【正文】 優(yōu)點(diǎn)和局限性 ● 它是一種構(gòu)思獨(dú)特、裝置簡(jiǎn)單，試驗(yàn)方便安全， 有巨大推廣價(jià)值的試樁方法 ● 由于試樁的受荷狀態(tài)，畢竟不同于樁在正常工 作時(shí)的狀態(tài)，諸多問題有待深入研究 , 例如： □ 樁側(cè)阻力的問題 □ 荷載箱的擺放位置，影響試樁結(jié)果 □ 判定單樁承載力的方法不一，有待研究 □ 對(duì)長(zhǎng)樁測(cè)試可能問題較多；對(duì)嵌巖樁測(cè)試較好 □ 不能應(yīng)用于樁基竣工后檢測(cè)，等等 ● 某地方標(biāo)準(zhǔn)第一節(jié)總則第 ： “自平衡試樁法是接近于豎向抗壓（拔）樁的實(shí)際工作條件 的一種試樁方法” 。 (4)單位工程同一條件下的單樁豎向抗壓承載力特征值 R。 ④根據(jù)沉降量確定。 ②根據(jù)沉降隨時(shí)間變化的特征值確定。 ?單樁承載力確定 ? ⑴ 試驗(yàn)成果： 豎向荷載一沉降（ Qs）曲線；沉降一時(shí)間對(duì)數(shù)（ slogt)曲線。） ②某級(jí)荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的 2倍，且經(jīng) 24h尚未達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。每級(jí)荷載維持1h,按第 15， 30， 60min測(cè)讀測(cè)試值。每級(jí)荷載施加后按第 5， 15，30， 45， 60min測(cè)讀樁頂沉降量（及樁側(cè)阻力與樁端阻力），以后每隔 30min測(cè)讀一次。千斤頂?shù)姆戳赏ㄟ^錨樁承擔(dān)，或借壓重平臺(tái)上的重物來平衡。應(yīng)在樁身混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才能進(jìn)行。 靜載荷試驗(yàn)是評(píng)價(jià)單樁承載力諸法中可靠性較高的一種方法。 ?樁身材料屈服：端承樁、超長(zhǎng)樁； ?持力層土的整體剪切破壞：摩擦樁； ?刺入剪切破壞：均質(zhì)土中的摩擦樁，無明顯拐點(diǎn)； ?沿樁身側(cè)面純剪切破壞：鉆孔灌注樁存在泥漿。 砂土中實(shí)測(cè)樁側(cè)摩阻力隨樁身的分布 （ 2）樁端阻力 qp ?理論分析 ?端阻的深度效應(yīng) 《 建筑樁基技術(shù)規(guī)范 》 中匯聚了國內(nèi)大量試樁資料，按不同類型的樁分別給出了極限端阻力的深度范圍，例如： 預(yù)制樁或水下鉆孔樁： 30m； 沉管灌注樁和干作業(yè)鉆孔樁： 15m； 仍需作進(jìn)一步研究。此時(shí)，樁項(xiàng)所承受的荷載就是樁的極限承載力。樁身荷載傳至樁底，樁底土層受到壓縮而產(chǎn)生樁端阻力 Qp，即作用于樁頂?shù)暮奢d通過樁側(cè)阻力與樁端阻力傳遞到樁周土層中。 Qs— 樁側(cè)總摩阻力； Qp— 樁端總阻力。其顯著特點(diǎn)區(qū)別于以應(yīng)變計(jì)為代表的點(diǎn)法監(jiān)測(cè)原理。 可能出現(xiàn)的問題 （ 4） 預(yù)制樁 ?裂隙 —— 運(yùn)輸過程和打入時(shí)產(chǎn)生裂隙； ?接頭膠結(jié)不好 —— 兩節(jié)樁未對(duì)接好或不在一直線上 。根據(jù) p和修正后的 s值繪制 p~s曲線。 so 和 C的求法有圖解法和最小二乘法 ? ①圖解法。 ? 5）當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí) ，可終止加載： ? ①沉降 s急劇增大，荷載 沉降 (p~S) 曲線上有可判定極限承載力的陡降段，且沉降量超過 (d為承壓板直徑 )。 ? ⑶深層平板載荷試驗(yàn)的要點(diǎn) ? 《 巖土工程勘察規(guī)范 》 (GB500212022) 規(guī)定深層平板載荷試驗(yàn)要點(diǎn)為： ? 1)深層平板載荷試驗(yàn)可適用于確定深部地基土層及大直徑樁樁端土層在承壓板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)的承載力。最大加載量不應(yīng)小于設(shè)計(jì)要求的 2倍。 ? 2）試驗(yàn)基坑深度不應(yīng)小于承壓板寬度或直徑的 3倍。 ? 5)試驗(yàn)結(jié)束條件，一般應(yīng)盡可能進(jìn)行到試驗(yàn)土層達(dá)到破壞階段，然后終止試驗(yàn)。分級(jí)加荷與慢速法同，但每一級(jí)荷載按間隔 15min觀察一次沉降。分級(jí)加荷按等荷載增量均衡施加。一般情況下，宜用面積為 ~。 ? 平板載荷試驗(yàn)的技術(shù)要求： ? 1)平板載荷試驗(yàn)的常用裝置如圖所示。 ? ⑴ 平板載荷試驗(yàn)基本理論 ? 典型的平板載荷試驗(yàn) p~s曲線 (p為施加于承壓板上的壓力 ) ； s為在相應(yīng)壓力下的沉降）可分為 3個(gè)階段（見圖） 直線變形階段：當(dāng)壓力小于臨塑荷載 py（比例極限壓力），p~s成直線關(guān)系。 ? 4）確定地基土基床反力系數(shù)。它反映承壓板下 ~，地基土強(qiáng)度、變形的綜合性狀。淺層平板載荷試驗(yàn)適用于淺層地基土；深層平板載荷試驗(yàn)適用于埋深大于 3m和地下水位以上的地基土；螺旋板載荷試驗(yàn)適用于深層地基土或地下水位以下的地基土。 地面上的觸探桿的高度不宜過高 ， 以免傾斜與擺動(dòng)太大； ③ 錘擊速率宜為每分鐘 1530擊； ④ 及時(shí)記錄每貫入 ； ⑤ 對(duì)于一般砂 、 圓礫和卵石 ， 觸探深度不宜超過 1215m； 超過該深度時(shí) ，需考慮觸探桿的側(cè)壁摩阻的影響； ⑥ 每貫入 50擊時(shí)，即停止試驗(yàn) 。 ， 記錄每打入 ； ③ 如想取樣，則需把觸探桿拔出，換鉆頭進(jìn)行取樣。 ? 優(yōu)點(diǎn)： （ 1）設(shè)備簡(jiǎn)單，且堅(jiān)固耐用； （ 2）操作及測(cè)試方法容易，一學(xué)就會(huì)； （ 3）適用性廣； （ 4）快速，經(jīng)濟(jì)，能連續(xù)測(cè)試土層； （ 5）有些動(dòng)力觸探，可同時(shí)取樣，觀察描述； （ 6）經(jīng)驗(yàn)豐富，使用廣泛。 4. 可以測(cè)定土層不同深度的靜止水壓力，獲得地下水條件的資料。 ? 孔壓觸探與一般的靜力觸探相比 ， 具有下面一些突出優(yōu)點(diǎn)： 1. 由于不同土體的滲透性差別很大， CPTU量測(cè)孔隙水壓力的靈敏度很高，能夠分辨 1~2cm厚的薄土層土性的變化，因而可以詳細(xì)分層。 ? ⑸ 確定單樁的承載力 ? 靜力觸探機(jī)理和樁的作用機(jī)理類似，靜力觸探相當(dāng)于沉樁的模擬試驗(yàn)。 ? ⑷ 確定淺基的承載力 ? 用靜力觸探確定地基承載力一般依據(jù)的是經(jīng)驗(yàn)公式，是建立在靜力觸探與載荷試驗(yàn)的對(duì)比關(guān)系上。 ⑵ 土類劃分 a) 單橋探頭 根據(jù) Ps， Ps 大的一般為砂層， Ps 小的一般為粘土層。 ? 結(jié)合鉆探取樣，考慮臨界深度進(jìn)一步分層 —— 工程地質(zhì)分層，并定土名。 ② 觸探機(jī)的貫入速率應(yīng)控制在 12cm/s， 一般為 2cm/s； 使用手搖式觸探機(jī)時(shí) ， 手把轉(zhuǎn)速應(yīng)力求均勻 。 ? 靜力觸探首先在荷蘭研制成功，因此靜力觸探也叫“荷蘭錐”試驗(yàn)。 土的專門測(cè)試法可得到土層中關(guān)鍵部位土的各種工程性質(zhì)指標(biāo)，精度高，測(cè)試成果可直接供設(shè)計(jì)部門使用。 ⑶ 可重復(fù)進(jìn)行驗(yàn)證，縮短試驗(yàn)周期。建筑地基基礎(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試 賀懷建 中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所 內(nèi) 容 ? 一、地基原位試驗(yàn) ? 二、樁身質(zhì)量檢測(cè)新方法 ? 三、樁身內(nèi)力和樁端阻力測(cè)試 ? 四、基樁靜載試驗(yàn) ? 五、波速測(cè)試 ? 六、基坑監(jiān)測(cè) 一、地基原位試驗(yàn) （一）原位測(cè)試的概念 ? 原位測(cè)試 （ InSitu Testing ）：在巖土體原有的位置上，在保持巖土的天然結(jié)構(gòu)、天然含水量以及天然應(yīng)力狀態(tài)條件下測(cè)定巖土性質(zhì)稱為原位測(cè)試。 ⑵ 原位測(cè)試所涉及的土尺寸較室內(nèi)試驗(yàn)樣品要大得多，因而更能反映土的宏觀結(jié)構(gòu)如裂隙等 )對(duì)土的性質(zhì)的影響，比土樣具代表性。 (2)專門測(cè)試法 (specific test methods) ：主要包括載荷試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)、抽水和注水試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)等。 （二）靜力觸探 定義 ? 靜 力 觸 探 ( Static Cone Peration Test,簡(jiǎn)稱 CPT)是借助機(jī)械把一定規(guī)格的圓錐形探頭勻速壓入土中 ， 通過測(cè)定 探頭 的端阻 qｃ ， 側(cè)壁摩阻力 fｓ來確定土體的物理力學(xué)參數(shù) ， 劃分土層的一種土體勘測(cè)技術(shù) 。 單用（橋）探頭 雙用（橋）探頭 多用（孔壓）探頭 測(cè)試原理 I— 電流 R— 電阻 U— 電壓（根據(jù)歐姆定律） 電壓變化（測(cè)量值）電流變化應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 21 LLKR ULLKURELLE????????? ?? 電阻應(yīng)變片 電橋 測(cè)試步驟 ⑴ 探頭率定 ? 率定的目的是求出測(cè)量?jī)x表的讀數(shù)與荷載之間的關(guān)系 —— 率定系數(shù) ? 率定的設(shè)備可分為兩個(gè)主要部分 探頭率定的步驟 : ? ? ? ，邊記錄儀表上的讀數(shù) ? —— 讀數(shù)曲線，一般情況下應(yīng)該是直線 ? K K等于直線的斜率 )mVk N / A( xk ??x )(kPaAP0 ⑵ 野外測(cè)試的關(guān)鍵步驟 : ? ，平整場(chǎng)地 ? ，并調(diào)平機(jī)座（為使貫入壓力保持垂直方向），把機(jī)座與反力裝置銜接 ? 、測(cè)量電纜、探桿連接起來，并檢查測(cè)量?jī)x表，并調(diào)零 ? ， 同時(shí)記錄深度值和測(cè)量?jī)x表的數(shù)據(jù) 注意事項(xiàng)： ① 觸探機(jī)就位后 ， 應(yīng)調(diào)平機(jī)座 ， 并使用水平尺校準(zhǔn) ， 使貫入壓力保持豎直方向 ， 并使機(jī)座與反力裝置銜接 、 鎖定 。 ? 測(cè)試成果的應(yīng)用 ? CPT（ 靜力觸探 ）在土木工程中的應(yīng)用特別廣泛 ⑴ 土層劃分 : ? 繪制 CPT的貫入曲線（包括 qcH， fsH， FRH ）， 然后根據(jù)相近的 qc、 fs和 FR， 將觸探孔分層 — 力學(xué)分層，并計(jì)算各參數(shù)的平均值。 ? 臨界深度在砂土中表現(xiàn)明顯，在粘土中基本不存在。 ⑶ 確定土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo) ? CPT可以確定 如 c, ?, Cu, Dr, Es, ?sat, 等土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。 ? 地基土的成因、時(shí)代及含水量等對(duì)靜力觸探求地基承載力的經(jīng)驗(yàn)公式有影響，經(jīng)驗(yàn)公式有地區(qū)性。 ? 靜力觸探法計(jì)算單樁極限承載力的基本公式如下： ??????niisspcfdp LfUAqqqq ii1??（三）孔壓靜力觸探 定義 ? 孔隙水壓力靜力觸探 (Piezo Cone peration Test)， 簡(jiǎn)稱孔壓觸探 (CPTU)， 它是在普通的 CPT探頭上安裝了可以測(cè)量孔隙水壓力的傳感器 ， 使貫入時(shí)能在測(cè)量 qｃ ， ｆ s的同時(shí) ，測(cè)量貫入引起的超孔隙水壓力 △ ｕ ， 當(dāng)停止貫入時(shí) ， 可測(cè)量超孔隙水壓力 △ ｕ的消散過程及完全消散時(shí)的靜止孔隙水壓力 u０ ? 孔壓觸探是可測(cè)孔隙水壓力的電測(cè)式靜力觸探 。 3. 可以估算土體的滲透系數(shù)和固結(jié)系數(shù)。 孔壓探頭 孔壓探頭的飽和與標(biāo)定 ? 探頭飽和的方法有 加熱排氣法 和 真空排氣法 ? 可以用水、硅油、甘油等對(duì)探頭進(jìn)行飽和孔壓探頭飽和與檢驗(yàn)的裝置 ? 孔壓探頭測(cè)力傳感器的檢驗(yàn)與率定同常規(guī)探頭 ? 對(duì)孔壓探頭，還應(yīng)進(jìn)行如下檢驗(yàn)與標(biāo)定 （采用孔壓響應(yīng)試驗(yàn)） ? 孔壓傳感器的率定 —— 孔壓率定系數(shù) ku （四）動(dòng)力觸探 定義 ? 動(dòng)力觸探測(cè)試 (DPT: dynamic peration test)： 是利用一定的錘擊動(dòng)能，將一定規(guī)格的探頭打入土中，根據(jù)打入土的難易程度（可用貫入度、錘擊數(shù)或探頭單位面積動(dòng)貫入阻力來表示）判定土層性質(zhì)的一種原位測(cè)試的方法。 在一次錘擊作用下的功能轉(zhuǎn)換按能量守恒原理 ， 其關(guān)系可寫成： ? Em=Ek+Ec+Ef+Ep+Ee ? 式中： ? Em穿心錘下落能量； ? Ek錘與觸探器碰幢時(shí)損失的能量； ? Ec觸探器彈性變形所消耗的能量； ? Ef貫入時(shí)用于克服桿側(cè)壁磨阻力所耗能； ? Ep由于土的塑性變形而消耗的能量； ? Ee由于土的彈性變形而消耗的能量； ? 考慮在動(dòng)力觸探測(cè)試中，只能量測(cè)到土的永久變形，故將和彈性有關(guān)的變形略去，通過推導(dǎo)可得土的動(dòng)貫入阻力 Rd為： ? 其中： e—— 貫入度（ mm）， 每擊貫入的深度； M—— 重錘質(zhì)量； m—— 觸探器質(zhì)量； A—— 圓錐探頭底面積（ m2） )()(2k P aAmMeghMR d??測(cè)試程序與要求 （ 1） 輕型動(dòng)力觸探 ① 先用輕便鉆具鉆至試驗(yàn)土層標(biāo)高以上 ，然后對(duì)土層進(jìn)行連續(xù)觸探； ② 試驗(yàn)時(shí)，穿心錘落距為 177。垂直度的最大偏差不得超過 2%； ② 貫入時(shí)應(yīng)使穿心錘自由落下 。載荷試驗(yàn)可分為淺層平板載荷試驗(yàn)、深層平板載荷試驗(yàn)和螺旋板載荷試驗(yàn)三種。 ? 平板載荷試驗(yàn) ? 平板載荷試驗(yàn) (PLT)是在一定面積的剛性承壓板上加荷，通過承壓板向地基土逐級(jí)加荷，測(cè)定地基土的壓力與變形特性的原位測(cè)試方法。 ? 3）估算地基土的不排水抗剪強(qiáng)度。 ? 平板載荷試驗(yàn)反映承壓板下不超過 2倍承壓板寬度（或直徑）范圍內(nèi)地基土的特性，如在這影響范圍內(nèi)地基土為非均質(zhì)土?xí)r，試驗(yàn)結(jié)果為一綜合性狀，給試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析造成一定的困難。對(duì)于直線變形階段，可以用彈性理論來分析壓力與變形的關(guān)系。對(duì)于含碎石的土，承壓板