累计击数已达50击，而贯入深度未达0.3米时，应终止试验，记录实际贯入度以及累计锤击数n，按下式计算贯入0.3米时的锤击数：N=30n/S，S对应锤击数n的贯入度(cm)。3）土样描述和试验：旋转钻杆，然后提出贯入器，取贯入器中的土样进行鉴别、描述、记录，并量测其强度。将需要保存的土样仔细包装、编号，以备实验之用。4）重复上述步骤，进行下一深度的贯入实验，直到所需深度。深度间距

9、为1.0m或2.0m。,试验资料的整理：标准贯入击数的修正：杆长修正、上覆土压力修正、地下水位修正绘制试验曲线：标贯击数与深度的关系曲线试验数据的统计分析：剔除异常值，试验成果的应用：判定粘性土的稠密状态、判定砂土的密实状态、评定土的强度指标、评定土的变形参数、评定地基土的承载力、选择桩端持力层、确定单桩承载力、判别饱和砂土和粉土的液化。,（二）轻便触探试验,轻便触探试验又称轻型动力触探，用于检验浅层土（如基槽）的均匀性，确定天然地基的容许承载力及检验填土的质量（干土质量密度）。,1.先用轻便钻具钻至试验土层标高以上30cm，然后对所需试验土层连续进行锤击贯入触探。2.贯入时，落距为502cm

10、，使其自由下落，将探头竖直打入土层中，每打入土层30cm，记录贯入锤击数N10。(最初30cm可不记)3.若N10超过100或贯入10cm锤击数超过50，则停止贯入；如需对下卧层继续试验，可用钻具钻穿坚实土层后再作试验。4.若需描述土层时，可将触探杆拔出，取下探头，换以轻便钻头，进行取样。5.本试验一般最大贯入深度为4m，必要时可在贯入4m以后用钻具扩孔再贯2m。,六、静力触探,用静力将一个内部装有传感器的探头以匀速压入土中，测出探头在贯入过程中所受到的阻力，通过贯入阻力与土的工程性质之间的相关关系以及统计关系，来实现取得土层剖面、提供浅基承载力、判别场地土液化、选择桩端持力层、预估单桩承载力

11、等目的。,（三）袖珍贯入仪试验规程CECS54,适用于原位或室内测定一般粘性土、软土、夯实土、红粘土及黄土的液性指数及粗估土的承载力。袖珍贯入仪试验是一种简易、快速的原位或室内测试方法，但不能取代常规土工原位测试及室内试验。是在被测试土样表面将测头压入至规定深度，测出测头单位面积的贯入阻力Pt。,根据土质的软硬程度，按下表选取测头及不同测力范围的袖珍贯入仪。,1）贯入点与试样边缘之间的距离以及同一试样上平行试验贯入点之间的距离和试样厚度不宜小于三倍测头直径。2)选取有代表性的试样，用削刀整平表面，不得反复涂抹。3)测头应匀速地压入土内至测头上刻划线与土面接触为止。压入时测杆与土样表面应垂直。4

12、)测头从土中应缓慢提出，记取测试结果。5)室内试验时，应小心开启原状土包装皮，辨别土样的上下和层次，整平土样两端，土样应放置在平台上进行测定；从钻孔取土，应在取土器底端管靴旋下后削平土面进行测定；如不取土，用提土器钻进，提土器提到地面就可直接对提土器上的土进行测定；也可直接在待测地基土表面去掉硬壳层后进行测定。6)贯入的平行试验不应少于三次。将偏差较大的读数剔除，取其余读数的平均值作为试验成果。,资料整理 式中：Kta、Ktb、Ktc 分别为、测头的贯入仪率定系数；R为贯入读数。根据各贯入阻力及相应土类，可按规程表确定土的液性指数和基本承载力。,七、地基检验,（一）检验内容：检查基底平面位置、

13、尺寸大小、基底标高；检查基底地质情况和承载力是否与设计资料相符；检查基底处理和排水情况是否符合本规范要求；检查施工记录及有关试验资料等。,（二）检验方法按桥涵大小、地基土质复杂(如溶洞、断层、软弱夹层、易溶岩等)情况及结构对地基有无特殊要求，可采用以下检查方法：1 小桥涵的地基检验：可采用直观或触探方法，必要时可进行土质试验。2 大、中桥和地基土质复杂、结构对地基有特殊要求的地基检验，一般采用触探和钻探(钻深至少4m)取样做土工试验，或按设计的特殊要求进行荷载试验。3 特大桥按设计要求处理。,八、地基处理,（一）一般规定1.地基处理应根据地基土的种类、强度和密度，按照设计要求，结合现场情况，采

14、取相应的处理方法。2.地基处理的范围至少应宽出基础之外0.5m。3.符合设计要求的细粒土、特殊土基底，修整妥善后，应尽快修建基础，不得使基底浸水和长期暴露。（二）细粒土及特殊土地基的处理属细粒土或特殊土类的饱和软弱粘土层、粉砂土层及湿陷性黄土、膨胀土和粘土及季节性冻土，强度低，稳定性差，处理时应视该类土的处治深度、含水量等情况，按基底的要求采取固结处理，以满足设计要求。,（三）粗粒土和巨粒土地基的处理对于强度和稳定性满足设计要求的粗粒土及巨粒土基底，应将其承重面平整夯实，其范围应满足基础的要求。基底有水不能彻底排干时，应将水引至排水沟，然后在其上修筑基础。（四）岩层基底的处理1.风化的岩层，应

15、挖至满足地基承载力要求或其他方面的要求为止。2.在未风化的岩层上修建基础前，应先将淤泥、苔藓、松动的石块清除干净，并洗净岩石。3.坚硬的倾斜岩层，应将岩层面凿平。倾斜度较大，无法凿平时，则应凿成多级台阶。台阶的宽度宜不小于0.3m。,（五）多年冻土地基的处理1.基础不应置于季节冻融土层上，并不得直接与冻土接触。2.基础的基底修筑于多年冻土层(即永冻土)上时，基底之上应设置隔温层或保温层材料，且铺筑宽度应在基础外缘加宽1m。3.按保持冻结的原则设计的明挖基础，其多年平均地温等于或高于-3时，应于冬季施工；多年平均地温低于-3时，可在其他季节施工，但应避开高温季节，并应按下列规定处理：1)严禁地表

16、水流入基坑；2)及时排除季节冻层内的地下水和冻土本身的融化水；3)必须搭设遮阳棚和防雨棚；4)施工前做好充分准备，组织快速施工。做好的基础应立即回填封闭，不宜间歇。必须间歇时，应以草袋、棉絮等加以覆盖，防止热量侵入。4.施工时，明水应在距坑顶10m之外修排水沟。水沟之水，应引于远离坑顶宣泄并及时排除融化水。,（六）溶洞地基的处理1.影响基底稳定的溶洞，不得堵塞溶洞水路。2.干溶洞可用砂砾石、碎石、干砌或浆砌片石及灰土等回填密实。3.基底干溶洞较大，回填处理有困难时，可采用桩基处理，桩基应进行设计，并经有关单位批准。（七）泉眼地基的处理1.可将有螺口的钢管紧紧打入泉眼，盖上螺帽并拧紧，阻止泉水流

17、出；或向泉眼内压注速凝的水泥砂浆，再打人木塞堵眼。2.堵眼有困难时，可采用管子塞人泉眼，将水引流至集水坑排出或在基底下设盲沟引流至集水坑排出，待基础圬工完成后，向盲沟压注水泥浆堵塞。采用引流排水时，应注意防止砂土流失，引起基底沉陷。3.基底泉眼，不论采用何种方法处理，都不应使基底饱水。（八）当地基需要加固时，应根据设计要求及有关规范处理。,九、地基处理方法及应用范围,1.振密、挤密法振密、挤密法的原理是采用一定的手段，通过振动、挤压使地基土体孔隙比减小，强度提高，达到地基处理的目的。软土地基中常用强夯法。强夯法 利用强大的夯击能，迫使深层土液化和动力固结，使土体密实，用以提高地基土的强度并降低

18、其压缩性。,2.换土垫层法(1)垫层法 其基本原理是挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实土，按回填的材料可分为砂(或砂石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等。换土垫层法可提高持力层的承载力，减少沉降量；常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。该法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱土层(淤泥质土、松散素填土、杂填土、浜填土以及已完成自重固结的冲填土等)与低洼区域的填筑。一般处理深度为23m。适用于处理浅层非饱和软弱土层、素填土和杂填土等。,(2)强夯挤淤法 采用边强夯、边填碎石、边挤淤的方法，在地基中形成碎石墩体。可提高地基承载

19、力和减小变形。适用于厚度较小的淤泥和淤泥质土地基，应通过现场试验才能确定其适应性。,3.排水固结法 其基本原理是软土地基在附加荷载的作用下，逐渐排出孔隙水，使孔隙比减小，产生固结变形。在这个过程中，随着土体超静孔隙水压力的逐渐消散，土的有效应力增加，地基抗剪强度相应增加，并使沉降提前完成或提高沉降速率。(1)堆载预压法(2)砂井法(3)真空预压法(4)真空-堆载联合预压法,4.置换法 其原理是以砂、碎石等材料置换软土，与未加固部分形成复合地基，达到提高地基强度的目的。(1)振冲置换法(或称碎石桩法)碎石桩法是利用一种单向或双向振动的冲头，边喷高压水流边下沉成孔，然后边填入碎石边振实，形成碎石桩

20、。桩体和原来的粘性土构成复合地基，以提高地基承载力和减小沉降。适用于地基土的不排水抗剪强度大于20kPa的淤泥、淤泥质土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基。对不排水抗剪强度小于20kPa的软土地基，采用碎石桩时须慎重。,(2)石灰桩法 在软弱地基中用机械成孔，填入作为固化剂的生石灰并压实形成桩体，利用生石灰的吸水、膨胀、放热作用以及土与石灰的物理化学作用，改善桩体周围土体的物理力学性质，同时桩与土形成复合地基，达到地基加固的目的。适用于软弱粘性土地基。(3)强夯置换法 对厚度小于6m的软弱土层，边夯边填碎石，形成深度36m、直径为2m左右的碎石拄体，与周围土体形成复合地基。适用于软粘土。,(

21、4)水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和，用振动沉管打桩机或其它成桩机具制成的具有一定粘结强度的桩。桩和桩间土通过褥垫层形成复合地基。适用于填土、饱和及非饱和粘性土、砂土、粉土等地基。(5)EPS超轻质料填土法 发泡聚苯乙烯(EPS)的重度只有土的1/501/100，并具有较好的强度和压缩性能，用于填土料可有效减少作用在地基上的荷载，需要时也可置换部分地基土，以达到更好的效果。适用于软弱地基上的填方工程。,5.加筋法 通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等提高地基承载力、减小沉降、或维持建筑物稳定。(1)土工合成材料：利用土工合成

22、材料的高强度、韧性等力学性能，扩散土中应力，增大土体的抗拉强度，改善土体或构成加筋土以及各种复合土工结构。适用于砂土、粘性土和软土，或用作反滤、排水和隔离材料。,(2)加筋土 把抗拉能力很强的拉筋埋置在土层中，通过土颗粒和拉筋之间的摩擦力形成一个整体，用以提高土体的稳定性。适用于人工填土的路堤和挡墙结构。(3)土层锚杆 土层锚杆是依赖于土层与锚固体之间的粘结强度来提供承载力的，它使用在一切需要将拉应力传递到稳定土体中去的工程结构，如边坡稳定、基坑围护结构的支护、地下结构抗浮、高耸结构抗倾覆等。适用于一切需要将拉应力传递到稳定土体中去的工程。,(4)土钉 土钉技术是在土体内放置一定长度和分布密度

23、的土钉体，与土共同作用，用以弥补土体自身强度的不足。不仅提高了土体整体刚度，又弥补了土体的抗拉和抗剪强度低的弱点，显著提高了整体稳定性。适用于开挖支护和天然边坡的加固。(5)树根桩法 在地基中沿不同方向，设置直径为75250mm的细桩，可以是竖直桩，也可以是斜桩，形成如树根状的群桩，以支撑结构物，或用以挡土，稳定边坡。适用于软弱粘性土和杂填土地基。,6.胶结法 在软弱地基中部分土体内掺入水泥、水泥砂浆以及石灰等物，形成加固体，与未加固部分形成复合地基，以提高地基承载力和减小沉降。(1)注浆法 其原理是用压力泵把水泥或其它化学浆液注入土体，以达到提高地基承载力、减小沉降、防渗、堵漏等目的。适用于

24、处理岩基、砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土，也可加固暗浜和使用在托换工程中。,(2)高压喷射注浆法 将带有特殊喷嘴的注浆管，通过钻孔置入要处理土层的预定深度，然后将水泥浆液以高压冲切土体，在喷射浆液的同时，以一定速度旋转、提升，形成水泥土圆柱体；若喷嘴提升而不旋转，则形成墙状固结体。可以提高地基承载力、减少沉降、防止砂土液化、管涌和基坑隆起。适用于淤泥、淤泥质土、人工填土等地基。对既有建筑物可进行托换加固。,(3)水泥土搅拌法 利用水泥、石灰或其它材料作为固化剂的主剂，通过特别的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂(水泥或石灰的浆液或粉体)强制搅拌，形成坚硬的拌和拄体，与原地层共同形成复合地基。适用于淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120kPa的粘性土地基。,思考题,1.55页2.63页3.59页4.室内试验法中根据什么指标评定砂土和碎石地基的承载力？,