1、5. 地基处 理的检测、监测与试验 地基处理的检 测、监测 和试验是 三种不同 性质、不 同目的的 现 场测试工 作。 地基 处理施工 以后， 是 否达到设 计预期的 效果？施 工质 量如何？ 需要进行 检测验证 。 经过地 基处理以 后， 在建 筑物荷载 作用 下， 复合 地基的变 形、 复合 体的反力 分布与建 筑物的整 体性状如 何？ 需要在施 工过程中 以及建筑 物运行的 过程中进 行监测。 当对设计 结果 需要进行 验证或需 要由试验 结果来确 定设计参 数时， 则 需要进行 地基 处理的现 场试验。 5.1 如何看待建 筑地基处 理技术规 范JGJ79 对不同加固体的 复合 地基的
2、检 测规定？ JGJ79-2002 9.4.2 11.4.3 ? 下面我们比较 三个不同 年代的版 本的建 筑 地 基 处 理 技 术 规 范 ， 以了解在 不同的年 代里，我 国地基处 理技术的 发展。 最新 版本的 建筑地基 处理技术 规范 JGJ79-2012 对各种不 同性 质的增强 体形成的 复合地基 的检测， 在相关的 条文中， 提出了不 同的 要求。 7.3.7 水泥 土搅拌桩 复合地基 承载力检 验应采用 复合地基 静载荷试 验 和单桩载 荷试验； 7.2.6 对砂 石桩复合 地基，地 基承载力 检验应采 用复合地 基静载荷 试 验； 7.4.10 旋 喷桩复合 地基承载 力检
3、验应 采用复合 地基静载 荷试验和 单 桩载荷试 验； 7.7.4 水泥 粉煤灰碎 石桩复合 地基承载 力检验应 采用复合 地基静载 荷 试验和单 桩载荷试 验； 我们 再追溯不 同年代的 地基处理 规范对不 同增强体 的检验要 求 的提法变 化， 反映 了人们对 这些采用 不同增强 体加固的 复合地基 的检 验要求的 发展和变 化的历史 。 不同年代 的地基处 理规范对 不同增强 体的检验 要求 表 4.5.1-1 增强体 JGJ79-91 JGJ79-2002 JGJ79-2012 水泥土 搅拌桩 场地复杂 或施工 有问题的 桩应进 行单桩载 荷试验， 检验其承 载力。 竖向承载 水泥搅
4、拌桩地基 竣工验 收时， 承载力检验 应采用复 合地基 载荷试验 和单桩 水泥土搅 拌桩复 合地基承 载力检 验应采用 复合地 基静载荷 试验和 单桩静载 荷试验； 载荷试验 。 水泥粉 煤灰碎 石桩 水泥粉煤 灰碎石 桩地基竣 工验收 时， 承载力检验应 采用复合 地基静 载荷试验 。 水泥粉煤 灰碎石 桩复合地 基承载 力检验应 采用复 合地基静 载荷试 验和单桩 静载荷 试验； 旋喷桩 竖向承载 旋喷桩 地基竣工 验收时， 承载力检 验应采 用复合地 基载荷 试验和单 桩载荷 试验。 旋喷桩复 合地基 承载力检 验应采 用复合地 基静载 荷试验和 单桩静 载荷试验 ； 砂石桩 对于重要
5、或大型 工程， 宜 进行载荷 试验， 复 合地基的 载荷试验 应符合 本规范附 录一的 有关规定 。 砂石桩地 基竣工 验收时， 承载力检 验应采用 复合地 基载荷试 验。 竣工验收 时， 承载 力检验应 采用复 合地基静 载荷试 验。 ( ) sk p d k spk f m A R m f + = 1 (4.5.1-1) 我们依据这个 复合地基 承载力的 公式， 分 析各个对 复合地基 承载 力有关的 变量对承 载力的影 响。 天然 地基承载 力取决于 持力层的 性质， 如果持力 层的地基 承载力比 较高， 复 合地基的 承载力也 就高； 单 桩承 载力则取 决于加固 体的施工 质量； 而
6、 置换率取 决于设计 时的控制 性设 定， 置换 率取得高 ， 造价就 高， 而复 合地基的 承载力就 可以用得 比较 高。 检测 复合地基 承载力的 结果可以 直接评 估 是 否 满 足 设 计 的 需 要 ， 直接用于 工程设计 。 检测 单桩的承 载力主要 是为了检 查施工质 量， 有时也为 了验算承 载力计算 公式。 不同 的地基处 理方法， 所形成的 “桩体” 性质不同 ，像 CFG 桩 和水泥土 搅拌桩， 由于掺入 胶结材料 ， 所形成 的刚度大 于纯由土 和砂 石料构成 的“桩体 ” ，因此 ，通常需 要检查桩 身的施工 质量。 由于 复合地基 的试验影 响的深度 有限， 实 际
7、上无法 判断深层 “桩 体” 质量 是否符合 要求， 而 做单桩试 验的结果 可以反映 了桩身的 整体 情况。 如果 用复合地 基改善地 基的压缩 性， 更需 要了解所 加固的深 度范 围内的“ 桩体”是 否符合设 计的要求 ，能否起 到减少沉 降的作用 。 从发 展过程来 看， 水泥 搅拌桩的 应用比较 早， 有些 检测的规 定是 在 1980 年代就已 经定型了 ， 而 CFG 桩的应用 比较晚， 它的一些 检 测 要求是在 推广应用 这种方法 的过程中 形成的， 所以在具 体的规定 方面 不好直接 进行比较 ， 这些方 法不是在 同时形成 的， 包括 其他方面 ， 因 此看规范 似乎有前
8、 后矛盾或 者有不统 一的感觉 。 5.2 压实度用什么 方法检测 ？ 在工程建 设中经常 会遇到需 要将土按 一定要求 进行 堆 填 和密实 的情况。 例如路堤 、 土坝 、 桥台、 挡 土墙、 管 道埋设、 基础垫层 以 及 基坑回填 等。 填土 不同于天 然土层， 因为经过 挖掘、 搬 运之后， 原状 结构已被 破坏， 含 水量亦已 发生变化 ， 堆填时 必然在土 团之间留 下许 多孔隙。 未经压实 的填土强 度低， 压 缩性大而 且不均匀 ， 遇到水 易发 生塌陷、 崩解等。 为使其满 足稳定性 和变形方 面的工程 要求， 必 须按 一定标准 加以压实 。 特别是 像道路路 堤这样的
9、构筑物， 在车辆的 频繁 运行引起 的反复荷 载作用下 ， 可能出 现着不均 匀的或过 大的沉陷 、 塌 落甚至失 稳滑动， 从而恶化 运营条件 以及增加 维修工作 量。 所以 路堤 填土必须 具有足够 的密实度 以确保行 车平顺和 安全。 土的压实 也用在地 基处理方 面， 如用 重锤夯实 处理松软 土地基使 之提高承 载力。 早 先的重锤 夯实多用 于地基表 层松软或 地基的设 计荷 载较小时 。 目前对 于松软土 层较厚或 设计荷载 较大的情 况， 也可 以用 高功能的 夯压法即 所谓强夯 法进行处 理。 压实 度是施工 验收时测 得的干密 度与室内 试验得到 的最大干 密 度之比 。
10、设计压实 度是设计 对压实度 的要求， 工程越重 要， 设计 压实 度的数值 就越高 。 如果实际 的压实度 低于设计 要求的数 值， 就认 为质量不 合格， 需 要返工 。 实测土的 密度 和含水量 w 就可以 计算干密 度 d 。 w d + = 1 (4.5.2-1) 5.3 复合地基静载 试验承压 板面积如 何选取？ - 800mm 3D 3D 1 3D, 1.5D 1.5D 看 JGJ79-2002 的附录 A 的 A.0.3 ， 有说明“ 承压板底面标高 与 桩 顶设计标 高相适应 。” 复合地基承载力的载荷试验的条件如何才能模拟工程条件呢？ 做验证性 检验时， 最重要的 是桩土应
11、 力分担比 要和工程 条件一致 。 由于 建筑物的 基础具有 一定的刚 性， 设置 褥垫的目 的就是为 了调 整桩土应 力分担比 。 如果 载荷试验 是在桩顶 做， 桩土 分担比符 合不符合 工程条件 ？当 然不符合 了，因此 ，结论也 就清楚了 。 复合 地基承载 力载荷试 验应在褥 垫层顶做 ，不应在 桩顶做。 50 150mm ? 900mm 900mm 900 600mm 600mm 600mm 600mm 70kpa 600mm 600mm “ ” 600mm 400ka 600mm 1.68m 40 25 3 600mm 300-400mm DB21 22 7.2.4 JGJ79-
12、2002 80 3 2 第 一、如果 在褥垫层 上做试验 ，建议做 多桩复合 地基载荷 试验 ， 或用足尺 载荷板进 行载荷试 验。 第二、如 果在桩顶 标高进行 检测，按 照规范执 行就行。 第三、如 果施工单 位说 600mm 混合料顶面是桩 顶标高， 那么请问 桩顶上面 的褥垫层 哪里去了 ？ 第四、 本 工程 25 层楼用振 冲碎石桩 处理会不 会有问题 ？所以检 测 单位一定 要小心了 ， 建议说 服建设单 位做足尺 载荷试验 或进行多 桩复合地基载 荷试验， 使载荷板 的影响深 度足以影 响到桩底 ， ， 第 五、建议 进行单桩 载荷试验 和桩体及 桩间土动 力触探。 不知 道 对
13、你有没 有帮助？ 5.4 地基 处理的浅 层平板载 荷试验曲 线如何分 析？ 2.6m 130kPa 1 2 3 2002 1 ISBN7-114-04041-5 P116 8-9 此图的纵 坐标为s/ p ，但 图中没 有标注单 位，估计 的单位应 该是 mm/kPa ； 用这种 辅助曲 线作图的 方法， 第一拐点为 容许承载 力 ， 第二拐点 为极限承 载力； 建议你计 算一下极 限承载力 对应的压 板沉 降是多少 ？与压板 宽度之比 为多少？ 5.5 能否 根据复合 地基载荷 试验成果 计算变形 模量？ 欢 迎这 位 网 友提 出 这 个问 题 来 讨论，也欢迎其他网友参与讨论； 在复
14、合地基的 设计计算 中， 存在 许多与理 论不符合 的地方， 例如 用复合模 量计算沉 降， 应力 计算也是 引用均质 、 各向同 性的半无 限弹 性体的假 设， 你能 深究吗？ 还不是用 了。 计算 复合模量 的公式中 ， 桩 身的模量 是压缩模 量吗？显 然不是的 ， 但怎么 可以和桩 间土的压 缩模 量在一个 公式中出 现呢？这 些都是一 种简化的 方法， 是 没有办法 的 一 种 办法 。 用载 荷试验得 到复合地 基的 ps 曲线， 反 映了复合 地基表面 处的压力与位 移的关系 ， 起始段 的斜率反 映了复合 地基综合 的性状， 既能 用以估计 承载力， 也就可以 估计模量 ， 这
15、也是 一种近似 ， 而且比 上述 计算的结 果能更好 地反映地 基的实际 情况， 缺 点是只反 映了 23 倍压 板直径的 深度范围 内的性状 ， 但检测 复合地基 的承载力 也存在同 样的 缺点 。 我的 意见是最 好不要把 这条路给 堵死了， 多条路总 是好的， 何况 这也是一 条并不错 的路。 1 2 3 压缩模 量是在 侧向不能 膨胀的固 结试验条 件下得到 的指标， 可以 用一般的 分层总和 法计算沉 降。 而变 形模量是 在侧向自 由膨胀的 条件 下得到的 变形指标 ，不能用 一般的分 层总和法 计算沉降 。 计算复合地基 变形模量 时， 泊松 比一般是 假定的， 参考天然 土层
16、的经验值 取用。泊 松比对沉 降计算结 果的影响 是比较小 的。 5.6 复合地基检测 单桩承载 力有什么 用？ 复合地基 的承载力 由天然地 基承载力 和单桩承 载力组成 ， 由置换 率控制两 者的不同 比例，得 到不同的 复合地基 承载力 。 天然 地基承载 力取决于 持力层的 性质， 单 桩承载力 取决于施 工质 量，置换 率取决于 设计的考 虑 。 检测复 合地基承 载力的结 果可以直 接评估是 否满足设 计的需要 。 检测单桩 的承载力 主要是为 了检查施 工质量， 有时也为 了验算 复 合地 基 承载力 计算公式 。 不同 的地基处 理方法， 所形成的“ 桩体” 性质不同， 像 C
17、FG 桩和 水泥土搅 拌桩， 由 于掺入胶 结材料， 所形成的 刚度大于 纯由土和 砂石 料构成的“ 桩体” ，通常需要 检查桩身 的施工质 量 。 复合 地基的试 验， 影响 的深度有 限， 无法 掌握深层“ 桩体” 是否符 合要求， 而做单桩 试验的结 果可以反 映了桩身 的整体情 况 。 如果 用复合地 基改善地 基的压缩 性， 更需 要了解所 加固的深 度范 围内的 “ 桩体 ” 是 否符合设 计的要求 ，能否起 到减少沉 降的作用 。 5.7 如何监测土压 力和孔隙 水压力？ 1 2 3 5m 5m 40m 5m 1 2 0 6m 6m 10m 10m 20m 20m 5m 1m,5
18、m 20m 5m 40kPa 20m 50kPa 190kPa 2 5m 5m 40m 5m 如果 是 在天然 土层中用 埋设压力 盒的方法 实测土 中 应力 ， 这 种方 法 可能有 问题，不 知道你们 用的是什 么传感器 ？ 因为 ， 压力盒 一般是埋 设在地下 结构或基 础的表面 ， 以 测定 土体 作用于 此 界面上的 土压力， 即接触压 力。 由于 弹性膜的 刚度一般 低于 周围结构 的刚度， 因此测得 的压力可 能小于实 际存在的 压力； 如果 你们是将 压力盒直 接埋设在 土体中， 则如何限 定界面的 方向 性？试想 在比较软 弱的土体 中埋入一 个刚性体 ， 该点的 应力状态
19、也完 全改变了 ，不知道 测得的究竟 是什么 东西？ 所以 ， 一般采 用测定孔 隙水压力 的方法， 孔隙水压 力没有方 向性， 由水传递 荷载， 加 载时测得 的是孔隙 水压力；当 孔隙水 压力全部 消散 以后，孔 隙水压力 转变为有 效压力， 也就是土 中该点的 应力。 测孔 隙水压力 也有传感 器埋设的 问题， 如 果一个孔 埋设一个 特定 深度的测 点， 封孔 要求比较 简单； 如 果一个孔 中在不同 深度处埋 设一 串传感器 ， 那么点 与点之间 必须密封 ， 不能连 通， 如果 埋设不好 ， 则 前功尽弃 。 孔隙 水压力传 感器测得 的是全部 的水压力 ， 包括静 水压力， 如何
20、 扣除静水 压力也是 一个难题 ， 特别在 施工过程 中地下水 位在变化 的条 件下， 在 静水位没 有稳定时 ， 只能测 得增量， 按增量分 析， 这个 增量 包括堆载 的作用， 强夯的作 用，降水 的作用。 在潜 水层中埋 设孔隙水 压力传感 器以后， 开始水压 力不大， 后来 慢慢上升 到潜水位 ， 这是理 论上的， 实际由于 埋设技术 的影响， 很多情况低于 这个潜水 位； 如果 埋设在有 承压水的 土层中， 则孔隙水 压力 计应该显 示承压水 头，或者 稍低一些 。 5.8 是否要做那么 多的试验 ？ 1.1 7m 4 800 457 343 457 7=3199 343 7=2401 60 2401 170 =41 15 15 160 JGJ79-2002 50 14.4 14.4.1
