复合地基静载荷试验（共6篇）
复合地基静载荷试验 篇1
0 引言
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称,一般有3种成桩施工方法:振动沉管灌注、长螺旋钻孔灌注成桩和长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注[1],它具有沉降变形小,施工简单,造价低,承载力提高幅度大,适用范围较广,社会和经济效益明显等特点。
1 工程概况
某客运专线一工程试验段路基基底采用CFG桩加固,CFG桩直径50 cm,正三角形布置,桩间距1.4 m;CFG桩设计混凝土强度等级为C15,桩长8.8 m～20 m。检测总桩数24根。
本工程范围内的地基土层主要分布为粉质黏土、砂土、全风化花岗岩(W4)及强风化花岗岩(W3)等岩土层。
2 载荷试验
2.1 试验装置
本次试验采用压重平台反力装置。加载装置为1个2 000 kN DYG200-200液压千斤顶和1台YZB63-0.27-1电动油泵。千斤顶行程是200 mm,压力表精度为1.5级,量程100 MPa;百分表连磁性表座4只,6 m长的基准梁2根。加载装置如图1所示。
2.2 试验方法
采用慢速维持荷载法,即沉降量相对稳定后再加下一级荷载。设计复合地基承载力200 kPa,试验要求加载至400 kPa。
根据承压板面积和设计要求,复合地基静载荷试验最大加荷量为400 kPa,单级荷载取预估试验荷载量的1/10,各级加荷量分别为80 kPa,120 kPa,160 kPa,200 kPa,240 kPa,280 kPa,320 kPa,360 kPa,400 kPa。
2.3 复合地基承载力特征值的确定
复合地基承载力特征值的确定按以下原则进行:1)当压力—沉降曲线上极限荷载能确定,而其值不小于对应比例界限的2倍时,可取比例界限;当其值小于对应比例界限的2倍时,可取极限荷载的1/2。2)当压力—沉降曲线是平缓的光滑曲线时,可按相对变形值确定。当以卵石、圆砾、密实粗中砂为主的地基,可取s/b或s/d=0.008时所对应的压力;当以黏性土、粉土为主的地基,可取s/b或s/d=0.01时所对应的压力单桩复合地基承载力特征值。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1/2。
3 数据整理与试验结果
3.1 数据整理
为确定单桩复合地基承载力,将现场试验数据应用计算机进行处理,并绘制p—s曲线。典型p—s曲线如图2所示。
3.2 试验结果
由试验结果可知,24根桩的p—s曲线均为缓变型,无明显陡降段。根据JGJ 79-2002建筑地基处理技术规范,复合地基承载力特征值的确定标准,现场载荷试验得到的承载力特征值见表1(限于篇幅,仅列举DK2083+935～DK2083+995里程范围)。
4 结语
本次试验共进行了24根CFG桩的单桩复合地基载荷检测。由试验结果可知,24根桩的p—s曲线均为缓变型,无明显陡降段。在400 kPa荷载作用下,最大沉降12.31 mm,最小沉降2.85 mm。24根桩的复合地基承载力特征值均大于200 kPa。所检测24根单桩复合地基的承载力特征值满足设计要求。
参考文献
[1]贺建湘.CFG桩施工技术及施工检测[J].露天采矿技术,2009(1):81-83.
[2]JGJ 79-2002,建筑地基处理技术规范[S].
[3]魏平.CFG桩复合地基的工作机理及承载力确定[J].山西建筑,2008,34(6):150-151.
[4]中铁十二局集团有限公司,客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准[S].
复合地基静载荷试验 篇2
关键词：静载荷试验，单桩复合基础，桩基础，承载力标准值
1.前言
现代生活中,土地使用成本越来越高,使得建筑物的高度不断增长,建筑物的结构越来越复杂,因此对建筑物的基础形式有了更高的要求。由于部分地区土质以软体土质为主，需要对地基进行处理才能满足建筑物基础施工的要求。地基处理是指为提高地基承载力，改善其变形性质或渗透性质而采取的人工处理地基的方法，桩基础由于具有抗震性能好，沉降量小和承载力高，可以解决部分软体土质的承载力的优点，在工程中得到越来越广泛的应用。通过静载荷试验可以得到明显的结论。
2.工程概况
某小区位于平原地区某县南部，建设19#住宅楼，住宅楼主体11层，地下车库1层，框架结构，拟用天然地基作为住宅楼的建筑基础，设计天然地基土承载力特征值不小于240kPa。建设场地地层构成自上而下依次为：杂填土、粉土粉质黏土、中粗砂、粉质黏土、中砂、粉质黏土。
3.浅层平板载荷试验
浅层平板载荷试验目的是确定天然地基的承压板下应力主要影响范围内的承载力。
浅层平板载荷试验方法是执行试验执行《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002），浅层平板载荷试验的标高与设计基础标高一致，试验采用慢速维持载荷法检测，采用刚性承压板为0.50m2，最大预估加载量为480kPa。 设备安装示意图见图1，试验所得地基承载力特征值如表1所示。
图1 载荷板试验示意图
表1 19#楼各试验点的天然地基承载力特征值确定表
根据上述列表可以得出，19#住宅楼的天然地基承载力特征值为150kPa。此场地天然地基土承载力特征值未达到240kPa,不能满足地基基础承载力要求。
4.处理方法及补救措施
由于天然地基承载力不能满足住宅楼设计要求，施工方采取部分粉质黏土置换碎石回填施工，采用质地坚硬的0.5-1石屑进行分层回填，最后用压路机往复碾压密实，使置换处理后地基承载力特征值能满足设计要求，通过二次浅层平板载荷试验得出结论，碎石密实置换处理后地基承载力得到提高，承载力特征值为210kPa，但是仍不能满足设计承载力要求。经过委托方和设计方论证研究决定，工程采用水泥粉煤灰碎石桩复合地基代替天然地基进行地基处理，从而达到提高地基承载力的要求。
5.单桩复合地基载荷试验
单桩复合地基是指天然地基和部分杂(素)填土地基在地基处理过程中部分土体得到增强或被置换，或在这些地基中设置加筋材料而形成增强体，由增强体和其周围地基土共同承担上部荷载并协调变形的人工地基。复合地基有两个基本特点：(1)加固区是由增强体和其周围地基土两部分组成，是非均质和各向异性的；(2)增强体和其周围地基土体共同承担荷载并协调变形。前一特征使它区别于均质地基(包括天然的和人工均质地基)，后一特征使它区别于桩基础。
单桩复合地基检测方法及检测依据是采用堆载反力装置，用油压千斤顶以慢速维持荷载法加卸载，用精密压力表控制荷载示值，用百分表测量各级荷载作用下承压板的沉降量。根据设计要求，采用水泥粉煤灰碎石桩，桩长10m，布桩形式采用正方形布桩，桩间距为1.50m，单桩复合地基承载力特征值为220kPa。承压板采用直径为1.50m面积为2.25㎡的正方型钢板，最大加荷值为440kPa。表2给出了单桩复合地基承载力特征值。
表2 19#楼各试验点的单桩复合地基承载力特征值确定表
注：s为沉降量；d为刚性承压板直径
根据上述列表可以得出，19#住宅楼的单桩复合地基承载力特征值为220kPa，此场地单桩复合地基承载力特征值可以满足住宅楼地基基础承载力要求，保障基础工程施工顺利进行。
6.结论
通过实例证明，经过桩基加固处理后的水泥粉煤灰碎石桩复合地基承载力得到明显增强，土体抗剪强度和土坡抗滑能力也得到明显改善，由此得知桩基础具有承载力高、改變软体土质、沉降小而较均匀的特点，可以适用于不同地区不同地质条件不同类型的工程，在将来基础施工中发挥越来越重要的作用。
参考文献：
[1]高大钊.岩土工程勘察与设计[M].北京，人民交通出版社，2010. [2]陈希哲.土力学与地基基础[M].北京，清华大学出版社，2003.
复合地基静载荷试验 篇3
1 工程概况
抚顺市某新建高层住宅楼工程位于抚顺市顺城区鲍家村南侧, 鲍家河东侧, 浑河北侧。该场地上部浅层为3～4m的粘性土层, 下部为强风化绿泥石片岩, 设计拟采用绿泥石片岩层作为天然基础持力层。为确定该层的地基承载力特征值及变形模量, 我们受建设单位委托, 根据《岩土工程勘察规范》 (GB50021-2001) 、辽宁省《建筑地基基础技术规范》DB21/907-2005以及辽宁省地方标准《岩土工程勘察技术规程》DB21/T1564.1～14-2007 J1119-2007的有关规定, 对场地选取了3点进行平板静载荷试验检测工作, 确保为设计部门提供的数据的可靠性。
2 基础持力层的确定
根据钻探资料以及现场开挖断面, 场地土岩性特征自上而下分述如下:
(1) 素填土:黄褐色, 稍湿, 稍密。
(2) 粉质粘土:灰褐色～黄褐色, 湿～饱和, 饱和, 软塑至可塑状态, 局部夹薄层粉土。
(3) 绿泥石片岩:暗绿色, 强风化状态, 呈片状, 片理明显, 主要矿物成分为绿泥石, 属于软质岩。
由上述描述可见, 上部地层承载力显然不满足工程设计需要, 基础持力层宜选用强风化绿泥石片岩层。
3 持力层地基承载力的确定
3.1 静载荷试验法确定地基承载力
3.1.1 静载荷试验设计
由场地的地层情况可知, 上部为薄层回填土, 中部为软塑至可塑粉质粘土, 下部为强风化绿泥石片岩。故本次检测试验我们采用了 (慢速维持荷载法) 平板静载荷试验, 在该场地中, 我们共选了3个试验点, 试验日期为2011年9月4日至7日。
本次静载荷试验采用圆形承压板, 承压板的面积为0.25m2, 采用500kN千斤顶加荷, 配100MPa标准压力表测压, 采用压重平台和配重作为反力系统, 以2块50mm量程百分表观测地基的沉降。根据相关规范及地质资料确定试验每级加荷160kPa, 首级160kPa, 终载均为1280kPa。
3.1.2 静载荷试验成果
根据整理后的数据, 本次静载荷试验3个试验点数据及静载荷试验曲线如下:
(1) 1号试验点试验结果及静载荷试验曲线见表1、图1。
注:平板载荷试验承压板面积0.25m2。
(2) 2号试验点试验结果及静载荷试验曲线见表2、图2。
(3) 3号试验点试验结果及静载荷试验曲线见表3、图3。
3.1.3 静载荷试验结果分析
注:平板载荷试验承压板面积0.25m2。
注:平板载荷试验承压板面积0.25m2。
由试静载荷试验结果可见, 1、2、3号试验点终载时均未出现极限荷载, 故取终载为极限荷载, 则地基承载力特征值取640kPa, 对应的沉降分别为2.02mm、3.20mm和2.36mm。
土的变形模量E0根据p-s曲线, 按照《岩土工程勘察规范》 (GB50021—2001) 中的公式算得:
E0=I0 (1-μ2) pd/s
式中:I0—刚性承压板的形状系数, 圆形承压板取0.785;
μ—土的泊松比, 取0.27;
d—承压板边长, 0.564m;
p—p-s曲线线性段的压力 (kPa) ;
s—与p对应的沉降 (mm) 。
根据静载荷试验曲线, 1号试验点, p可取640kPa, s取2.02mm, E0=130MPa;2号试验点, p可取640kPa, s取3.20mm, E0=82MPa;3号试验点, p可取640kPa, s取2.36mm, E0=111MPa。
由以上结果, 我们推荐本场地持力层承载力特征值可取640kPa, 变形模量可取82MPa。
3.2 规范查表法确定地基承载力
根据《辽宁省建筑地基基础技术规范》 (DB21/907-2005) (附录F) , 岩石地基承载力特征值可参考表4取值。
本高层建筑地基为强风化绿泥石片岩, 由表4可推断, 其地基承载力可取200～500kPa, 根据本场区岩石的风化程度与破碎情况取地基承载力特征值为450kPa。
3.3 地基承载力取值
根据静载荷试验结果以及规范法确定的地基承载力特征值结果, 我们推荐本场地的地基承载力特征值为450kPa, 由此承载力特征值计算得变形模量为58MPa。
4 结论与建议
(1) 通过对场地3个试验点的平板静载荷试验结果以及地方规范确定的地基承载力特征值, 我们推荐本高层住宅楼天然地基强风化绿泥石片岩承载力特征值可取450kPa, 变形模量可取58MPa。
(2) 强风化绿泥石片岩存在遇水软化 (泥化) 、强度降低、受压后变形加大等特性, 故浇注混凝土前应及时进行清底, 方能进行下道工序施工, 确保施工期及使用期岩基不致遭水浸泡, 避免地基承载力下降。
(3) 本场地强风化绿泥石片岩裂隙非常发育, 在外界扰动后极易破碎, 故在开挖基槽时应避免爆破导致承载力降低。
5 结束语
针对建筑场区中绿泥石片岩地基有遇水软化、强度降低、受压后变形加大等特点, 在确定其岩石地基承载力时, 采用了地质钻探、现场载荷试验等多种手段相结合的评价方法, 较为科学、可靠地确定软质岩石的地基承载力, 使基础工程的设计、施工更为合理和安全。
摘要：某新建高层住宅楼工程设计拟采用浅层强风化绿泥石片岩作为天然基础持力层, 为确定地基承载力特征值, 选用了平板静载荷试验 (慢速维持荷载法) 对地基进行了检测工作。对检测过程进行了介绍, 并结合该场地的地质环境特征, 对该场地的承载力特征值及变形模量提出建议。
关键词：平板静载荷试验,慢速维持荷载法,地基承载力特征值,变形模量
参考文献
[1]GB50021-2001, 岩土工程勘察规范[S].
[2]DB21/907-2005, 建筑地基基础技术规范[R].
[3]DB21/T1564, 岩土工程勘察技术规程[S].
[4]工程地质手册 (第四版) [M].
复合地基静载荷试验 篇4
关键词：路基处理,水泥土挤密桩,现场试验
1 概述
由某项目部承建的郑州至西安铁路客运专线某标段线路长5.2km, 其中路基工程3.8km, 路基工程占线路总长的73.1%, 大部分属于高填方路基路段, 最大填筑高度为6.89m。该线为时速350km/h的双线客运专线铁路, 对路基工程 (含基床底层) 的压实标准和工后沉降要求十分严格。
水泥土挤密桩法首次大概大规模应用于郑西客运专线湿陷性黄土地基处理, 对于该桩型复合地基的受力性状、变形规律的研究没有相应的理论, 其设计、施工方面还没有配套的规范规程, 也缺乏足够的经验。通过载荷试验和路基下桩、土应力测试, 采用现场实测分析方法对水泥土挤密桩复合地基的工作性状进行分析研究其承载性。
2 试验概况
湿陷性黄土属于非饱和的欠压密土, 具有较大的孔隙率和偏低的干密度, 是其产生湿陷性的根本原因, 湿陷性黄土的最大特点是:在土的自重压力和土的附件压力与自重压力共同作用下受水浸湿时将发生急剧而大量的附加下沉现象。
量测工作所在的试验段位于郑州至渑池某标段。选取两个断面, 分别在桩顶和桩间土位置埋设土应力盒, 在路基填筑过程中及施工完毕后的一段时间内对桩顶、桩间土上的应力变化进行观测, 以此分析水泥土挤密桩复合地基的工作性状。
2.1 水泥土挤密桩单桩复合地基载荷试验加载方式
单桩复合地基静载荷实验堆积量依据最大荷载及置换率、承压板面积综合计算。单桩复合地基静载荷实验承压板采用1.0×1.0m2方板, 板底铺设150mm中粗砂垫层作为找平层, 试坑底开挖至桩顶标高。采用手动油压千斤顶加载, 工字钢搭设堆载平台, 砂浆堆积提供反力。采用慢速维持荷载进行加载, 每一级加载间隔时间为1小时。
2.2 荷载及沉降测定
荷载值通过油压表测量, 再由千斤顶的标定曲线换算给出;试桩沉降则通过承压板两边对称架设的机械式百分表测量, 所有百分表均用于磁性表座固定于由脚手架钢管构成的基准梁上, 基准梁在独立的基准桩上安装, 基准桩中心与承压板中心的距离为4.2m, 基准桩中心与压重平台智敦边的距离为2.2m。
3 桩、土应力分析
通过单桩复合地基载荷试验中埋设于桩顶及桩间土上的土压力盒测定应力值, 计算桩顶及地基土表面的平均应力值Á、Á得到桩土应力比nÁÂ。从中选取典型的n~P曲线, 通过分析桩土应力比n的变化研究水泥土挤密桩复合地基的工作性状。
图1为桩土应力比n随荷载水平的变化曲线。可以看出, 随着荷载的增加, 桩土应力比逐渐增大, 总体趋势是各条曲线存在一个明显的峰值, 即n值先增大后减小, 峰值范围约11.2~18.8。峰值的出现标志着桩体材料开始发生破坏, 原先作用于桩顶处的荷载此时开始向桩间土上转移。
1号桩、2号桩n~P曲线变化较缓, n值增加和减小的幅度均较小;n峰值分别为12.8、11.2, 出现在P=162k Pa附近。3号桩、4号桩n~P曲线变化幅度较大, 在接近桩土应力比最大值时, 增加速度有加快的趋势, 且超过峰值以后曲线急剧下降;n峰值分别为18.8、12.4, 出现在P=327k Pa附近。
4 刚、柔基础下复合地基工作机理的对比分析
4.1 载荷试验条件下
在刚性基础下桩、土顶面满足变形协调, 即在刚性荷载板作用下, 强迫桩顶的沉降与桩间土的沉降相同。在相同应变条件下, 由于桩、土的应力应变关系不同, 其强度的发挥水平就不同。故大部分荷载向桩顶集中, 桩顶应力远大于桩间土, 桩土应力比较大。通过现场水泥土桩载荷试验发现, 对于刚性基础下柔性桩复合地基是桩头先压坏, 其承载力随之降低, 荷载向桩间土转移, 故桩土应力比随荷载的增加呈现出由小到大达到峰值后、再逐渐减小的向上凸显的单峰曲线特征。
4.2 路基填土条件下
在路基填土这样的柔性的柔性基础下复合地基, 基础刚度很小, 有利于桩间土承载力的发挥, 即在相同的荷载下, 柔性荷载下桩间土承受更多的荷载, 先于桩发生竖向变形。柔性基础下的复合地基桩土应力比要比刚性基础下小得多, 原因就在于柔性基础下桩顶有向上刺入的余地, 产生桩土沉降差, 荷载不会大规模地向桩顶转移。桩间土沉降大于桩顶沉降, 桩身上部出现负摩阻力。在测试过程中, 桩土应力比n值在持续堆载期随荷载的增大而增大, 施工间歇期出现下降, 这样的波动变化在施工过程中反复出现。反映出柔性基础下随着荷载的增加复合地基桩、土受力的变形的发展趋势。
由此可见, 柔性基础下的复合地基工作机理与刚性基础下的复合地基截然不同, 分析认为其差异主要源于两个方面:一是刚性荷载板和路基填土的刚度差别, 刚性荷载板下桩、土顶面变形协调, 路基填土荷载下桩顶和桩间土的竖向变形不相同;其次是路基荷载远小于载荷试验所施加的荷载, 不能像载荷试验条件下复合地基进入塑性变形阶段, 故桩土应力比n的峰值难以表现出来, 最终趋于一个稳定值。
5 结论
通过以上现场试验并综合分析试验结果, 可以得出以下结论:
5.1 n值先增大后减小, 峰值范围约为11.2 18.8。
5.2 刚性地基和柔性地基下复合地基承载特性存在很大的差异。柔性地基下桩间土分担了相对于刚性基础下较多的荷载。
5.3 路基荷载下的复合地基设计应按变形控制。
5.4 水泥土挤密桩作为铁路湿陷性黄土地基处理是可行的。
参考文献
[1]谭罗荣, 孔令伟.特殊岩土工程土质学[M].北京:科学出版社, 2006, 97.
[2]杨广庆, 刘树山, 刘田明.高速铁路路基设计与施工[M].北京:中国铁道出版社, 1999.
[3]杨广庆, 荀国利.高速铁路路基改良土的有关问题[J].铁道标准设计, 2003, (5) :15-16.
复合地基静荷载试验检测方法探讨 篇5
复合地基静荷载法试验检测方法是目前公认的检测复合地基承载力最直观、最可靠的试验方法。该试验是通过在试桩顶逐级施加持续荷载, 记录荷载、位移与时间的关系, 从而分析、确定试验桩复合地基的承载能力。
本文结合我省某工程静荷载法试验为例, 对复合地基静荷载法试验过程及相应数据分析结果进行论述, 考虑到施工要求, 本次静载试验以检验桩的施工质量和承载力是否符合设计要求为目的, 不进行破坏试验。
2 复合地基静荷载试验检测原理
2.1 试验方法
单桩复合地基静载荷法是通过对试验点复合地基施加压力, 使试验点桩-土复合地基共同产生相对位移, 并通过静载荷试验装置的压力传感器和加装在承载板上的位移计, 记录不同级别荷载 (Q/P) 和与之相对应的位移 (s) , 绘出荷载-沉降曲线 (Q/P-s曲线) 、曲线沉降-时间对数曲线 (s-lgt曲线) , 必要时还应绘制s-lg Q/P曲线 (单对数法) 等进行综合分析比较, 并利用相关规范限定条件来确定极限荷载值, 判定试验点的复合地基承载力。
本次单桩复合地基承载力是采用静载荷试验法进行检测的, 反力系统为压重平台反力装置 (试验前荷载一次堆上) , 加荷系统为千斤顶 (配备压力表) , 承压板采用与单桩承担的处理面积 (1.69m2) 相等的矩形钢板 (1.3m×1.3m) , 单桩复合地基静载试验现场测试设备安装示意图如图1所示。
根据单桩复合地基承载力设计特征值为130k Pa和单桩复合地基静载试验的承压板面积为1.69m2 (1.3m×1.3m) , 按最大加载压力应不小于设计要求承载力 (219.7k N) 的2倍 (439.4k N) 这一规范要求, 故本次试验最大加载压力取440k N (即260k Pa) , 分9级 (或8级) 进行逐级加载, 每级49k N (分级荷载) , 首级采用2级98k N (或1级) , 以后逐级等量加载。卸载时逐级进行, 每级卸载量为分级荷载的两倍, 直至卸载到0。
2.2 反力装置试验要求执行情况
(1) 单桩复合地基静荷载试验桩的中心 (或形心) 与承载板中心保持一致, 并与荷载作用点相重合。
(2) 承压板底面下铺设粗砂或中砂垫层, 垫层厚度一般为100~150mm。
(3) 加载等级分为8~9级, 预压荷载不大于22k N;最大加载压力为440k N。
(4) 每加一级荷载前后均由设备自动采集承压板沉降量一次, 以后每半小时采集一次。卸载时, 测读时间间隔为5min;卸载至零时测读一次, 维持时间结束时再测读一次。
2.3 试验终止条件
当出现下列情况之一时终止加载:
(1) 沉降急剧增大, 土被挤出或承载板周围出现明显的隆起;
(2) 承压板的累计沉降量已大于其宽度的6%;
(3) 当达不到极限荷载, 而最大加载压力已大于设计要求压力值的2倍。
2.4 复合地基承载力特征值的确定
(1) 当压力-沉降曲线上极限荷载能确定, 而其值不小于对应比例界限的2倍时, 可取比例界限;当其值小于对应比例界限的2倍时, 可取极限荷载的一半。
(2) 当压力-沉降曲线是平缓的光滑曲线时, 可按相对变形值来确定。对水泥土搅拌桩取s/b或s/d等于0.006~0.008所对应的压力, 本次试验选取s/b或s/d等于0.006所对应的压力作为检测点复合地基承载力特征值。 (s为载荷试验承压板的沉降量;b和d分别为承压板宽度和直径, 当其大于2m时, 按2m计算)
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。
3 工程实例
3.1 工程概述
某工程软基处理主要施工路段为:K0+020~K8+430, K11+397~K18+200, 采用喷粉搅拌桩湿法施工进行地基加固处理。桩径1.0m, 桩长范围为6.0~25.0m, 桩间距为2.0~2.6m, 设计要求单桩承载力特征值为800k N, 加固后的复合地基承载力特征值为130k Pa, 桩身平均无侧限抗压强度不小于0.8MPa。施工用水泥掺入比设计不小于13%, 水泥品种为32.5级以上复合水泥。
本次采用堆载法进行单桩复合地基静荷载荷法试验检测单桩复合地基承载力。
3.2 工程地质概况
该项目局部地区存在软弱土等不良地质。沿线软弱土主要分布在K5+780~K6+950段, 软土厚度较均匀, 一般在6~10m之间。
3.3 试验成果总体分析
3.3.1 试验结果判定
试验点当荷载加至260k Pa时, 总沉降量均未超过承压板直径的6%, 沉降及稳定时间均正常, P-s曲线未出现陡降段, 表明试验点在该试验荷载下均未达到极限状态。压力-沉降曲线总体较平缓、光滑, 按相对变形值确定其承载力特征值均大于130k Pa, 由于大于最大加载压力的一半 (130k Pa) , 按《建筑地基处理技术规范》 (JGJ79-2012) 规定: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。本试验最大加载压力为260k Pa, 故试验点单桩复合地基承载力特征值统一取为130k Pa。
3.3.2 试验结果分析
试验点水泥搅拌桩单桩复合地基载荷试验p-s曲线较平缓、光滑, 加载至260k Pa时, 地基总沉降量为24.71mm;卸载后残余沉降为11.78mm, 回弹率为52.3%;s-lgt曲线分析, 各级荷载对应的时程曲线均较平坦, 未出现明显下弯。以上情况说明, 该试验点地基受压尚未达到极限状态, 由于极限荷载不能确定, 根据JGJ79-2012规范中复合地基载荷试验要点, 可按相对变形值确定复合地基承载力特征值, 可取S/b=0.006所对应的荷载值 (169k Pa) 作为复合地基承载力特征值, 由于该值大于最大加载量 (260k Pa) 的一半, 取最大加载量的一半荷载值 (130k Pa) 作为该试验点的地基承载力特征值。
本次试验有关图表如表1所示 (见图2~4) 。
3.3.3 结论
抽检的水泥搅拌桩单桩复合地基承载力特征值试验结果均为130k Pa, 不小于设计值130k Pa, 表明所有抽检点单桩复合地基承载力满足设计要求。
4 注意事项
4.1 砂垫层
砂找平层对试验结果的影响。载荷板底面下宜铺设中、粗砂或砂石、碎石垫层, 垫层厚度取50~150mm, 桩身强度高时宜取大值。试验前应充分预压, 消除砂垫层间隙。
4.2 试验压板高程
试验压板高程应与基础底面的设计高程相同。试验压板高程不同, 影响试验桩实际受到的摩擦力大小, 同时直接影响试验桩实际承载力。
4.3 承载板面积
试验点的复合地基面积不足或大于处理面积时, 试验加载量应作修正, 不能简单地按整个复合地基的平均承载力来计算该试验点的承载力。试验压板面积与试验点的处理面积不一致时, 试验加载量应作修正。
4.4 主梁与千斤顶需预留间隙
试验前主梁与千斤顶必须预留一定间隙。如果试验前主梁压上千斤顶, 堆载平台上的荷载在试验前就已传递至试验桩头, 试验点地基试验前就产生了沉降, 该部分沉降没有计算在试验沉降量内, 会造成试验最终总沉降量偏小或错误。
4.5 基准横梁稳定性
试验检测沉降量是通过检测承压板与基准横梁相对位移量来反映的。基准横梁若发生扰动, 会导致试验沉降量不准确, 直接影响试验检测准确性。故务必确保基准横梁稳定性。
4.6 准确对中
试验准确对中包括:堆载平台荷载布置均匀, 避免偏心;试验横梁、千斤顶、承载板与桩头等确保其形心在同一直线。若堆载平台荷载布置不均匀、偏心, 试验横梁偏心等, 试验过程堆载平台会发生倾斜, 造成试验无法进行结束而提前终止;千斤顶、承载板与桩头等形心不在同一直线, 试验时承载板受力偏心, 不均匀沉降, 造成承载板面积不符合设计, 最终造成试验结果不准确甚至错误。
4.7 特征值确定
承载力特征值的确定问题。从大量的复合地基载荷试验资料中发现压力沉降关系线是一条平缓的光滑曲线, 一般看不出明显的拐点, 相邻两级压力所对应的沉降量之比亦无一定规律, ……考虑到国外对天然地基土载荷试验多数按控制变形方法来确定承载力的趋向, 建议主要按规定的沉降比 (压板平均沉降量S与压板宽度b或直径d之比) 确定复合地基承载力基本值。
4.8 桩数选择
复合地基桩与钢筋混凝土桩的主要区别在于, 复合地基是桩和土共同承担上部结构传来的荷载, 而钢筋混凝土桩一般只考虑桩的承载力, 不直接考虑土的承载力。从检验的准确性要求来说, 每个测点所包含的桩数越多, 其试验结果的准确性就越高;当然, 一个测点所包含的桩数也不可能太多, 过多既不现实、也不经济, 一般来说采取4桩复合地基作为一个测点比较合适。
4.9 试验时间
传统的静载试验的慢速维持荷载法费时、费力, 已远不能适应当前检测工作的发展, 对于快速荷载试验法技术, 有很多试验单位都对此进行了大量的现场试验与比对。基于国外的经验, 能够看到, 快速荷载试验法是未来试验手段主要的发展方向。我国是桩基工程使用量与检测量的大国, 伴随测试理论及技术的日趋发展, 国际技术交流的不断加深, 桩基静载试验将越来越走向成熟并形成自己的特色。
5 结语
水泥搅拌桩复合地基施工时对搅拌的匀质性、桩体强度、桩底的情况缺乏控制, 进而致使复合地基的离散性比较大, 很难从硬指标上对质量进行把控。如果最终静荷载荷试验这一关无法得到有效把控, 致使不合格的复合地基过关, 就会给工程造成很大的结构隐患。通过国内的经验, 我们能够看到, 复合地基比其他类型桩所发生的质量事故要多, 且难以加固处理。其中检测方面的原因为:“单桩承载力和复合地基压板试验的深度和试验数量均不符合规范要求, 平面位置缺乏代表性, 基试验结果不能反映实际情况下的受力状态, 所提供的试验结果不能作为地基基础设计的正确依据。”可见静载荷法试验在检验复合地基质量上是很重要的, 而规范试验检测方法、试验参数的正确选择以及结果的准确判断又是做好载荷试验的关键所在。
摘要：本文根据我省复合地基静载法试验实际情况, 结合我省某工程实例, 论述采用堆载装置实现复合地基静荷载法试验的过程, 并进行相应数据分析, 提出了静荷载法试验过程中的应注意一些问题。
关键词：静载法试验,检测方法,探讨
参考文献
[1]陈凡, 徐天平.基桩质量检测技术[S].北京:中国建筑工业出版社, 2003.
[2]中国建筑科学研究院.《建筑基桩检测技术规范》 (JGJ106-2003) [S].北京:中国建筑工业出版社, 2003.
复合地基静载荷试验 篇6
单桩竖向静载试验就是以一固定时间段的沉降量作为稳定标准, 通过施加不同大小的荷载, 测读桩身的沉降量, 从而得出荷载与沉降量的关系曲线, 通过试验数据的判读来确定桩的承载力大小。
本文通过对兰州地区某厂房桩基静载荷试验的设计以及研究, 对兰州地区同类工程的设计及施工提供指导依据。
1 桩基静载荷试验的机理
桩基的静载荷试验是通过在桩顶分级施加轴向压力, 并观测桩的相应观测点的沉降量。最后, 根据桩基所受的荷载与位移之间的关系 (即Q-S曲线) 判定相应的单桩竖向抗压承载力。
2 工程概况
拟建工程场地位于兰州市某工厂内, 拟建物为一栋单层厂房, 高度为22m, 建筑用地面积49.9×30.1m2。工程重要性等级为二级, 场地复杂程度等级为三级, 地基复杂程度等级为二级。
该工程场地位于兰州段陷盆地之外, 场地内部及外围附近无第四系活动断裂, 地层自上而下依次为: (1) 杂填土厚度为0.6~1.9m; (2) 状粉厚度为5.0~6.1m; (3) 卵石最大厚度为7.4m (未揭穿) 。
3 基桩静载荷试验方案的设计
本试验根据现场条件选择锚桩横梁反力装置。试验加载采用两台油压千斤顶加载并联同步工作。千斤顶的合力中心应与桩轴线重合。沉降测量采用位移传感器。采用慢速维持荷载法荷载分8~10级加载, 待前一级荷载达到稳定标准后, 方可加下级荷载, 加载至桩基承载力特征值的两倍, 具体布置方案如图1所示。
4 基桩静载荷试验数据处理
本次试验桩为机械成孔混凝土灌注桩, 试桩3根, 其编号为1# (桩长10.4m, 桩径0.6m) 、2# (桩长11.2m, 桩径0.8m) 、3# (桩长10.2m, 桩径0.6m) 。为保证试验桩和锚桩不被破坏, 加荷量为设计荷载的2倍。各试验桩参数均由施工单位提供, 桩顶标高由该建筑±0.000标高引测, 具体情况见表1-3。
5 基桩静载荷试验数据分析
试验数据分析表明:在天然状态下, 1#桩顶竖向最大稳定加荷量1460k N, 相应沉降3.32mm, 最大回弹量2.26mm, 回弹率68.1%, Q-S关系线呈缓变型, 近似直线, 加荷已达到设计荷载2倍终止加载条件, 未出现极限破坏状态, 终止加荷, 如图2所示。据图表分析, 该试桩竖向极限承载力实测值取Q-S线最大荷载值1460k N。经计算该试桩的竖向承载力极限值大于1460k N, 该试桩的竖向承载力特征值大于730k;试桩2#桩顶竖向最大稳定加载量2200k N, 相应沉降为3.61mm, 最大回弹量2.22mm, 回弹率61.5%, Q~S关系线呈缓变型, 近似直线, 加荷已达到设计荷载2倍终止加载条件, 未出现极限破坏状态, 终止加荷, 如图2所示。据图表分析, 该试桩竖向极限承载力实测值取Q-S线最大荷载值2200k N。经计算该试桩的竖向承载力极限值大于2200k N, 该试桩的竖向承载力特征值大于1100k N;试桩3#桩顶竖向最大稳定加载量1200k N, 相应沉降为2.49mm, 最大回弹量1.49mm, 回弹率59.8%, Q-S关系线呈缓变型, 近似直线, 加荷已达到设计荷载2倍终止加载条件, 未出现极限破坏状态, 终止加荷, 如图3所示。据图表分析, 该试桩竖向极限承载力实测值取Q~S线最大荷载值1200k N。经计算该试桩的竖向承载力极限值大于1200k N, 该试桩的竖向承载力特征值大于600k N。
6 结论
各试验桩在经过桩基静载荷试验后, 并通过计算可以发现试验桩竖向承载能力均已达到要求。
参考文献
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