2020年巖土工程師答疑:復(fù)合地基載荷試驗(yàn)要點(diǎn)有哪些?

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問題：

復(fù)合地基載荷試驗(yàn)要點(diǎn)有哪些?

答疑：

(1)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)承壓板應(yīng)具有足夠剛度。單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)的承壓板可用圓形或方形，面積為一根樁承擔(dān)的處理面積;多樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)的承壓板可用方形或矩形，其尺寸按實(shí)際樁數(shù)所承擔(dān)的處理面積確定。樁的中心(或形心)應(yīng)與承壓板中心保持一致，并與荷載作用點(diǎn)相重合。

(2)承壓板底面標(biāo)高應(yīng)與樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高相適應(yīng)。承壓板底面下宜鋪設(shè)粗砂或中砂墊層，墊層厚度取50～150mm，樁身強(qiáng)度高時(shí)取大值。試驗(yàn)標(biāo)高處的試坑長(zhǎng)度和寬度，應(yīng)不小于承壓板尺寸的3倍?；鶞?zhǔn)梁的支點(diǎn)應(yīng)設(shè)在試坑之外。

(3)試驗(yàn)前應(yīng)采取措施，防止因氣候變化、施工及降低地下水位等原因，造成試驗(yàn)場(chǎng)地地基土含水量的變化及土體擾動(dòng)，以免影響試驗(yàn)結(jié)果。

(4)加載等級(jí)可分為8～12級(jí)。最大加載壓力不應(yīng)小于設(shè)計(jì)要求壓力值的2倍。

(5)每加一級(jí)荷載前后均應(yīng)各讀記錄壓板沉降量一次，以后每半個(gè)小時(shí)讀記一次。當(dāng)一小時(shí)內(nèi)沉降量小于0.1 mm時(shí)，即可加下一級(jí)荷載。

(6)當(dāng)出現(xiàn)下列現(xiàn)象之一時(shí)可終止試驗(yàn)：①沉降急劇增大，土被擠出或承壓板周圍出現(xiàn)明顯的隆起;②承壓板的累計(jì)沉降量已大于其寬度或直徑的6%;③當(dāng)達(dá)不到極限荷載，而最大加載壓力已大于設(shè)計(jì)要求壓力值的2倍。

(7)卸載級(jí)數(shù)可為加載級(jí)數(shù)的一半，等量進(jìn)行，每卸一級(jí)，間隔半小時(shí)，讀記回彈量，待卸完全部荷載后間隔三小時(shí)讀記總回彈量。

(8)復(fù)合地基承載力特征值的確定：

第一，當(dāng)壓力—沉降曲線上極限荷載能確定，而其值不小于直線段比例界限的2倍時(shí)，可取比例界限;當(dāng)其值小于比例界限的2倍時(shí)，可取極限荷載的一半;

第二，當(dāng)壓力—沉降曲線是平緩的光滑曲線時(shí)，按相對(duì)變形值確定：①對(duì)砂石樁或振沖樁復(fù)合地基或強(qiáng)夯置換墩：當(dāng)以黏性土為主的地基，可取s/b或s/d=0.015所對(duì)應(yīng)的壓力(b和d分別為承壓板寬度和直徑，當(dāng)其值大于2m時(shí)，按2m計(jì)算);當(dāng)以粉土或砂土為主的地基，可取s/b或s/d=0.01所對(duì)應(yīng)的壓力。②對(duì)擠密樁、石灰樁或柱錘沖擴(kuò)樁復(fù)合地基，可取s/b或s/d=0.012所對(duì)應(yīng)的壓力。對(duì)灰土擠密樁復(fù)合地基，可取s/b或s/d=0.008所對(duì)應(yīng)的壓力。③對(duì)水泥粉煤灰碎石樁或夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基，當(dāng)以卵石、圓礫、密實(shí)粗中砂為主的地基，可取s/b或s/d=0.008所對(duì)應(yīng)的壓力;當(dāng)以黏性土、粉土為主的地基，可取s/b或s/d=0.01所對(duì)應(yīng)的壓力。④對(duì)水泥土攪拌樁或旋噴樁復(fù)合地基，可取s/b或s/d=0.006所對(duì)應(yīng)的壓力。⑤對(duì)有經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)，也可按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定相對(duì)變形值。

按相對(duì)變形值確定的承載力特征值不應(yīng)大于最大加載壓力的一半。

試驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)量不應(yīng)少于3點(diǎn)，當(dāng)滿足其極差不超過平均值的30%時(shí)，可取其平均值為復(fù)合地基承載力特征值。

【例題5】某工程采用灰土擠密樁進(jìn)行地基處理，在用載荷試驗(yàn)確定復(fù)合地基承載力特征值時(shí)，可采用s/b=( )所對(duì)應(yīng)的壓力。

A、0.006;

B、 0.008;

C、 0.01;

D、 0.012

答案：B

【例題6】在對(duì)某復(fù)合地基進(jìn)行載荷試驗(yàn)時(shí)，測(cè)得三組試驗(yàn)值分別為：

=140kpa; =150kpa; =175kpa;則該復(fù)合地基承載力特征值為：( )。

A、140 kpa;

B、 145 kpa;

C、 152 kpa;

D、 155 kpa;

答案：D

【例題7】某CFG樁工程，樁徑 =400mm，置換率為12.6%，試問：作單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)時(shí)，載荷板面積約為：( )。

A、1m2;

B、 1.13m2;

C、 0.87m2;

D、0.2m2;

答案：A

《建筑地基基礎(chǔ)規(guī)范》指出，復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定，或采用增強(qiáng)體的載荷試驗(yàn)結(jié)果和其周邊土的承載力特征值結(jié)合經(jīng)驗(yàn)確定。應(yīng)當(dāng)指出，單樁的樁土相互作用條件與承臺(tái)下的單樁相比是有較大區(qū)別的，嚴(yán)格講，有了單樁載荷試驗(yàn)結(jié)果和天然地基土的載荷試驗(yàn)結(jié)果仍難以導(dǎo)得樁、土變形協(xié)調(diào)的復(fù)合地基的載荷試驗(yàn)結(jié)果。因此，規(guī)范強(qiáng)調(diào)指出應(yīng)結(jié)合經(jīng)驗(yàn)確定。

根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2002)中第3.0.4條之規(guī)定，經(jīng)載荷試驗(yàn)確定的復(fù)合地基承載力特征值修正時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：

①地基寬度的地基承載力修正系數(shù)應(yīng)取零;

②基礎(chǔ)埋深的地基承載力修正系數(shù)應(yīng)取1.0;

經(jīng)地基處理后的地基，當(dāng)在受力層范圍內(nèi)仍存在軟弱下臥層時(shí)，尚應(yīng)驗(yàn)算下臥層的地基承載力;對(duì)水泥土類樁復(fù)合地基尚應(yīng)根據(jù)修正的復(fù)合地基承載力特征值，進(jìn)行樁身強(qiáng)度驗(yàn)算。

【例題8】經(jīng)處理后的地基，當(dāng)按地基承載力確定基礎(chǔ)底面積時(shí)及埋深時(shí)，對(duì)于用載荷試驗(yàn)確定的復(fù)合地基承載力特征值，應(yīng)按( )進(jìn)行修正。

A、 按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)中規(guī)定的方法;

B、 寬度修正系數(shù)取0.0;深度修正系數(shù)取1.0;

C、 寬度修正系數(shù)取1.0;深度修正系數(shù)取0.0;

D、 可以不進(jìn)行修正; 答案：B

(a)平面布置圖; (b)樁、土分擔(dān)的荷載

圖2.2-1中所示各符號(hào)的含義是：P、Pp、Ps。分別為作用于復(fù)合地基上的平均壓力、 樁體及樁間土上的應(yīng)力，kPa;Esp 、Ep、Es 分別為復(fù)合地基、樁體及樁間土的變形模量， kPa;L為樁體長(zhǎng)度，m;s為樁體按矩形布孔時(shí)的樁距，m;A為一根樁所承擔(dān)的加固面積，m2，A=S2;Ap為一根樁的截面積，m2;As為一根樁所承擔(dān)的加固范圍內(nèi)土的面積，m2，Ap=A-As。

當(dāng)均布荷載P作用于復(fù)合地基上時(shí)，假設(shè)基礎(chǔ)是剛性的，在地表平面內(nèi)，樁與樁間土的沉降值是相同的，由于Ep>Es，則荷載 P將向樁體上集中，而作用于樁間土上的荷載便降低，這就是復(fù)合地基能提高地基承載力的基本原理。

復(fù)合地基的承載力特征值可按下式估算：

fspk=m + (1-m) fsk 2.2-1

式中：fspk為復(fù)合地基的承載力特征值;m為面積置換率;Ap為樁的截面積;fsk為樁間地基土承載力特征值，無經(jīng)驗(yàn)時(shí)可取天然地基承載力特征值fak; 為樁間土承載力折減系數(shù);Ra為單樁豎向承載力特征值。

單樁豎向承載力特征值也可按下列二式計(jì)算，取其中較小值：

Ra=ηfcuAp 2.2-2

Ra=UpΣqsili+ qpAp 2.2-3

式中：fcu為與樁身加固體相同的室內(nèi)加固體試塊在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，在規(guī)定齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度值;η為強(qiáng)度折減系數(shù);qsi為樁周第i層土的側(cè)阻力特征值;Up為樁周長(zhǎng);li為樁周范圍內(nèi)第i層土的厚度; 為樁端天然地基土的承載力折減系數(shù);qp。為樁端土的承載力特征值。

在深厚的軟土層中，采用復(fù)合地基理論進(jìn)行地基加固處理時(shí)，若樁體下仍有軟弱下臥層存在時(shí)，尚應(yīng)對(duì)樁體下的軟弱土層，進(jìn)行軟弱下層強(qiáng)度驗(yàn)算。

【例題9】某軟弱土地基承載力特征值為100kpa,采用水泥土攪拌樁處理方案，設(shè)計(jì)樁徑為 =500mm，采用正方形布置，樁間距為1.2m;按照巖土的物理、力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)確定的單樁承載力為 ;已知： =0.8， =0.3， =3Mpa，試確定：

1、 攪拌樁單樁豎向承載力特征值與下面哪一個(gè)最相近( );

A、210KN;

B、176KN;

C、588KN;

D、193KN;

答案：B

2、 復(fù)合地基承載力特征值與下面哪一個(gè)最相近( );

A、215kpa;

B、191kpa;

C、477 kpa;

D、203kpa;

答案：B

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