2011年地基基础静载基桩检测非常好的培训课件

地基基础静载检测,张永乐,江苏省建苑岩土工程勘测有限公司,2011年江苏省地基基础检测人员培训,静载试验主要内容,1、概述 2、基础知识 3、主要仪器设备 4、现场检测技术方法 5、检测结果分析与评价 6、检测记录与报告 7 、工程实例,2011年江苏省地基基础检测人员培训,1.概述,2011年江苏省地基基础检测人员培训,1.1 建筑地基型式,1.概述,地基处理的方法(JGJ79 -2002、JGJ 123-2000),2011年江苏省地基基础检测人员培训,1.概述,桩的分类,2011年江苏省地基基础检测人员培训,1.概述,地基基础检测解决的主要问题,承载力（包含变形特性）、完整性（均匀性）,地基基础检测主要方法,2011年江苏省地基基础检测人员培训,1.2 地基基础检测解决的主要问题与主要检测方法,5,基桩静载试验,地基基础静载试验,地基静载试验,单桩竖向抗压,单桩竖向抗拔,单桩水平试验,地基（岩）土静载,复合地基静载,浅层平板试验,深层平板试验,岩基载荷试验,2011年江苏省地基基础检测人员培训,1.概述,1.3地基基础静载试验类型,2011年江苏省地基基础检测人员培训,1.概述,1.4地基基础静载试验依据的标准,2011年江苏省地基基础检测人员培训,1.概述,1.5 建筑地基基础设计等级,GB50027-2002 第3.0.1条根据地基复杂程度，建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使作的程度，将地基基础设计分为三个设计等级。,2011年江苏省地基基础检测人员培训,1.概述,1.5 建筑地基基础设计等级,JGJ94-2008 第3.1.2条根据建筑规模、功能特征、对差异变形的适应性、场地地基和建筑物体型的复杂性以及由于桩基问题可能造成建筑破坏和影响正常使用的程度，将桩基设计分为三个设计等级。,2011年江苏省地基基础检测人员培训,2.基础知识,2.1 术语及定义,2011年江苏省地基基础检测人员培训,2.基础知识,2.1 术语及定义,2011年江苏省地基基础检测人员培训,2.基础知识,2.1 术语及定义,“静载试验static loading test”的定义： 在桩顶部逐级施加竖向压力、竖向上拔力或水平推力，观测桩顶部随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移，以确定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力或单桩水平承载力的试验方法。,主要目的 1、为工程提供承载力的设计依据， 2、为基桩工程的施工质量进行检验和评定提供依据， 3、为基桩施工选择最佳工艺参数， 4、或为本地区采用的新桩型与提出承载力的设计依据。,基桩静载试验的地位： 是目前进行承载力和变形特性评价的最可靠的方法，也是其它方法（如基桩高应变法）与之进行比对的标准。,2011年江苏省地基基础检测人员培训,2.基础知识,2.2 建筑基桩常见的质量问题,成桩工艺、成桩的过程、周围环境的影响、岩土条件,2011年江苏省地基基础检测人员培训,2.基础知识,2.2 建筑基桩常见的质量问题,2011年江苏省地基基础检测人员培训,2.基础知识,2.2 建筑基桩常见的质量问题,2011年江苏省地基基础检测人员培训,2.基础知识,2.2 建筑基桩常见的质量问题,2011年江苏省地基基础检测人员培训,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.1竖向受压荷载作用下的单桩工作机理,单桩竖向抗压极限承载力是指桩在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形所对应的最大荷载，二个因素决定： 桩本身的材料强度 地基土强度。,在竖向受压荷载作用下，桩土体系荷载的传递过程： a 在初始受荷阶段，桩顶位移小，荷载由桩上侧表面的土阻力承担，以剪应力形式传递给桩周土体，桩身应力和应变随深度递减； b 随着荷载的增大，桩顶位移加大，桩侧摩阻力由上至下逐步被发挥出来， c 在达到极限值后，继续增加的荷载则全部由桩端土阻力承担。随着桩端持力层的压缩和塑性挤出，桩顶位移增长速度加大，在桩端阻力达到极限值后，位移迅速增大而破坏，此时桩所承受的荷载就是桩的极限承载力。,2011年江苏省地基基础检测人员培训,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.1竖向受压荷载作用下的单桩工作机理,1、侧阻影响分析 桩周岩土层性状的影响：粘性土为510mm，砂类土为1020mm。 成桩效应：饱和土中的成桩效应大于非饱和土的，群桩的大于单桩的。 桩材和桩的几何外形。 桩入土深度：作用在桩身的水平有效应力成比例增大。按照土力学理论，桩的侧摩阻力也应逐渐增大；但实验表明，在均质土中，当桩的入土超过一定深度后，桩侧摩阻力不再随深度的增加而变大，而是趋于定值，该深度被称为侧摩阻力的临界深度。 时间效应：对于在饱和粘性土中施工的挤土桩，在施工过程中对土的扰动会产生超孔隙水压力，它会使桩侧向有效应力降低，导致在桩形成的初期侧摩阻力偏小；随时间的增长，超孔隙水压力逐渐沿径向消散，扰动区土的强度慢慢得到恢复，桩侧摩阻力得到提高。,2011年江苏省地基基础检测人员培训,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.1竖向受压荷载作用下的单桩工作机理,2、端阻影响分析 桩端阻力的发挥也需要一定的位移量。 持力层的选择对提高承载力、减少沉降量至关重要。 桩端进入持力层的深度，一般认为，桩端进入持力层越深，端阻力越大；但大量实验表明，超过一定深度后，端阻力基本恒定。 关于端阻的尺寸效应问题，一般认为随桩尺寸的增大，桩端阻力的极限值变小。 端阻力的破坏模式分为三种，主要由桩端土层和桩端上覆土层性质确定。 整体剪切破坏：当桩端土层密实度好、上覆土层较松软，桩又不太长时， 局部剪切破坏：当上覆土层密实度好时 冲入剪切破坏：当桩端密实度差或处在中高压缩性状态，或者桩端存在软弱下卧层时。 实际上，侧阻和端阻的发挥和分布是相互作用、相互制约。,2011年江苏省地基基础检测人员培训,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.1竖向受压荷载作用下的单桩工作机理,3、常见的单桩荷载-位移（Qs）曲线,常见的单桩荷载-位移（Qs）曲线见图3-1，它们反映了上述的几种破坏模式。,2011年江苏省地基基础检测人员培训,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.2竖向拉拔荷载作用下的单桩工作机理,抗拔计算公式现状： 理论计算公式是先假定不同的桩基破坏模式，然后以土的抗剪强度及侧压力系数等参数来进行承载力计算。 经验公式则以试桩实测资料为基础，建立起桩的抗拔侧阻力与抗压侧阻力之间的关系和抗拔破坏模式。,1、破坏模式、极限状态,在上拔荷载作用下，初始阶段，上拔阻力主要由浅部土层提供，桩身的拉应力主要分布在桩的上部，随着桩身上拔位移量的增加，桩身应力逐渐向下扩展，桩的中、下部的上拔土阻力逐渐发挥。当桩端位移量超过某一数值（通常为610mm）时，就可以认为整个桩身的土层抗拔阻力达到极限，其后抗拔阻力就会下降。此时，如果继续增加上拔荷载，就会产生破坏。,2011年江苏省地基基础检测人员培训,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.2竖向拉拔荷载作用下的单桩工作机理,图3-2 竖向抗拔荷载作用下单桩的破坏形态,桩的抗拔承载力：由桩侧阻力、桩身重力组成，桩端真空吸引力一般不予考虑。 桩周阻力的大小，受桩土界面的几何特征、土层的物理力学特性等较多因素的影响； 但粘性土中的抗拔桩在长期荷载作用下，随上拔量的增大，会出现应变软化的现象，即抗拔荷载达到峰值后会下降，而最终趋于定值。 短期效应：如送电线路杆塔基础由风荷载产生的拉拔荷载， 长期荷载：船闸、船坞、地下油罐基础以及地下车库的抗拔桩基。 为提高抗拔桩的竖向抗拔力，可以考虑改变桩身截面形式。 桩身材料强度（包括桩在承台中的嵌固强度）也是影响桩抗拔承载力的因素之一。,2011年江苏省地基基础检测人员培训,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.2竖向拉拔荷载作用下的单桩工作机理,2、影响单桩竖向抗拔承载力的主要因素 （1）桩周围土体：桩周土的性质、土的抗剪强度、侧压力系数和土的应力历史。 （2）桩自身因素：桩侧表面的粗糙程度、桩截面形状、桩长、桩的刚度和桩材的泊松比。曾有试验证明，粗糙侧表面桩的抗拔极限承载力是光滑表面桩的1.7倍。 （3）施工因素：施工过程中桩周土体的扰动、打入桩中的残余应力、桩身完整性、桩的倾斜角度。 （4）休止时间：从成桩到开始试验之间的休止时间长短对单桩竖向抗拔承载力影响是明显的；另外，桩顶的加载方式、荷载维持时间、加载卸载过程等对单桩竖向抗拔承载力也有影响。,2011年江苏省地基基础检测人员培训,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.3 水平荷载作用下的单桩工作机理,1、单桩水平静载试验确定,单桩水平临界荷载和极限荷载，推定土抗力参数，或对工程桩的水平承载力进行检验和评价。当桩身埋设有应变测量传感器时，可测量相应水平荷载作用下的桩身应力，并由此计算得出桩身弯矩分布情况，可为检验桩身强度、推求不同深度弹性地基系数提供依据。,2011年江苏省地基基础检测人员培训,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.3 水平荷载作用下的单桩工作机理,2、桩顶实际工作条件,桩顶自由状态（JGJ106-2003中的试验桩为桩顶自由的单桩）； 桩顶受约束：（自由转动、桩顶受垂直荷载作用）。,桩所受的水平荷载部分由桩本身承担，大部分是通过桩传给桩侧土体，其工作性能主要体现在桩与土的相互作用上，即当桩产生水平变位时，促使桩周土也产生相应的变形，产生的土抗力会阻止桩变形的进一步发展。,2011年江苏省地基基础检测人员培训,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.3 水平荷载作用下的单桩工作机理,3、受荷传递,在桩受荷初期，由靠近地面的土提供土抗力，土的变形处在弹性阶段；随着荷载增大，桩变形量增加，表层土出现塑性屈服，土抗力逐渐由深部土层提供；随着变形量的进一步加大，土体塑性区自上而下逐渐开展扩大，最大弯矩断面下移，当桩本身的截面抗力无法承担外部荷载产生的弯矩或桩侧土强度遭到破坏，使土失去稳定时，桩土体系便处于破坏状态。,4、破坏机理,桩土相对刚度的不同，桩土体系的破坏机理及工作状态分为二类: 刚性短桩：桩的抗弯刚度比地基土刚度大很多，在水平力作用下，桩身象刚体一样绕桩上某点转动或平移而破坏；此类桩的水平承载力由桩周土的强度控制； 弹性长桩：桩的抗弯刚度与土刚度相比较具柔性，在水平力作用下，桩身发生挠曲变形，桩下段嵌固于土中不能转动；此类桩的水平承载力由桩身材料的抗弯强度和桩周土的抗力控制。,2011年江苏省地基基础检测人员培训,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.3 水平荷载作用下的单桩工作机理,4、破坏机理,对于钢筋混凝土弹性长桩，因其抗拉强度低于轴心抗压强度，所以在水平荷载作用下，桩身的挠曲变形将导致桩身截面受拉侧开裂，然后渐趋破坏；当设计采用这种桩作为水平承载桩时，除考虑上部结构对位移限值的要求外，还应根据结构构件的裂缝控制等级，考虑桩身截面开裂的问题； 但对抗弯性能好的钢筋混凝土预制桩和钢桩，因其可忍受较大的挠曲变形而不至于截面受拉开裂，设计时主要考虑上部结构水平位移允许值的问题。,2011年江苏省地基基础检测人员培训,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.3 水平荷载作用下的单桩工作机理,4、影响桩水平承载力的因素,截面刚度、材料强度、桩侧土质条件、桩的入土深度、桩顶约束条件,工程中通过静载试验直接获得水平承载力的方法因试验桩与工程桩边界条件的差别，结果很难完全反应工程桩实际工作情况；此时可通过静载试验测得桩周土的地基反力特性，即地基土水平抗力系数（它反映了桩在不同深度处桩侧土抗力和水平位移的关系，可视为土的固有特性），为设计部门确定土抗力大小进而计算单桩水平承载力提供依据。 水平静载试验一般按设计要求的水平位移允许值控制加载，为设计提供依据的试验桩宜加载至桩顶出现较大的水平位移或桩身结构破坏。,2011年江苏省地基基础检测人员培训,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.4 地