第2章 地基处理监测与检验方法Chapter 2 Monitoring and Testing Methods of Ground Treatment2.1 概 述 2.1 Introductionl 地基处理现场监测和质量检验测试 是地基处理工程的重要环节。l 2.1.1 现场监测与质量检验的目的l (1)为工程设计提供依据；l (2)作为大面积施工的控制和指导；l (3)为地基处理工程验收提供依据；(4) 为理论研究提供实验依据。 软土地基处理现场监测 软 土 地 基 处 理 现 场 监 测l2.1.2 现场监测与质量检验的内容与方法l（1）地基与桩体强度：包括单桩和复合地基静载 荷试验、标准贯入试验、静力触探与动力触探试验 、桩身高应变检测、钻芯法等；l（2）地基变形：包括地基沉降与水平位移测试；l（3）应力监测：包括土压力和孔隙水压力测试；l（4）桩身完整性：采用桩身低应变检测和声波透 射法测试；l（5）动力特性：采用波速测试、地基刚度测试等 。 l2.1.3 现场监测与质量检验应注意的问题l (1)前后两次测试应尽量使用同一仪器、同一 标准进行；l (2) 由于各种测试方法都有一定的适用范围 ，因此必须根据测试目的和现场条件，选择最 有效的方法；l (3) 无论何种方法，都有一定的局限性，故 应尽可能采用多种方法，进行综合评价；l (4) 测试位置应尽量选择有代表性的部位， 测试数量按有关规定要求进行。2.2.1 测斜仪2.2 地基水平位移及沉降观测 2.2 Measurement of Deformation of Ground型号: MZ5514 用途特点：各种静态 角度的测量或控制 如平台水平位置的测 量和控制；水坝，高 层建筑大型构件等测 斜的测量 角度测量仪 滑 动 式 测 斜 仪 规格: MZ5515A 用途特点:土石坝、岩土边坡、建筑物基坑、堤防、 地下建筑工程、港务工程、打桩等引起的土提内部 水平位移的测量。电压敏感度归化为2.5伏/伏/g， 因此电压读数既是土体水平位移毫米数。 2.2.2 分层沉降仪用途特点：5515-1滑动 式沉降仪是石英桡性伺 服加速度计为敏感元件 的滑动式沉降仪，它是 在5515滑动式测斜仪基 础上开发研制的横向测 量沉降的一种测量仪器 。广泛用于铁路、公路 工程等路基土体工程中 的精密测量仪器。l产品名称：滑动式沉降仪2.3 地基土应力测试 2.3 Measurement of Stress in Groundl2.3.1 土压力计l钢弦式（贴片式）土压力计l应变式土压力计l适用于测量土石坝、 防波堤、护岸、码头 岸壁、高层建筑、桥 墩、挡土墙、隧道、 地铁、机场、公路、 铁路、防渗墙结构等 建筑基础与土体的压 应力，是了解被测物 体内部土压力变化量 的有效监测设备；并 可同步测量埋设点的 温度。 lTYJ-20型振弦式土压力计 GYH系列单膜/双膜/分离式/土压力计 DYB系列电阻应变式土压力计 l2.3.2 孔隙水压力计l振弦式孔隙水压力 计具有二次密封性 能，广泛适用于钻 孔法安装，能长期 埋设在水工建筑物 或其他建筑物地基 内，测量结构物地 基内的孔隙(渗透)水 压力。并可同步测 量埋设点的温度 KYJ-37型振弦式孔 隙水压力计具有二 次密封性能，广泛 适用于填筑法施工 安装，能长期埋设 在水工建筑物或其 他建筑物地基内， 测量结构物地基内 的孔隙(渗透)水压 力。并可同步测量 埋设点的温度。载荷试验是在一定面积的承压板上（或 桩顶上）向地基土（或桩）逐级施加荷载 ，并观测每级荷载下地基土（或桩）的变 形特征。其优点是对地基土基本不产生扰 动。利用其成果确定地基（或桩）的承载 力是可靠的，既可直接用于工程设计，也 可用于检验施工效果，另外对于预估建筑 物的沉降也很有效。l 载荷试验可分为地基载荷试验和单桩 载荷试验。2.4 载荷试验(Load Test)静载荷试验（堆载方式）复合地基载荷试验承压板、千斤顶及百分表手动油泵l2.4.1 单桩竖向静载荷试验l （Vertical Static Load Test of Pile）l 一、试验开始时间l 二、试验加载装置l 三、试验加载方式l 四、荷载分级l 五、沉降测读及稳定标准l 六、试验终止加载的条件l 七、单桩竖向极限承载力的确定 桩基及地基静载荷试验 桩基静载荷试验 桩基静载试验l2.4.2 天然地基平板载荷试验l（Plate Loading Test of Natural Ground）l浅层平板载荷试验的目的是确定地基土层的层压 板下应力主要影响范围内的承载力。浅层平板载 荷试验只适用于地表浅层地基和地下水位以上的 地层。l 一、试验设备l (1) 承压板；(2) 加载装置 ；(3) 沉降观测装 置 l 二、试验方法 l 三、资料整理l 四、成果应用l 五、影响试验精度的主要因素l2.4.3 复合地基载荷试验l(Static Load Test of Composite Ground)l 复合地基载荷试验用于测定承压板 下应力主要影响范围内复合土层的承载 力和变形参数。l 复合地基载荷试验包括:l (1)单桩复合地基载荷试验l (2)多桩复合地基载荷试验。l一、试验要点l （1）复合地基荷载试验的承压板应为刚 性。单桩复合地基荷载试验的承压板可采用 圆形或方形，面积为一根桩承担的处理面积 ；多桩复合地基荷载试验的承压板可用方形 或矩形，其尺寸按实际桩数所承担的处理面 积确定。桩的中心(或形心)应与承压板的中 心保持一致，并与荷载作用点相重合。 l （2）承压板高程宜接近基础底面设计高程。承压 板底面下宜铺设与设计复合地基垫层相应的垫层， 垫层厚度宜取50150mm，桩身强度高时宜取大 值。垫层上宜设中砂或粗砂找平层。试验标高处的 试坑长度和宽度，应不小于承压板尺寸的3倍。基 准梁的支点应设在试坑之外。l（3） 加荷等级可分为812级，最大加载压力不 宜小于设计要求压力值的2倍。l（4） 每加一级荷载前后均应测读承压板的沉降量 一次，以后每半小时测读一次。当一小时内沉降量 小于0.1 mm时，即可加下一级荷载。l（5） 当出现下列现象之一时可终止试验：l 1）沉降急剧增大，土被挤出或承压板 周围出现明显的隆起；l 2）承压板的累计沉降量已大于其宽度 或直径的6%；l 3）当达不到极限荷载，而最大加载压 力已大于设计要求压力值的2倍。l（6） 卸载级数可为加载级数的一半，等量卸 载，每卸一级，间隔半小时，测读回弹量， 待卸完全部荷载后间隔三小时测读总回弹量 。 l二、复合地基承载力特征值的确定l （1） 当压力沉降曲线上能确定出 极限荷载，而其值不小于对应比例界限 的2倍时，可取比例界限作为复合地基 承载力特征值；当其值小于对应比例界 限的2倍时，可取极限荷载的一半作为 复合地基承载力特征值。l （2） 当压力沉降曲线是平缓的光滑 曲线时，可按相对变形值确定复合地基承载 力特征值：l 对于砂石桩、振冲桩或强夯置换墩：当以粘性 土为主的地基，可取或等于0.015所对应的压力（ 为载荷试验承压板的沉降量；和分别为承压板宽 度和直径，当其值大于2 m时，按2 m计算）；当 以粉土或砂土为主的地基，可取或等于0.01所对应 的压力。l 对土挤密桩、石灰桩或柱锤冲扩桩复合地基， 可取或等于0.012所对应的压力。对灰土挤密桩复 合地基，可取或等于0.008所对应的压力。l 对水泥粉煤灰碎石桩或夯实水泥土桩复合 地基，当以卵石、圆砾、密实粗中砂为主的 地基，可取或等于0.008所对应的压力；当以 粘性土、粉土为主的地基，可取或等于0.01所 对应的压力。l 对水泥土搅拌桩或旋喷桩复合地基，可取 或等于0.006所对应的压力。l 对有经验的地区，也可按当地经验确定相 对变形值。 l按相对变形值确定的承载力特征值不应 大于最大加载压力的一半。l （3）复合地基载荷试验的试验点的 数量不应少于3点，当满足其极差不超 过平均值的30时，可取其平均值作为 复合地基承载力特征值。 静力触探试验（CPT） （cone penetration test） 是用静力匀速将标准规格的圆锥形探头按一 定的速率压入土（或其他介质）中，同时量测探头 阻力，测定土（或其他介质）的力学特性。静力触 探试验具有勘探和测试双重功能。l 在地基处理过程中，可用静力触探试验对灰土 桩、石灰桩等桩体进行触探，由量测到的探头阻力 来推求桩身强度，进而判断桩身质量。2.5 静力触探试验 2.5 Cone Penetration Testl一、静力触探的具体用途l二、试验设备l三、试验要点l四、资料整理l五、在石灰桩桩身质量检测中的应用 静 力 触 探 头 静力触探十字板试验两用仪 法国PANDA-可变能量动力触探仪圆锥动力触探试验（DPT）（dynamic penetration test）是用一定质量的重锤，以 一定高度的自由落距，将标准规格的圆锥形 探头贯入土（或其他介质）中，根据打入土 （或其他介质）中一定距离所需的锤击数， 判定土（或其他介质）的力学特性。圆锥动 力触探试验具有勘探和测试双重功能。2.6 圆锥动力触探试验 2.6 Dynamic Penetration Testl 圆锥动力触探试验的类型可分为轻 型、重型和超重型三种。锤重分别为 10kg、63.5kg和120kg。轻型动力触探 可应用于石灰桩的施工检测，即通过锤 击数来判定石灰桩桩体的密实度。重型 动力触探可应用于碎石桩的桩体密实度 检验。 思考题(Problems)l（1）为什么说地基处理现场监测和质量 检验是地基处理工程的重要环节？l（2）试述地基处理现场监测与质量检验 的目的、内容与方法以及应注意的问题 。l（3）简述单桩竖向静载荷试验、天然地 基载荷试验和复合地基载荷试验的试验 方法及承载力确定方法。l（4）了解静力触探和动力触探在地基处 理工程监测中的应用。