地基承载力优秀2篇

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地基承载力 篇1

关键词:CFG桩复合地基修正模型 承载力计算

Abstract: This combination of Chengdu Polytechnic Dongyuan 37 buildings of 33 storeys high-level engineering application of CFG pile composite foundation treatment. Describes the design of CFG pile composite foundation should follow the relevant national rules. Has carried on the discussion to time the ground processing existence neighboring building depth revision model.

Key Word:CFG pile composite foundation Th revision model Supporting capacity computation

中图分类号:TU348 文献标识码:A文章编号:

在实际工程中开发商为了最大限度追求建筑面积,通常在规划中高层住宅紧邻地下车库等建筑,因此高层建筑地基处理的深度修正问题就成为地基处理设计人员经常遇到的问题。笔者以成都理工东苑37幢高层住宅CFG桩设计施工的工程实例对此问题做一些讨论。

CFG桩复合地基修正模型

CFG桩复合地基是在天然地基中设置竖向增强体(CFG桩),由桩、同承担上部结构传来的荷载。根据中国建筑科学研究院企业标准Q/JY06-1997(下简称“企标”),当无单桩静载时,单桩极限承载力标准值可按下式预估:

Ruk=-UP∑qsiLi+qpAP(1)

式中-UP ------桩的周长;qsi ------桩侧第i层土的极限侧阻力标准值;

qp ------------桩的极限端阻力标准值 ; Li------------第i层土的厚度。

对于处理后的地基,按照地基处理关于深宽修正的通常做法,不做宽度修正,深度修正系数取1.0,“89规范”考虑荷载基本组合按下式进行复合地基承载力的验算(根据“89规范”,单桩承载力设计值较单桩承载力标准值方大1.2倍):

CFG桩复合地基承载力标准值fφ、k为

fφ、k=m(Ruk÷KAP)+αβ(1-m)fk (2)

式中m------面积置换率;AP ------桩的截面面积;fk -------天然地基承载力标准值;α------加固后桩间土承载力标准值与天然地基承载力标准值之比;β------桩间土强度发挥系数;K----------桩的安全系数

对于处理后的地基,按照地基处理关于深宽修正的通常做法,不做宽度修正,深度修正系数取1.0,“89规范”考虑荷载基本组合进行复合地基承载力的验算(根据“89规范”,单桩承载力设计值较单桩承载力标准值放大1.2倍):

P≦m(1.2Ruk÷KAP)+αβ(1-m)fk+Y0(d-0.5) (3)

如果按照荷载标准组合进行复合地基承载力验算,其公式可写为:

Pk≦m(Ruk÷KAP)+αβ(1-m)fk+Y0(d-1.5)(4)

从式(3)及式(4)可以看出,两式左端P较Pk 大20%左右,两式右端第2项基本相同,第3项深度修正的起始高度略有差别,按“89规范”确定CFG桩复合地基承载力设计值时对右端第1项单桩承载力进行了放大。因此,对于同样的地基处理方案,按照不同的荷载组合,复合地基承载力计算的安全储备会有一定的差异。

二 工程实例

、工程概况

成都理工东苑第37幢高层住宅由华远房地产股份有限公司开发建设,结构形式为全现浇钢筋混凝土结构,地上32层,地下2层,基础采用箱筏基础,埋深7.0m,置于岩土工程勘察报告中的④层砂质粉土——粘质粉土、④1粉质粘土,天然地基承载力标准值综合考虑为180kPa,不能满足设计要求。经方案论证,采用CFG桩复合地基方案进行处理。

、CFG地基承载力的计算

理工东苑37栋的高层住宅采用CFG桩复合地基加固技术进行处理,地基处理的实际参数按承载力和变形双控确定,施工采用长螺旋钻孔管内泵送CFG桩混合料施工工艺。

、设计要求

深宽修正后复合地基承载力标准值要求大于450kPa;

建筑物沉降量控制在10cm以内,倾斜小于0.002。

、单桩极限承载力计算

根据勘察报告,CFG桩以园砾⑨层为桩端持力层,桩长20m,桩径415mm,根据勘察报告提供的各土层的物理力学指标,计算得到单桩极限承载力标准值1560kN,考虑冬季施工等不利因素,单桩极限承载力标准值取为1400kN。

复合地基承载力计算

成都理工东苑37幢复合地基采用荷载标准组合进行设计。

桩的安全系数K取2.0,当桩间距为1.6m时,由式(2)可以计算得到复合地基承载力标准值fsp,k=427.5kPa。

地基承载力只做深度修正,不做宽度修正,深度修正系数取1.0,由式(4)可得到修正后复合地基承载力标准值为

521kPa>Pk=450kPa

满足实际要求,两者相差16%

三、复合地基承载力的深度修正

(一)、复合地基承载力的深度修正

该小区为超高层住宅,小区每栋住宅楼之间规划为地下车库,车库为地下2层,埋深10m,车库上覆盖2.5m厚的土作为绿化用地。37幢的东、北两侧与车库相邻,相互位置标高见图1。

图1: 37幢与车库的相互位置(剖面)

“89规范”对深度修正基础埋置深度d的相关规定如下:一般自室外地面标高算起,在填方整平地区可自填土地面标高算起,但填方在上部结构施工后完成时,应从天然地面标高算起。

对于紧邻地下车库,能否进行修正或者如何进行修正,规范没有明确规定。

“89规范”地基承载力的深宽修正系数源自于“74规范”,在“74规范”中地基承载力深度修正按下式进行:

R=[ R]+mBy(B-3)+mDyp(D-1.5) (5)

深度修正系数mD 、mB 的确定,以载荷试验的结果为依据,并参照了地基承载力塑性荷载P1/4 公式,即:

fk = Mbrb+Mdy0d+McCk (6)

式中Mb 、Md 、 Mc------承载力系数

《建筑地基处理技术规范》JGJ79—91 中对于人工处理的地基规定不做宽度修正,深度修正系数取1.0。在本文实例中,考虑到地下车库基础为整板基础,地下车库自重与其上覆土重量对楼座地基承载力具有一定的边载效应,对于深度修正是按修正量不应大于地下车库(含2.5m覆土)的自重压力进行的。

(二)施工检测及沉降观测

理工东苑37幢CFG桩施工完毕后,由四川建筑工程质量监督检测中心进行了小应变和单桩静载实验,静载实验结果表明复合地基承载力满足设计要求。

参考文献

(1)《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)

(2)徐至钧主编《水泥粉煤灰碎石桩复合地基》 机械工业出版社2010.2

地基承载力 篇2

关键词:地基承载力;理论公式;载荷试验

中图分类号:TU470+.3 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)02-0051-02

0 引言

地基承载力的确定在地基基础设计中是一个非常重要而又十分复杂的问题,在公路、铁路、港口、一般的工业与民用建筑等工程中都会遇到这样的问题,它不仅与土的物理、力学性质有关,还与基础形式、宽度、埋深、建筑类型、结构特点和施工速度等因素有关。自从1974年我国第一本地基基础设计规范《工业与民用建筑地基基础设计规范》,在长达28年的时间里,我国勘察设计人员长期习惯于从规范中查表确定地基承载力,这种方法的简便性使得部分勘察设计人员把客观上相当复杂的地基承载力确定问题简单化了,似乎用不上土力学知识,不需要多少工程经验,会查表和简单计算就可以确定地基承载力。2002年版《建筑地基基础设计规范》取消了地基承载力表,规范中推荐的地基承载力确定方法有两种:一种是理论公式计算方法,另一种是现场载荷试验法。现场载荷试验法作为确定地基承载力最基本、最可靠的方法,可以取得较精确可靠的地基承载力特征值。因此规范在定义地基承载力特征值时是这样描述的,由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值,其最大值为比例界限值。本文就地基承载力的有关问题进行一些讨论,旨在使广大工程技术人员在对规范的理解上有更深刻、全面的认识。

1 关于地基承载力的理解

为了保证建筑物的正常使用,地基基础设计必须满足两个基本条件:强度条件,即要求作用于基础上的荷载不超过地基承载力,以保证地基在防止整体失稳方面有足够的安全储备:变形条件,即控制基础沉降使之不超过允许值。在荷载作用下。地基产生变形,在初始阶段荷载较小时,地基处于弹性平衡状态,当然是安全的,随着荷载的增加,变形增大,并在小范围内产生剪切破坏,称为“塑性区”,塑性区较小时,地基尚能稳定,仍具有安全的承载能力。随着荷载继续增加,塑性区不断扩展,最后塑性区连成一片,地基承载力达到极限,失去稳定。虽然在解决具体问题时将强度和变形分开考虑、单独分析,但强度和变形是耦合在一起的,地基承载力是地基土体强度和变形的综合表现。因此,地基承载力可以理解为地基的承受荷载的能力,即在保证地基稳定的前提下,使变形不超过允许值的地基承载能力。

2 关于地基承载力理论计算公式的讨论

2002年版《建筑地基基础设计规范》把根据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值公式faMbr+Mdrmd+Mcck推荐为地基承载力的理论计算公式,即为了充分利用地基承载力,同时保证建筑物的安全和正常使用,控制地基中塑性区开展的深度为荷载宽度的I/4时相应的荷载。但在工程实践中发现,对砂土内摩擦角标准值φk≥240时,承载力理论计算值偏低,为了让临界荷载P1/4公式同样适用于砂土地基承载力计算,根据砂土地基的荷载试验资料对承载力系数Mh进行了经验修正,因此,该公式实际上是经过经验修正的承载力理论中临界荷载P1/4在具体应用时应注意以下几个问题。

2.1 规范推荐的理论计算公式是由弹性应力带入塑性条件得到基础下地基的塑性深度为基础宽度1/4时的理论解,实际上,地基中的塑性区究竟允许发展到多大范围为宜,与建筑物的性质,荷载的性质,特别是土的性质有关。陆培炎指出,实际上的塑性范围要比基础宽度的1/4小的多,因此,规范推荐的理论计算公式在理论上有一定的缺陷,在实践上限制了地基强度的充分发挥。同时该公式在推倒过程中假定土的自重应力在各个方向相等,由于实际上并不相等,这是该理论公式的另一不足之处。另外,在临界荷载的推倒中采用弹性力学的解答,对于已经出现塑性区的塑性变形阶段,该公式推倒是不严格的。

2.2 规范推荐的地基承载力理论计算公式仅适用于e≤0.033b的情况,这是因为用该公式确定承载力相应的理论模式是基底压力呈均匀分布,当合力的偏心距较大时,基底压力就会很不均匀,为了使计算的地基承载力符合其假定的理论模式,该公式使用时必须注意上述条件。

2.3 土的抗剪强度指标内摩擦角和粘聚力是很灵敏的参数,采用何种试验方法,如何取值是计算结果是否准确的关键。如果把三轴试验的c、φ值代入规范推荐的地基承载力理论公式计算时,得到的承载力比较符合实测值,而把直剪试验c、φ值代入计算,所得承载力明显偏小。关于土的抗剪强度指标取值,由于全国各地差别较大,规范没有做统一的规定。按照极限平衡理论应取峰值强度,有些地方规范根据地区经验用临界荷载公式计算承载力时采用峰值强度的70%,比如上海实践证明,抗剪强度指标用直剪固快试验,取峰值强度的70%计算c、φ值,由此得到的地基承载力比较符合实际:有些地区则认为用峰值强度计算得到的承载力已经偏小,不能再打折。

2.4 地基承载力的含义是在保证地基稳定的前提下,使变形不超过允许值的地基承载能力。规范推荐的理论计算公式在确定地基承载力时,只考虑地基有足够的强度,没有考虑变形,是一个强度值,也就是意味着在进行地基承载力计算时先将基础的沉降变形搁置起来。将地基强度与变形割裂开来考虑是目前规范在地基承载力理论上存在的严重缺陷。由于土体作为一种非连续介质,其土性是非常复杂的,并且带有很大的区域性,因此用单一的土体本构关系来正确描述土的工程性质难以直接应用到在工程实践中。所以对于不同的土质,不同的基础形式,其沉降量不同的,需要进行地基变形验算。

2.5 在基础尺寸一定时,理论计算公式所用的参数抗剪强度指标c、φ越高,极限荷载与临界荷载之比越大,也就是说不同的地基土按规范推荐的理论公式计算得到地基承载力,其安全度是不同的。假设有一个宽度为3m,埋深1m的基础,如果处于某软土地基上,地基土相关指标为粘聚力ck=6kPa、内摩擦角φk=4°、变形模量E=0.6MPa,则经简单计算可得地基承载力fa50kPa、极限荷载Pu=76kPa、安全度k=1.52、沉降量s=200mm:如果处于某硬土地基上,地基土相关指标为粘聚力ck40kPa、内摩擦角φk=26°、变形模量E=40MPa,则地基承载力fa=429kPa、极限荷载Pu=1503kPa、安全度k=

3.5、沉降量s=6mm。从上述算例可以看出对于不同的地基土利用规范推荐的理论公式计算存在安全度不同的问题,因此在设计时要特别注意软土地基的安全,同时也要考虑到对于硬土可能存在承载力未能充分发挥。

3 关于载荷试验的讨论

平板载荷试验是一种比较简单直观地确定地基承载力的原位测试方法,也可以看作基础的一种模型试验,从理论上说平板载荷试验的结果反映了半无限体的承载性状,从工程实践的角度看,很深部土层的影响是可以忽略的。载荷试验的结果为p~s曲线,通过p~s曲线可以确定地基承载力特征值。与规范推荐的理论公式计算法相比,用载荷试验确定地基承载力时既考虑了地基土的强度问题。又注意到了沉降问题,似乎不存在什么问题,实际上载荷试验结果用于地基基础设计时,尚应注意下面几个问题:

3.1 虽然可以在基础底面标高处的土层上做载荷试验,但为了将Boussirmsq课题的解析解用于分析试验资料,也为了试验条件的归一化,规范规定了试坑的宽度『必须不小于压板宽度的3倍。这样,试验是在无超载的条件下进行的,所得的试验结果是在相当于基础埋置深度为0的条件下的地基承载力,用于工程设计时必须按实际的埋置深度进行修正。

3.2 地基承载力的大小与基础底面面积有关,载荷试验的压板尺寸越接近基础底面尺寸,试验的结果越能反映实际情况。但过大的压板尺寸将使试验的总荷载很大而难以实现,一般规定压板面积为0.25m2~0.5m2,如果是方形压板,边长为0.5m~0.707m。将这种标准尺寸压板的试验结果用于实际工程时,需要进行宽度的修正。但对于大面积的筏型基础、箱型基础,基础面积可能上百上千平方米,此时试验尺寸与实际基础尺寸相差悬殊,应力分布、破坏模式差别很大,而试验时从刚性压板边缘展开的塑性区域容易相互连接而导致破坏,因此用平板载荷试验测出的极限承载力会比实际偏小,不能完全反应真实值。对于不均匀的地基土,通过平板载荷试验得出的结果的代表性值得商榷,也难于据此推算不均匀地基的性状。

3.3 载荷试验确定的地基承载力是承压板下应力主要影响范围内的承载力,一般认为压板影响深度大体为压板宽度的2~3倍。因此,如采用面积为0.5m2的承压板,则其影响深度一般不会超过2m。部分地区的人工地基检测文件规定用载荷试验确定地基承载力时没有考虑到这个问题,在应用时需引起注意。为了进一步说明这个问题,假设某地基土分别采用强夯和冲击碾压处理,强夯处理的深度可达到5m~10m,而冲击碾压的深度在2m左右,载荷试验得出的地基承载力差不多,甚至是采用冲击碾压处理措施的高,这个结果显然是不合理的。

3.4 载荷试验的加荷速率按规范一般是几小时到十几小时加一级荷载,而实际工程中地基土接受上部荷载的速率(按一层楼为一级荷载者虑)一般为一周甚至一个月,有时更长,两者之间的差异是显而易见的。另外,载荷试验是用千斤顶来进行加荷,靠手动杆或电动油泵驱动加载,时间只有几分钟,甚至几秒钟,相当于一种冲击荷载,而地基土实际接受上部荷载是通过一砖一瓦的添加进行的,过程比较缓慢,不会存在冲击荷载的影响,上述差异必然会导致试验结果与真实值之间产生差异,特别对于软土地基。

4 结语

通过本文的分析讨论可以看到,地基承载力的确定在地基基础设计中是一个非常重要而又十分复杂的问题,它不仅与土的物理、力学性质有关,还与基础形式、宽度、埋深、建筑类型、结构特点和施工速度等因素有关。确定地基承载力时不存在唯一可靠的方法,绝对不能仅凭经验或简单地套用规范计算,无论是规范推荐的理论计算公式还是载荷试验,都不一定可靠。关于确定地基承载力,不但要注重理论计算和原位试验,更要重视工后的调查分析、比较这一重要环节,通过将预先计算值与工后实测值的分析比较,以及二者之间差异原因的探讨,可以积累大量的工程经验。在具体工程实践当中,勘察设计人员需要根据地质条件,基础及上部结构特点、结合理论计算、载荷试验的测试数据以及工程经验综合判断确定。

参考文献:

[1]GB50007-2002.建筑地基基础设计规范[S]

[2]顾宝和。地基承载力的来龙去脉[J]工程勘察,2004.3.9-13.

[3]黄志荣。关于地基土承载力计算问题的探讨[J]西部探矿工程,2003.112.02-203

[4]杨爱武。软土浅基础地基承载力的计算及应用[J]天津城市建设学院学报,2004.1.1-5

[5]DBJ08-11-1999.上海地基基础设计规范[S]

地基承载力 篇3

关键词:平板载荷试验;原位测试;承载力;变形特性;技术要求 文献标识码:A

中图分类号:TU413 文章编号:1009-2374(2017)03-0122-03 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.03.054

平板载荷试验是一种使用较早、应用广泛的原位测试,主要用来测定承压板下一定范围内岩土体的承载力及变形特性。常规的平板载荷试验适用于地表浅层地基和地下水位以上的地层,多用于各类填土和含碎石土类。试验通过模拟建筑物荷载通过基础作用于地基的形式,在一定尺寸的刚性承压板上,分级施加竖向静荷载,并观测承压板的沉降量。试验能直观地反映出各级荷载作用下,天然地基土随压力变化而沉降变形的情况,并用以确定地基承载力特征值、计算土的变形模量、估算土的不排水抗剪强度及极限填土高度等。下面就平板载荷试验的相关技术要求、试验方法、结果处理等方面进行分析总结。

1 技术要求

1.1 试点要求

载荷试验点选择要具有代表性,单位工程试验点数不少于3点,当场地内岩土体变化复杂时,可增加试验点。试验通常在试坑中进行,试压面应位于基础底面标高处,试坑直径或宽度不小于承压板直径(d)或宽度(b)的3倍。试压面应尽量避免扰动,并保持其原状结构和天然湿度,可在坑底预留20~30cm厚的原状土层,试验前再挖去。

1.2 试验设备

1.2.1 承压板。承压板要有足够的刚度,在试验中变形要小。板一般为特制加筋厚钢板,宜采用圆形,以符合轴对称的弹性理论。板的尺寸应根据岩土体性状合理选择,一般不小于0.25m2;对于不均匀土层和软土不小于0.5m2;对于含碎石土,承压板宽度或直径应为最大碎石直径的10~20倍。

1.2.2 加荷系统。加荷系统包括加荷装置和反力装置。加荷装置一般为千斤顶;反力通过相应的载荷平台提供,常用的有堆载、地锚等反力装置。要求装置能提供的反力不小于试验最大荷载的1.2倍,一般应根据试验要求和现场条件,合理选择。

1.2.3 观测仪表。观测仪表主要是对荷载大小和沉降量进行观测。荷载通过力值传感器测量,其精度不应低于最大荷载的±1%;承压板的沉降可采用百分表或位移传感器测量,其精度不应低于±0.01mm。

1.3 设备安装

1.3.1 承压板放置。首先要把拟试压表面处理平整,尽量避免扰动。并尽快在试压面铺设厚度不超过20mm的粗砂或中砂垫层找平,再放上承压板,以保证承压板与试压面平整均匀接触。

1.3.2 加荷系统安装。准备好反力装置后,在承压板中心处依次安装千斤顶、荷载传感器、传力柱等,应保证各接触面平整,受力方向垂直于板中心。

1.3.3 观测仪表安装。百分表或位移传感器要安装牢固,其固定位置应不受变形影响,并按承压板的几何形状对称放置。在方便观测的地方可用百分表测读,在不便观测和风险较大的情况下,可安装位移传感器远距离测读。

2 试验方法

2.1 加荷方式

通过加荷系统,将千斤顶施加的荷载传递至承压板,对地基施加竖向静压力,加荷等级宜取10~12级,并不少于8级。根据加荷方式的不同,一般分为慢速法、快速法和等沉降速率法三种:

2.1.1 慢速法。其每级加荷量按预估极限荷载的1/8~1/12或为临塑荷载的1/4~1/5施加。每级加荷后,先按3个10min、2个15min的间隔测读沉降量,以后每30min测读一次,直到在连续2h时内每1h的沉降量不超过0.1mm或连续1h内每30min沉降量不超过0.05mm,则认为已趋稳定,可加下一级荷载。

2.1.2 快速法。即分级加荷沉降非稳定法,其加荷方式与慢速法一致,但沉降观测时间不同。每级加荷后按间隔15min观测沉降量,维持荷载2h后再施加下一级荷载。

2.1.3 等沉降速率法。是在每一级荷载作用下,以一定的沉降速率作为加荷条件,直到试验结束。

常规载荷试验采用慢速法;有地区经验时,可采用快速法或等沉降速率法,以加快试验周期,但其结果只反映不排水条件的变形特性,不反映排水条件的固结变形特性。

2.2 试验终止条件

当出现下列情况之一时,则认为已达破坏阶段,可终止试验:

2.2.1 板周围出现隆起或破坏性裂缝。

2.2.2 沉降量急剧增大,本级沉降量超过前级沉降量5倍。

2.2.3 在荷载不变的情况下,24h内沉降速率几乎不变或加速发展。

2.2.4 相对沉降量(s/d)超过0.06。有时还表现为荷载加不上去,或加上去后很快降下来。对于前三种情况,其上一级荷载作为极限荷载。当板周围地基土出现明显侧向挤出隆起或裂缝时,是受荷地层发生了整体剪切破坏,这属于强度破坏极限状态;等速沉降或加速沉降时,是板下产生塑性破坏或刺入破坏,这是变形破坏极限状态;过大的沉降(超过承压板直径或宽度的0.06倍)量,是属于超过限制变形的正常使用极限

状态。

载荷试验一般应做到破坏,当试验目的为验证地基承载力时,可只加荷到设计值的两倍;当加荷已达加荷系统的最大能力时,则只能终止试验,但应分析是否已达到试验目的。

2.3 试验注意事项

2.3.1 尽量保证受力方向与承喊逯行拇怪保以免试验中承压板或加荷系统发生歪斜。

2.3.2 试验中加荷要均匀平稳,避免脉冲荷载对沉降产生影响。

2.3.3 仪表安装时要调整好行程,试验中若发现行程不够时,应在本级沉降稳定后,及时调整并记录。

2.3.4 必须保证加荷系统的整体稳定性,并做好相关的安全防护措施。试验中要随时注意加荷系统是否出现顶起、倾斜、变形等情况,必要时可终止试验以保证安全。

3 试验结果

3.1 p~s曲线分析

对载荷试验原始数据进行分析处理,整理出荷载与沉降量的汇总表,并绘制荷载(p)与沉降量(s)的关系曲线。典型的p~s曲线具有两个明显的特征点,即临塑压力(也称比例界限压力)py、极限压力pu。这两个特征点把p~s曲线分成三段,反映了地基从受压变形到破坏的三个阶段:

3.1.1 直线变形阶段:当压力低于临塑压力py时,地基土所受压力较小,土体颗粒主要产生竖向位移,土体处于压密过程,以压缩变形为主,p~s成直线关系。py所对应的压力即为比例界限压力,可作为地基承载力特征值。

3.1.2 剪切阶段:当压力大于py但小于pu时,地基土处于弹塑性变形阶段。地基土在承压板边缘首先达到极限平衡状态,随着压力逐渐增大,土体颗粒产生侧向位移,压缩变形减小而剪切变形增大,塑性区范围逐渐增多。p~s线由直线变成曲线,pu所对应的荷载即为地基的极限荷载。

3.1.3 破坏阶段:当压力超过极限压力pu时,地基土塑性区连成一片,承压板急速下沉,板边缘土向上隆起,地基完全丧失承载能力。剪切破坏形式一般分为整体剪切、局部剪切、冲剪破坏三种。对于较坚硬或密实的土,由于压缩性较低,通常呈整体剪切破坏;对于软弱土黏土或松砂土,其具有中高压缩性,常呈现局部剪切破坏或冲剪破坏。

3.2 确定地基承载力特征值

根据p~s曲线及荷载与沉降量汇总表,按下列方法确定地基承载力特征值(fak)。

3.2.1 比例界限法:适用于具有明显拐点的p~s曲线,直接以比例界限压力py作为地基的承载力特征值。

3.2.2 极限荷载法:由p~s曲线所得的极限荷载pu除以安全系数K,K一般取2~3,但其值须小于对应的例界限压力py。

3.2.3 当不能按前两种方法确定时,可根据沉降量与承压板直径或宽度的比值(s/d)确定地基承载力特征值。当承压板面积为0.25~0.5m2时,对中高压缩性土,取s/d=0.02所对应的荷载;对砂土和低压缩性土取s/d=0.01~0.015所对应的荷载,但其值不超过最大加载量的1/2。

同一土层试验点不少于3点,当极差不大于平均值30%时,取平均值为地基承载力特征值。当p~s曲线无明显拐点时,可加测承压板周围土面的升降、不同深度土层的分层沉降或土层的侧向位置,这有助于判别承压板下地基土受荷后的变化,发展阶段及破坏模式,从而判定拐点。

3.3 地基土变形模量计算

按均质各向同性半无限弹性介质的弹性理论,由p~s曲线的初始直线段,得到地基土的变形模量E0(MPa),可按下式计算:

E0=I0pd(1-μ2)/s

式中:

I0――承压板形状系数,圆形板取0.78,方形板取0.89

p――p~s直线变形阶段的压力(kPa)

d――承压板直径或宽度(m)

μ――各类土的泊松比(如黏土取0.42、碎石土取0.27等)

s――与p对应的沉降量(mm)

4 试验影响因素

载荷试验比较直观、可靠,但对于一些影响因素也应充分关注:(1)平板载荷试验的影响深度有限,只能反映地表浅层地基土的特性;(2)承压板尺寸比实际基础小,在刚性板边缘产生的塑性区,更易造成地基的破坏,使预估承载力偏低。而且试验是在地表进行,没有埋置深度所存在的超载情况,也会降低承载力;(3)由于载荷试验的加荷速率较实际工程快得多,对透水性较差的软黏土,其变形情况与实际有较大差异;(4)当土层变化复杂时,小尺寸刚性承压板下土体中的应力状态及其复杂,由此确定的参数也有较大差异,对试验的尺寸效应要有足够的估计。

5 结语

规范要求单位工程试点数量不少于3点,但对于成分和结构较复s的多层土或非均质土层,试验点数过少,会增加试验的随机性和偶然性。因此要根据现场实际情况,合理确定试验点数,加强边、柱及软弱处的检测。在确定地基承载力时,可结合现场岩土钻探、室内试验资料,并借鉴附近已有建筑设计和施工经验,综合确定拟建场地的地基承载力,以更好地保证地基满足变形和稳定要求。

参考文献

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[2] 南京水利科学研究院土工研究所。土工试验技术手册

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