【正文】 優(yōu)點和局限性 ● 它是一種構(gòu)思獨特、裝置簡單，試驗方便安全， 有巨大推廣價值的試樁方法 ● 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 □ 對長樁測試可能問題較多；對嵌巖樁測試較好 □ 不能應(yīng)用于樁基竣工后檢測，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)沉降隨時間變化的特征值確定。 ?單樁承載力確定 ? ⑴ 試驗成果： 豎向荷載一沉降（ Qs）曲線；沉降一時間對數(shù)（ slogt)曲線。） ②某級荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級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)。每級荷載維持1h,按第 15， 30， 60min測讀測試值。每級荷載施加后按第 5， 15，30， 45， 60min測讀樁頂沉降量（及樁側(cè)阻力與樁端阻力），以后每隔 30min測讀一次。千斤頂?shù)姆戳赏ㄟ^錨樁承擔(dān)，或借壓重平臺上的重物來平衡。應(yīng)在樁身混凝土達(dá)到設(shè)計強度后才能進(jìn)行。 靜載荷試驗是評價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； ?沿樁身側(cè)面純剪切破壞：鉆孔灌注樁存在泥漿。 砂土中實測樁側(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，樁項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。其顯著特點區(qū)別于以應(yīng)變計為代表的點法監(jiān)測原理。 可能出現(xiàn)的問題 （ 4） 預(yù)制樁 ?裂隙 —— 運輸過程和打入時產(chǎn)生裂隙； ?接頭膠結(jié)不好 —— 兩節(jié)樁未對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 ，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深層平板載荷試驗的要點 ? 《 巖土工程勘察規(guī)范 》 (GB500212022) 規(guī)定深層平板載荷試驗要點為： ? 1)深層平板載荷試驗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)計要求的 2倍。 ? 2）試驗基坑深度不應(yīng)小于承壓板寬度或直徑的 3倍。 ? 5)試驗結(jié)束條件，一般應(yīng)盡可能進(jìn)行到試驗土層達(dá)到破壞階段，然后終止試驗。分級加荷與慢速法同，但每一級荷載按間隔 15min觀察一次沉降。分級加荷按等荷載增量均衡施加。一般情況下，宜用面積為 ~。 ? 平板載荷試驗的技術(shù)要求： ? 1)平板載荷試驗的常用裝置如圖所示。 ? ⑴ 平板載荷試驗基本理論 ? 典型的平板載荷試驗 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 ~，地基土強度、變形的綜合性狀。淺層平板載荷試驗適用于淺層地基土；深層平板載荷試驗適用于埋深大于 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 ， 以免傾斜與擺動太大； ③ 錘擊速率宜為每分鐘 1530擊； ④ 及時記錄每貫入 ； ⑤ 對于一般砂 、 圓礫和卵石 ， 觸探深度不宜超過 1215m； 超過該深度時 ，需考慮觸探桿的側(cè)壁摩阻的影響； ⑥ 每貫入 50擊時，即停止試驗 。 ， 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： （ 1）設(shè)備簡單，且堅固耐用； （ 2）操作及測試方法容易，一學(xué)就會； （ 3）適用性廣； （ 4）快速，經(jīng)濟，能連續(xù)測試土層； （ 5）有些動力觸探，可同時取樣，觀察描述； （ 6）經(jīng)驗豐富，使用廣泛。 4. 可以測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： 1. 由于不同土體的滲透性差別很大， CPTU量測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 ? 靜力觸探機理和樁的作用機理類似，靜力觸探相當(dāng)于沉樁的模擬試驗。 ? 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)驗公式，是建立在靜力觸探與載荷試驗的對比關(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； 使用手搖式觸探機時 ， 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。 土的專門測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，測試成果可直接供設(shè)計部門使用。 ⑶ 可重復(fù)進(jìn)行驗證，縮短試驗周期。建筑地基基礎(chǔ)現(xiàn)場測試 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 ? 二、樁身質(zhì)量檢測新方法 ? 三、樁身內(nèi)力和樁端阻力測試 ? 四、基樁靜載試驗 ? 五、波速測試 ? 六、基坑監(jiān)測 一、地基原位試驗 （一）原位測試的概念 ? 原位測試 （ 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)條件下測定巖土性質(zhì)稱為原位測試。 ⑵ 原位測試所涉及的土尺寸較室內(nèi)試驗樣品要大得多，因而更能反映土的宏觀結(jié)構(gòu)如裂隙等 )對土的性質(zhì)的影響，比土樣具代表性。 (2)專門測試法 (specific test methods) ：主要包括載荷試驗、旁壓試驗、標(biāo)準(zhǔn)貫入實驗、抽水和注水試驗、十字板剪切試驗等。 （二）靜力觸探 定義 ? 靜 力 觸 探 ( Static Cone Peration Test,簡稱 CPT)是借助機械把一定規(guī)格的圓錐形探頭勻速壓入土中 ， 通過測定 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技術(shù) 。 單用（橋）探頭 雙用（橋）探頭 多用（孔壓）探頭 測試原理 I— 電流 R— 電阻 U— 電壓（根據(jù)歐姆定律） 電壓變化（測量值）電流變化應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 21 LLKR ULLKURELLE????????? ?? 電阻應(yīng)變片 電橋 測試步驟 ⑴ 探頭率定 ? 率定的目的是求出測量儀表的讀數(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 野外測試的關(guān)鍵步驟 : ? ，平整場地 ? ，并調(diào)平機座（為使貫入壓力保持垂直方向），把機座與反力裝置銜接 ? 、測量電纜、探桿連接起來，并檢查測量儀表，并調(diào)零 ? ， 同時記錄深度值和測量儀表的數(shù)據(jù) 注意事項： ① 觸探機就位后 ， 應(yīng)調(diào)平機座 ， 并使用水平尺校準(zhǔn) ， 使貫入壓力保持豎直方向 ， 并使機座與反力裝置銜接 、 鎖定 。 ? 測試成果的應(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、時代及含水量等對靜力觸探求地基承載力的經(jīng)驗公式有影響，經(jīng)驗公式有地區(qū)性。 ? 靜力觸探法計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)， 簡稱孔壓觸探 (CPTU)， 它是在普通的 CPT探頭上安裝了可以測量孔隙水壓力的傳感器 ， 使貫入時能在測量 qｃ ， ｆ s的同時 ，測量貫入引起的超孔隙水壓力 △ ｕ ， 當(dāng)停止貫入時 ， 可測量超孔隙水壓力 △ ｕ的消散過程及完全消散時的靜止孔隙水壓力 u０ ? 孔壓觸探是可測孔隙水壓力的電測式靜力觸探 。 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、甘油等對探頭進(jìn)行飽和孔壓探頭飽和與檢驗的裝置 ? 孔壓探頭測力傳感器的檢驗與率定同常規(guī)探頭 ? 對孔壓探頭，還應(yīng)進(jìn)行如下檢驗與標(biāo)定 （采用孔壓響應(yīng)試驗） ? 孔壓傳感器的率定 —— 孔壓率定系數(shù) ku （四）動力觸探 定義 ? 動力觸探測試 (DPT: dynamic peration test)： 是利用一定的錘擊動能，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)或探頭單位面積動貫入阻力來表示）判定土層性質(zhì)的一種原位測試的方法。 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錘與觸探器碰幢時損失的能量； ? Ec觸探器彈性變形所消耗的能量； ? Ef貫入時用于克服桿側(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； ? 考慮在動力觸探測試中，只能量測到土的永久變形，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??測試程序與要求 （ 1） 輕型動力觸探 ① 先用輕便鉆具鉆至試驗土層標(biāo)高以上 ，然后對土層進(jìn)行連續(xù)觸探； ② 試驗時，穿心錘落距為 177。垂直度的最大偏差不得超過 2%； ② 貫入時應(yīng)使穿心錘自由落下 。載荷試驗可分為淺層平板載荷試驗、深層平板載荷試驗和螺旋板載荷試驗三種。 ? 平板載荷試驗 ? 平板載荷試驗 (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加荷，測定地基土的壓力與變形特性的原位測試方法。 ? 3）估算地基土的不排水抗剪強度。 ? 平板載荷試驗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，試驗結(jié)果為一綜合性狀，給試驗數(shù)據(jù)的分析造成一定的困難。對于直線變形階段，可以用彈性理論來分析壓力與變形的關(guān)系。對于含碎石的土，承壓板