地基基础静载(基桩)检测(培训课件).pdf

2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO地基基础静载检测2011年江苏省地基基础检测人员培训殍裁武验再要内容*1、概述*2、基础知识*3、主要仪器设备*4、现场检测技术方法*5、检测结果分析与评价*6、检测记录与报告*7、工程实例2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO1.概述1.1建筑地基型式LOGO1.概述地基处理的方法(JGJ79-2002、JGJ 123-2000)序号处理方法说明序号处理方法说明1换填垫层法11深层搅拌法复合地基2顶压法12粉体喷搅法复合地基3真空预压法13高压喷射注浆法复合地基4强夯法14石灰桩法复合地基5强夯置换法15灰土挤密桩法复合地基6振冲法复合地基16土挤密桩法复合地基7砂石桩法复合地基17柱锤冲扩桩法复合地基8水泥粉煤灰碎石桩法复合地基18单液硅化法9夯实水泥土桩法复合地基19碱液法10水泥土搅拌法复合地基20注浆法、锚杆静压桩法、树根 桩法、坑式静压桩法LOGO1.概述桩的分类序号分类原则类 另。1按制桩材料木桩、混凝土桩、钢桩、组合桩2按成桩时对地基 土的影响程度非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩3按桩的功能抗压桩（摩擦型桩、端承型桩）、抗拔桩、水平受荷桩、复合受荷桩4按成桩方法打（压）入桩、就地灌注桩（沉管灌注桩、钻（冲）孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、挤扩多支盘灌注桩）5按桩径大小小直径桩（d250mm）、中等直径桩（250mmd800mm）1.2地基基础检测解决的主要问题与主要检测方法e地基基础检测解决的主要问题 承载力（包含变形特性）、完整性（均匀性）色地基基础检测主要方法检测内容检测方法说明承载力静载试验适用于所有型式的建筑地基局应变试验适用于基桩、刚性桩完整性（均匀性）低应变（反射波法）适用于基桩声波透射法适用于成孔灌注桩、地下连续墙钻芯法可测定桩长、沉渣厚度局应变法适用于基桩原位测试动力触探、静力触探、标贯、十字板等 适用于各类处理地基1.3地基基础静载试验类型地基差础静载试验基桩静载试验单桩竖向抗压 单桩竖向抗拔 单桩水平试验地基静载试验QI地基（岩）土静载0浅层平板试验，深层平板试验。岩基载荷试验QI复合地基静载1.4 地基基础静载试验依据的标准序号标准名称条款适用检测方法1建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)附录C地基土(浅层平板)载荷试验附录D地基土(深层平板)载荷试验附录H岩基载荷试验附录Q单桩竖向抗压载荷试验2建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)附录A复合地基载荷试验3建筑基桩检测技术规范(JGJ106-2003)4单桩竖向抗压静载试验5单桩竖向抗拔静载试验6单桩水平静载试验4岩土工程勘察规范GB 50021-2001(2009年版)10.2地基土载荷试验(浅层平板、深层 平板)5高层建筑岩土工程勘察规程 JGJ72-2004附录E大直径桩端阻力载荷试验6复合载体夯扩桩设计规程JGJ/T135-2001附录A单桩竖向抗压载荷试验7既有建筑地基基础加固技术规范JGJ123-2000附录A既有建筑基础下地基土载荷试验8建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002)2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO1.概述1.5 建筑地基基础设计等级GB50027-2002第3.0.1条根据地基复杂程度，建筑物规模和功能特征以及由于地基问 题可能造成建筑物破坏或影响正常使作的程度，将地基基础设计分为三 个设计等级。设计等级建筑和地基类型甲级重要的工业与民用建筑物30层以上的高层建筑体型复杂，层数相差超过10层的高低层连成一体建筑物大面积的多层地下建筑物（如地下车库，商场.运动场等）对地基变形有特殊要求的建筑物复杂地质条件下的坡上建筑物（包括高边坡）对原有工程影响较大的新建建筑物场地和地基条件复杂的一般建筑物位于复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室的基坑工程乙级除甲级，丙级以外的工业与民用建筑物1丙级1场地和地基条件简单，荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及一般工业建筑物;次要 的轻型建筑物1.5建筑地基基础设计等级JGJ94-2008第3.1.2条根据建筑规模、功能特征、对差异变形的适应性、场地地基 和建筑物体型的复杂性以及由于桩基问题可能造成建筑破坏和影响正常 使用的程度，将桩基设计分为三个设计等级。表3.1.2 建筑桩基设计等级设计等级建筑类型甲级（1）重要的建筑（2）30层以上或身度超过100m的图层建筑（3）体型复杂且层数相差超过10层的高低层（含纯地卜室）连体建筑（4）20层以上框架一核心筒结构及其他对差异沉降有特殊要求的建筑（5）场地和地基条件复杂的7层以上的一般建筑及坡地、岸边建筑（6）对相邻既有工程影响较大的建筑乙级除甲级、丙级以外的建筑丙级场地和地基条件简单、荷载分布均匀的7层及7层以下的一般建筑2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2.1术语及定义术语 S&地 基为支承基础的土体或岩体。基 础将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。桩基础由设置于岩土中的桩和联接于桩顶端的承台组成的基础或由柱与 桩直接联接的单桩基础。基 桩桩基础中的单桩。地基处理指为提局地基土的承载力，改善其变形性质或渗透性质而采取的 人，方法。复合地基部分土体被增强或被置换，而形成的由地基土和增强体共同承担 荷载的人工地基。复合桩基由基桩和承台下地基土共同承担荷载的桩基础。复合基桩单桩及其对应面积的承台下地基土组成的复合承载基桩。2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2.1术语及定义术语定 义地基承载力特征 值指由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形内规定 的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。地基变形允许值为保证建筑物正常使用血确定的变形控制值。单桩竖向极限承 载力标准值单桩在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续 承载的变形时所对应的最大荷载，它取决于土对桩的支承 阻力和桩身承载力。2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2.1术语及定义“静载试验st at ic Ioading t est”的定义：在桩顶部逐级施加竖向压力、竖向上拔力或水平推力，观测桩顶部随 时间产生的沉降、上拔位移或水平位移，以确定相应的单桩竖向抗压 承载力、单桩竖向抗拔承载力或单桩水平承载力的试验方法。隹妻目帧1、为工程提供承载力的设计依据，2、为基桩工程的施工质量进行检验和评定提供依据，3、为基桩施工选择最佳工艺参数，4、或为本地区采用的新桩型与提出承载力的设计依据。基桩静载试验的地位：是目前进行承载力和变形特性评价的最可靠的方法，也是其它方法（如基桩高应变法）与之进行比对的标准。2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2.2 建筑基桩常见的质量问题成桩工艺、成桩的过程、周围环境的影响、岩土条件桩型影响因素可能的结果沉管灌注桩（锤击沉管、振动沉管和 压力沉管）振动、侧向挤土振断初凝的邻桩土体隆起初凝混凝土拉裂、甚至拉断拔管速度淤泥层中易产生缩颈动水压力作用冒水桩、断桩活瓣张开不灵活稀释桩尖部分的混凝土，使得桩端阻力丧失预制桩尖碎不满足要求“吊脚桩”钻、冲孔灌 注桩（冲抓式、旋挖式、冲 击式、回钻 式和潜钻式）灌注混凝土没有连续进行桩身局部混凝土低劣导管和钢筋笼匹配不当容易堵管，形成断桩或钢筋笼上浮泥浆稠度不当孔壁容易坍塌正循环法清孔不当孔底沉渣太厚混凝土和易性不好产生离析2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2.2 建筑基桩常见的质量问题j桩型影响因素可能的结果_一人工挖孔灌 注桩地下水渗流严重土壁崩塌流砂或有动水压力护壁与土体脱空、孔形不规则边挖边抽水，地下水位下降护壁裂缝破损或错位没有采用导管灌注离析封底不当降低桩端承载力。混凝土预制 桩打桩时锤垫和桩垫选择不当（最大 锤击应力65%）、桩锤打入困难、击碎桩头、不满足贯入 度要求打桩的拉应力过大桩身开裂桩距、打桩次序不合理、挤土效应将邻近桩挤压折断、吊脚运输、起吊，顶压、抱压施工桩身断裂、桩顶损坏、桩侧挤坏桩尖遇到硬土层、孤石或障碍物桩身破裂或折断厚层软土到硬土层压弯2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2.2 建筑基桩常见的质量问题2011年江苏省地基基础检测人员培训2.基础知识2.24LOGO2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2 3 基本理论2.3.1竖塞压荷载作用下的单桩工作机理单桩竖向抗压极限承载力是指桩在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继 续承载的变形所对应的最大荷载，二个因素决定：桩本身的材料强度 地基土强度。在竖向受压荷载作用下，桩土体系荷载的传递过程：a在初始受荷阶段，桩顶位移小，荷载由桩上侧表面的土阻力承担，以剪应 力形式传递给桩周土体，桩身应力和应变随深度递减；b随着荷载的增大，桩顶位移加大，桩侧摩阻力由上至下逐步被发挥出来，c在达到极限值后，继续增加的荷载则全部由桩端土阻力承担。随着桩端持 力层的压缩和塑性挤出，桩顶位移增长速度加大，在桩端阻力达到极限值后，位 移迅速增大而破坏，此时桩所承受的荷载就是桩的极限承载力。2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2 3 基本理论2.3.1竖赢压荷载作用下的单桩工作机理1、侧阻影响分析a）桩周岩土层性状的影响：粘性土为510mm,砂类土为1020mm。b）成桩效应：饱和土中的成桩效应大于非饱和土的，群桩的大于单桩的。c）桩材和桩的几何外形。d）桩入土深度：作用在桩身的水平有效应力成比例增大。按照土力学理论，桩 的侧摩阻力也应逐渐增大；但实验表明，在均质土中，当桩的入土超过一定 深度后，桩侧摩阻力不再随深度的增加而变大，而是趋于定值，该深度被称 为侧摩阻力的临界深度。e）时间效应：对于在饱和粘性土中施工的挤土桩，在施工过程中对土的扰动会 产生超孔隙水压力，它会使桩侧向有效应力降低，导致在桩形成的初期侧摩 阻力偏小；随时间的增长，超孔隙水压力逐渐沿径向消散，扰动区土的强度 慢慢得到恢复，桩侧摩阻力得到提高。2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2 3 基本理论2.3.1 竖塞压荷载作用下的单桩工作机理2、端阻影响分析桩端阻力的发挥也需要一定的位移量。持力层的选择对提高承载力、减少沉降量至关重要。桩端进入持力层的深度，一般认为，桩端进入持力层越深，端阻力越大；但大量实验 表明，超过一定深度后，端阻力基本恒定。关于端阻的尺寸效应问题，一般认为随桩尺寸的增大，桩端阻力的极限值变小。端阻力的破坏模式分为三种，主要由桩端土层和桩端上覆土层性质确定。整体剪切破坏：当桩端土层密实度好、上覆土层较松软，桩又不太长时，局部剪切破坏：当上覆土层密实度好时冲入剪切破坏：当桩端密实度差或处在中高压缩性状态，或者桩端存在软弱下卧层时。实际上，侧阻和端阻的发挥和分布是相互作用、相互制约。2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2 3 基本理论2.3-1竖凝压荷载作用下的单桩工作机理3、常见的单桩荷载位移（Qs）曲线，常见的单桩荷载位移（Qs）曲线见图3，它们反映了上述的几种破坏模式。2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2 3 基本理论2.3.2竖施拔荷载作用下的单桩工作机理抗拔计算公式现状：理论计算公式是先假定不同的桩基破坏模式，然后以土的抗剪强度及侧压力系数 等参数来进行承载力计算。经验公式则以试桩实测资料为基础，建立起桩的抗拔侧阻力与抗压侧阻力之间的 关系和抗拔破坏模式。1、破坏模式、极限状态在上拔荷载作用下，初始阶段，上拔阻力主要由浅部土层提供，桩身的拉应 力主要分布在桩的上部，随着桩身上拔位移量的增加，桩身应力逐渐向下扩 展，桩的中、下部的上拔土阻力逐渐发挥。当桩端位移量超过某一数值（通 常为610mm）时，就可以认为整个桩身的土层抗拔阻力达到极限，其后抗 拔阻力就会下降。此时，如果继续增加上拔荷载，就会产生破坏。2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2 3 基本理论2.3.2竖扁立拔荷载作用下的单桩工作机理图32竖向抗拔荷载作用下单桩的破坏形态桩的抗拔承载力：由桩侧阻力、桩身重力组成，桩端真空吸引力一般不予考虑。桩周阻力的大小，受桩土界面的几何特征、土层的物理力学特性等较多因素的影响;但粘性土中的抗拔桩在长期荷载作用下，随上拔量的增大，会出现应变软化的现象,即抗拔荷载达到峰值后会下降，而最终趋于定值。短期效应：如送电线路杆塔基础由风荷载产生的拉拔荷载，长期荷载：船闸、船坞、地下油罐基础以及地下车库的抗拔桩基。为提高抗拔桩的竖向抗拔力，可以考虑改变桩身截面形式。桩身材料强度（包括桩在承台中的嵌固强度）也是影响桩抗拔承载力的因素之一。2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2 3 基本理论2.3.2竖扁立拔荷载作用下的单桩工作机理2、影响单桩竖向抗拔承载力的主要因素(1)桩周围土体：桩周土的性质、土的抗剪强度、侧压力系数和土的应力历 史。(2)桩自身因素：桩侧表面的粗糙程度、桩截面形状、桩长、桩的刚度和桩 材的泊松比。曾有试验证明，粗糙侧表面桩的抗拔极限承载力是光滑表面桩 的1.7倍。(3)施工因素：施工过程中桩周土体的扰动、打入桩中的残余应力、桩身完 整性、桩的倾斜角度。(4)休止时间：从成桩到开始试验之间的休止时间长短对单桩竖向抗拔承载 力影响是明显的；另外，桩顶的加载方式、荷载维持时间、加载卸载过程等 对单桩竖向抗拔承载力也有影响。2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2 3 基本理论2.3.3 7霹荷载作用下的单桩工作机理1、单桩水平静载试验确定单桩水平临界荷载和极限荷载，推定土抗力参数，或对工程桩的水平 承载力进行检验和评价。当桩身埋设有应变测量传感器时，可测量相 应水平荷载作用下的桩身应力，并由此计算得出桩身弯矩分布情况，可为检验桩身强度、推求不同深度弹性地基系数提供依据。2011年江苏省地基基础检测人员培训2.基础知识2 3 基本理论2.3.3 温荷载作用下的单桩工作机理2、桩顶实际工作条件桩顶自由状态（JGJ106-2003中的试验桩为桩顶自 由的单桩）；桩顶受约束：（自由转动、桩顶受垂直荷载作用）。桩所受的水平荷载部分由桩本身承担，大部分是 通过桩传给桩侧土体，其工作性能主要体现在桩 与土的相互作用上，即当桩产生水平变位时，促 使桩周土也产生相应的变形，产生的土抗力会阻 止桩变形的进一步发展。2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2 3 基本理论2.3.3 7霹荷载作用下的单桩工作机理3、受荷传递在桩受荷初期，由靠近地面的土提供土抗力，土的变形处在弹性阶段；随着 荷载增大，桩变形量增加，表层土出现塑性屈服，土抗力逐渐由深部土层提 供；随着变形量的进一步加大，土体塑性区自上而下逐渐开展扩大，最大弯 矩断面下移，当桩本身的截面抗力无法承担外部荷载产生的弯矩或桩侧土强 度遭到破坏，使土失去稳定时，桩土体系便处于破坏状态。4、破坏机理桩土相对刚度的不同，桩土体系的破坏机理及工作状态分为二类：刚性短桩：桩的抗弯刚度比地基土刚度大很多，在水平力作用下，桩身象刚 体一样绕桩上某点转动或平移而破坏；此类桩的水平承载力由桩周土的强度 控制；弹性长桩：桩的抗弯刚度与土刚度相比较具柔性，在水平力作用下，桩身发 生挠曲变形，桩下段嵌固于土中不能转动；此类桩的水平承载力由桩身材料 的抗弯强度和桩周土的抗力控制。2011年江苏省地基基础检测人员培训2.基础知识2 3 基本理论2.3.3 温荷载作用下的单桩工作机理4、破坏机理对于钢筋混凝土弹性长桩，因其抗拉强度低于轴心抗压强度，所以在水平 荷载作用下，桩身的挠曲变形将导致桩身截面受拉侧开裂，然后渐趋破坏；当设计采用这种桩作为水平承载桩时，除考虑上部结构对位移限值的要求外,还应根据结构构件的裂缝控制等级，考虑桩身截面开裂的问题；但对抗弯性能好的钢筋混凝土预制桩和钢桩，因其可忍受较大的挠曲变形 而不至于截面受拉开裂，设计时主要考虑上部结构水平位移允许值的问题。2011年江苏省地基基础检测人员培训2.基础知识2 3 基本理论2.3.3 温荷载作用下的单桩工作机理4、影响桩水平承载力的因素截面刚度、材料强度、桩侧土质条件、桩的入土深度、桩顶约束条件工程中通过静载试验直接获得水平承载力的方法因试验桩与工程桩边界条 件的差别，结果很难完全反应工程桩实际工作情况；此时可通过静载试验 测得桩周土的地基反力特性，即地基土水平抗力系数（它反映了桩在不同 深度处桩侧土抗力和水平位移的关系，可视为土的固有特性），为设计部 门确定土抗力大小进而计算单桩水平承载力提供依据。水平静载试验一般按设计要求的水平位移允许值控制加载，为设计提供依 据的试验桩宜加载至桩顶出现较大的水平位移或桩身结构破坏。2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2 3 基本理论2.3.4地基受竖向荷载的变形特性1、建筑物地基中作用有两种应力一种是土体自重作用下的应力（自重应力），另一种是建筑物荷载作用下地基 土中超过自重应力的那一部份应力 增量称之附加应力。通常地基土在自重应力作用下的 变形已经完成，建筑物荷载作用所 引起的附加应力是地基土产生新的 变形的根源。2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2 3 基本理论2.3,4地基受竖向荷载的变形特性1、建筑物地基中作用有两种应力基础底面下地基土中附加应力分布随深度具有非线性扩散性质。条形基础：H=1.5B时,Pj=O,5Po,主要受力层3B。独立基础：H=0.5B时,Pj=O,5Po，主要受力层152.0B。地基浅层平板载荷试验往往只反映了建筑物下浅层地基的变形特性当地基的主要受力层由性质相差悬殊的多层土组成时，宜分层进行载 荷试验或用不同面积的载荷板在同一试验深度进行。也可以补充其它 原位测试手段，如轻便触探、标贯试验、静力触探等，对建筑场地的 变形特征作出综合判定。2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2 3 基本理论2.3.4地基受竖向荷载的变形特性2、地基受竖向荷载作用变形的三个阶段 直线变形阶段（压密阶段）：地基土的变 形是由于土的孔隙体积的减小即压密所引 起。局部剪切阶段：压板下地基土在发生压密 的同时，压板两侧基础边缘处的应力首先 达到极限平衡，土体产生剪切而发生塑性 变形区，并随荷载的增加，塑形变形区范 围逐渐扩大，下沉量显著增大。完全破坏阶段：压板连续急剧下沉，即地 基土中的塑性变形区不断扩大。s2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2 3 基本理论2.3,4地基受竖向荷载的变形特性2、地基受竖向荷载作用变形的三个阶段在软弱地基土中，基础的竖向位移产生沿基础周边的竖向剪切，使基础不断向下刺入。在压缩性较小的密实砂土或粘性土地基中，由于塑性区的不断扩 大而形成连续滑动面，土从载荷压板下挤出来，形成隆起的土堆，此时地基完全破坏，即基础压板丧失稳定。地基变形的三个阶段是难以明确划分的，只有对砂土和密实的粘 性土地基比较典型。为了使地基载荷试验的结果能较好地描绘出地基土的变形特征，试验前 应施加预压荷载，预压荷载（包括设备重量）应等于卸去压板以上土的自 重，其相应的沉降量不计。加荷等级可分为812级，以后每级荷载增量，对较坚硬的土（硬塑或可塑粘性土）不超过2550kPa,对于松软的土（软塑或流塑状态的淤泥或淤泥质土），不超过1025kPa。地基载荷试 验施加的总荷载不应少于设计荷载值的2倍，或应尽量接近土的极限荷载。2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2 3 基本理论2.3.5复售地基受竖向荷载的变形特性1、复合地基的类别复合地基在刚性基础下的变 形特性比较复杂，随桩体与 土体的相对刚度（如桩体材 料性质、桩土应力比、面积 置换率等因素）的变化而变 化。2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2 3 基本理论2.3.5复公地基受竖向荷载的变形特性1、复合地基的类别根据桩体材料性质，可将复合地基分为:（1）散体材料桩复合地基：有碎石桩（振冲、挤密、干振）复合地 基、硝土桩及砂桩复合地基、强夯置换墩体复合地基、柱锤冲扩桩复 合地基等；（2）一般粘结强度桩复合地基：有灰土桩复合地基、石灰桩复合地 基、土挤密桩复合地基、水泥土桩（深层搅拌桩、粉喷桩）复合地基、夯实水泥土桩复合地基等；（3）高粘结强度桩复合地基：有CFG（水泥、粉煤灰、碎石）桩复 合地基、素碎桩复合地基、碎石压力灌浆桩（树根桩）复合地基等。2011年江苏省地基基础检测人员培训2.基础知识2 3 基本理论2.3.5复售地基受竖向荷载的变形特性1、复合地基的变形特征复合地基承载力大小，取决于桩体刚度与桩周土体刚度间的匹配关系。荷载施加初期，土承担的荷载大于桩承担的荷载。随着荷载的增加，应力逐渐向桩体转移，桩间土承担的荷载比例逐渐减少，桩承担的荷 载比例逐渐增大。当桩和土承担的荷载各占50%之后，在桩身强度满足的条件下，随着 桩长的增加，桩承担的荷载势必愈来愈大于桩间土承担的荷载。同样,当竖向荷载达到一定的量值后，在恒定的荷载作用下，桩承担荷载比（6p）随桩长增加、桩距减小、土体强度降低、褥垫层厚度减小而 增大。2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2 3 基本理论2.3.5复售地基受竖向荷载的变形特性2、充分发挥桩土共同作用的措施为了充分发挥复合地基中桩土的共同作用，桩体强度和桩长应根据桩周土体 的强度作适当调整，使桩土应力比处于相对合理。对于一般粘结强度桩复合地基，桩与桩间土并非同时会达到极限荷载。一般桩体到达极限荷载后，上部桩体(25)d被压碎。对于双轴水泥搅拌 桩，复合地基中桩的最大轴力在3m以内，而单桩受荷时的最大轴力在5.0m 以内。适当提高桩顶下(58)d范围内的桩体强度。在碎石桩复合地基中，当桩长L2.5B时，再增加桩长对提高复合地基承载能 力作用不大。石灰桩模量高于碎石桩，荷载传递深度大于碎石桩，但由于桩 身强度不高，随桩长的增加端阻力发挥愈来愈小。CFG桩由于桩体强度较高,能全长发挥侧阻力，桩长较短时端阻力也能得到较好地发挥。通过调节褥垫层的厚度、桩体强度及桩长，以控制桩土荷载分担比，充分发 挥桩周土体的承载作用。2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2 3 基本理论2.3.5复公地基受竖向荷载的变形特性3、复合地基设计中涉及的主要参数(1)桩土应力比n:复合地基竖向荷载中，作用于桩顶应力与作用于桩间土应力 之比称为桩土应力比。复合地基中桩土应力比不是常数。通常柔性桩的桩土应 力比n01O,刚性桩的桩土应力比n为1540。(2)面积置换率m：复合地基中桩体所占据的面积与桩土总面积之比称为平均 面积置换率。面积置换率m=处理单元中桩面积 处理单元中桩面积桩面积+土面积 处理单元面积(3)等效影响园直径de：是指复合地基中与加固单元体(一根桩及桩周 加固土体)面积相等的园面积的直径，是确定复合地基载荷试验承压板面 积的重要参数。2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2 3 基本理论2.3.5复售地基受竖向荷载的变形特性4、复合地基中置换率m的计算a）正方形分布 b）矩形、平形四边形、等腰三角形分布A桩+A上 Ac）等边三角形分布2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO2.基础知识2 3 基本理论2.3.5复售地基受竖向荷载的变形特性4、复合地基中置换率m的计算独立基础下的复合地基，通常作单桩复合地基载荷试验，试验承压板为 圆形或方形，压板面积A=F/n（F为基础面积，n为基础下桩数）。2011年江苏省地基基础检测人员培训3.主要检测仪器设备3.1试验的主要测试装置静载试验由加载反力装置、荷载测量装置、变形测量装置三部分组成3.2加载反力装置加载反力装置组成：加载稳压设备、反力装置，目的：是保证提供足够的反力通过加载设备将荷载传到桩的预定部位。1、加载设备试验加载无论是竖向抗压、抗拔或水平推力均宜采用油压千斤顶加载。当采用两台及两台以上千斤顶加载时应并联同步工作。为此，采用的千斤顶 型号、规格应相同，同时须保证在进行竖向承载力试验时千斤顶的合力中心应 与桩轴线重合，在进行水平承载力试验时作用力合力应水平通过桩身轴线。2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO3.主要检测仪器设备3.2加载反力装置千斤顶：单油路 双油路主要技术参数拉申工作压力通孔直径油缸直径内径直径活塞杆直油缸外径行程最低高度接头间距接头与端KNMPa d DI D2 径 D3 DLLI L2 面距离L3QFZ450-25 450 60.34 43 120 70 100 160 250 442 30055QFZ600-25 600 57.90 55 140 80 115 180 250 442 30055QFZ1000-25 1000 53.77 65 170 85 130 210 200 360 25056QFZ2000-25 2000 62.59 104 240 130 200 290 200 403 25569QFZ3000-20 3000 63.34 119 280 150 200 355 200 450 28882QFZ5000-20 5000 53.85 165 400 210 320 615 200 630 318134QFZ6000-20 6000 64.62 185 400 210 320 515 200 630 3181342011年江苏省地基基础检测人员培训3.主要检测仪器设备3.2加载反力装置2、反力装置单桩竖向抗压静载试验 锚桩横梁反力装置、压重平台反力装置、锚桩压重联合反力装置、地锚反力装置。LOGO2011年江苏省地基基础检测人员培训3.主要检测仪器设备3.2加载反力装置2、反力装置LOGO单桩竖向抗拔静载试验可采用反力桩（或工程桩）或天然地基提供支座反力。单桩水平水平静载试验水平推力的反力可由相邻桩或专门设置的反力结构提供。压重平台反力装置的 主梁锚桩横梁反力装置的 主梁最大剪应力（千斤顶处）Q/2Q/2最大弯矩QL/SQLI4最大挠度QU!(128EJX)QLV(48EJX)梁端部最大转 角QU/(48EJx)W(16JX)适用条件梁受均布荷载作用，总荷载 为Q，主梁长七千斤顶在主梁的正中间，次 梁的集中荷载作用在主梁的 两端端部。加的筋 加的板qt1 x（b）压重皮力装置主梁图3-3静鼓试电钢梁受力示直图2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO3.主要检测仪器设备3.3 荷载测量装置静载试验均采用千斤顶与油泵相连的形式，由千斤顶施加荷载。荷载测量可采用以下两种形式，一是通过用放置在千斤顶上的荷重传感器直接测定，二是通过并联于千斤顶油路的压力表或压力传感器测定油压，根据千斤顶率 定曲线换算荷载。用荷重传感器测力，不需考虑千斤顶活塞摩擦对出力的影响；用油压表（或压力传感器）间接测量荷载需对千斤顶出力进行率定，受千斤 顶活塞摩擦的影响，不能简单地根据油压乘活塞面积计算荷载，同型号千斤顶 在保养正常状态下，相同油压时的出力相对误差约为1%2%,非正常时可高达 5%o不论采用哪一类千斤顶，油路的“单向阀”（又称止油阀）应安装在压力 表和油泵之间，不能安装在千斤顶和压力表之间，否则压力表无法监控千斤顶 的实际油压值。2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO3.主要检测仪器设备3.3 荷载测量装置采用自动化静载试验设备进行试验，采用荷重传感器测量荷重或采用压力 传感器测定油压，实现加卸荷与稳压自动化控制。量值溯源，不仅应对压力传 感器进行校准，而且还应对千斤顶进行校准，或者对压力传感器和千斤顶整个 测力系统进行校准。精密压力表使用环境温度为203,空气相对湿度不大于80%,当环境 温度太低或太高时应考虑温度修正。压力表准确度等级应优于或等于0.4级（即 压力表的示值误差不大于64%）。油压表的量程主要有25、40、60、100 MPa,应根据实际使用要求，合理选择油压表。荷重传感器：要求传感器的测量误差不应大于1%。千斤顶校准一般从其量程的20%或30%开始，根据58个点的校准结果给 出率定曲线（或校准方程）。选择千斤顶时，最大试验荷载对应的千斤顶出力 宜为千斤顶量程的20%80%。当采用两台及两台以上千斤顶加载时，为了避免受检桩偏心受荷，千斤顶 型号、规格应相同且应并联同步工作。2011年江苏省地基基础检测人员培训3.主要检测仪器设备3.3 荷载测量装置MlLOGO2011年江苏省地基基础检测人员培训3.主要检测仪器设备LOGO3.4 变形测量装置变形测量置包括基准梁、基桩桩和百分表或位移传感器。1、基准梁要有足够的刚度（工字钢作基准梁，高跨比不宜小于1/40；必要时可将两根 基准梁连接或者焊接成网架结构）基准梁越长，越容易受外界因素的影响，有时这种影响较难采取有效措施来预防。基准梁的一端应固定在基准桩上，另一端应简支于基准桩上，以减少温度变 化引起的基准梁挠曲变形。防护措施：在满足规范规定的条件下，基准梁不宜过长，并应采取有效遮挡 措施，以减少温度变化和刮风下雨、振动及其他外界因素的影响，尤其在昼 夜温差较大且白天有阳光照射时更应注意。一般情况下，温度对沉降的影响 约为12mm。2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO3.主要检测仪器设备3.4 变形测量装置2、基准桩GB500072002要求试桩、锚桩（压重平台支墩边）和基准桩之间的 中心距离大于4倍试桩和锚桩的设计直径且大于2.0m。1985年，国际土力学与基础工程协会（ISSMFE）根据世界各国对有 关静载试验的规定，提出了静载试验的建议方法并指出：试桩中心到 锚桩（或压重平台支墩边）和到基准桩各自间的距离应分别“不小于 2.5m或3。”，小直径桩按3。控缶！J,大直径桩按2.5m控制，这和我国 现行规范规定的“大于等于4D且不小于20m”相比更容易满足。高层 建筑物下的大直径桩试验荷载大、桩间净距小（规定最小中心距为 3D）,往往受设备能力制约，采用锚桩法检测时，三者间的距离有 时很难满足“大于等于4D”的要求，加长基准梁又难避免产生显著的 气候环境影响。考虑到现场验收试验中的困难，且加载过程中，锚桩 上拔对基准桩、试桩的影响一般小于压重平台对它们的影响。因此，规范JGJ1062）03对部分间距的规定放宽为“不小于3D”，具体见表 3-2 o2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO3.主要检测仪器设备3.4 变形测量装置JGJ106-2003试桩、锚桩（或压重平台支墩边）和基准桩之间的中心距离 表3-2注：1 D为试桩、锚桩或地锚的设计直径或边宽，取其较大者。2如试桩或锚桩为扩底桩或多支盘桩时，试桩与锚桩的中心距尚不应小于2倍反力装置试桩中心与锚桩中心（或压重平台支墩边）试桩中心与基准桩中心基准桩中心与锚桩中心（或压重平台支墩边）锚桩横梁4(3)。且2.0m4(3)。且2.0m4(3)。且2.0m压重平台%。且2.0m4(3)。且2.0m为)且2.0m地锚装置%。且2.0m4(3)。且2.0m且 2.0m扩大端直径。3括号内数值可用于工程桩验收检测时多排桩设计桩中心距离小于4D的情况。4软土场地压重平台堆载重量较大时，宜增加支墩边与基准桩中心和试桩中 心之间的距离，并在试验过程中观测基准桩的竖向位移。2011年江苏省地基基础检测人员培训3.主要检测仪器设备LOGO3.4 变形测量装置0 3、百分表和位移传感器:位置：沉降测定平面宜在桩顶200mm以下位置，最好不小于05倍桩 径，测点应牢固地固定于桩身，即不得在承压板上或千斤顶上设置沉 降观测点，避免因承压板变形导致沉降观测数据失实。数量：直径或边宽大于500mm的桩，应在其两个方向对称安置4个百 分表或位移传感器，直径或边宽小于等于500mm的桩可对称安置2个 百分表或位移传感器。精度与量程：变形测量宜采用位移传感器或大量程百分表，对于机械 式大量程（50mm）百分表，大量程百分表JJG379规定的1级标 准为：全程示值误差和回程误差分别不超过40Hm和8Hm,相当于满 量程测量误差不大于04。因此JGJ106-2003要求变形测量误差不 大于04FS,分辨力优于或等于常用的百分表量程有 50mm、30mm、10mm,量程越大、周期检定合格率越低，但变形 测量使用的百分表量程过小，可能造成频繁调表，影响测量精度。2011年江苏省地基基础检测人员培训3.主要检测仪器设备3.4 变形测量装置LOGO其它辅助设备：地基、复合地基试验用承压板、传力柱2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO4.现场检测技术方法4.1 检测程序图4-1检测工作程序框图2011年江苏省地基基础检测人员培训4.现场检测技术方法LOGO4.2 单桩竖向抗压静载试验1、试验依据及试验方法建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003地基基础设计规范GB50007-2002试验方法：慢速维持荷载法、快速维持荷载法。2、试验数量的确定当设计有要求或满足下列条件之一时，施工前应采用静载试验确定 单桩竖向抗压承载力特征值：1）设计等级为甲级、乙级的桩基；2）地质条件复杂、桩施工质量可靠性低;3）本地区采用的新桩型或新工艺。2011年江苏省地基基础检测人员培训4现场检测技术方法LOGO4.2 单桩竖向抗压静载试验2、试验数量的确定检测数量在同一条件下不应少于3根，且不宜少于总桩数的1%；当 工程桩总数在50根以内时，不应少于2根。选桩原则：单桩承载力和桩身完整性验收抽样检测的受检桩选择宜 符合下列规定：1施工质量有疑问的桩；2设计方认为重要的桩；3局部地质条件出现异常的桩；4施工工艺不同的桩；5承载力验收检测时适量选择完整性检测中判定的ni类桩；6除上述规定外，同类型桩宜均匀随机分布。2011年江苏省地基基础检测人员培训4现场检测技术方法LOGO4.2 单桩竖向抗压静载试验3、检测的时机由于成桩过程中，对地基土体产生了扰动使土体提供的阻力明显降 低，不同土性的土体强度恢复所需要的时间不尽相同；对于现场浇筑的 混凝土桩，尚需要桩身混凝土达到设计强度。现行标准对休止期的规定表33JGJ106-2003 GB50007-2002土的类型休止时间(d)土的类型休止时间(d)砂土7砂土7粉土10粘性土非饱和15粘性土15饱和25饱和软粘土25对于泥浆护壁灌注桩，宜适当延长休止时间。2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO4现场检测技术方法4.2 单桩竖向抗压静载试验4、现场试验装置及控制要求 1）两种典型的试验装置一主梁支承墩支承墩户 勺7/,4,7777,顶 斤 千顶 斤 千及堆载反力平台装置2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO4.现场检测技术方法4.2 单桩竖向抗压静载试验堆载反力装置2011年江苏省地基基础检测人员培训4.24.现场检测技术方法单桩竖向抗压静载试验工口垫块 枕头 次梁7千斤顶71承压板基准梁一拉杆锚笼/锚桩主筋试桩锚桩图36锚桩试验装置示意图主梁2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO4现场检测技术方法4.2一桩试验装置单桩竖向抗压静载试验2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO4现场检测技术方法4.2 单桩竖向抗压静载试验(a)四根锚桩的情况(b)五根锚桩的情况试桩锚桩(d)八根锚桩的情况o除试桩、锚桩外的其他工程桩选择锚桩图例2011年江苏省地基基础检测人员培训LOGO4现场检测技术方法4.2 单桩竖向抗压静载试验4.现场试验装置及控制要求a,试桩桩顶处理:试桩桩顶平面保持平整，并具有足够的强度。JGJ106-2003附录B混凝土桩桩头处理B.0.1混凝土桩应先凿掉桩顶部的破碎层和软弱混凝土。B.0.2桩头顶面应平整，桩头中轴线与桩身上部的中轴线应重合B.0.3桩头主筋应全部直通至桩顶混凝土保护层之下，各主筋应在同 一高度上。B.0.4距桩顶1倍桩径范围内，宜用厚度为35m的钢板围裹或距桩 顶1.5倍桩径范围内设置箍筋，间距不宜大于100mm。桩顶应设置钢 筋网片23层，间距60100 mm。B.0.5桩头混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高12级,且不得低于 C30oB.0.6高应变法检测的桩头测点处