地基承載力檢測方法.doc

公路地基承載力有幾種檢測方法：1、 平板荷載試驗：適用于各類土、軟質(zhì)巖和風(fēng)化巖體。2、 螺旋板荷載試驗：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：適用于一般粘性土、粉土及砂類土。4、 動力觸探：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：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：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：適用于測定飽和軟粘性土的不排水抗剪強度及靈敏度等參數(shù)。9、 應(yīng)力鏟試驗：適用于確定軟塑流塑狀飽和粘性土。10、 扁板側(cè)脹試驗：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、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、 常用原位試驗有現(xiàn)場荷載試驗、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、觸探試驗等；2、 根據(jù)理論公式確定地基承載力，再結(jié)合建筑物對沉降的要求確定地即允許承載力；3、 對中小型建筑物，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)某點或小區(qū)域內(nèi)各點在其某一方向平面上的剪應(yīng)力達到土的抗剪強度時，該點或小區(qū)域內(nèi)各點就發(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。但此時地基變形稍大，必須驗算變形的計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，將顯示地基承載力不足而失去穩(wěn)定。此時地基達到極限承載力。 確定地基承載力的方法（1）原位試驗法（in-situ testing method）：是一種通過現(xiàn)場直接試驗確定承載力的方法。包括（靜）載荷試驗、靜力觸探試驗、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、旁壓試驗等，其中以載荷試驗法為最可靠的基本的原位測試法。 （2）理論公式法（theoretical equation method）：是根據(jù)土的抗剪強度指標(biāo)計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），其承載力不會完全相同，應(yīng)用時需注意各自的使用條件。 （4）當(dāng)?shù)亟?jīng)驗法（local empirical method）：是一種基于地區(qū)的使用經(jīng)驗，進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)計時應(yīng)注意的問題標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計值、特征值的定義（1）地基承載力：地基所能承受荷載的能力。 （2）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。 （3）地基承載力基本值：按標(biāo)準(zhǔn)方法試驗，未經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計處理的數(shù)據(jù)。可由土的物理性質(zhì)指標(biāo)查規(guī)范得出的承載力。 （4）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，并經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計處理得出的數(shù)據(jù)?？捎梢巴忤b別結(jié)果和動力觸探試驗的錘擊數(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。 （5）地基承載力設(shè)計值：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。可由塑性荷載直接，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)計算時的地基承載力。即在發(fā)揮正常使用功能時地基所允許采用抗力的設(shè)計值。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)沉降計算值不超過允許值的地基承載力。 在設(shè)計建筑物基礎(chǔ)時，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，隨著地基變形的相應(yīng)增長，地基承載力也在逐漸加在，很難界定出下一個真正的“極限值”，而根據(jù)現(xiàn)有的理論及經(jīng)驗的承載力計算公式，可以得出不同的值。因此，地基極限承載力的確定，實際上沒有一個通用的界定標(biāo)準(zhǔn)，也沒有一個適用于一切土類的計算公式，主要依賴根據(jù)工程經(jīng)驗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)對變形的適應(yīng)程度、地下水位的升降、地區(qū)經(jīng)驗的差別等等有關(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)。無論對于天然地基或樁基礎(chǔ)的設(shè)計，原則均是如此。 隨著建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GBJ68-84）施行，要求抗力計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，由荷載分項系數(shù)和抗力分項系數(shù)分擔(dān)，這給傳統(tǒng)上根據(jù)經(jīng)驗積累、采用允許值的地基設(shè)計帶來了困擾。 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GBJ789）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)計值，引起的問題是，抗力的設(shè)計值大于標(biāo)準(zhǔn)值，與建筑可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB500682001）規(guī)定不符，因此本次規(guī)范進行了修訂。 二、對策 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB500682001）鑒于地基設(shè)計的特殊性，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（GB500092001）也完善了正常使用極限狀態(tài)的表達式，認(rèn)可了地基設(shè)計中承載力計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)計算時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)確定巖土抗剪強度和巖石單軸抗壓強度指標(biāo)時用標(biāo)準(zhǔn)值；由荷載試驗確定承載力時取特征值，載荷試驗包括深層、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是由荷載試驗直接測定或由其與原位試驗相關(guān)關(guān)系間接確定和由此而累積的經(jīng)驗值。它相于載荷試驗時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)計值的地基允許承載力。 單樁承載力特征值Ra是由載荷試驗直接測定或由其與原位試驗的相關(guān)關(guān)系間接推定和由此而累積的經(jīng)驗值。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)計值。 當(dāng)按地基承載力計算以確定基礎(chǔ)底面積和埋深或按單樁承載力確定樁的數(shù)量時，傳至基礎(chǔ)或承臺底面上的荷載效應(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SC，C為抗力或變形的限值；pkfa（地基）；QkRa（樁基）。此時特征值fa、Ra即為正常使用極限狀態(tài)下的抗力設(shè)計值。 當(dāng)根據(jù)材料性質(zhì)確定基礎(chǔ)或樁臺的高度、支擋結(jié)構(gòu)截面、計算基礎(chǔ)或支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確定配筋和驗算材料強度時，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0SR計算，此時地基反力p、樁頂下反力Ni和主動土壓力Ea等相應(yīng)為荷載設(shè)計值，要采用相應(yīng)的分項系數(shù)。 因此，閱讀地質(zhì)報告時，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：0-100T3. 油泵額定壓力：0-63MPa4. 壓力表測量范圍：0-100MPa5. 工作橫梁：10#工字鋼平板載荷測定儀試驗方法K-30型平板載荷測定儀、淺層平板載荷試驗、平板載荷試驗、靜載荷試驗、載荷試驗(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、細粒土和土填壓實后的路基、基等的地基系數(shù)的測試，也可以用于計算均勻地基土的變形模量；咨詢電話13703330687該儀器適用于粗、細粒土和土填壓實后的路基、基等的地基系數(shù)的測試，也可以用于計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： 030T；3、千斤項行程： 120mm；4、測橋跨度： 3000mm；5、手動油泵額定壓力： 70Mpa；6、壓力測試范圍： 040Mpa；7、位移測試范圍： 010mm；K30平板載荷試驗平板載荷測定儀試驗方法1 本試驗應(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)裝有自動開閉閥門的快速接頭，以防止液壓油漏出。3）手動液壓泵上應(yīng)裝有一個可調(diào)節(jié)減壓閥，可準(zhǔn)確地分級對荷載板實施加、卸載。4）測壓表量程應(yīng)達到最大試驗荷載的1.25倍, 精度不低于0.6級。5）當(dāng)使用測力計直接測量加荷荷載時，測力計精度應(yīng)達到1。3反力裝置的承載能力應(yīng)大于最大試驗荷載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時其截面系數(shù)應(yīng)大于或等于8cm3。測表宜配置34個精度為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 試驗儀器的校驗應(yīng)符合下列規(guī)定：測試地基系數(shù)時，應(yīng)對儀器進行測試校驗。新儀器進行試驗的三個月內(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，儀器進入穩(wěn)定期。儀器每次投入新工點或每年必須予以校驗一次。儀器校驗方法見附錄有E。2.3 試驗操作應(yīng)按下列步驟進行：1場地測試面應(yīng)進行平整，并使用毛刷掃去松土。當(dāng)處于斜坡上時，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，必要時可鋪設(shè)一薄層干燥砂（23mm）或石膏膩子。當(dāng)用石膏膩子做墊層時，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)動荷載板并輕輕擊打頂面，使其與地面完全接觸，與此同時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。反力裝置的支撐點必須距荷載板外側(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1m以外。測表的安放必須相互對稱，并且應(yīng)與荷載板中心保持等距離。3 加載試驗：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,逐級加載。每增加一級荷載，應(yīng)在下沉量穩(wěn)定后，讀取荷載強度和下沉量讀數(shù)。3)當(dāng)總下沉量超過規(guī)定的基準(zhǔn)值（1.25mm），或者荷載強度超過估計的現(xiàn)場實際最大接觸壓力，或者達到地基的屈服點，試驗即可終止。4當(dāng)試驗過程出現(xiàn)異常時(如荷載板嚴(yán)重傾斜, 荷載板過度下沉), 應(yīng)將試驗點下挖相當(dāng)于荷載板直徑的深度，重新進行試驗。對出現(xiàn)的異常應(yīng)在試驗記錄表中注明。