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1、 第九章 桥梁地基承载力检测本节重点:1.地基容许承载力的概念及确定的方法2.认识不良地基,了解处理办法3.如何按照规范法(公式)确定地基容许承载力4.现场确定地基承载力的方法5.地基容许承载力不足的处理方法第一节.地基承载力的概念o1.什么是地基承载力 o地基承载力指地基在同时满足变形和强度两个条件下 ，单位面积所能承受的最大荷载,地基承载力不足将会 使桥梁因变形过大而倒塌,因此在设计桥梁或挡墙时,地 基好坏,能提供承载力大小是决定桥梁基础形式及埋深 的主要因素,理论上地基承载力是土力学理论中最重要 的课题之一,在进行地基基础设计时，地基必须满足以 下条件：(1) (变形要求)建筑物基础的沉
2、降或沉降差必须在该建 筑物所允许的范围之内；(2) (承载力要求)建筑物的基 底压力应该在地基所允许的承载能力范围内第一节. 2.地基承载力不足地危害o 地基承载力不足，造成结构物下沉，致使沉降逢处 产生裂缝，最后只有返工，重新对基础进行加固处理， 不但影响工期，而且对施工单位的声誉造成不良影响， 因此提高地基承载力检测认识，对保证高速公路结构物 工程质量有着深远的意义。整体剪切破坏 局部剪切破坏 冲剪破坏第一节 地基的破坏模式一、整体的剪切破坏 整体剪切破坏的特征（1）P-S曲线有明显的直线段、曲 线段与陡降段； （2）破坏从基础边缘开始，滑动面 贯通到地表； （3）基础两侧的土体有明显的隆
3、起 ； （4）破坏时，基础急剧下沉或向一 边倾倒。二、局部剪切破坏 局部剪切破坏的特征 （1）P-S曲线无明显的三阶段，呈非线 性关系； （2）地基破坏从基础边缘开始，但滑动 面未延伸到地表，而是终止 在地基土 内部某一位置； （3）基础两侧的土体有微微隆起，不如 整体剪切破坏时明显； （4）基础一般不会发生倒塌或倾斜破坏 。 注：介于整体剪切破坏与冲剪破坏之间的 一种破坏型式。某谷仓的地基整体破坏三、冲剪破坏 o冲剪破坏特征o冲剪破坏一般发生于基础刚度很大 ，且地基土十分软弱的情况。（1）基础发生垂直剪切破坏，地基内 部不形成连续的滑动面； （2）基础两侧的土体没有隆起现象， 还随基础的“切
4、入”微微下沉； （3）基础破坏时只伴随过大的沉降， 没有倾斜的发生。冲剪破坏第一节. 2.地基承载力不足地危害o桥梁常用基础形式:o1.扩大基础、2桩基础、3沉井基础、4地下连续 墙基础等, 本章地基承载力检测方法: 用于扩 大基础的检测.o桥位处地基承载力不足的处理:(1)改扩大基础 为桩基础,(2)人工处理地基,提高地基承载力 ,(3)改桥位置到地基较好地段.第一节. 3 确定承载力的方法o 1.现场原位测试法，(堆载进行荷载试验,动力及静力触探) 2.按理论公式计算,(用公式计算持力层地基承载力是否满足)o3.地基规范查表法,(查地基规范中持力层地基基本承载力表看持 力层地基承载力是否满
5、足)o4.当地经验确定法,(凭经验确定看持力层地基承载力是否满足)o以上几种办法,前提均是要明确持力层的地质,才能做出判断.第二节.一、地基土（岩）的分类o我国的分类方法至今尚未统一，不同的部门根据各自行业特点建立了各自的分类标准。 o第二节.工程地基土的类别:o岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土o1.粒径大于2mm 的颗粒质量超过总质量50%的土，应定名为碎石土o2.粒径大于2mm 的颗粒质量不超过总质量的50%，粒径大于0.075mm 的 颗粒质量超过总质量50%的土，应定名为砂土o3.粒径大于0.075mm 的颗粒质量不超过总质量的50%，且塑性指数等于 或小于10 的土，应定名
6、为粉土。o4.塑性指数大于10 的土应定名为粘性土。粘性土应根据塑性指数分为 粉质粘土和粘土。塑性指数大于10，且小于或等于17 的土，应定名为 粉质粘土；塑性指数大于17 的土应定名为粘土。第二节.常见不良地基土及其特点o1.软粘土: 软粘土也称软土，是软弱粘性土的简称。它 形成于第四纪晚期，属于海相、泻湖相、河谷相、湖沼 相、溺谷相、三角洲相等的粘性沉积物或河流冲积物。 多分布于沿海、河流中下游或湖泊附近地区。常见的软 弱粘性土是淤泥和淤泥质土。o工程特性 :软粘土地基承载力低，强度增长缓慢；加荷 后易变形且不均匀；变形速率大且稳定时间长；具有渗 透性小、触变性及流变性大的特点。o常用的地
7、基处理方法有预压法、置换法、搅拌法等。o对于此类地基桥梁基础最好改用桩基础.不用扩大基础第二节. 、常见不良地基土及其特点o2.杂填土 :杂填土主要出现在一些老的居民区和工矿区 内，是人们的生活和生产活动所遗留或堆放的垃圾土。 这些垃圾土一般分为三类：即建筑垃圾土、生活垃圾土 和工业生产垃圾土。不同类型的垃圾土、不同时间堆放 的垃圾土很难用统一的强度指标、压缩指标、渗透性指 标加以描述。o杂填土的主要特点是无规划堆积、成分复杂、性质各异 、厚薄不均、规律性差。因而同一场地表现为压缩性和 强度的明显差异，极易造成不均匀沉降，通常都需要进 行地基处理。o对于此类地基桥梁基础最好改用桩基础.不用扩大
8、基础、常见不良地基土及其特点o3.冲填土 :冲填土是人为的用水力冲填方式而沉积的土 。近年来多用于沿海滩涂开发及河漫滩造地。西北地区 常见的水坠坝(也称冲填坝)即是冲填土堆筑的坝。冲填 土形成的地基可视为天然地基的一种，它的工程性质主 要取决于冲填土的性质。o对于此类地基桥梁基础最好改用桩基础.不用扩大基础第二节. 、常见不良地基土及其特点o4，饱和松散砂土 :粉砂或细砂地基在静荷载作用下常 具有较高的强度。但是当振动荷载(地震、机械振动等) 作用时，饱和松散砂土地基则有可能产生液化或大量震 陷变形，甚至丧失承载力。对这种地基进行处理的方法 :就是使它变得较为密实，消除在动荷载作用下产生液 化
9、的可能性。o常用的处理方法有挤出法、振冲法等。o对于此类地基桥梁基础最好改用桩基础.不用扩大基础第二节. 、常见不良地基土及其特点o5.湿陷性黄土:在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附 加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形 的土称为湿陷性土，属于特殊土。有些杂填土也具有湿陷性。广 泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷 性。(这里所说的黄土泛指黄土和黄土状土。湿陷性黄土又分为自 重湿陷性和非自重湿陷性黄土，也有的老黄土不具湿陷性)。o在湿陷性黄土地基上进行工程建设时，必须考虑因地基湿陷引起 附加沉降对工程可能造成的危害，选择适宜的地基处理方法，避
10、免或消除地基的湿陷或因少量湿陷所造成的危害 o对于此类地基桥梁基础,可用扩大基础也可用桩基础o但要结合地勘,避开桥基的不均应沉降,算够,一般是没有问题的第二节. 、常见不良地基土及其特点o6.膨胀土 :膨胀土的矿物成分圭要是蒙脱石，它具有很 强的亲水性，吸水时体积膨胀，失水时体积收缩。这种 胀缩变形肚往很大，极易对建筑物造成损坏。膨胀土在 我国的分布范围很广，如广西、云南、河南、湖北、四 川、陕西、河北、安徽、江苏等地均有不同范围的分布 。膨胀土是特殊土的一种，o常用的地基处理方法有换土、土性改良、预浸水，以及 防止地基土含水量变化等工程措施。o对于此类地基桥梁基础最好改用桩基础.不用扩大基础
11、第二节. 、常见不良地基土及其特点o7.含有机质土和泥炭土 :当土中含有不同的有机质时， 将形成不同的有机质土，在有机质含量超过一定含量时 就形成泥炭土，它具有不同的工程特性，有机质的含量 越高，对土质的影响越大，主要表现为强度低、压缩性 大，并且对不同工程材料的掺入有不同影响等，对直接 工程建设或地基处理构成不利的影响。o对于此类地基桥梁基础最好改用桩基础.不用扩大基础第二节. 、常见不良地基土及其特点o8.山区地基土 :山区地基土的地质条件较为复杂，主要表现在地 基的不均匀性和场地稳定性两个方面。由于自然环境和地基土的 生成条件影响，场地中可能存在大孤石，场地环境也可能存在滑 坡、泥石流、
12、边坡崩塌等不良地质现象。o 它们会给建筑物造成直接的或潜在的威胁。在山区地基建造建 筑物时要特别注意场地环境因素及不良地质现象，必要时对地基 进行处理。o对于此类地基桥梁基础,可用扩大基础也可用桩基础o但要结合地勘,避开桥基的不均应沉降,算够,一般是没有问题的第二节. 、常见不良地基土及其特点o9.岩溶(喀斯特) :在岩溶(喀斯特)地区常存在溶洞或土 洞、溶沟、溶隙、洼地等。地下水的冲蚀或潜蚀使其形 成和发展，它们对结构物的影响很大，易于出现地基不 均匀变形、崩塌和陷落。因此在修建结构物之前，必须 进行必要的处理 o对于此类地基桥梁基础,可用扩大基础也可用桩基础o但要结合物探,搞清并避开溶洞位
13、置,算够,一般是没有 问题的第二节. 、常见不良地基土及其特点o10.红砂岩多见于山地、丘陵地带。南部省区广泛存在的泥岩、泥 质砂岩、砂质泥岩、砂岩及页岩等沉积岩类的岩石，因含有丰富 的氯化物呈红色、深红色、紫红色或褐色，这类岩石统称为红砂 岩。o此种材料基坑开挖时坚硬的象“石头”甚至需要爆破，往往给检测人 员一种地基承载力肯定没问题的“假象”，认为石质地基承载力合格 不需作处理。结果呢？往往是还没等台背回填好，结构物就下沉 了。o原因是该红砂岩最大的特点就是具有极强的风化崩解性、遇水软 化性，遭到雨水浸泡后地基红砂岩从基础外沿吸水泥化，逐步丧失承载能力 o对于此类地基桥梁基础,可用扩大基础但
14、要算够,最好改用桩基础.第三节.确定地基承载力的方法o 1.现场原位测试法，(堆载进行荷载试验,动力及静力触 探) 2.按理论公式计算,(用公式计算持力层地基承载力是否 满足)3.地基规范查表法,(查地基规范中持力层地基基本承载 力表看持力层地基承载力是否满足)o4.当地经验确定法,(凭经验确定看持力层地基承载力是 否满足)第三节. 1.查地基规范表法, (查地基规范表计算持力层地基承载力是否满足)o 此法用于地基处于较好的岩石或硬质土时,且桥梁受力 简单不大,时可用,要求评定人员有较高的理论及实际工 作经验o确定步骤：o(1）确定桥梁基础所需的承载力,o(2)确定桥梁基础所处地基的类别。粘性
15、土、砂类土、 碎卵石类土、黄土、冻土、岩石。o(3）确定土的状态。包括天然松密和稠度状态。o(4）查表确定桥梁基础所处地基的基本容许承载力0 ,对比确定土的容许承载力是否满足要求。第三节. 2.当地经验确定法, (凭经验确定看持力层地基承载力是否满足)o此法用于地基处于较好的岩石或硬质土时,且桥梁受力 简单力不大时可用,要求评定人员有较高的理论及实际 工作经验.o确定步骤：o(1）确定桥梁基础所需的承载力,o(2)确定桥梁基础所处地基的类别。粘性土、砂类土、 碎卵石类土、黄土、冻土、岩石。o(3）确定土的状态。包括天然松密和稠度状态。o(4）对比确定土的容许承载力是否满足要求o(5) 也可对比
16、邻近的同类桥梁情况做出判断第三节. 用规范法确定地基容许承载力o此法用于地基处于一般的非岩石或非硬质土时,且桥梁 受力复杂时用.一般对于特殊地基，还应根据具体情况 ，结合荷载试验、现场标准惯入试验或静力触探试验及 理论分析后综合确定理论的容许承载力是否满足要求。o原理是:利用基础深度及宽改正,提高地基容许承载力第三节. 3、规范法确定地基容许承载力（一）规范法确定基本容许承载力0步骤：（1）确定土的类别。六类：粘性土、砂类土、碎卵石类土、黄土、冻土、 岩石。（2）确定土的状态。包括天然松密和稠度状态。其中，粘性土按液性指数分为坚硬、半坚硬、硬塑、软塑和流塑状态。 砂类土根据相对密度分为稍密、中等密实、密实状态。 碎卵石类土按密实度 分为密实、中等密实、松散状态。（3）确定土的容许承载力（基本容许承载力）。查表（二）修正容许承载力步的确定：当基础最小边宽度b超过2m或基础埋置深度h超过3m且h/b4时，按以下公式 进行修正提高。说明：（1）当b2m时取2m； b10m时取10m。（
