地基处理监测与检验方法

第2章地基处理监测与检验方法Chapter2MonitoringandTestingMethodsofGroundTreatment2.1概述2.1Introduction地基处理现场监测和质量检验测试是地基处理工程的重要环节。2.1.1现场监测与质量检验的目的(1)为工程设计提供依据；(2)作为大面积施工的控制和指导；(3)为地基处理工程验收提供依据；(4)为理论研究提供实验依据。•软土地基处理现场监测•软土地基处理现场监测2.1.2现场监测与质量检验的内容与方法（1）地基与桩体强度：包括单桩和复合地基静载荷试验、标准贯入试验、静力触探与动力触探试验、桩身高应变检测、钻芯法等；（2）地基变形：包括地基沉降与水平位移测试；（3）应力监测：包括土压力和孔隙水压力测试；（4）桩身完整性：采用桩身低应变检测和声波透射法测试；（5）动力特性：采用波速测试、地基刚度测试等。2.1.3现场监测与质量检验应注意的问题(1)前后两次测试应尽量使用同一仪器、同一标准进行；(2)由于各种测试方法都有一定的适用范围，因此必须根据测试目的和现场条件，选择最有效的方法；(3)无论何种方法，都有一定的局限性，故应尽可能采用多种方法，进行综合评价；(4)测试位置应尽量选择有代表性的部位，测试数量按有关规定要求进行。2.2.1测斜仪2.2地基水平位移及沉降观测2.2MeasurementofDeformationofGround型号:MZ5514用途特点：各种静态角度的测量或控制．如平台水平位置的测量和控制；水坝，高层建筑大型构件等测斜的测量．角度测量仪•滑动式测斜仪•规格:MZ5515A用途特点:土石坝、岩土边坡、建筑物基坑、堤防、地下建筑工程、港务工程、打桩等引起的土提内部水平位移的测量。电压敏感度归化为2.5伏/伏/g，因此电压读数既是土体水平位移毫米数。2.2.2分层沉降仪用途特点：5515-1滑动式沉降仪是石英桡性伺服加速度计为敏感元件的滑动式沉降仪，它是在5515滑动式测斜仪基础上开发研制的横向测量沉降的一种测量仪器。广泛用于铁路、公路工程等路基土体工程中的精密测量仪器。产品名称：滑动式沉降仪2.3地基土应力测试2.3MeasurementofStressinGround2.3.1土压力计钢弦式（贴片式）土压力计应变式土压力计适用于测量土石坝、防波堤、护岸、码头岸壁、高层建筑、桥墩、挡土墙、隧道、地铁、机场、公路、铁路、防渗墙结构等建筑基础与土体的压应力，是了解被测物体内部土压力变化量的有效监测设备；并可同步测量埋设点的温度。TYJ-20型振弦式土压力计•GYH系列单膜/双膜/分离式/土压力计•DYB系列电阻应变式土压力计2.3.2孔隙水压力计振弦式孔隙水压力计具有二次密封性能，广泛适用于钻孔法安装，能长期埋设在水工建筑物或其他建筑物地基内，测量结构物地基内的孔隙(渗透)水压力。并可同步测量埋设点的温度•KYJ-37型振弦式孔隙水压力计具有二次密封性能，广泛适用于填筑法施工安装，能长期埋设在水工建筑物或其他建筑物地基内，测量结构物地基内的孔隙(渗透)水压力。并可同步测量埋设点的温度。载荷试验是在一定面积的承压板上（或桩顶上）向地基土（或桩）逐级施加荷载，并观测每级荷载下地基土（或桩）的变形特征。其优点是对地基土基本不产生扰动。利用其成果确定地基（或桩）的承载力是可靠的，既可直接用于工程设计，也可用于检验施工效果，另外对于预估建筑物的沉降也很有效。载荷试验可分为地基载荷试验和单桩载荷试验。2.4载荷试验(LoadTest)静载荷试验（堆载方式）复合地基载荷试验承压板、千斤顶及百分表手动油泵2.4.1单桩竖向静载荷试验（VerticalStaticLoadTestofPile）一、试验开始时间二、试验加载装置三、试验加载方式四、荷载分级五、沉降测读及稳定标准六、试验终止加载的条件七、单桩竖向极限承载力的确定•桩基及地基静载荷试验•桩基静载荷试验•桩基静载试验2.4.2天然地基平板载荷试验（PlateLoadingTestofNaturalGround）浅层平板载荷试验的目的是确定地基土层的层压板下应力主要影响范围内的承载力。浅层平板载荷试验只适用于地表浅层地基和地下水位以上的地层。一、试验设备(1)承压板；(2)加载装置；(3)沉降观测装置二、试验方法三、资料整理四、成果应用五、影响试验精度的主要因素2.4.3复合地基载荷试验(StaticLoadTestofCompositeGround)复合地基载荷试验用于测定承压板下应力主要影响范围内复合土层的承载力和变形参数。复合地基载荷试验包括:(1)单桩复合地基载荷试验(2)多桩复合地基载荷试验。一、试验要点（1）复合地基荷载试验的承压板应为刚性。单桩复合地基荷载试验的承压板可采用圆形或方形，面积为一根桩承担的处理面积；多桩复合地基荷载试验的承压板可用方形或矩形，其尺寸按实际桩数所承担的处理面积确定。桩的中心(或形心)应与承压板的中心保持一致，并与荷载作用点相重合。（2）承压板高程宜接近基础底面设计高程。承压板底面下宜铺设与设计复合地基垫层相应的垫层，垫层厚度宜取50～150mm，桩身强度高时宜取大值。垫层上宜设中砂或粗砂找平层。试验标高处的试坑长度和宽度，应不小于承压板尺寸的3倍。基准梁的支点应设在试坑之外。（3）加荷等级可分为8～12级，最大加载压力不宜小于设计要求压力值的2倍。（4）每加一级荷载前后均应测读承压板的沉降量一次，以后每半小时测读一次。当一小时内沉降量小于0.1mm时，即可加下一级荷载。（5）当出现下列现象之一时可终止试验：1）沉降急剧增大，土被挤出或承压板周围出现明显的隆起；2）承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6%；3）当达不到极限荷载，而最大加载压力已大于设计要求压力值的2倍。（6）卸载级数可为加载级数的一半，等量卸载，每卸一级，间隔半小时，测读回弹量，待卸完全部荷载后间隔三小时测读总回弹量。二、复合地基承载力特征值的确定（1）当压力－沉降曲线上能确定出极限荷载，而其值不小于对应比例界限的2倍时，可取比例界限作为复合地基承载力特征值；当其值小于对应比例界限的2倍时，可取极限荷载的一半作为复合地基承载力特征值。（2）当压力－沉降曲线是平缓的光滑曲线时，可按相对变形值确定复合地基承载力特征值：①对于砂石桩、振冲桩或强夯置换墩：当以粘性土为主的地基，可取或等于0.015所对应的压力（为载荷试验承压板的沉降量；和分别为承压板宽度和直径，当其值大于2m时，按2m计算）；当以粉土或砂土为主的地基，可取或等于0.01所对应的压力。②对土挤密桩、石灰桩或柱锤冲扩桩复合地基，可取或等于0.012所对应的压力。对灰土挤密桩复合地基，可取或等于0.008所对应的压力。③对水泥粉煤灰碎石桩或夯实水泥土桩复合地基，当以卵石、圆砾、密实粗中砂为主的地基，可取或等于0.008所对应的压力；当以粘性土、粉土为主的地基，可取或等于0.01所对应的压力。④对水泥土搅拌桩或旋喷桩复合地基，可取或等于0.006所对应的压力。⑤对有经验的地区，也可按当地经验确定相对变形值。按相对变形值确定的承载力特征值不应大于最大加载压力的一半。（3）复合地基载荷试验的试验点的数量不应少于3点，当满足其极差不超过平均值的30％时，可取其平均值作为复合地基承载力特征值。静力触探试验（CPT）（conepenetrationtest）是用静力匀速将标准规格的圆锥形探头按一定的速率压入土（或其他介质）中，同时量测探头阻力，测定土（或其他介质）的力学特性。静力触探试验具有勘探和测试双重功能。在地基处理过程中，可用静力触探试验对灰土桩、石灰桩等桩体进行触探，由量测到的探头阻力来推求桩身强度，进而判断桩身质量。2.5静力触探试验2.5ConePenetrationTest一、静力触探的具体用途二、试验设备三、试验要点四、资料整理五、在石灰桩桩身质量检测中的应用•静力触探头•静力触探十字板试验两用仪•法国PANDA-可变能量动力触探仪圆锥动力触探试验（DPT）（dynamicpenetrationtest）是用一定质量的重锤，以一定高度的自由落距，将标准规格的圆锥形探头贯入土（或其他介质）中，根据打入土（或其他介质）中一定距离所需的锤击数，判定土（或其他介质）的力学特性。圆锥动力触探试验具有勘探和测试双重功能。2.6圆锥动力触探试验2.6DynamicPenetrationTest圆锥动力触探试验的类型可分为轻型、重型和超重型三种。锤重分别为10kg、63.5kg和120kg。轻型动力触探可应用于石灰桩的施工检测，即通过锤击数来判定石灰桩桩体的密实度。重型动力触探可应用于碎石桩的桩体密实度检验。思考题(Problems)（1）为什么说地基处理现场监测和质量检验是地基处理工程的重要环节？（2）试述地基处理现场监测与质量检验的目的、内容与方法以及应注意的问题。（3）简述单桩竖向静载荷试验、天然地基载荷试验和复合地基载荷试验的试验方法及承载力确定方法。（4）了解静力触探和动力触探在地基处理工程监测中的应用。