地基基础静载（基桩）检测课件

《地基基础静载（基桩）检测课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地基基础静载（基桩）检测课件（174页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、,地基基础静载检测,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,静载试验主要内容,1.概述,1.1 建筑地基型式,1.概述,地基处理的方法(JGJ79 -2002、JGJ 123-2000),1.概述,桩的分类,木桩。单根木桩的长度大约为十余米，不利于接长。 混凝土桩 预制砼桩，多为钢筋砼桩。工厂或工地现场预制，断面一般为400*400或500*500mm，单节长十余米。 预制钢筋砼桩，多为圆形管桩，外径400500两种，标准节长为8m或10m，法兰盘接头。 就地灌注砼桩，可根据不同深度的钢筋笼，其直径根据设计需要

2、确定。 。,钢桩，型钢和钢管两大类。型钢有各种形式的板桩，主要用于临时支挡结构或码头工程。H型及I型钢桩则用于支撑桩。钢管桩由各种直径和壁厚的无缝钢管制成。 组合桩。指一种桩用两种材料组成。如较早用的水下桩基，泥面以下用木桩而水中部分用砼桩，现在较少采用,挤土桩。也成排土桩。原始土层结构遭到破坏，主要有打入或压入的预制桩，封底的钢管桩沉管式就地灌注桩等。 部分挤土桩，也称微挤土桩。成桩过程中，桩周围的土层受到轻微的扰动，土的原始结构和工程性质的变化不明显，主要有打入小截面的I型、H型钢桩、钢板桩、开口式钢管桩。 非挤土桩，也称非排土桩。成桩过程中将与桩体积相同的土排出，桩周围的土较少受到扰动。

3、但有应力松弛现象。主要有各种形式的挖孔、钻孔桩等,抗轴向压桩。在工业民用建筑物的桩主要承受上部结构传来的垂直荷载。 摩擦桩。桩尖部分承受的荷载较小，一般不超过10。如打在饱和软土地基和松软地基中的桩。端承桩。通过软弱土层桩尖嵌入岩基的桩，承载力主要有桩的端部提供，一般不考虑桩的侧摩阻力的作用。 端承摩擦桩。桩的端阻力和侧摩阻力同时发挥作用，最常用的桩。如穿过软弱土层嵌入坚实硬粘土或砂、砾持力层的桩。这类桩的端阻和侧阻所分担荷载的比例与桩径、桩长、软弱土层的厚度以及持力层的刚度有关。,抗侧压的桩 港口码头的板桩、基坑支护桩等都是主要承受作用在桩上的水平荷载，桩身要承受弯矩，其整体稳定则靠桩侧土的

4、被动土压力、或水平支撑和拉锚平衡。 抗拔桩 主要抵抗作用在桩上的拉拔荷载，拉拔荷载依靠桩侧摩阻力承受。 。,1.概述,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）,地基基础检测主要方法,1.2 地基基础检测解决的主要问题与主要检测方法,5,基桩静载试验,地基基础静载试验,地基静载试验,单桩竖向抗压,单桩竖向抗拔,单桩水平试验,地基（岩）土静载,复合地基静载,浅层平板试验,深层平板试验,岩基载荷试验,1.概述,1.3地基基础静载试验类型,1.概述,1.4地基基础静载试验依据的标准,1.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

5、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。,1.概述,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。,2.基础知识,2.1 术语及定义,2.基础知识,2.1 术语及定义,2.基础知识,2.1 术语及定义,“静载试验static loading test”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

6、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。,主要目的 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。,2.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,2.基础知识,2.2 建筑基桩常见的质量问题,2.基础知识,2.2 建筑基桩常见的质量问题,2.基础知识,2.2 建筑基

7、桩常见的质量问题,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.1竖向受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

8、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。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.1竖向受压荷载作用下的单桩工作机理,1、侧阻影响分析 桩周岩土层性状的影响：粘性土为510mm，砂类土为1020mm。 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。 桩材和桩的几何外形。 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。 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

9、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。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.1竖向受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

10、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。,单桩静载荷试验是确定单桩竖向极限承载力的可靠依据。常见的QS曲线大体可划分为两类基本类型： 陡降型：QS曲线出现明显陡降段，相应的沉降梯度剧增，破坏点明显。（突进型破坏） 缓变型：当荷载超过某一临界值后，沉降梯度的变化趋缓或趋于常量。（渐进型破坏）,陡降型QS曲线：极限荷载即为与破坏荷载相等的陡降起始点荷载。 缓变形型QS曲线：极限承载力的取法较多。常用的

11、有： 方法一：对应于曲线斜率转为常数或斜率减小的起始点荷载，如S/QQ曲线的第二拐点。,方法二：取Slgt曲线尾部明显弯曲的前一级荷载为极限承载力。 取lgSlgQ曲线上第二支线交会点荷载为极限承载力。 注：桩基规范JGJ-94-2008指明：一般应绘QS,S-lgt曲线以及其他辅助分析所需曲线。按变形确定,（a）荷载沉降QS曲线,（b）荷载沉降梯度Q,曲线,实际工程中常见的几种QS曲线： 软弱土层中的摩擦桩（超长桩除外）。桩端一般为刺入式剪切破坏，桩端阻力分担的荷载比例小，QS曲线成陡降型，破坏特征点明显。如图,Fig 均匀中的摩擦桩,桩端持力层为砂土、粉土的桩。由于端阻力所占比例大，发挥端

12、阻力所需的位移大，QS曲线成缓变型，破坏特点不明显。此时一般以Su = 4060mm所对应的荷载为其极限承载力。,Fig 端承于砂层中的摩擦桩,扩底桩。支撑于砾、砂、硬粘性土、粉土上的扩底桩。由于端阻破坏所需位移过大，端阻力所占比例较大，QS曲线成缓变型。极限承载力可取SU =（36）D控制。,Fig 扩底端承桩,泥浆护壁作业，桩端有一定沉淤的钻孔桩。由于桩底沉淤强度低、压缩性高，桩端一般呈刺入剪切破坏，接近于纯摩擦装，QS曲线呈陡降型，破坏特征点明显,Fig 孔底有沉淤的摩擦桩,桩周土为加工软化型土（硬粘性土、粉土、高结构性黄土等）无硬持力层的桩。由于侧阻在较小位移发挥出来并出现软化现象，桩

13、端承载力低，因而形成突变。陡降型QS曲线。与孔底有沉淤的QS曲线相似。,Fig 1加工软化型；2非软化（一般土），硬化型；3加工硬化型,嵌入坚硬基岩的短粗端承桩。桩身材料强度的破坏而导致桩的承载力破坏。QS曲线呈突变、陡降型。,Fig 嵌入坚硬基岩的短粗端承桩,单桩的允许承载力： Qa = Qu/K = Qsu/Ks+Qpu/Kp 由于侧阻和端阻呈异步发挥，工作荷载（相当于容许承载力）下，侧阻可能已发挥出大部分，而端阻只发挥了很小一部分。因此，侧阻力和端阻力的实际安全系数是不相等的。一般情况下有： Ks Kp。,对于前述的几种QS曲线，大致有如下的安全系数： 1粘性土中桩端无硬持力层的打入式摩

14、擦桩： Ks1.41.6， Kp34 2桩端持力层为砂土或粉土的打入桩： Ks1.41.6， Kp3.04.5 3扩底端承桩：Ks1.11.3， Kp2.53.0 4桩端无硬持力层、泥浆护壁或干作业钻孔桩： Ks1.51.8， Kp34 5加工软化型土中的桩：Ks1.21.4， Kp34 6短粗嵌岩灌注桩：Ks2.53.0， Kp1.51.8 由此可见，分项安全系数Ks、Kp的值的大小与桩型，桩侧、桩端土的性质、桩的长径比，成桩工艺与质量等因素有关。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.1竖向受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

15、线见图3-1，它们反映了上述的几种破坏模式。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.2竖向拉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

16、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。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.2竖向拉拔荷载作用下的单桩工作机理,图3-2 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。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.2竖向拉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