地基土承载力

地基土承载力（精选10篇）

地基土承载力 篇1

1 概述

所谓水泥土搅拌桩复合地基, 就是通过褥垫层、水泥土搅拌桩及其桩间土所组成的一种复合地基。其中, 水泥土搅拌桩即为一种由一定配比的水泥、砂石料以及粉煤灰经过加水搅拌而成的桩基, 其全称为水泥粉煤灰碎石桩。水泥土搅拌桩复合地基的应用非常广泛, 对于诸如素填土、杂填土、淤泥质土、黏土、粉土以及砂土等软弱地基的加固处理均有良好的效果, 且其施工成本相对也比较低, 因此其近年来在我国得到了迅速的推广和普及。本文首先对水泥土搅拌桩复合地基的受力原理进行了简要的概述, 并通过几种典型的水泥土搅拌桩复合地基质量检测方法来对其变形特性与承载力进行了深入的探讨和分析。

2 水泥土搅拌桩复合地基受力原理概述

通过水泥土搅拌桩复合地基的受力原理分析我们可以看出, 因为在水泥土搅拌桩与承台之间通常会设置十到三十公分厚的褥垫层, 因此该复合地基是由水泥土搅拌桩和土层来共同承担上部结构传来的荷载, 然而由于桩土的应力比非常大, 因此其竖向荷载由水泥土搅拌桩承担的比重就比较大。同时也由于褥垫层造成了水泥土搅拌桩与承台的分离, 导致了绝大部分的水平荷载都被承台四周的土层以及承台底的桩间土所承担, 并且由于通常水泥土搅拌桩复合地基的置换率也比较低, 因此其水平荷载由水泥土搅拌桩基承担的比重就很小。简而言之, 水泥土搅拌桩其实就是以承担上部结构的竖向荷载为主的。通过大量的模拟实验结果和工程实践数据表明, 当水泥土搅拌桩复合地基当中的褥垫层厚度能够达到十公分以上时, 水泥土搅拌桩体就基本上不可能出现水平折断的情况, 那么也就表示水泥土搅拌桩在该复合地基中基本上不可能丧失工作能力。由此可见, 水泥土搅拌桩在该复合地基当中, 所起到的主要作用就是承担上部结构传递而来的竖向承载力。因此, 水泥土搅拌桩复合地基的处理方法在取土成孔柱锤夯扩作用下是完全能够得到保证的。

3 通过质量检测方法探析水泥土搅拌桩复合地基的变形特性与承载力

3.1 单桩复合地基静载荷检测方法

本方法是检测单桩复合地基承载力, 采用压重平台反力载荷装置, 用沙袋堆载荷载, 用钢梁搭设平台, 将配重均匀稳固地放置于平台上。平台中心位置下的桩顶上放置圆形钢制承压板。千斤顶稳固在承压板上, 其活塞与主梁相连。平台中心、承压板中心、千斤顶底面中心与桩中心在同一铅垂线上, 保证受力均匀和加载时的垂直度。加载时, 通过压重平台装置提供反力, 用千斤顶在承压板上逐级加压。最大加载值为设计要求承载力值的两倍, 荷载分级为最大荷载的十分之一, 每级加载后间隔半小时通过JCQ-503C静荷载自动试验仪测读一次, 沉降相对稳定 (△S<0.1mm/h) 后施加下一级荷载直至达到规范荷载。卸载级数为加载级数的一半, 等量进行, 每卸一级, 间隔半小时, 读记回弹量, 待卸完全部荷载后, 间隔三小时读记回弹量。

3.2 单桩竖向承载力检测方法

本方法主要是检测单桩的竖向抗压承载力, 基本原理是:竖向荷载逐渐施加于单桩顶, 桩身上部受压缩而产生相对于土体的向下位移, 桩侧表面有向上的摩擦阻力, 随着桩身荷载的增大, 桩身压缩变形和位移量也增大, 以单桩竖向抗压载荷试验Q-s曲线为基础, 取该曲线的前几级荷载下沉降原始数据进行分析, 进而对Q-s曲线的发展趋势作出预测。单桩竖向承载力试验检测的仪器有千斤顶、JCQ-503C静荷载自动试验仪等, 千斤顶直接作用在桩头上。最大加载值为设计要求承载力值的两倍, 荷载分级为最大荷载的十分之一, 第一级按两倍分级荷载加荷。每级加荷后, 间隔五分钟、十分钟、十五分钟各测读一次, 累计一小时后每隔半小时测读一次, 达到相对稳定并出现两次时施加下一级荷载。每级卸载值为加载值的一半, 卸载后隔十五分钟测读一次, 读两次后, 隔半小时再读一次, 即可卸载下一级荷载, 全部卸载后, 隔三到四小时再测读一次。

3.3 低应变动力测试方法

低应变测试的原理是:通过用力棒锤击桩头, 其产生的应力波向下传递, 在传递过程中当遇到桩身缩径、裂缝和桩底土等阻抗发生变化处, 应力波发生反射, 用桩基测试仪接受反射的信号, 并通过计算机进行分析, 来判断桩身是否存在裂缝、缩径、断桩等缺陷, 检测桩身是否完好。根据规范要求, 低应变检测数量为总桩数的百分之十。试验仪器可选用C5型FEI桩基分析系统, 试验锤击装置选用力棒。检测时首先进行桩头处理, 使桩头露出新鲜的混凝土, 不能有杂物。传感器安装在距桩中心三分之二半径处, 锤击处在桩顶中心, 传感器安装处和桩顶要在一平面, 当安装传感器处不平时, 可用石膏或牙膏找平。再在桩顶固定一个加速度计, 设置好有关参数后, 用力棒进行锤击, 及时检查曲线质量并由仪器记录。为保证检测结果, 在一个桩上进行多个对称测点, 每个测点锤击五到十次, 然后进行室内计算机分析。

结束语

对于水泥土搅拌桩复合地基的变形特性与承载力, 笔者通过大量工程经验总结出了几点心得:第一, 一旦在静载试验过程中发现其承载力出现问题时, 在检验结束之后必须立即对桩身进行检验, 通过对桩头的探查判断其是否已经被压坏, 或者通过低应变检测来判断桩身是否在某个部位上存在着缺陷;第二, 低应变检测应当在静载试验之前进行, 因为静载试验过程中由于荷载的作用, 极有可能导致桩基的初始状态产生一定的改变, 从而影响低应变检测对桩身质量分析和判断的准确性;第三, 在进行复合地基静载试验时, 其最大加载量并不一定要求正好等于复合地基承载力特征值的两倍, 而是可以按照桩身混凝土的强度等级大小来进行适当调整。

参考文献

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浅谈载荷试验确定复合地基承载力 篇2

【关键词】复合地基;承栽力;回弹法

0.前言

目前，在我国的基础建设中，复合地基应用于软弱地基的处理越来越广泛，而确定地基承载力已成为复合地基设计与施工中的关键问题。现阶段，复合地基承载力的确定有两种方法，一为直接根据有关规范给定的经验公式计算，另一方法即为根据原位试验确定，而在诸多原位试验中，载荷试验是应用最多的，也是最广泛的，由试验确定的数值也被认为是最精确的。先选用经验参数，采用公式进行初步设计，然后再用载荷试验方法进行检验，这是目前最普遍的程序。

复合地基载荷试验综合反映了桩及桩间土的承载性状，但桩或土破坏顺序不同、桩的长短不一及桩间土性质不同，可表现为不同类型的载荷试验P—S曲线。依据曲线类型的不同，应如何采用合适的承载力确定方法成为确定承载力的关键问题。本文结合一工程实例，探讨载荷试验确定复合地基承载力的方法。

1.目前载荷试验确定地基承载力的标准分析

目前国家现行行业规范规定：在满足试验终止加荷条件时复合地基承载力基本值可按以下三种标准取值：①取比例极限所对应的荷载，不能大于所加最大荷载的一半；②当极限荷载能确定时，取极限荷载的一半，但有个前提，即极限荷载能确定，如图1中曲线A；③ 按相对变形值确定，可取s／d(或s／b)一0．006～0．015(s为变形值，d或b为承压板直径或宽度)对应的荷载，各种地基有不同的取值。另外，上海市、广东省等各有符合本地实际情况的地方规范。

大量工程实践证明，载荷试验P—S曲线在低荷载水平的前半段多为光滑曲线，尤其在软土地区或桩体刚度较低时，很难找到明显的比例极限荷载。因此按① 、②确定承载力，人为因素较大，可操作性不强。工程实践中多采用③按相对变形法来确定承载力。它的理论基础可认为：如果载荷板与基础的压力相同，则s／b(或d)比例應大致相等。这是与目前按变形控制进行工程设计的观点相一致的，尤其对短桩和无较好持力层时，该法更能满足建筑物按沉降控制的要求。但由于s／d为一范围值，沉降量取值上、下限相差达2．5倍。实际应用时，还应考虑具体的土质条件及建筑物在该地区土层条件下的允许沉降值来恰当选取 s／d的值。

2.载荷试验回弹值确定地基承载力

认为复合地基的弹性应变与塑性应变是完全可以区分开的，弹性变形发展到一定阶段后才会进到塑性变形阶段。而由弹性变形进到塑料变形阶段，即为该复合地基承载力基本值。如图2，在0-Per荷载范围内，认为只发生弹性应变而不发生塑性应变，经卸荷至零一段时间恢复后，弹性变形可完全恢复；而塑性变形是不能恢复的。基于以上认识，做复合地基载荷试验，在试验达到终止条件后，逐级卸荷至零，作出P—S压缩曲线和回弹曲线，然后在压缩曲线上找出与静载试验回弹量相同的沉降值，该值对应的临界压力值，即为复合地基承载力基本值。

图2 回弹试验曲线

3.静载试验回弹确定承载力实例分析

某工程采用水泥土桩进行地基处理，该复合地基由载荷试验确定地基承载力。场地地层条件见表1，地下水位一15．5m，水泥土桩有效桩长8m，桩间距1．0～1．5m，设计复合地基承载力为180kPa，在保证置换率相同的情况下，做单桩复合地基载荷试验，共6个点做载荷试验，结果见表2。

总体上来看，除6#试验点外，其余各试验点由回弹法和相对变形控制法所确定的承载力相差并不大。

位于场地南面的3#试验点，由于受地下排水管渗漏影响，该处含水量相对较高，因此土体强度相对较低，按s／d=0．006得到复合地基承载力基本值()仅为155kPa，而动测显示该桩波速并无异常，估计采取措施对渗漏加以控制后，相信该处地基强度应该可以提高。

而6#试验点压缩曲线类似于典型曲线，按回弹法确定(fsp)为135kPa明显低于其它方法按相对变形控制所确定的175kPa，经动测发现该桩在埋深6．5m处严重缩径，估计加荷终止时已将该处压坏，因此卸荷后弹性变形恢复较少，故用回弹法得到的承载力较低。若用相对变形控制，由于在较低应力水平时(比例极限荷载附近)，深部缩径对变形影响较小，故该法得到的承载力较回弹法要高，偏离实际情况。因此，从这个工程实例可以看出，回弹法能更加客观地反映桩受荷后的真实情况。

4.结论与建议

4.1一般来说，载荷试验只能反映1～2倍压板宽度深度内的平均力学性能，对于深部的情况并不能客观反映。从本文工程实例来看，相对变形控制方法，回弹法能较客观地反映桩或地基受荷后的性状。在确定承载力时，应综合考虑相对变形和回弹两种方法。

4.2复合地基并非均一的，在做载荷试验时，应选取有代表性的试验点进行试验，力求真实客观地反映复合地基的承载性能。

地基土承载力 篇3

平板载荷试验是原位测定岩土地基参数的一种重要方法, 它与地基实际工作条件比较接近, 能真实地反映土体受荷载作用时的压缩性。平板载荷试验是在承压板上向地基土逐级施加荷载, 测得地基土压力与变形特性的原位测试方法, 用以确定地基土承载能力的现场试验。

强夯法施工的质量通常采用平板载荷试验来评定。本文主要叙述了强夯地基在检测过程中采用了平板载荷试验的方法, 进而确定强夯地基的容许承载力及其对应的变形参数 (沉降量、变形模量) , 以及强夯地基的承载力影响因素和平板载荷试验的原理、数据分析处理方法等, 通过平板载荷试验, 对该地基的承载力进行了评价。

2 工程实例

2.1 试验概况

内蒙古某新建工程强夯地基的检测采用平板载荷试验的方法, 对强夯之后的地基土进行地基承载力的评价, 测定在不同荷载等级作用下的沉降量, 根据荷载和沉降量的关系进而评定地基土的承载能力。借以本新建工程实例的某一断面实测数据, 利用静载荷测试分析系统JYC软件对试验数据进行处理, 最终获得荷载—沉降曲线 (P-S曲线) 。

2.2 试验装置、原理及操作要点

2.2.1 试验装置

试验设备由承压板、加荷系统、反力系统、沉降量观测系统四部分组成, 试验现场效果图如图1所示。加荷系统是通过承压板对地基施加荷载的装置, 根据试验要求而采用适当规格的手动液压千斤顶, 并配备压力表控制加荷值;反力系统由工字钢梁搭建的承载平台和其上堆砌的空心板或者是载重汽车组成, 通过调节反力系统与加荷系统之间的力系平衡, 使荷载始终保持垂直传力状态;沉降量观测系统是由贝克曼梁和百分表两部分组成。

2.2.2 试验的基本原理

地基土平板载荷试验可适用于确定前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参数, 本试验选用的是圆形承压板, 加荷分级不应小于8级, 最大加荷量不应少于设计要求 (本工程实例地基设计承载力为200KPa) 的2倍。每级加载后, 按间隔10min, 10min, 10min, 15min, 15min测读一次沉降, 以后间隔半小时测读一次沉降量, 当连续2小时内, 每小时沉降量小于0.1mm时, 则认为已经趋于稳定, 可加下一级荷载, 由此可得到荷载 (P) -沉降 (S) 曲线 (即P-S曲线) 。卸载级数可为加载级数的一半, 等量进行, 每卸一级间隔半小时, 读记回弹量, 待卸完全部荷载后间隔三小时读记总回弹量。典型的平板载荷试验P-S曲线可划分为三个阶段 (如图2所示) 。

2.2.3 试验的主要步骤

1) 场地测试面应进行平整, 当处于斜坡上时, 应将荷载板支撑面做成水平面。

2) 安置平板载荷仪:

(1) 将荷载板放置于测试地面上, 应使荷载板与地面良好接触, 必要时可铺设一薄层干燥砂 (2~3mm) , 左右转动荷载板并轻轻击打顶面, 使其与地面完全接触, 与此同时可借助水准仪调整水平。

(2) 将反力装置承载部分安置于荷载板上方, 并加以制动。

(3) 将千斤顶放置于反力装置下面球铰座紧贴在反力装的荷载板上, 可利用加长杆和通过调节丝杆, 使千斤顶顶端置承载部位上, 组装时应保持千斤顶垂直不出现倾斜。

(4) 安置贝克曼梁, 贝克曼梁的安放必须相互对称, 并且应与荷载板中心保持等距离。

3) 加载试验:

(1) 为稳固荷载板, 预先加0.01MPa荷载, 约30秒钟, 待稳定后卸除荷载, 将百分表读数调至零或读取百分表读数作为下沉量的起始读数。

(2) 以50KPa的增量, 逐级加载。每增加一级荷载, 应在下沉量稳定后, 读取荷载强度和下沉量读数。

(3) 当总下沉量超过规定的基准值或者荷载强度超过估计的现场实际最大接触压力, 或者达到地基的屈服点, 试验即可终止。

4) 当试验过程出现异常时 (如荷载板严重倾斜, 荷载板过度下沉) , 应将试验点下挖相当于荷载板直径的深度, 重新进行试验。对出现的异常应在试验记录表中注明。

2.2.4 对于每一级荷载, 其操作步骤均可分为以下四步:

1) 加载操作:第一级加载应考虑设备的重量, 因此, 要事先标定或计算预压荷载与相应油压表读数或测力计百分表读数之间的关系。

2) 稳压操作:每级荷载下都必须保持稳压, 在试验过程中由于某些原因会使荷载减小, 必须随时观察油压表的读数, 并通过千斤顶不断补压, 使施加的荷载保持相对稳定。

3) 沉降观测:按照试验沉降观测技术要求进行读数。

4) 试验记录:在试验过程中必须始终按照规定将每一级荷载观测数据记录在载荷试验记录表中。

2.2.5 承载力特征值的确定

1) 当P-S曲线上有明显比例界限时, 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2倍时, 取极限荷载值的一半。

3) 当不能按上述两点确定时, 如承压板面积为0.25-0.50m2, 可取s/d=0.01-0.015所对应的荷载, 但其值不应大于最大加荷量的一半。

同一土层参加统计的试验点不应少于3点, 各试验实测值的极差不得超过其平均值的30%, 取此平均值作为该土层的地基承载力特征值。

2.3 试验数据分析

现取内蒙古某新建工程实例的一断面实测数据, 通过静载荷测试分析系统JYC软件对试验数据进行处理分析, 最终获得荷载—沉降曲线 (P-S曲线) 、沉降—时间对数曲线 (s-lgt曲线) 、沉降—荷载对数曲线 (s-lgp曲线) 等检测数据以及结论 (如表1、图3、图4、图5所示) , 本断面zh-2、zh-3两点的图表分析同理, 在确定承载力时, 由于在加载过程中土体结构没有破坏并且P-S曲线没有出现明显的比例界限, 因此, 地基承载力特征值取值按s/d=0.01确定, 本工程实例中承压板采用圆形钢板, 其直径d=0.8m, 进而s应等于0.008m。所测试的3个点在加载到400k Pa时最大的沉降量为10.16mm, P-S曲线基本为缓变型沉降曲线, 实测3个点的数值极差小于30%, 根据分析最终可以计算出该断面三个桩号点地基承载力特征值为s=8mm所对应的荷载值依次为, 即fak1=325.00k Pa、fak2=351.50k Pa、fak3=332.89k Pa。所测3点的平均值fak=336.46k Pa, 又因为本试验为鉴定型试验及本方法确定地基承载力特征值不应大于最大加荷量的一半, 即判定该断面的地基容许承载力:[σ]≥200KPa。由以上试验结果分析可得, 该强夯地基的夯实效果很好, 地基的承载力符合设计及使用的要求。

3 结论

正确选用强夯法加固地基, 可以很好地提高地基承载力。根据现场试验条件并结合多次试验得出以下结论:

1) 本工程实例平板载荷试验布置的载荷试验点数为3个。规范要求是不少于3个, 试验点数少增加了试验的随机性和偶然性。对于平板载荷试验确定地基承载力和E0的方法要注意的是:首先选取试验点时一定要选取具有代表性的点号, 对于工程质量具有很重要的意义, 这样求出的地基承载力等技术参数才比较符合实际。

2) 本文所叙述的反力系统可以由工字钢梁搭建的承载平台和其上堆砌的空心板或者是载重汽车组成, 但是根据多次现场试验总结出:在搭建承载平台时, 需要考虑试验荷载的影响范围S (注:一般规定S为2.5-3.0d, d为钢板的直径或者边长) , 同时在使用其他反力装置时也需要注意这一点, 保证试验的科学性。

3) 现场安装反力系统与加荷系统时, 一定要使荷载始终保持垂直传力状态, 进而使钢板的整体受力状态达到均匀, 否则, 随着荷载量的不断增加, 偏斜度越来越大, 进而影响试验的精确度和安全性。

4) 由于平板载荷试验与地基的实际工作条件比较接近, 因此采用平板载荷试验的方法检测地基, 具有很好的直观性和可靠性。平板荷载试验测定的指标能直接与变形特性相联系, 荷载量大, 影响范围广, 可反映一定范围内压实填土的整体情况, 对土不产生扰动, 不破坏土体结构, 并且有直观的测试数据, 所以此方法在实际工程实践当中具有很好的使用价值和推广价值。

参考文献

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地基土承载力 篇4

关键词：试验；地基承载力；探讨

一、问题的提出

《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）中规定：当根据标准贯入试验 锤击数N确定地基承载力标准值时，对现场试验锤击数应经下式修正：

N=?-1.645σ （1）

根据修正后的N值，查相应的规范承载力表得出地基土层的承载力标准值fk。在工程实践中，我们发现应用上式进行修正使得锤击数折减过多，所得承载力标准值过于保守，使试验成果的应用受到影响。张苏民老师曾在《军工勘察》1992年第二期撰文论述过这一问题，并建议对锤击数用式：?=（2）进行修正，对此我们结合某工程实例进行了探讨和印证。

二、工程实例

（一）实例1：场地工程地质条件简述

工程场地位于石家庄市东郊，地形平坦，属太行山山前冲、洪积平原。场地东西长750m，南北宽150m。拟建建筑物为Ⅱ类建筑，基础形式为柱基，基础预置深度-4.00m，部分采用柱基。勘探范围内主要地层为第四系冲洪积黄土状土、一般粘性土、粉细砂、中砂等，自上而下简述为：

1、耕土①：黄褐色，土质不均，结构疏松，厚度0.4m；

2、新近堆积黄土状粉质粘土②：黄褐色，可塑，稍湿，中偏高压缩性。大孔发育，具湿陷性，厚度0.6-2.1m；

3、黃土状粉质粘土③：褐黄—棕黄色，可塑—硬塑，湿—饱和，中压缩性。大孔发育，无湿陷性，厚度0.4-2.3m；

4、黄土状粉土④：褐黄色，可塑，局部软塑，湿—饱和，中压缩性。大孔发育，无湿陷性，厚度1.2-3.9m；

5、黄土状粉质粘土⑤：黄褐色，可塑，湿—饱和，中压缩性。无湿陷性，厚度1.2-2.7m；

6、黄土状粉质粘土⑥：黄褐色，硬塑，局部可塑，稍湿，中偏低压缩性。无湿陷性。厚度0.5-6.5m；

7、黄土状粉土⑦：褐黄色，可塑，局部硬塑，湿，中偏低压缩性，无湿陷性，厚度0.3-3.0m；

8、粉细砂⑧：灰黄色，稍湿，中密。厚度0.3-3.0m；

9、中砂⑨：灰黄色，稍湿，中密，厚度0.8-5.2m；

10、粉质粘土⑩：黄褐色，可塑—软塑，饱和、中压缩性。厚度1.7-3.8m；

11、粉细砂⑾：浅黄色，湿，中密。最大揭露厚度为3.4m。

（二）测试数据的概率检验

在此次勘察中对各地基土层均进行了标准贯入试验，试验的具体要求是：冲击钻进至预定深度，清空后采取原状土试样，再进行标准贯入试验。这样就较好的保持了地基土层的原状结构，保证了试验质量，使测试数据具有较高的可信度。为了更好地了解各地基土层的均匀程度，根据场地的工程地质条件及建筑物布置，将场地分为东、西两个区。根据测试数据的分布特征（正态分布）对两区各土层的标贯击数应用差异性显著检验（t检验）进行了统计推断。下面仅以黄土状粉质粘土③层的检验过程为例进行说明。对全部试验数据用Crubbs准则，采用95%的置信水平进行异常数据舍弃后列表如表1。

“t”法检验结果：

Ⅰ组（东区）：平均值`x1=6.144，标准差s1=1.878 n1=18

Ⅱ组（西区）：平均值`x2=6.179，标准差s2=1.878 n2=34

按下列计算t值

t=*

得：t=-0.074

查“决定的对应于v和P的tp数值表”对于v= n1 +n2-2=50，当P{>tp}=0.9时，tp=0.126。=0.074<0.126，概率P{>0.074}>0.9.由此可见，`x1与`x2之间的差异很小，可能是由于抽样误差造成的，即黄土状粉质粘土③层在整个场地上差异不明显，应属于同一土层单元。

（三）承载力标准值fk的确定和分析对比

1、承载力标准值fk的确定

本工程根据建筑物基础埋置深度，对黄土状粉质粘土③层，黄土状粉土④层，黄土状粉质粘土⑤及中砂⑨层用不同方法进行了承载力确定，列表如表2。

2、对比分析

从表3可看出各种方法确定的承载力标准值存在一定差异。探井取土由于土样扰动小，能较好地保持土层的原状结构，其土工实验成果具备较高的可信度，承载力确定值较为可靠。黄土状粉质粘土③层标贯试验锤击数平均值μ=6.2，标准差σ=1.58，统计个数n=52，按规范（公式1）修正后查表得fk=117.0 KPa，比探井土指标确定的承载力值接近。其取值概率为60%。笔者认为，由于地基土层属非均质体及试验手段的误差，对一般工程来讲，使用95%以上的概率取值偏于保守。这样既不利于合理使用地基土层，也不能充分挖掘地基潜力。

（四）实际应用实例

项目位于石家庄市桥西区，在地貌单元上属滹沱河冲洪积平原。地形较平坦。拟建建筑物为Ⅱ类建筑，筏板基础，勘察深度范圍内场地地基土层分布及特征如下。

经勘察，主要地基土层为第四系冲洪积形成的粉质粘土、粉土、砂土、含碎石粉质粘土及砾砂等构成。地层层位比较稳定，综合区域构造、地形地貌、地下水条件及岩土工程特性等，拟建场地可按同一工程地质区划进行评价，共划分为14个工程地质单元层，自上而下，分述如下：

第①层耕土：杂色，松散，含植物根系，以粉土、粉质粘土为主。局部含砖块、碎石等建筑垃圾。层厚0.20～1.20m，层底标高68.41～70.29m。

第①-1层杂填土：杂色，松散，含碎石、砖块等建筑垃圾，以粉土、粉质粘土为主。该层局部分布（主要在场地8#、9#、10#、11#楼及配套商业服务楼区域）。层厚0.70～3.70m，层底标高63.50～69.24m。

nlc202309081426

第①-2层杂填土：灰黑色，松散，很湿，土质成分为淤泥质粉质粘土及淤泥质粉土，含少量生活垃圾，有刺激性气味。层厚1.70～3.10m，层底标高60.40～61.83m。该层主要分布在配套商业服务楼区域。

第②层新近堆积黄土状粉质粘土：黄褐色，可塑，局部偏软，土质不均匀，含姜石等，局部夹粉土薄层，大孔、虫孔等黄土状特征发育，可见砖屑等人类活动痕迹。局部场地分布（8#楼、配套商业服务楼该层仅在个别孔中出现，最大厚度不超过0.30m）。层厚0.40～2.80m，层底标高65.23～69.62m。

第③层黄土状粉土：褐黄～黄褐色，稍密，稍湿。土质较均匀，含云母片等；局部夹粉质粘土薄层及粉砂薄层。可见钙质条纹、大孔、虫孔等黄土状特征。层厚1.40～7.30m，层底标高59.83～64.68m。

第③-1层细砂：浅黄色，稍密，稍湿。主要由石英、长石、云母等组成，含少量粉砂、粉土。受微地貌控制，该层在场地内表现为夹层，与③层成交错状分布，该层（主要在场地12#楼）层厚0.50～2.90m，场地范围内由西向东逐渐变厚，层底标高60.39～61.61m。

第④层粉土：黄褐色，稍密，稍湿。土质较均匀，局部夹粉质粘土薄层。该层在场地范围内分布不均匀，场地范围内中部较薄，该层层厚0.3～6.80m，层底标高56.42～63.73m。

第⑤层细砂：浅黄色，稍密～中密，稍湿。砂质一般，由长石、石英、云母等组成，暗色矿物次之，次棱角状，颗粒级配一般。局部夹粉砂薄层。层厚0.70～12.00m，层底标高51.42～59.38m。

第⑥层中砂：灰白色，中密，稍湿。砂质较纯，由长石、石英、云母等组成，颗粒级配一般。局部夹粉质粘土薄层。层厚2.00～6.80m，层底标高47.58～57.18m。

第⑦层粗砂：灰白色，密实，稍湿。砂质较纯，颗粒级配较差，由石英、长石、云母等组成，局部含有较多卵石、砾石等，局部有胶结现象。层厚6.20～13.80m，层底标高35.18～44.12m。

第⑧层粉质粘土：褐黄色，可塑～硬塑。土质不均，以粉质粘土为主，局部相变为粘土。含姜石、砂粒等，含量不均。层厚2.10～8.40m，层底标高32.96～40.62m。

第⑨层粗砂：灰白，密实，主要由石英、长石、云母等组成，暗色矿物次之，次棱角状，颗粒级配一般，砂质较纯，含卵石，粒径2-5mm，含量10-15%。层厚5.00～11.40m，層底标高27.76～32.62m。

第⑩层粉质粘土：褐黄色，硬塑。土质不均，以粉质粘土为主，局部相变为粘土。含姜石、砂粒等，含量不均。层厚1.10～5.40m，层底标高24.36～30.83m。

第11层粗砂：灰白，密实，主要由石英、长石、云母等组成，暗色矿物次之，棱角状，颗粒级配一般，含卵石，粒径2-5mm，最大粒径10mm，含量20-35%。揭露最大层厚12.20m。

本案例中标准贯入试验数据根据

黄土状粉质粘土②层标贯试验锤击数平均值μ=6.8，标准差σ=1.39，统计个数n=10，按规范（公式1）修正后查表得fk=110.0 KPa，

黄土状粉土③标贯试验锤击数平均值μ=9.1，标准差σ=1.82，统计个数n=52，按规范（公式1）修正后查表得fk=130.0 KPa，

粉土④层标贯试验锤击数平均值μ=12.4，标准差σ=1.39，统计个数n=10，按规范（公式1）修正后查表得fk=140.0 KPa，

细砂⑤层标贯试验锤击数平均值μ=17.6，标准差σ=2.46，统计个数n=57，按规范（公式1）修正后查表得fk=160.0 KPa，

中砂⑥层标贯试验锤击数平均值μ=6.8，标准差σ=2.39，统计个数n=56，按规范（公式1）修正后查表得fk=220.0 KPa，

该项目已成功运用勘察报告中提供的承载力，合理使用了地基土层，通过原位测试验证地基承载力，取得了成功并充分挖掘了地基潜力。

三、结语

在黄土状土地区使用规范的标贯击数修正公式确定地基土承载力标准值时，其结果与探井取土土工试验指标确定值相比明显偏低，而用公式2修正则较为接近实际。笔者建议对一般工程宜采用不小于60%的概率取值对其标贯成果进行修正。因文中仅引用了黄土状地区工程实例，是否具有普遍意義有待于进一步检验。

目前，新规范取消了承载力表，原位测试地基承载力的评价显得尤为重要，且岩土工程既有理论的共性，又有不同地区差异的特点。在工程实践中，依据国标和相关规范并结合实际工程实例的探讨，对行业发展具有一定的推动作用。

参考文献：

[1]赵九龙，张勇.应用标贯试验评价地基土承载力的探讨[J].军工勘察，1994，（03）：29-30+25.

地基土承载力 篇5

水泥土搅拌桩复合地基设计时常常存在一个误区,认为水泥土搅拌桩的“桩长”越“长”,复合地基的承载力就越高。这个规律有其适用范围,超过了某个临界值后,增加桩长对增强复合地基的承载力作用很小,只会增加工程投资。本文就此进行了进一步的深化研究。

1 水泥土搅拌桩复合地基原理分析和计算

复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强,或被置换,或在天然地基中设置加筋材料。加固区是由基体(天然地基土体)和增强体两部分组成的人工地基。水泥土搅拌桩法是一种化学方法,采用人工的措施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,形成坚硬的拌和桩体,水泥土桩与桩间土形成复合地基,共同承担上部荷载的作用。

根据JGJ 79—2002《建筑地基处理技术规范》,加固后搅拌桩复合地基承载力特征值可按式(1)计算。

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式中:fspk为复合地基承载力特征值,kPa;m为面积置换率;Ra为单桩竖向承载力特征值,kN;Ap为桩的截面积,m2;β为桩间土承载力折减系数;fsk为桩间天然地基土承载力特征值,kPa,可取天然地基承载力特征值。

由式(1)可见,单桩竖向复合地基承载力主要由搅拌桩的桩径、置换率、桩间土的承载力和单桩的承载力4个要素决定。在桩径、置换率、桩间土承载力确定的情况下,复合地基的承载力主要取决于单桩的承载力。

承载力应取由桩身材料强度确定的单桩承载力和由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力的较小值。式(2)反映的单桩承载力是由桩周土和桩端土的抗力所能提供的单桩承载力,式(3)反映的单桩承载力是指桩体自身的桩体材料强度所能提供的单桩承载力。单桩所能提供的实际承载力为两者的小值。

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式中:up为桩的周长,m;n为桩长范围内所划分的土层数;qsi为桩周第i层土的侧阻力特征值;li为桩长范围内第i层土的厚度,m;α为桩端天然地基土的承载力折减系数;qp为桩端地基土未经修正的承载力特征值,kPa;η为桩身强度折减系数,湿法可取0.25～0.33;fcu为与搅拌桩桩身水泥土配比相同的室内加固土试块(边长为70.7 mm的立方体)在标准养护条件下90 d龄期的立方体抗压强度平均值,kPa。

由式(2)和式(3)可见,单桩竖向承载力主要由桩长、桩周土的侧阻力、桩端土的承载力和单桩的抗压强度决定。“桩长越长,复合地基承载力越大”即是针对式(2)所说。 “桩长越长,复合地基承载力越大”的理论具体适用范围如下。

1)当式(2)计算值小于式(3)时,桩长越长,桩周土和桩端土所能提供的单桩的承载力越大,单桩的承载力越大,复合地基的承载力越大。

2)当式(2)计算值大于式(3)时,桩长越长,桩周土和桩端土所能提供的单桩的承载力越大,但是实际的单桩承载力是固定的:Ra=ηfcuAp。桩长增大,复合地基的承载力不发生变化。

因此,从承载力的角度出发,水泥土搅拌桩存在一个“有效桩长”;当桩长超高“有效桩长”时,加大桩长对于提高复合地基的承载力失效。

2 设计实例

某开发区城市道路创业大道,呈东西走向,全长约5.78 km,宽50 m。道路等级为城市主干路,设计车速60 km/h。根据地质报告,按岩土性质和成因类型划分,场地内岩土层分为种植土、填筑土,黏土、亚黏土(冲积层),淤泥、淤泥质黏土, 亚黏土(坡、残积层)等,其中淤泥、淤泥质黏土为软弱下卧层。它的性质为黑、灰黑,饱和,软塑—流塑,有机质含量高,干强度及韧性高,刀切面光滑,有腐臭味。淤泥质黏土和淤泥质粉质黏土的层厚为0.60～5.45 m。

在道路桩号K5+600附近,道路填土高度约3.6 m。根据附近钻孔揭露,该处具体的岩土层物理力学性质见表1。

根据当地经验,本工程填土压实后土的重度γ土=20.0 kN/m3,γ路面=26.0 kN/m3,碎石垫层重度=24.0 kN/m3,汽车荷载按1 m的等代土荷载计算。本工程的路面结构厚度为66 cm,级配碎石垫层厚度为40 cm,该处的路基填土高度为3.6 m(含路面结构和碎石垫层)。因此该处作用在复合地基顶面的总荷载为97.6 kPa(>70 kPa)。因此,该处的原状路基的地基承载力不能满足实际荷载的要求。

根据以往工程经验,采用水泥土搅拌桩复合地基处理提高地基承载力,具体参数:桩径0.5 m,桩间距1.2 m,梅花形布置,暂定桩长11.5 m (从控制沉降的角度,桩长考虑打穿软土层);水泥土搅拌桩采用42.5普通硅酸盐水泥,水泥掺量为17%,水泥搅拌桩桩身90 d无侧限抗压强度值≥1 500 kPa。计算复合地基承载力的相应参数:桩径d=0.5 m,m=0.157 5,Ap=0.196 25 m2,fsk=70 kPa,β=0.3,η =0.3,α= 0.5 。

由式(2)得,Ra=174 kPa;由式(3)得,Ra=89 kPa。两者取小值,得Ra=89 kPa,则复合地基承载力由式(1)得,fspk=90 kPa (< 97.6 kPa)。复合地基的承载力不能满足实际荷载要求,因此需采取措施提高承载力。设计考虑2个方案如下。

1)方案1,增大桩长,桩长由11.5

m加大至13 m。由式(2)得,Ra=215 kPa。由式(3)得,Ra=89 kPa。两者取小值,得Ra=89 kPa,则复合地基承载力由式(1)得,fspk=90 kPa,和原方案一致。由此可见,桩长11.5 m已超过该处地基处理方案的“有效桩长”,增大桩长对于提高复合地基承载力失效。当undefined时,“有效桩长”undefined。

2)方案2,桩长11.5

m不变,提高复合地基置换率,桩间距由1.2 m调整为1.1 m,置换率m=0.187 4。

Ra=89 kPa时,复合地基承载力由式(1)得,fspk=103 kPa(> 97.6 kPa),满足实际荷载的需求。

根据以往经验及实际计算,搅拌桩打穿软土层,采用“端承桩'”时,复合地基的沉降<10 cm,路基的工后沉降能够满足规范要求,因此本项目水泥土搅拌桩复合地基处理参数最终采用桩长11.5 m,桩间距1.1 m,梅花桩布置。

3 结语

本文分析了复合地基承载力的影响因素,并通过水泥土搅拌桩复合地基在城市道路软基处理中的应用,分析了常见水泥土搅拌桩复合地基设计中存在的误区,着重分析了复合地基承载力与桩长的关系。

从承载力的角度出发,水泥土搅拌桩存在一个“有效桩长”。在工程实践中,不能为了提高复合地基承载力,盲目地增大桩长;否则,既增加了工程投资,又没有起到应有的效果。

摘要：随着现代科学技术的发展,在公路和城市道路建设中已有越来越多的地基处理技术。水泥土搅拌桩复合地基处理技术就是其中之一。对复合地基的原理进行了进一步的阐释,分析了常见水泥土搅拌桩复合地基设计中存在的误区,着重分析了复合地基承载力与桩长的关系。从承载力的角度出发,水泥土搅拌桩存在一个“有效桩长”。在工程实践中,不能为了提高复合地基承载力,盲目地增大桩长;否则既增加了工程投资,又没有起到应有的效果。

地基土承载力 篇6

1 混合性土层特征及其成因

据仙居某公司场地野外钻孔资料及试验结果,按现行规范可将场地在勘探深度范围内所揭示的地层分为8个层位:①素填土,②耕土,③粉质黏土,④细砂,⑤含粉质黏土砾砂,⑥粉质黏土,⑦全风化质粉砂岩,⑧中风化泥质粉砂岩层。其中第⑤层含粉质黏土砾砂的野外鉴别描述为:灰黄、局部青灰色,湿,稍密～中密,局部密实,颗粒成分为火山岩,形态呈次圆状、圆状,少量棱角状,中等风化,颗粒大小不一,粗细颗粒含量分布不均,肉眼粗颗粒粒径大于20 mm约占35%,个别偶见有漂石。

又另据仙居某住宅楼工地野外钻孔资料及试验结果,按现行规范可将场地在勘探深度范围内所揭示的地层分为2个层位:①杂填土,②含粉质黏土砾砂。其中第②层含粉质黏土砾砂的野外鉴别描述为:灰、灰黄色,稍密～中密,很湿～饱和,由砾石、砂及粉质黏土组成,偶见有卵石,卵砾石成分为火山岩,中风化,局部强风化,卵砾石形态多呈亚圆状、次棱角状,其中卵石含量约5%,圆砾含量约5%～15%,其间充填物为砂和粉质黏土。

从以上两个场地可看出:由于原状样品的取样位置避开了个别粗大颗粒,野外定名为圆砾层或砾砂,取样经室内颗粒分析结果为砾砂或粉砂、粉土等。由于混合性土常常有较粗大颗粒,如碎(卵)石颗粒,甚至漂石砾,不要说取原状样困难,取扰动样品代表性也很差,用一般室内试验方法真的得不到土层的正确物理力学性质。从以上土层可知:由于层中粗细颗粒、矿物成分不同,重度、相对密度、比表面积常常相差很大,因此对混合性土层的测试和各种指标的计算与评价均需要采用特殊的方法。

2 混合性土的勘察

根据仙居存在混合性土的实际情况,我们采取的勘察方法有:工程地质调查、勘探、原位测试、室内试验等。

工程地质调查:据区域地质资料,针对仙居混合性土层的分布,地质调查主要是调查混合土的成因、物质来源、组成成分、均匀性及其在平面上,剖面上的变化规律,粗大颗粒的风化情况。混合土与下伏岩土层的接触情况以及接触面的产状、其间有无软弱带或软弱面。下伏岩土中是否存在有崩塌、滑波、潜蚀及洞穴等不良地质作用。

勘探:对于各场地由于混合性土层在纵横向的变化较大,所以其勘探数的点位应比一般土层场地要密一些,深度一般要求应达到判断场地稳定性,当混合性土层较薄时就采取穿过混合性土层,到达其下伏层的一定深度,一般也要比其他场地深一些,并采用多种勘探手段如井探、钻探、动力触探等。

原位测试:对于含卵、砾石的粉质黏土性混合性土层时,一般使用动力触探,其中在使用资料时应考虑层中所含粗大颗粒对测试结果的影响。动力触探是混合性土层测试最常用的手段之一,一般采用N65.5,N120。载荷试验的直径大于最大颗粒直径的5倍,且载荷板的面积不小于2 500 cm2,载荷试验完成后对底板下2.5倍板宽度深度范围内土层的均匀性、代表性进行了解,并测定其物理力学性质。

室内试验:混合性土的室内试验项目和常规土的试验项目没有什么不一样,但混合性土层在纵横向的变化较大,很难或根本不可能取得有代表性的土试样,原状样更是难上加难了。所以室内试验常常不能取得混合性土层的物理力学性质资料。

3 混合性土的评价

承载力评价,对混合性土层地基承载力评价就根据土的颗粒级配、土的结构、构造与建筑物安全等级及勘察阶段选择适宜的方法。我们一般采用方法有载荷试验法、查表法、计算法及仙居地区经验法,并进行综合确定。

载荷试验法:对于一、二级建筑物的详细勘察阶段宜采用载荷试验确定。载荷试验法还要与其他如动力触探等建立对应关系,以求得地基土的承载力。

查表法:要注意的是利用井探一定要能取到大体积土试样,然后分析其物理性质试验指标按GB 50021-94岩土工程勘察规范第5.4.3条中表5.4.3确定。

计算法:用得较少,对能取得混合土参数的可采用一般计算地基承载力(黏性土类或含较细小砾质黏性土)。

经验法:对于出现的混合性土层,我们建立了一套可对比勘探手段,利用载荷试验结合静力、动力触探,建立可对比关系。尤其是动力触探以确定地基承载力。

地基变形评价,混合性土中包含有粗大颗粒可视为不可压缩性成分,在计算地基变形时可将其所在位置作为不可压缩段考虑。由于混合性土一般不容易取得原状土样,即使取得这种土样,代表性也不大,而且在室内试样备制时,其结构也会遭到进一步破坏,故不适宜作室内压缩试验,即使做了室内压缩试验其结果也只能作参考。混合性土的变形性质指标应采用载荷试验或其他原位测试方法求得。变形计算可按混合性土的变形模量计算沉降量。地基的稳定性评价,对于混合性土层地基,应充分考虑其与下伏岩土层接触面的性质及其接触面的产状,还有其土层中是否存在有软弱层及其软弱层的产状,核算地基的整体稳定性对于含有较大粗颗粒如巨大漂砾石的混合土,尤其是粒间填充不密实或为软弱土时要考虑这些漂砾石的滚动或滑动影响地基的稳定性。不良地质作用的评价,对于混合性土中的边坡稳定性滑坡、崩塌、塌陷、泥石流及其他不良地质作用,均对其对应地质体进行具体分析、调查、判断。地下水的评价,在混合土中,常易形成上层滞水,地下水易使混合土中的粘粒状态产生变化、易使土产生潜蚀。因此,应对地下水的补给来源、类型、排泄情况、出露的泉水等结合场地稳定、场地整平、场地利用及基础深度进行评价,以防治地下水的危害。

4结语

通过对仙居地区各个场地工程勘察,对存在的混合性土类的特征、成因的查证,提出了混合土的工程勘察及其地基承载力的确定方法。同时在勘察、设计、施工时还应注意以下几个问题:

1)在山区混合土的分布较广泛,对混合性土的定义、分类以及物理力学性质较难把握,在实际工作中应采取不同的勘察手段和评价方法,详尽地研究地基土的情况和上部结构,尽可能作出正确的地基土方案或处理方法。2)对具有不稳定的混合性土地基宜采取避开措施,尤其是对反复发生不良地质作用形成的混合性土或下伏土层中存在不良地质作用时应采取避开措施。3)对于含有漂石且其间隙充填不密实(或为软弱土填充)的混合土地基,可根据漂石的大小采用重夯、强夯、灌浆等加固处理。

参考文献

[1]DB 33/1001-2003,建筑地基基础设计规范[S].

[2]GB 50021-94,岩土工程勘察规范[S].

[3]GB 50021-2001,岩土工程勘察规范[S].

浅议地基承载力的修正 篇7

当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时, 从载荷试验或其它原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值, 尚应按下式修正:fa=fak+ηbγ (b-3) +ηdγm (d-0.5) 。其中ηb、ηd是基础宽度和埋深的地基承载力修正系数, 按基底下土的类别来确定;γ是基础底面以下土的重度, 地下水位以下取浮重度;γm是基础底面以上土的加权平均重度, 地下水位以下取浮重度;基础埋置深度d (m) , 一般自室外地面标高算起。在填方整平地区, 可自填土地面标高算起, 但填土在上部结构施工后完成时, 应从天然地面标高算起。对于地下室, 如采用箱形基础或筏基时, 基础埋置深度自室外地面标高算起;当采用独立基础或条形基础时, 应从室内地面标高算起[1]。这是《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第5.2.4条的规定。看似简单明确的几句话, 但在实际工程应用中却往往不被正确理解及应用, 导致用于设计的承载力不正确, 进而影响整个建筑的安全性。就实际工程中比较容易犯错的内容加以讨论, 以期对设计人员有所帮助。

2 地基承载力特征值修正的实质

首先要分析为什么要修正。公式5.2.4中两个重要系数是γ、γm的取值问题。γ是由基础底面下地基土本身决定的, 是定值;而γm是基础底面以上土的加权平均重度, 地下水位以下取浮重度。这主要是考虑岩土工程报告提供的地基承载力特征值只是取原状土土样试验, 土样处于无侧限的单轴受力状态, 而位于基底标高处的原状土是处于有围压的三轴受力状态, 因此, 原状土的实际承载力要高于土工实验土样的承载力, 所以要进行合理的修正[2]。由以上分析可看出:地基承载力特征值的修正与基础以上的荷载有关, 也即超载。公式5.2.4条文说明中也指出:“目前建筑工程大量存在着主裙楼一体的结构, 对于主体结构地基承载力的深度修正, 宜将基础底面以上范围内的荷载, 按基础两侧的超载考虑, 当超载宽度大于基础宽度两倍时, 可将超载折算成土层厚度作为基础埋深, 基础两侧超载不等时, 取小值。”为了更好的理解基础两侧超载对地基承载力的贡献, 我们分析一下地基破坏时的形态。当荷载超过极限荷载之后, 地基土中塑性区范围不断扩展, 最后在土中形成连续滑动面, 土从基础四周挤出隆起, 基础急剧下沉或向一边倾斜, 地基发生整体剪切破坏。而基础两侧基底标高以上的超载可以直观地理解为作用在滑动土体表面的压重, 会限制滑动面的发展, 对阻碍基础两侧土体向上滑动起了积极作用。地基承载力进行深度修正的实质也在于此。根据太沙基承载力理论, 土内摩擦角为15O~30O时, 基础两侧的有效超载范围为2B~4B (B为基础宽度) [3]。这也是公式5.2.4条文说明中之所以“当超载宽度大于基础宽度两倍时, 可将超载折算成土层厚度作为基础埋深”的原因。

3 地基承载力特征值修正应注意的问题

在了解了地基承载力特征值修正的实质之后, 结合本人工作中积累的一些经验, 对于在工程设计中应当注意的问题做了简单的总结。

3.1 地基承载力深度修正, 其实是考虑基础两侧基底标高以上的超载对地基承载力的贡献。

无论是用实际埋深修正还是折算埋深修正, 都是超载对抗土体滑动的积极作用。基础埋置深度, 一般自室外地面标高算起。在填方整平地区, 可自填土地面标高算起, 但填土在上部结构施工后完成时, 因建筑竖向荷载早已传至基底, 若地基发生整体剪切破坏, 其两侧后加超载 (填土重量) 并不能起到限制土体滑动的作用, 所以埋深应从天然地面标高算起。

3.2 对于地下室, 单个高层采用箱形基础或筏基时, 基础埋置深

度自室外地面标高算起;主群楼地下室连在一起且为箱基或筏基时, 可将主楼两侧裙房荷载折算为土层厚度进行主楼地基承载力深度修正;当采用独立基础或条形基础时, 无论是单个高层还是主群楼一体结构均应从室内地面标高算起。这是因为地基承载力计算公式是假定超载为连续均布荷载, 并作用在整个滑动体表面。若为箱基或筏基时, 可以认为两侧超载是均匀连续的, 对限制基底滑动面的拓展是有作用的;若为独基或条基, 其基底下的荷载是分散且不均匀的, 破坏也是沿着基础两侧压重轻的一侧最先发生的。所以, 即便两侧压重存在, 但就限制基底土体滑动来说, 不能考虑折算埋深的有利作用, 而是考虑天然土层形成的连续超载, 即从室内地面标高计算埋深。

3.3 浅层平板载荷试验时, 因承压板两侧无地面超载, 由试验所确定的地基承载力特征值应进行深宽修正;

而当地基承载力特征值是通过深层平板载荷试验确定的, 因两侧超载已经存在, 故不应再进行深度修正。

3.4 地下水位以下土颗粒之间的空隙已由地下水填满, 故公式

5.2.4中的γm应采用浮重度。

4 总结

地基承载力是基础设计的关键要素, 而基础设计又是整个工程的重中之重。作为工程设计人员, 应对规范做到真正的理解并正确应用, 本着认真负责的态度具体分析每个项目的异同, 真正做到与实际相符, 节约与安全并重。

参考文献

[1]GB50007-2002.建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2002

[2]朱炳寅, 娄宇, 杨琦.建筑地基基础设计方法及实例分析[M].北京:中国建筑工业出版社, 2007.

平板载荷试验确定地基承载力 篇8

平板载荷试验 (PLT) 是在一定面积的承压板上向地基土逐级施加荷载, 测求地基土的压力与变形特性的原位测试方法。它反映承压板下1.5倍～2.0倍承压板直径或宽度范围内地基土强度、变形的综合性状。浅层平板载荷试验适用于确定浅部地基土 (埋深小于3.0 m) 承压板下压力主要影响范围内的承载力和变形模量。

2 工程实例

2.1 实例一

广肇高速公路采用平板载荷试验 (平板采用混凝土平板1块, 板厚20 cm, 宽60 cm, 长60 cm) , 在软基处理后的基础上测定在不同荷载等级作用下的沉降量, 根据荷载和沉降量的关系计算地基上的变形模量和评定地基承载力。

2.1.1 广肇高速公路第一期13标段K59+935圆管涵

根据测点1和测点2的测定结果绘制的P—S关系曲线见图1。

该圆管涵地基容许承载力0.15 MPa, 从荷载压强和沉降量关系曲线可知, 一般对砂土宜采用S/b=0.01～0.015对应的压力为地基土的容许承载力, 相应S的范围是6 mm～9 mm, 而实测结果测点1荷载压强为0.15 MPa时S=4.6 mm, 测点2荷载压强为0.15 MPa时S=3.8 mm, 即使稳定4 h 40 min后S=8.2 mm,

能够满足设计地基容许承载力要求。对于典型的荷载试验P—S曲线, 在曲线上能够明显地区分3个阶段。在确定地基容许承载力时, 一方面要求地基容许承载力不超过比例界限, 这时地基土是处于压密阶段, 地基变形较小。但有时为了提高地基容许承载力, 在满足建筑物沉降要求的前提下, 也可超过比例界限, 允许土中产生一定范围的塑性区。另一方面又要求地基容许承载力对极限荷载Pu有一定的安全度, 即地基容许承载力等于极限荷载除以安全系数。

2.1.2 广肇高速公路第一期12标段K57+354圆管涵

根据测点1, 2和3的测定结果绘制的P—S曲线见图2。

该圆管涵基础地基容许承载力0.15 MPa, 从图2可知, 测试点均不超过比例界限的容许地基承载力, 满足设计要求。

该工程中P—S均不是典型的三段式, 从图2中很难直接查到比例界限, 这时该工程根据实践经验, 取相应于沉降S等于荷载板宽度B的2%时的荷载作为地基的容许承载力。

规范中一般对砂土宜采用S/b=0.01～0.015对应的压力为地基土的容许承载力, 该工程P—S曲线图中相应S的范围应是6 mm～9 mm, 而实测结果测点1荷载压强为0.15 MPa时S=4.6 mm, 测点2荷载压强为0.15 MPa时S=3.8 mm, 即稳定4 h 40 min后S=8.2 mm, 能够满足设计地基容许承载力要求。

2.2 实例二

某工程位于市开发区, 楼高11层, 设地下室1层, 由于以前为Abstract:

It pointed out that static pressure prestressed concrete pipe pile as a fast and practical foundation treatment method, which had comprehensive application in various foundation treatment. The static pressure prestressed pipe pile compacting effect on soil was analyzed, how to adopt preventive measures to reduce soil compacting effect, therefore reduced influences on around buildings.

Key words:

foundation engineering, prestressed pipe pile, soil compacting effect

农田, 勘察资料及工程实例较少, 只能根据其土的物理力学指标, 结合地区经验, 给出其承载力。该工程底埋深约为自然地面下1.5 m, 持力层第②层为黏土, 在以前, 第②层土为本地区标志土层, 所确定的承载力是按老地基规范GBJ 7-89建筑地基基础设计规范并结合地区经验定为140 kPa～160 kPa, 新的地基规范施行后, 所给承载力失去了依据。据GB 50007-2002建筑地基基础设计规范第5.2.3条:地基承载力特征值可由载荷试验或其他原位测试、公式计算并结合工程实践经验等方法综合确定的原则, 因此该工程在第②层土上共布置了3个浅层平板试验, 试验概要如下:承载板直径为0.8 m, 面积为0.5 m2, 试验基坑采用人工开挖, 宽度不小于承载板宽度或直径的3倍, 即2.4 m, 开挖时应尽量减小对地基土的扰动, 挖成后立即在试压表面用粗砂找平, 厚度不超过20 mm。工程二与工程一相比而言, 做了卸载记录, 卸载级数为加载级数的一半, 等量进行, 每卸一级, 间隔0.5 h, 读记回弹量, 待卸完全部荷载后间隔3 h读记总回弹量。

测定P—S曲线如图3所示。

由图3试验结果曲线可以看出, 其承载力要远大于160 kPa, 其极差小于平均值的30%, 但由于该地区类似工程实践经验较少, 最后综合确定本场地这一层土承载力为180 kPa, 高层住宅楼筏基以天然地基第②层作持力层, 承载力经深宽修正后为227 kPa, pk=204 kPa<fa=227 kPa, 满足设计要求。

3 工程实例的分析与总结

3.1 对于工程实例一

1) 平板载荷试验采用计算弹性模量的理论公式是方形刚性压板 (B为边长) :$S=\frac{\sqrt{\text{π}}}{2}\frac{1-v{}^2}{E{}_0}{\rm P}B$, 该公式适用于小变形情况下。而该工程为软基处理后, 采用平板载荷试验确定地基承载力, 是一种在大应变条件下的原位测试方法。该公式计算出弹性模量是否合理, 误差有多大, 有待计算。

2) 一般完整的载荷试验室要做卸荷试验, 虽然规范中对于平板载荷试验没有明文规定如何卸荷, 对于公路路基做平板载荷试验主要是确定地基承载力, 但试验记录卸荷曲线求的回弹模量是否能够应用, 还是对公路路基另作载荷试验以求得路基的回弹模量。相对而言, 公路路基求出回弹模量更为合理些。

3) 该工程得出来的地基承载力未明确做出深度修正。

3.2 对于工程实例二

相对于工程一而言, 该试验室针对建筑地基, 做出了完整的荷载试验, 但是没有明确写出如何利用所绘制的P—S曲线的卸荷阶段求的回弹模量, 以及如何应用该回弹模量值。

3.3 典型的压力—沉降曲线图

由图4a) 可知, P—S曲线有两个直线段, 第一段为S0—P′y, 第二段为P′y—Py (Py为比例界限点) , 第一段为再压缩, 第二段则为首次压缩, 第二段直线斜率明显大于第一段。实际上, 由于地基土的回弹模量远大于其压缩模量或变形模量, 故其回弹再压缩的变形很小, 对于一般的浅基坑接近于零, 如图4b) 所示。因此对于上两个工程的载荷试验整理资料的方法没有准确反映出地基土的变形特征。

3.4 地基承载力

依据GB 50007-2002建筑地基与基础设计规范, 地基承载力特征值表达式为:fa=fak+ηdγm (d-0.5) +ηbγ (b-3) 。其中, fa为修正后的地基承载力特征值, kPa;fak为地基承载力特征值, kPa;ηb, ηd分别为基础宽度和埋深的地基承载力修正系数;γ为基础底面以下土的重度, 地下水位以下取浮重度;γm为基础底面以上土的加权平均重度, 地下水位以下取浮重度;b为基础宽度, m, 当宽度小于3 m, 按3 m取值, 大于6 m, 按6 m取值;d为基础埋置深度, m, 一般自室外地面标高算起。

将上式变为:fa=fak+γmd′+[ηdγm (d-0.5) -γmd′]+ηbγ (b-3) 。目前, 载荷试验取值主要有以下两种做法:1) 按照GB 50007-2002建筑地基与基础设计规范方法采用修正后的地基承载力特征值fa;2) 不作深度修正, 只作宽度修正。方法一是目前常用的方法, 实际工程中发现用该法确定的地基承载力较其他方法高出很多。由上式可知, 实际上载荷试验所得的地基承载力特征资料整理时原始P—S曲线无需修正, 可直接在原始曲线上找出比例界限点或相对沉降点, 将载荷试验得到的承载力减去挖除土自重或沉降点为零时的荷载之后即为承载力特征值, 修正时按上式进行。

4 结语

对于上两个工程平板载荷试验布置的载荷试验点数均为3个。规范要求是不少于3个, 试验点数少, 增加了试验的随机性和偶然性。对于平板载荷试验确定E0的方法要注意的是:如果地表以下不远处还含有软弱下卧层, 把表层荷载试验所得的E0用于全压缩层的总沉降计算, 其结果必然较地基的实际沉降低, 这是偏危险的。因此, 在进行地基沉降计算前务必把地层情况搞清楚。

摘要：通过对广肇高速公路和某开发区的高楼两工程实例的平板载荷试验进行分析, 得出不同地基土采用的平板载荷试验是有差别的, 一般对于公路地基土要采取卸载的平板载荷试验, 同时用平板载荷试验进行地基承载力的确定有其局限性。

关键词：平板载荷试验,沉降,地基承载力,弹性模量

参考文献

[1]周少平.平板载荷试验测定地基承载力方法的探讨[J].公路, 2002 (2) :56-57.

[2]陈大为, 张明启.平板载荷试验的方法及成果应用[J].铁道勘察, 2007 (3) :44-45.

[3]张争强.平板载荷试验确定承载力方法的研究[J].水利与建筑工程学报, 2005, 3 (2) :33-34.

施工中对不良地基土处理问题分析 篇9

【关键词】工民建施工；不良地基土；改造技术

前言

本文结合相关规范、标准，运用置换法、压实与夯实法、预压法、挤密法及搅和法等对不良地基土进行合理改造。

一、置换法分析

1、换填法。就是将表层不良地基土挖除，然后回填有较好压密特性的土进行压实或夯实，形成良好的持力层。从而改变地基的承载力特性，提高抗变形和稳定能力。施工要点：将要转换的土层挖尽、注意坑边稳定；保证填料的质量；填料应分层夯实。

2、振冲置换法。利用专门的振冲机具，在高压水射流下边振边冲，在地基中成孔，再在孔中分批填入碎石或卵石等粗粒料形成桩体。该桩体与原地基土组成复合地基，达到提高地基承载力减小压缩性的目的。施工注意事项：碎石桩的承载力和沉降量很大程度取决于原地基土对其的侧向约束作用，该约束作用越弱，碎石桩的作用效果越差，因而该方法用于强度很低的软粘土地基时必须慎重行事。

3、夯（挤）置换法。利用沉管或夯锤的办法将管（锤）置入土中，使土体向侧边挤开，并在管内（或夯坑）放入碎石或砂等填料。该桩体与原地基土组成复合地基，由于挤、夯使土体侧向挤压，地面隆起，土体超静孔隙水压力提高，当超静孔隙水压力消散后土体强度也有相应的提高。施工注意事项：当填料为透水性好的砂及碎石料时，是良好的竖向排水通道。

二、压实与夯实法分析

1、表层压实法。采用人工夯，低能夯实机械、碾压或振动碾压机械对比较疏松的表层土进行压实。也可对分层填筑土进行压实。当表层土含水量较高时或填筑土层含水量较高时可分层铺垫石灰、水泥进行压实，使土体得到加固。

2、重锤夯实法。重锤夯实就是利用重锤自由下落所产生的较大夯击能来夯实浅层地基，使其表面形成一层较为均匀的硬壳层，获得一定厚度的持力层。施工要点：施工前应试夯，确定有关技术参数，如夯锤的重量、底面直径及落距、最后下沉量及相应的夯击遍数和总下沉量；夯实前槽、坑底面的标高应高出设计标高；夯实时地基土的含水量应控制在最优含水量范围内；大面积夯时应按顺序；基底标高不同时应先深后浅。

3、强夯。强夯是强力夯实的简称。将很重的锤从高处自由下落，对地基施加很高的冲击能，反复多次夯击地面，地基土中的颗粒结构发生调整，土体变为密实，从而能较大限度提高地基强度和降低压缩性。其施工工艺流程：（1）平整场地；（2）铺级配碎石垫层；（3）强夯置换设置碎石墩；（4）平整并填级配碎石垫层；（5）满夯一遍；（6）找平，并铺土工布。

三、预压法分析

1、堆载预压法。在建造建筑物之前，用临时堆载（砂石料、土料、其他建筑材料、货物等）的方法对地基施加荷载，给予一定的预压期。使地基预先压缩完成大部分沉降并使地基承载力得到提高后，卸除荷载再建造建筑物。施工工艺与要点：（1）预压荷载一般宜取等于或大于设计荷载；（2）大面积堆载可采用自卸汽车与推土机联合作业，对超软土地基的第一级堆载用轻型机械或人工作业；（3）堆载的顶面宽度应小于建筑物的底面宽度，底面应适当放大；（4）作用于地基上的荷载不得超过地基的极限荷载。

2、真空预压法。在软粘土地基表面铺设砂垫层，用土工薄膜覆盖且周围密封。用真空泵对砂垫层抽气，使薄膜下的地基形成负压。随着地基中气和水的抽出，地基土得到固结。

3、降水法。降低地下水位可减少地基的孔隙水压力增加上覆土自重应力，使有效应力增加，从而使地基得到预压。这实际上是通过降低地下水位，靠地基土自重来实现预压目的。施工要点：一般采用轻型井点、喷射井点或深井井点；当土层为饱和粘土、粉土、淤泥和淤泥质粘性土时，此时宜辅以电极相结合。

4、电渗法。在地基中插入金属电极并通以直流电，在直流电场作用下，土中水将从阳极流向阴极形成电渗。不让水在阳极补充而从阴极的井点用真空抽水，这样就使地下水位降低，土中含水量减少。从而地基得到固结压密，强度提高。电渗法还可以配合堆载预压用于加速饱和粘性土地基的固结。

四、挤密法分析

1、振冲密实法。利用专门的振冲器械产生的重复水平振动和侧向挤压作用，使土体的结构逐步破坏，孔隙水压力迅速增大。由于结构破坏，土粒有可能向低势能位置转移，这样土体由松变密。施工工艺：（1）平整施工场地，布置桩位；（2）施工车就位，振冲器对准桩位；（3）启动振冲器，使之徐徐沉人土层，直至加固深度以上30～50cm，记录振冲器经过各深度的电流值和时间，提升振冲器至孔口。再重复以上步骤 1～2次，使孔内泥浆变稀；（4）向孔内倒入一批填料，将振冲器沉人填料中进行振实并扩大桩径。重复这一步骤直至该深度电流达到规定的密实电流为止，并记录填料量；（5）将振冲器提出孔口，继续施工上节桩段，一直完成整个桩体振动施工，再将振冲器及机具移至另一桩位；（6）在制桩过程中，各段桩体均应符合密实电流、填料量和留振时间等三方面的要求，基本参数应通过现场制桩试验确定。

2、沉管砂石桩（碎石桩、灰土桩、OG桩、低标号桩等）。利用沉管制桩机械在地基中锤击、振动沉管成孔或静压沉管成孔后，在管内投料，边投料边上提（振动）沉管形成密实桩体，与原地基组成复合地基。

3、夯击碎石桩（块石墩）。利用重锤夯击或者强夯方法将碎石（块石）夯入地基，在夯坑里逐步填人碎石（块石）反复夯击以形成碎石桩或块石墩。

五、拌和法分析

1、高压喷射注浆法（高压旋喷法）。以高压力使水泥浆液通过管路从喷射孔喷出，直接切割破坏土体的同时与土拌和并起部分置换作用。凝固后成为拌和桩（柱）体，这种桩（柱）体与地基一起形成复合地基。也可以用这种方法形成挡土结构或防渗结构。

2、深层搅拌法。深层搅拌法主要用于加固饱和软粘土。它利用水泥浆体、水泥（或石灰粉体）作为主固化剂，应用特制的深层搅拌机械将固化剂送人地基土中与土强制搅拌，形成水泥（石灰）土的桩（柱）体，与原地基组成复合地基。水泥土桩（柱）的物理力学性质取决于固化剂与土之间所产生的一系列物理—化学反应。固化剂的掺人量及搅拌均匀性和土的性质是影响水泥土桩（柱）性质以至复合地基强度和压缩性的主要因素。施工工艺：（1）定位；（2）浆液配制；（3）送浆；（4）钻进喷浆搅拌；（5）提升搅拌喷浆；（6）重复钻进喷浆搅拌；（7）重复提升搅拌；（8）当搅拌轴钻进、提升速度为 0.65～1.0m/min 时，应重复搅拌一次；（9）成桩完毕，清理搅拌叶片上包裹的土块及喷浆口，桩机移至另一桩位施工。

六、结语

地基土对建筑整体质量影响很大，对不良的地基土一定要进行改造及相应的加固处理。我们应根据相关的施工规范和标准，根据土应力对地基土进行合理、科学的加固及改造处理，保障建筑质量及生命财产安全。

参考文献

[1]吴捷梧.公路软土地基的处理方法[J].中国新技术新产品，2010

[2]谢海林，徐长林.不良地基土的处理与加固的方法及施工工艺[J].价值工程，2010

[ 3]李昌前.浅析水利工程中软弱地基种类及处理方法[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2010

关于岩石地基承载力修正的问题 篇10

我认为:在有一定的基础埋深、上部荷载很大的情况下, 应该允许对中风化岩石的承载力做一定的修正。根据太沙基公式、斯凯普顿公式、汉森公式都可以看出, 地基的极限荷载和地基的承载力都与上部覆土有直接关系。在通常情况下, 因为中风化岩石的承载力很高, 计算地基的时候基本上都不会出现地基承载力不足的问题。但是在特定的条件下, 就会发现:中风化岩石承载力不做修正是偏于安全的。下面会有一假设的工程证明:在一定条件下可以对中风化岩做承载力修正或对中风化岩的承载力做别的考虑。当然, 目前可能还没有这样的情况出现。但是, 随着科学的进步, 未来的建筑也会发生翻天覆地的变化, 同时也会有更加先进的规范、技术出现。我只是把自己的看法写出来, 与大家共勉。《地基基础设计规范》5.2.4条关于埋深的解释有如此规定:对于地下室, 采用箱型基础或筏基时, 埋深D自室外地坪算起, 采用独立基础或条型基础时, D自室内地面算起。这不难理解:箱基与筏基作为满堂基础, 结构的作用对于地基是均匀的, 上部结构作用于地基的荷载其中的一部分可以考虑为等同于周边覆土对基础的自重压力与约束, 周边覆图荷载可以看做是超载。可以说:大面积的均布荷载对地基是有利无害的。而独立基础、条形基础是以点荷、线荷的方式作用于地基的, 只有作用而无约束, 所以独立基础和条形基础的修正深度只有从室内地面既出现均布荷载的标高算起。

假设有如下一工程:拟建一超高层建筑, 地下二层, 采用箱形基础, 地面1M厚杂填土, 杂填土下是1M厚中砂, 中砂下是中风化石灰岩。拟将中砂或中风化石灰岩做为持力层。因天然地坪低, 故需要在基础施工完毕后进行大规模填方整平。填方整平后基础埋深5.0M, 结构对地基的Pk=700Kp。中砂Fak=320Kp, 中风化石灰岩Fak=650Kp.

对于中砂:根据《地基基础设计规范》5.2.4条关于埋深的解释:在填方整平地区, 若填方整平在主体施工完毕前完成, 基础埋深可自填土地面算起,

则Fa=fak+ηb×γ× (b-3) +ηd×γm× (d-0.5) (式5.2.4)

取ηb=0, 则Fa=fak+ηd×γm× (d-0.5) =320+20× (5-0.5) ×4.4=716Kp>Pk=700Kp

满足要求

若我们计算下层中风化岩的承载力, 假设基础面积50M×50M, 则:

Pz=700×50×50/ (50+2tan A) × (50+2tan A) =675Kp

因中风化岩承载力不做修正, 故Faz=Fak=650Kp

Pz+Pcz=675+1×20=695Kp>Faz=650Kp, 不满足要求。

在此假设项目中, 中风化岩反而成为中砂的薄弱层。显然, 在科学上、在常识上这都是不符合常规的。

若采用中风化岩做为地基, 则Pk=700Kp>Fa=Fak=650Kp

不满足要求, 也是不符合科学与常理。

这个假设工程集中了许多不利因素, 但是管中窥豹, 可见一斑。目前很多基础都是用浅基础公式计算深层土的地基承载力, 这是非常保守、浪费的。笔者在设计过程中, 也遇见过类似的问题。出现此类问题有一个很必要的条件:在主体施工完毕前进行了大规模的填方整平。通常情况下, 天然地坪下较深的中风化岩层的承载力确定应该进行深层平板载荷实验。深层平板载荷实验是最准确的表达深层地基承载力的方法, 但是实验复杂、费用较高。而且, 如上面假设的工程, 因天然地面较低、持力层较浅, 也不适用于深层平板载荷实验。

综上所述, 我的看法如下:用风化岩做持力层的深基础, 应可以考虑基础埋深的影响。既考虑对中风化岩的承载力做一定的深度修正。若不考虑深度修正, 是否在做地质勘探确定承载力的时候适当的考虑一下上部覆土对承载的影响而提出更加合理的地基承载力设计值。