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1、1 13.8 3.8 岩土体岩土体现场剪现场剪切切试验试验 建筑物由于基础的原因引起的事故中，一部分是沉降过大，或是差异沉降过大造成的；另一方面是由于土体的强度破坏而引起的。 对于建筑物来说，主要是后一个原因。从事故的灾害性来说，强度问题比沉降问题要严重的多。 岩土体的破坏通常都是剪切破坏；研究岩土体的强度特性，就是研究岩土体的抗剪强度特性。2 23 3根据库仑定律根据库仑定律(1776)(1776)：f土体的抗剪强度；破坏面上的法向应力(kPa)；c土的内聚力(kPa)；土的内摩擦角。依据测得的f就可以求出c和。4 45 5（1）试验目的与适用条件）试验目的与适用条件目的：目的：求测岩土体的
2、抗剪强度参数；适用适用：各类岩土体。6 6（2）试验装置）试验装置1试体制备系统：模具、开挖工具等；2加荷系统：液压千斤顶，油压泵；3测量系统；4.反力系统7 7试验场地应根据工程地质条件和建（构）筑物试验场地应根据工程地质条件和建（构）筑物的受力特点等选择在具有代表性的地段。的受力特点等选择在具有代表性的地段。同一地质单元，试验组数不得少于同一地质单元，试验组数不得少于3组，每一组，每一组试验不应少于组试验不应少于5个试验点，同一组各试验点应在同一个试验点，同一组各试验点应在同一地质单元。地质单元。试件剪切面积不宜小于试件剪切面积不宜小于2500cm2，边长不宜小，边长不宜小于于50cm，试
3、件高度不宜小于边长的，试件高度不宜小于边长的2/3。(3)试验点的选择试验点的选择8 8（4）试验方法）试验方法1斜推法试验 法向应力：P/AQsin/Apqsin（记P/Ap，Q/A=q）切向应力：=Qcos/Aqcos9 9最大单位推力qmax的估算：10102平推法试验1111（5）试验资料处理及成果应用）试验资料处理及成果应用确定抗剪强度指标确定抗剪强度指标计算出各级垂直荷载下的垂直应力和剪应力，绘制垂直应力与剪应力关系直按库仑定律即按上式确定出土体的c和tan或。根据库仑定律(1776)：f=c+tan 第第 5 5 章章 桩基础的测试与检测桩基础的测试与检测一、桩基础一、桩基础依靠
4、桩把作用在平台上的各种载荷传到地基的基础结构。依靠桩把作用在平台上的各种载荷传到地基的基础结构。5.15.1 概概 述述桩基础应用桩基础应用: : 软弱地基、特殊性土（自重湿陷性黄土、膨胀土等）软弱地基、特殊性土（自重湿陷性黄土、膨胀土等）地基、地基土质较差或软硬不均，不能满足上部结构对变地基、地基土质较差或软硬不均，不能满足上部结构对变形的要求；水中基础施工困难，如桥梁、码头、钻采平台形的要求；水中基础施工困难，如桥梁、码头、钻采平台等。等。桩基础在我国高层建桩基础在我国高层建筑、重型厂房、桥梁、筑、重型厂房、桥梁、港口码头、海上采油港口码头、海上采油平台以至核电站等工平台以至核电站等工程中
5、，都得到普遍应程中，都得到普遍应用用。161 1、按承载性状：、按承载性状：摩擦型桩、端承型桩；摩擦型桩、端承型桩； 2 2、按施工方法：、按施工方法： 打入桩；灌注桩（沉管灌注桩、钻打入桩；灌注桩（沉管灌注桩、钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、夯扩桩、复打桩、支盘桩、孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、夯扩桩、复打桩、支盘桩、树根桩）、静压桩、螺旋桩、碎石桩、水泥土搅拌桩树根桩）、静压桩、螺旋桩、碎石桩、水泥土搅拌桩（深层搅拌桩、粉喷桩）等；（深层搅拌桩、粉喷桩）等；3 3、按使用功能：、按使用功能：受压桩、抗拔桩、锚桩等。受压桩、抗拔桩、锚桩等。二、基桩分类二、基桩分类三、桩基工程常见的质量问题三、桩基工
6、程常见的质量问题1 1、沉管灌注桩：断裂、缩颈、断桩、离析；、沉管灌注桩：断裂、缩颈、断桩、离析；2 2、冲冲、钻钻孔孔灌灌注注桩桩：断断桩桩、离离析析、塌塌孔孔、缩缩颈颈、夹泥、沉渣过厚；夹泥、沉渣过厚；3 3、混混凝凝土土预预制制桩桩：桩桩身身开开裂裂、桩桩头头打打碎碎、挤挤折折断断、破裂。破裂。四、桩基检测四、桩基检测 现行的规范现行的规范建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范（JGJ94-2008JGJ94-2008）规定桩基施工完毕后要进行质量验收规定桩基施工完毕后要进行质量验收( (包括桩身完整性和包括桩身完整性和承载力承载力) )，桩基检测是保证桩基质量的重要手段。，桩基检测是保证桩基
7、质量的重要手段。五、五、检测方法检测方法静载试验法（静载试验法（ 单桩竖向抗压、抗拔、水平）、钻单桩竖向抗压、抗拔、水平）、钻芯法、低应变法、高应变法、超声波透射法。芯法、低应变法、高应变法、超声波透射法。 其中：其中： 低应变法、高应变法、超声波透射法、钻芯法用低应变法、高应变法、超声波透射法、钻芯法用来检测桩身完整性；来检测桩身完整性； 静载试验法、高应变法用来检测承载力。静载试验法、高应变法用来检测承载力。2020静荷载试验现场静荷载试验现场低应变法检测现场低应变法检测现场高应变法检测现场高应变法检测现场静测法缺点：静测法缺点：费时费钱，检测数量少，代表性差，大吨位基桩由费时费钱，检测数
8、量少，代表性差，大吨位基桩由于加载设备限制很难进行。于加载设备限制很难进行。动测法优点：动测法优点：快速、简便、经济，可大面积普查。快速、简便、经济，可大面积普查。本章主要内容本章主要内容 各类测试技术各类测试技术：静力载荷试验、高低静力载荷试验、高低应变动力检测与低应变动力测试等。应变动力检测与低应变动力测试等。 静载试验静载试验：竖向抗压静载试验、水平竖向抗压静载试验、水平静载试验与竖向抗拔静载试验静载试验与竖向抗拔静载试验 低应变动力测试低应变动力测试 高应变动力测试高应变动力测试 超声波法超声波法。 5.2 5.2 基桩竖向抗压静力载荷试验基桩竖向抗压静力载荷试验 一、概述基桩竖向抗压
9、静载试验：在桩顶部逐级施加竖向压力，观测桩顶部随时间产生的沉降，以确定相应的单桩竖向抗压承载力的试验方法。二、试验设备（1）加载装置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（2）测试仪表荷载可用千斤顶的高精度压力表测定油压，并换算为荷载。沉降测量一般采用百分表或电子位移计。沉降测定平面离开桩顶的距离不应小于0.5倍桩径。 三、试验方法与要求（1）抽检数量要求：1%，不少于3根；2根（总50根）（2）测试开始时间的确定：混凝土强度达到28天龄期或同条件养护试块达到设计强度（灌注桩）；（3）加卸载要求（分级）：分级荷载：最大加载量1/10或1/8，初始加荷为分级荷载2倍；：卸载：分级荷
10、载2倍。（4）试桩要求：试验桩，或随机抽取工程桩。距桩顶1倍桩径范围内，用厚度为35mm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60100mm。桩头混凝土强度等级比桩身混凝土提高12级，且不得低于C30。（5）慢速维持载荷法：每级加载后5、15、30、45、60min各测读1次，以后30min。稳定标准：每1小时内沉降量不超过0.1mm，并连续2次。达稳定标准再加下一级卸载：每级1h，15、30、60min测，卸零后测3h。（6）慢速维持载荷法终止加载条件：Sn15SnSn12Sn，24h不稳定达设计要求最大加载量工程桩作锚桩时，锚桩
11、上拔量达允许值曲线缓变型，S6080mm（7）快速维持载荷法：试验加载不要求每级的下沉量达到相对稳定，而以等时间间隔（1小时）连续加载。终止加载条件为：出现可判定荷载的陡降段或桩顶产生不停滞下沉，无法继续加载；卸载：每级1h，15、30、60min测，卸零后测3h。快速法载荷试验的程序与慢速法载荷试验基本相同，只是每级荷载维持时间相对较短，一般至少为1h。四、单桩竖向抗压承载力的确定l）当QS曲线的陡降段明显时，取相应于陡降段起点的荷载；2）对于缓变型QS曲线，一般可取S4060mm对应的荷载；3）取Slgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载。 5.5.3 3 单桩竖向抗拔静载试验单桩竖向抗
12、拔静载试验一、概述单桩竖向抗拔静载试验：在桩顶部逐级施加竖向上拔力，观测桩顶部随时间产生的上拔位移，以确定相应的单桩竖向抗拔承载力的试验方法。二、试验设备采用千斤顶加载，其反力装置一般采用两根锚桩和承载梁组成，试桩和承载梁用拉杆连接，将千斤顶置于两根试桩之上，顶推承载梁，引起试桩上拔。（2）测试仪表上拔力可用千斤顶的高精度压力表测定油压，并换算为荷载。上拔位移测量一般采用百分表或电子位移计。沉降测定平面离开桩顶的距离不应小于0.5倍桩径。 三、试验方法与要求（同单桩竖向抗压试验）（1）抽检数量要求：1%，不少于3根；2根（总50根）（2）测试开始时间的确定：混凝土强度达到28天龄期或同条件养护
13、试块达到设计强度（灌注桩）；（3）加卸载要求（分级）：分级荷载：最大加载量1/10或1/8，初始加荷为分级荷载2倍；：卸载：分级荷载2倍。（4）试桩要求：试验桩，或随机抽取工程桩。距桩顶1倍桩径范围内，用厚度为35mm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60100mm。桩头混凝土强度等级比桩身混凝土提高12级，且不得低于C30。（5）慢速维持载荷法：每级加载后5、15、30、45、60min各测读1次，以后30min。稳定标准：每1小时内上拔量不超过0.1mm，并连续2次。达稳定标准再加下一级卸载：每级1h，15、30、60min
14、测，卸零后测3h。（6）慢速维持载荷法终止加载条件：Sn15SnSn12Sn，24h不稳定达设计要求最大加载量工程桩作锚桩时，锚桩上拔量达允许值曲线缓变型，S6080mm（7）快速维持载荷法：试验加载不要求每级的下沉量达到相对稳定，而以等时间间隔（1小时）连续加载。终止加载条件为：出现可判定荷载的陡降段或桩顶产生不停滞下沉，无法继续加载；卸载：每级1h，15、30、60min测，卸零后测3h。快速法载荷试验的程序与慢速法载荷试验基本相同，只是每级荷载维持时间相对较短，一般至少为1h。四、单桩竖向抗拔承载力的确定（1）单桩竖向抗拔极限承载力的确定1）陡变型U曲线，可根据U曲线的特征点来确定。2）
15、缓变型U曲线，根据U曲线的变化情况综合判定。3）当在某级荷载下抗拔钢筋断裂时，取其前一级荷载值。（2）单桩竖向抗拔承载力特征值的确定单桩竖向抗拔极限承载力统计值的确定方法与单桩竖向抗压极限承载力统计值的确定方法相同。 5.5.4 4 单桩水平静载试验单桩水平静载试验一、概述在桩顶部逐级施加水平推力，观测桩顶部随时间产生的水平位移，以确定相应的单桩水平承载力的试验方法。二、试验设备（1）加载装置（2）反力装置：（3）量测装置1）桩顶水平位移量测2）桩身弯矩量测3）桩身挠曲变形量测。（2）测试仪表上拔力可用千斤顶的高精度压力表测定油压，并换算为荷载。上拔位移测量一般采用百分表或电子位移计。沉降测定
16、平面离开桩顶的距离不应小于0.5倍桩径。 三、单桩水平承载力的确定（1）单桩水平临界荷载确定方法（2）单桩水平极限荷载确定方法（3）单桩水平承载力特征值确定方法水平力时间位移（HtX）关系曲线单桩水平力位移梯度（HX/H）曲线 第第 6 6 章章 低应变反射波法低应变反射波法第第1节节基本理论基本理论一、应力波和波阻抗1.1.应力波应力波：当介质的某个地方突然受到一种扰动，这种扰动产生的变形会沿着介质由近及远传播开去，这种扰动传播的现象称为应力波。2.2.波阻抗波阻抗： ：密度；C：应力波速；A：桩横截面积。一维直杆：dz2 ,z1z2 , 桩身存在缩颈、断裂、混凝土离析、夹泥桩身存在缩颈、断裂、混凝土离析、夹泥或摩擦桩桩底等阻抗相对减小时，缺陷部位的反射与初始或摩擦桩桩底等阻抗相对减小时，缺陷部位的反射与初始入射波同相入射波同相; ; 2) 2)当当z1z2 ,z1z2 ,桩身存在扩颈或嵌岩桩桩底等阻抗相对增大桩身存在扩颈或嵌岩桩桩底等阻抗相对增大时，其反射波与初始入射波反相时，其反射波与初始入射波反相: : 3) 3)当当z1=z2 ,z1=z2 ,桩身无缺陷或存在阻抗匹配时，无反
