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基礎加固地基承載力檢測:標準貫入試驗方法與應用
作者:南寧地基加固改造單位  來源:廣西基礎加固公司  發表時間:2023/5/24 11:07:34  點擊:547

廣西金固建筑科技有限責任加固公司:地基承載力是指地基土單位面積上承受荷載的能力,常用單位為kPa,是評價地基穩定性的綜合性用詞。應該指出,地基承載力是針對地基基礎設計提出的為方便評價地基強度和穩定的實用性專業術語,不是土的基本性質指標。土的抗剪強度理論是研究和確定地基承載力的理論基礎。

南寧基礎加固公司:在荷載作用下,地基要產生變形。隨著荷載的增大,地基變形逐漸增大,初始階段地基土中應力處在彈性平衡狀態,具有安全承載能力。當荷載增大到地基中開始出現某點或小區域內各點在其某一方向平面上的剪應力達到土的抗剪強度極限時,該點或小區域內各點就發生剪切破壞而處在極限平衡狀態,土中應力將發生重分布。這種小范圍的剪切破壞區,稱為塑性區。地基小范圍的極限平衡狀態大都可以恢復到彈性平衡狀態,地基尚能趨于穩定,仍具有安全的承載能力。但此時地基變形稍大,必須驗算變形的計算值不允許超過允許值。當荷載繼續增大,地基出現較大范圍的塑性區時,將顯示地基承載力不足而失去穩定。此時地基達到極限承載力。

根據土質的差異,地基土的破壞形式一般分為整體剪切破壞、局部剪切破壞和沖剪破壞三種,如圖1所示。


圖1 地基破壞形式


由地基破壞過程中的荷載沉降p-s曲線可知,地基無論以哪種形式失穩破壞,破環的過程一般應經歷3個階段,即壓密階段(彈性變形階段)、剪切階段(彈塑混合變形階段)和破壞階段(完全塑性變形階段)。



     
三、 地基承載力檢測方法    

     


地基承載力指標一般通過原位測試的方法獲得,其主要檢測方法包括平板荷載試驗、螺旋板荷載試驗、標準貫入試驗、動力觸探試驗、靜力觸探試驗、巖體直剪試驗、旁壓試驗、十字板剪切試驗、扁鏟側脹試驗等,部分檢測方法原理圖見圖2所示。


圖2 部分地基承載力原位測試方法原理圖



   
四、 標準貫入試驗

   


標準貫入試驗(Standard Penetration Test,簡稱SPT)是一種在現場用63.5kg的穿心錘,以76cm的落距自由落下,將一定規格的帶有小型取土筒的標準貫入器打人土中,記錄打入30cm的錘擊數(即標準貫入擊數N),并以此評價土的工程性質的原位試驗,試驗裝置見圖3所示。

圖3 標準貫入試驗設備(單位:mm)


標準貫入試驗實際上仍屬于動力觸探范疇,標準貫入試驗并不能直接測定地基土的物理力學性質,而是通過與其他原位測試手段或室內試驗成果進行對比,建立關系式,積累地區經驗,才能用于評定地基土的物理力學性質。


利用標準貫入試驗指標N,結合地區經驗,可用于評價地基土的物理狀態,評價地基土的力學性能參數,計算天然地基的承載力,計算單樁的極限承載力及對場地成樁的可能性作出評價,評價場地砂土和粉土的液化可能性及等級。


標準貫入試驗 操作簡單,地層適應性廣 ,對不易鉆探取樣的砂土和砂質粉土尤為適用,當土中含有較大碎石時使用受限制。標準貫入試驗的缺點是 離散性比較大 ,故 只能粗略地評定土的工程性質 。



     
五、標準貫入試驗的技術要求與步驟    

     


1.鉆進方法:為保證貫入試驗用的鉆孔的質量,宜采用回轉鉆進,當鉆進至試驗標高以上15cm外,應停止鉆進。為保持孔壁穩定,必要時可用泥漿或套管護壁。如使用水沖鉆進,應使用側向水沖鉆頭,不能用向下水沖鉆頭,以使孔底土盡可能少擾動。擾動直徑在63.5cm~150cm之間,鉆進時應注意以下幾點:

(1)仔細清除孔底殘土到試驗標高;? 

(2)在地下水位以下鉆進時或遇承壓含水砂層,孔內水位或泥漿面始終應高于地下水位足夠的高度,以減少土的擾動。否則會產生孔底涌土,降低N值;?   

(3)當下套管時,要防止套管下過頭,套管內的土未清除。貫入器貫入套管內的土,使 N值急增,不反映實際情況;? 

(4)下鉆具時要緩慢下放,避免松動孔底土。


2.標準貫入試驗所用的鉆桿應定期檢查,鉆桿相對彎曲<1/1000,接頭應牢固,否則錘擊后鉆桿會晃動。


3.標準貫入試驗應采用自動脫鉤的自由落錘法,并減少導向桿與錘間的摩阻力,以保持錘擊能量恒定,它對N值影響極大。


4.標準貫入試驗時,先將整個桿件系統連同靜置于鉆桿頂端的錘擊系統一起下到孔底,在靜重下貫入器的初始貫入度需作記錄。如初始貫入試驗,N值記為零。

標準貫入試驗分兩個階段進行:

預打階段: 先將貫入器打入15cm,如錘擊已達50擊,貫入度未達15cm,記錄實際貫入度。


試驗階段: 將貫入器再打入30cm,記錄每打入10cm的錘擊數,累計打入30cm的錘擊數即為標貫擊數N。當累計數已達50擊(國外也有定為100擊的),而貫入度未達30cm,應終止試驗,記錄實際貫入度s及累計錘擊數n。按下式換算成貫入30cm的錘擊數N:

式中:?s――對應錘擊數n的貫入度(cm)。


   標準貫入試驗可在鉆孔全深度范圍內等距進行。間距為1.0m或2.0m,也可僅在砂土,粉土等欲試驗的土層范圍內等間距進行。

利用標準貫入試驗成果,可用于下列指標的評定或估算:

(1)評定砂土的密實度;

(2)評定砂土抗剪強度指標;

(3)評定黏性土的狀態;

(4)評定黏性土的不排水抗剪強度;

(5)評定地基土承載力;

(6)地基土的液化判別;

(7)評定土的變形模量和壓縮模量;

(8)估算單樁承載力。


 地基土的承載力加固

與利用動力觸探試驗成果評價地基土的承載力一樣,我國原《建筑地基基礎設計規范》曾規定,可利用N值確定砂土與黏性土的承載力標準值,見下表1和表2。但在GB 50007-2011《建筑地基基礎設計規范》中,這些經驗表格并未納入。這并不是否認這些經驗的使用價值,而是這些經驗在全國范圍內不具有普遍意義,在實際工作中參考這些表格時應結合當地實踐經驗。


 1  N 值與砂土承載力標準值 f k 的關系


 2  N 值與黏性土承載力標準值 f k 的關系


國內一些勘察設計單位基于當地實踐提出的經驗公式匯總于表3。責任編輯http://wap.zjzjjh.com/


 3   國內 N 值與地基承載力標準值 f k 的關系


6.2  評定砂土的密實狀態

根據標準貫入試驗錘擊數N,可按表4評價砂土的密實度。


表4  砂土的密實度與N值的關系

 

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