地基加固的检验与检测.ppt

1、地基加固的检验与检测地基加固的检验与检测 地基加固（处理）地基加固（处理）(Ground Treatment)是指天然地基很软弱或特殊，不能满足是指天然地基很软弱或特殊，不能满足地基承载力和变形的要求，而需经过人地基承载力和变形的要求，而需经过人工加固或处理后再建造基础。工加固或处理后再建造基础。不良地质条件不良地质条件荷载增大；变形要求严格荷载增大；变形要求严格现场测试的目的现场测试的目的为工程设计提供依据；为工程设计提供依据；作为施工的控制、监测和指导；作为施工的控制、监测和指导；为理论研究提供实验手段。为理论研究提供实验手段。地基加固效果检验注意事项地基加固效果检验注意事项加固后的现场测

2、试应在地基加固加固后的现场测试应在地基加固施工结束后经一定时间施工结束后经一定时间的的休止后进行。休止后进行。为了有较好的为了有较好的可比性可比性，前后两次测试应尽量由同一组织、，前后两次测试应尽量由同一组织、用同一仪器、同一标准进行；用同一仪器、同一标准进行；由于各种测试方法都有一定的由于各种测试方法都有一定的适用范围适用范围，故必须根据测试，故必须根据测试目的和现场条件，选用最有效的方法；目的和现场条件，选用最有效的方法；无论何种测试方法都有一定的无论何种测试方法都有一定的局限性局限性，故应尽可能采用多，故应尽可能采用多种方法，进行综合评价。种方法，进行综合评价。加固前加固前加固后加固后

3、测试方法适用范围测试方法适用范围 主要的地基加固方法及适用条件主要的地基加固方法及适用条件地基处理的分类换填垫层法换填垫层法 地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求，地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求，而而软弱土层的厚度又不很大软弱土层的厚度又不很大时，将基础底面下处时，将基础底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去，然后分层理范围内的软弱土层部分或全部挖去，然后分层换填强度较大的砂、碎石、素土、灰土、二灰换填强度较大的砂、碎石、素土、灰土、二灰（石灰和粉煤灰）、粉煤灰、高炉干渣或其它性（石灰和粉煤灰）、粉煤灰、高炉干渣或其它性能稳定、无侵蚀性等材料，并压（夯、振）实至能稳定、无侵蚀性等材

4、料，并压（夯、振）实至要求的密实度为止，这种地基加固方法称为换填要求的密实度为止，这种地基加固方法称为换填垫层法垫层法(Replacement Method)。排水固结法排水固结法排水固结法是在地基中排水固结法是在地基中设置砂井设置砂井（袋装砂井或塑料排水带）（袋装砂井或塑料排水带）等竖向排水体，然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载；等竖向排水体，然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载；在建筑物建造前在场地先行加载预压，使在建筑物建造前在场地先行加载预压，使土体中的孔隙水土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法。法。该法常用

5、于解决软粘土地基的沉降和稳定问题。可使地基该法常用于解决软粘土地基的沉降和稳定问题。可使地基的沉降在加载预压期间基本完成或大部分完成，使建筑物的沉降在加载预压期间基本完成或大部分完成，使建筑物在使用期间不致产生过大的在使用期间不致产生过大的沉降和沉降差沉降和沉降差。增加地基土的增加地基土的抗剪强度抗剪强度，从而提高，从而提高地基的承载力和稳定性地基的承载力和稳定性。强夯法强夯法强夯是法国强夯是法国Menard技术公司于技术公司于1969年首创的一种地基加年首创的一种地基加固方法，它通过一般固方法，它通过一般830t的重锤的重锤(最重可达最重可达200t)和和820m的落距的落距(最高可达最高可

6、达40m)，对地基土施加很大的，对地基土施加很大的冲击能冲击能，一，一般能量为般能量为5008000kNm。在地基土中所出现的在地基土中所出现的冲击波和动应力冲击波和动应力，可，可提高地基土的强提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性等条件性黄土的湿陷性等条件。同时，夯击能还可提高土层的均。同时，夯击能还可提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。碎碎(砂砂)石桩石桩碎石桩碎石桩(Stone Column)和和砂桩砂桩(Sand Pile)总称为总称为碎碎(砂砂)石

7、桩，是指用振动、冲击或水冲等方式在石桩，是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将碎石或砂挤压入已成的软弱地基中成孔后，再将碎石或砂挤压入已成的孔中，形成大直径的碎孔中，形成大直径的碎(砂砂)石所构成的密实桩体。石所构成的密实桩体。碎碎(砂砂)石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粉质石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粉质粘土、素填土、杂填土等地基。对饱和粘性土地粘土、素填土、杂填土等地基。对饱和粘性土地基上对变形控制要求不严的工程也可采用碎石桩基上对变形控制要求不严的工程也可采用碎石桩置换处理，碎置换处理，碎(砂砂)石桩法也可用于处理可液化地石桩法也可用于处理可液化地基。基。水泥土搅拌法水

8、泥土搅拌法 水泥土搅拌法水泥土搅拌法(Deep Mixing Method)是利用水泥（或是利用水泥（或石灰）等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基石灰）等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，由固深处就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，由固化剂和软土间所产生的一系列物理和化学反应，使软土硬化剂和软土间所产生的一系列物理和化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥加固土，从结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥加固土，从而提高而提高地基强度地基强度和和增大变形增大变形模量。模量。根据施工方法的不同，水泥土搅拌法分为

9、根据施工方法的不同，水泥土搅拌法分为水泥浆搅水泥浆搅拌拌（国内俗称深层搅拌法）和（国内俗称深层搅拌法）和粉体喷射粉体喷射搅拌两种，前者是搅拌两种，前者是用水泥浆和地基土搅拌，后者是用水泥粉或石灰粉和地基用水泥浆和地基土搅拌，后者是用水泥粉或石灰粉和地基土搅拌土搅拌。高压喷射注浆法高压喷射注浆法 高压喷射注浆法高压喷射注浆法(High Pressure Jet Grouting)是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水成为定位置后，以高压设备使浆液或水成为2040MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体，的高压射流从

10、喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体，同时钻杆以一定速度渐渐向上提升，将浆液与土同时钻杆以一定速度渐渐向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个固结体。固结体。复合地基型式示意图复合地基型式示意图地基加固检验与检测方法地基加固检验与检测方法复合地基复合地基载荷试验载荷试验是检验加固效果和工程质量的一种有效是检验加固效果和工程质量的一种有效而常用的方法。而常用的方法。一般可分为一般可分为工程类载荷试验工程类载荷试验和和试验类载荷试验类载荷试验两大类。试验两大类。工程类载荷试验是对工程类载荷试验是对工程质量和效果工程质量和效果的检验，其检测数据

11、的检验，其检测数据不直接作为设计的依据，只是用以不直接作为设计的依据，只是用以判断设计方案的正确性判断设计方案的正确性和和施工质量施工质量。试验类载荷试验是提供试验类载荷试验是提供工程设计的参数工程设计的参数和和确定质量检验确定质量检验的的标准，其检测数据要求做到准确、可靠和有代表性，即试标准，其检测数据要求做到准确、可靠和有代表性，即试验要求比工程类载荷试验要更加严格。验要求比工程类载荷试验要更加严格。载荷试验载荷试验 复合地基承载力和变形模量的测定复合地基承载力和变形模量的测定静力载荷试验设备静力载荷试验设备 加荷稳定系统、反力系统和量测系统加荷稳定系统、反力系统和量测系统 (1)加荷稳压

12、系统：包括承压板、加荷千斤顶、稳压器、油加荷稳压系统：包括承压板、加荷千斤顶、稳压器、油泵、油管等组成。泵、油管等组成。(2)反力系统：有堆载式、撑臂式、锚固式等多种形式。反力系统：有堆载式、撑臂式、锚固式等多种形式。(3)量测系统：荷载量测一般采用测力环或电测压力传感器，量测系统：荷载量测一般采用测力环或电测压力传感器，并用压力表校核。承压板沉降量测采用百分表或用位移并用压力表校核。承压板沉降量测采用百分表或用位移传感器。传感器。试验要求试验要求承压板面积不应小于承压板面积不应小于0.25m，对于软土不应小于，对于软土不应小于0.5m。岩。岩石载荷试验承压板面积不宜小于石载荷试验承压板面积不

13、宜小于0.07m。基坑宽度不应小。基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的三倍，以消除基坑周围土体的超载于承压板宽度或直径的三倍，以消除基坑周围土体的超载影响。影响。承压板与土层接触处，一般应铺设不超过承压板与土层接触处，一般应铺设不超过2 mm的粗、中的粗、中砂找平，以保证承压板水平并与土层均匀接触。当试验土砂找平，以保证承压板水平并与土层均匀接触。当试验土层为软塑、流塑状态的粘性土或饱和的松砂，承压板周围层为软塑、流塑状态的粘性土或饱和的松砂，承压板周围应予留应予留2030 cm厚的原土作保护层。厚的原土作保护层。沉降稳定标准每级加荷后，按间隔每级加荷后，按间隔5、5、10、10、15、15mi

14、n读沉降，读沉降，以后每隔半小时读一次沉降。当连续两小时每小时的沉以后每隔半小时读一次沉降。当连续两小时每小时的沉降量小于或等于降量小于或等于0.1mm时，则认为本级荷载下沉降已趋时，则认为本级荷载下沉降已趋稳定，可加下一级荷载。稳定，可加下一级荷载。极限荷载的确定极限荷载的确定 当试验中出现下列情况之一时，即可终止加载：当试验中出现下列情况之一时，即可终止加载：(1)承压板周围的土明显侧向挤出；承压板周围的土明显侧向挤出；(2)沉降沉降s急骤增大，荷载一沉降急骤增大，荷载一沉降(ps)曲线出现陡降段；曲线出现陡降段；(3)某一荷载下，某一荷载下，24h内沉降速率不能达到稳定标准；内沉降速率不

15、能达到稳定标准；(4)s/b0.06(b承压板宽度或直径承压板宽度或直径)。满足前三种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极满足前三种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。限荷载。静力载荷试验资料整理静力载荷试验资料整理(1)校对原始记录资料和绘制试验关系曲线校对原始记录资料和绘制试验关系曲线 在载荷试验结束后，应及时对原始记录资料进行全面在载荷试验结束后，应及时对原始记录资料进行全面整理和检查。绘制整理和检查。绘制ps曲线、曲线、logplogs、logts等关系等关系曲线。曲线。(2)沉降观测值的修正沉降观测值的修正 根据原始资料绘制的根据原始资料绘制的ps曲线，有时由于受承压板与曲线

16、，有时由于受承压板与土之间不够密合、地基土的前期固结压力及开挖试坑引起土之间不够密合、地基土的前期固结压力及开挖试坑引起地基土的回弹变形等因素的影响，使地基土的回弹变形等因素的影响，使ps曲线的初始直线曲线的初始直线段不一定通过座标原点。因此，在利用段不一定通过座标原点。因此，在利用ps曲线推求地基曲线推求地基土的承载力及变形模量前，应先对试验得到的沉降观测值土的承载力及变形模量前，应先对试验得到的沉降观测值进行修正，使进行修正，使ps曲线初始直线段通过座标原点。曲线初始直线段通过座标原点。ps 曲线曲线静力载荷试验资料应用静力载荷试验资料应用(1)确定地基土承载力特征值确定地基土承载力特征值

17、 强度控制法强度控制法(以比例界限荷载作为地基土承载力特征值以比例界限荷载作为地基土承载力特征值)ps曲线上有明显的直线段，一般采用直线段的拐点所对应的荷载为比曲线上有明显的直线段，一般采用直线段的拐点所对应的荷载为比例界限荷载，取为例界限荷载，取为。当极限荷载小于对应比例界限的荷载值的。当极限荷载小于对应比例界限的荷载值的2倍倍时，取时，取1/2为为 。相对沉降量控制法相对沉降量控制法 当当ps曲线无明显拐点，曲线形状呈缓和曲线型时，可以用相对沉降曲线无明显拐点，曲线形状呈缓和曲线型时，可以用相对沉降sb来控制，决定地基土承载力特征值。来控制，决定地基土承载力特征值。如果承压板面积为如果承压

18、板面积为0.250.5m，可取，可取s/b0.010.015所对应的荷载值；所对应的荷载值；(2)确定地基土的变形模量确定地基土的变形模量 土的变形模量应根据土的变形模量应根据ps曲线的初始直线段，按均质各向同性半无限弹曲线的初始直线段，按均质各向同性半无限弹性介质的弹性理论计算。一般在性介质的弹性理论计算。一般在ps曲线直线段上任取一点，取该点的荷载曲线直线段上任取一点，取该点的荷载p和对应的沉降和对应的沉降s，可按下式计算地基土的变形模量，可按下式计算地基土的变形模量Eo(MPa)：复合地基设计剖面图复合地基设计剖面图复合地基载荷试验复合地基载荷试验加固前后承载力对比加固前后承载力对比静力

19、触探试验静力触探试验 静力触探可连续检查桩体长度内和土体的强度变静力触探可连续检查桩体长度内和土体的强度变化，并与原始地基的静力触探曲线相比较，可得强度的化，并与原始地基的静力触探曲线相比较，可得强度的增长幅度。增长幅度。通过贯入阻抗，估算土的物理力学指标，检验不同龄期的桩体强度变通过贯入阻抗，估算土的物理力学指标，检验不同龄期的桩体强度变化和均匀性，所需设备简单，操作方便。化和均匀性，所需设备简单，操作方便。用锤击数估算桩体强度需积累足够的工程资料。在目前尚无规范可作用锤击数估算桩体强度需积累足够的工程资料。在目前尚无规范可作为依据时，可借鉴同类工程，或采用为依据时，可借鉴同类工程，或采用T

20、erzaghi和和Peck的经验公式：的经验公式：标准贯入试验、轻便触探等动力试验标准贯入试验、轻便触探等动力试验取芯检测取芯检测 用钻孔方法连续取水泥土搅拌桩桩芯，可直观地检测桩体强度和用钻孔方法连续取水泥土搅拌桩桩芯，可直观地检测桩体强度和搅拌的均匀性。搅拌的均匀性。取芯通常用取芯通常用106岩芯管，取出后可当场检查桩芯的连续性、均匀岩芯管，取出后可当场检查桩芯的连续性、均匀性和硬度，并用锯、刀切割成试块做无侧限抗压强度试验。但由于桩性和硬度，并用锯、刀切割成试块做无侧限抗压强度试验。但由于桩的不均匀性，在取样过程中水泥土很易产生破碎，取出的试件做强度的不均匀性，在取样过程中水泥土很易产生

21、破碎，取出的试件做强度试验很难保证其真实性。进行无侧限强度试验时，可视取位时对桩芯试验很难保证其真实性。进行无侧限强度试验时，可视取位时对桩芯的损坏程度，将设计强度指标乘以的损坏程度，将设计强度指标乘以0.70.9的折减系数。的折减系数。工程实例工程实例 一一 工程地质条件工程地质条件 天津市内一港口工程，使用真空预压法加固软黏土地基。天津市内一港口工程，使用真空预压法加固软黏土地基。工程实例工程实例 地基土地基土W0、WP、WL分布分布 工程实例工程实例+=堆载预压真空预压真空堆载联合预压真空堆载联合预压工程实例工程实例 工程实例工程实例 预预加加固固区区长长364.15m,宽宽51m,为为

22、了了施施工工和和监监测测方方便便将将其其划划分分为为两个区块即两个区块即1 区和区和2 区。区。工程实例工程实例 仪器布置仪器布置工程实例工程实例 沉沉 降监降监 测测 地表最大沉降量为地表最大沉降量为地表最大沉降量为地表最大沉降量为1.232 m,1.232 m,最小沉降量为最小沉降量为最小沉降量为最小沉降量为1.024 m,1.024 m,平均沉降量为平均沉降量为平均沉降量为平均沉降量为1.106m1.106m。工程实例工程实例 不同深度处沉降量观测值不同深度处沉降量观测值 工程实例工程实例 不同深度处孔隙水压力观测值不同深度处孔隙水压力观测值 1 1 区平均固结度为区平均固结度为区平均固

23、结度为区平均固结度为92.5%,2 92.5%,2 区平均固结度为区平均固结度为区平均固结度为区平均固结度为92.4%92.4%。工程实例工程实例 加固前、后十字板强度变化曲线加固前、后十字板强度变化曲线 软黏土其强度增长软黏土其强度增长软黏土其强度增长软黏土其强度增长20%20%，地基承载力达到，地基承载力达到，地基承载力达到，地基承载力达到80kPa 80kPa。工程实例工程实例 加固前、后土体含水量的变化曲线加固前、后土体含水量的变化曲线 初始含水量越高初始含水量越高初始含水量越高初始含水量越高,土体失水越多。土体失水越多。土体失水越多。土体失水越多。工程实例工程实例 加固前、后土体压缩性的变化曲线加固前、后土体压缩性的变化曲线 工程实例工程实例 土体水平位移土体水平位移 水水水水平平平平向向向向位位位位移移移移在在在在地地地地表表表表最最最最大大大大,随随随随深深深深度度度度的的的的增增增增加加加加急急急急剧剧剧剧减减减减小小小小，距距距距加加加加固固固固区区区区数数数数米米米米外外外外的的的的土土土土体体体体在在在在地地地地表表表表附附附附近近近近发发发发生生生生开裂。开裂。开裂。开裂。