地下結(jié)構(gòu)工程的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

13地下結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與檢測(cè)1、

基

本

概

念復(fù)

合

地

基(CompositeFoundation)

一詞，國(guó)外最早見(jiàn)于1962年。復(fù)合地基的概念已成為很多地基處理方法的理論分析及公式建

立的基礎(chǔ)和根據(jù)。它已廣泛地運(yùn)用于如碎石樁、砂樁、水泥土攪

拌樁、旋噴樁和石灰樁等加固地基的理論分析中。后來(lái)深層攪拌法和高壓噴

射注漿法的應(yīng)用，人們開(kāi)

始重視水泥土樁復(fù)合地基

的研究初期主要指天然地基中

設(shè)置碎石樁而形成的碎

石樁復(fù)合地基復(fù)合地基定義復(fù)合地基是天然地基在地基處理過(guò)程中部分土體得到加

強(qiáng)，或被置換或者在地基土中設(shè)置加筋材料，由原來(lái)地基

和增強(qiáng)體共同承載并協(xié)調(diào)變形的地基。OOOO

應(yīng)用領(lǐng)域高等級(jí)公路

房屋建筑鐵

路堆

場(chǎng)

機(jī)

場(chǎng)

堤壩OOO(5)單元體(O

O(a)2工業(yè)廠房地基3堆場(chǎng)水泥主攪拌樁復(fù)合地基復(fù)合地基的分類與形成條件(1)根據(jù)地基中增強(qiáng)體的方向可分為水平向增強(qiáng)體復(fù)合地

基和豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基。水平向增強(qiáng)

復(fù)合地基豎直向增強(qiáng)復(fù)合地基均質(zhì)人工地基5散體材料樁復(fù)合地基[柔性樁復(fù)合地基

豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基

粘結(jié)材料樁復(fù)合地基剛性樁復(fù)合地基

水平向增強(qiáng)體復(fù)合地基復(fù)合地基常用的形式(2)根據(jù)復(fù)合地基工作機(jī)理可作下述分類；長(zhǎng)短樁復(fù)合

地基水平向增強(qiáng)

復(fù)合地基斜向增強(qiáng)復(fù)

合地基豎直向增強(qiáng)

復(fù)合地基復(fù)合地基6天然地基——復(fù)合地基——樁基

的區(qū)別復(fù)合地基天然地基7復(fù)合地基形成條件復(fù)合地基猶似鋼筋混凝土，其中地基中的樁體有如混

凝土中的鋼筋。它的實(shí)質(zhì)就是考慮樁、土的共同作用，

為了實(shí)現(xiàn)這一目的，采用了墊層的方法；這無(wú)疑較之僅僅認(rèn)為荷載由樁體來(lái)承擔(dān)要經(jīng)濟(jì)和合理

。2、

荷

載

試

驗(yàn)

(

見(jiàn)

書(shū)

3

9

面

，

自

學(xué)

)813.3

樁

基

靜

載

試

驗(yàn)

和

動(dòng)

測(cè)

技

術(shù)樁的分類按施工方法：預(yù)制樁和灌注樁按樁的設(shè)置效應(yīng)：大量擠土樁、小量擠土樁和不擠土樁按樁的受力性能：端承樁與摩擦樁9一、單樁豎向靜荷載試驗(yàn)1、

試驗(yàn)?zāi)康牟捎媒咏谪Q向抗壓樁的實(shí)際工作條件的試驗(yàn)方法

，

確定單樁豎向(抗壓)極限承載力，作為設(shè)計(jì)依據(jù)，或

對(duì)

工

程

樁

的

承

載

力

進(jìn)

行

抽

樣

檢

驗(yàn)

和

評(píng)

價(jià)

。

當(dāng)

埋

設(shè)

有樁

底

反

力

和

樁

身

應(yīng)

力

、

應(yīng)

變

測(cè)

量

元

件

時(shí)

，

尚

可

直接測(cè)

定

樁

周

各

土

層

的

極

限

側(cè)

阻

力

和

極

限

端

阻

力

。

除對(duì)

于以

樁身

承

載

力

控

制

極

限

承

載

力

的

工

程

樁

試

驗(yàn)

加

載

至

承

載力設(shè)

計(jì)

值

的

1

.

5

～

2

倍

外

，

其

余

試

樁

均

應(yīng)

加

載

至

破

壞

。11錨樁、反力梁裝置能提供的反力應(yīng)不小于預(yù)估最大試驗(yàn)荷載的

1

.

2

～

1

.

5

倍

。采用工程樁作錨樁時(shí)，錨樁數(shù)量不得少于4根，并應(yīng)對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中錨樁上拔量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。2、

試

驗(yàn)

加

載

裝

置一般采用油壓干斤頂加載，干斤頂?shù)募虞d反力裝置可

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件取下列三種形式之一：(1)錨樁橫梁反力裝置12(2)壓重平臺(tái)反力裝置壓重量不得少于預(yù)估最大試驗(yàn)荷載的I.2倍，壓重應(yīng)在試

驗(yàn)開(kāi)始前一次加上，并均勻穩(wěn)固放置于平臺(tái)上。13(3)錨樁壓重聯(lián)合反力裝置當(dāng)試樁最大加載量超過(guò)錨樁的抗拔能力時(shí)，可在橫梁上放

置或懸掛一定重物，由錨樁和重物共同承受干斤頂加載反力。

干斤頂平放于試樁中心，當(dāng)采用2個(gè)以上干斤頂加載時(shí)，應(yīng)將

干斤頂并聯(lián)同步工作，并使干斤頂?shù)暮狭νㄟ^(guò)試樁中心。14163、

荷載與沉降的量測(cè)儀表荷載：

應(yīng)力環(huán)、應(yīng)變式壓力傳感器、干斤頂?shù)膲毫Ρ頊y(cè)定

油

壓，根據(jù)干斤頂率定曲線換算荷載。沉降：百分表、電子位移計(jì)測(cè)量。對(duì)于大直徑樁應(yīng)在其兩個(gè)

正交直徑方向?qū)ΨQ安置4個(gè)位移測(cè)試儀表，中等和小直徑樁可安

置2個(gè)或3個(gè)位移測(cè)試儀表。174、

試樁制作要求(1)試樁頂部一般應(yīng)予加強(qiáng)

，可在樁頂配置加密鋼筋網(wǎng)2~3層，或以薄鋼板圓筒做成加勁箍與樁頂混凝土澆成一體，用高標(biāo)號(hào)砂漿將樁頂抹平。對(duì)于預(yù)制樁，若樁頂未破損可不另作處理。(2)為安置沉降測(cè)點(diǎn)和儀表，試樁頂部露出試坑地面的高度不宜小于600mm,試坑地面宜與樁承臺(tái)底設(shè)計(jì)標(biāo)高一致。(3)試樁的成樁工藝和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與工程樁一致。為縮短試

樁養(yǎng)護(hù)時(shí)間，混凝土強(qiáng)度等級(jí)可適當(dāng)提高，或摻人早強(qiáng)劑。185、

從成樁到開(kāi)始試驗(yàn)的間歇時(shí)間在樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的前提下，對(duì)于砂類土，不應(yīng)

少于IOd;

對(duì)于粉土和粘性土，不應(yīng)少于15d;

對(duì)于淤泥或

淤泥質(zhì)土，不應(yīng)少于25d。6、

加卸載與沉降觀測(cè)(1)加載分級(jí)

：每級(jí)加載為預(yù)估極限荷載的1/10～1/15

,

第一級(jí)可按2倍分級(jí)荷載加荷。(2)沉降觀測(cè)：每級(jí)加載后間隔5min、IOmin、15min

各測(cè)讀

一次，以后每隔15min

測(cè)讀一次，累計(jì)1h后晦隔30min

測(cè)讀一次。

每次測(cè)讀值記人試驗(yàn)記錄表。(3)沉降相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：每Ih的沉降不超過(guò)0

.

1mm,并連續(xù)出

現(xiàn)兩次(由1.5h內(nèi)連續(xù)三次觀測(cè)值計(jì)算),認(rèn)為已達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定

，

可加下一級(jí)荷載。19(4)終止加載條件：

當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，即可終止加載。①某級(jí)荷載作用下，樁的沉降量為前一級(jí)荷載作用下沉降量的

5

倍

；②某級(jí)荷載作用下，樁的沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量

的2倍，且經(jīng)24h尚未達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定；③已達(dá)到錨樁最大抗拔力或壓重平臺(tái)的最大重量時(shí)。(5)卸載與卸載沉降觀測(cè)：每級(jí)卸載值為每級(jí)加載值的2倍。每級(jí)卸載后隔15min

測(cè)讀一次殘余沉降，讀兩次后，隔30min

再讀

一次，即可卸下一級(jí)荷載，全部卸載后，隔3—4h再讀一次。207、

試

驗(yàn)

成

果218、

單樁豎向極限承載力的確定(1)根據(jù)沉降隨荷載的變化特征確定極限承載力：對(duì)于陡降型Q-s

曲線，取Q-s

曲線發(fā)生明顯陡降的起始點(diǎn)。(2)根據(jù)沉降量確定極限承載力：對(duì)于緩變型Q-s曲線，

一般

可取s=40～60mm

對(duì)應(yīng)的荷載；對(duì)于大直徑樁可取s=(0.03

~0.06)D(D

為樁端直徑，大樁徑取低值，小樁徑取高值)所對(duì)應(yīng)

的荷載值；對(duì)于細(xì)長(zhǎng)樁(l/d>80)

可取s=60～80mm

所對(duì)應(yīng)的荷

載

值

。(3)根據(jù)沉降隨時(shí)間的變化特征確定極限承載力：取s-lgt

曲線

尾部出現(xiàn)明顯向下彎曲的前一級(jí)荷載值。9、

單樁豎向極限承載力特征值的確定(書(shū)314)22S-Log(t)曲線Log(t)10

100

100010000圖1:

Q-S

曲線圖荷載(KN)圖2:116202428323640沉

降

量

毫

米二、

動(dòng)力試樁技術(shù)動(dòng)力試樁法是給樁頂施加一動(dòng)荷載(用沖擊、振動(dòng)等方式施加),量測(cè)樁土系統(tǒng)的響應(yīng)信號(hào)，應(yīng)用物體振動(dòng)和應(yīng)力波的傳播理論來(lái)確

定單樁豎向承載力以及檢驗(yàn)樁身完整性的一種方法。與傳統(tǒng)的靜載荷試驗(yàn)相比，無(wú)論在試驗(yàn)設(shè)備、測(cè)試效率、工作條

件以及試驗(yàn)費(fèi)用等方面，均具有明顯的優(yōu)越性，其最大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)

效益是速度快、成本低，可對(duì)工程樁進(jìn)行大量的普查，及時(shí)找出工

程樁的隱患，防止重大安全質(zhì)量事故。動(dòng)力試樁法種類繁多，

一般可分為高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)法和低應(yīng)變動(dòng)

力檢測(cè)法兩大類。24低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法：由于施加于樁頂?shù)暮奢d遠(yuǎn)小于樁的使用荷載，不足使樁土間發(fā)生相對(duì)位移，而只通過(guò)應(yīng)方波沿樁身的傳播和反射的原理作

分

析

，可用來(lái)檢驗(yàn)樁身質(zhì)量，不宜作樁承載力測(cè)定。高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法：一

般

是

以

重

錘

敲

擊

樁

頂

，

使

樁

貫

入

，

樁

土

間

產(chǎn)

生

相

對(duì)

位

移

，從

而

可

以

分

析

對(duì)

樁

的

外

來(lái)

抗

力

和

測(cè)

定

樁

的

承

載

力

，

也樁體質(zhì)量。常用方法有錘擊貫入法(簡(jiǎn)稱錘貫法)、波動(dòng)方程法

、打樁

公

式等。25這種基礎(chǔ)現(xiàn)采用較少。由于它整體性好、剛度大、

傳力可靠，在大跨度和深水

地區(qū)修建橋梁仍被采用。13.4

深

基

坑

工

程

監(jiān)

測(cè)深基坑分類：

沉井基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻26江陰長(zhǎng)江公路大橋世

界

第

一

大

沉

井北錨碇采用大型深沉井

基礎(chǔ)，平面尺寸為69米×51

米，下沉58米，為世界第一

大沉井(面積近9個(gè)半籃球場(chǎng)，

高度相當(dāng)于22層樓)。27南岸重力嵌巖錨

28北岸鎮(zhèn)壁主索(大纜)

吊索南岸剛性梁被

座

塔北

岸

錨

錠

的

沉

井

的

平

面

尺

寸

達(dá)

6

9m×51m,世界上平面尺寸最大的沉井基礎(chǔ)。主索(大纜)吊索健碇剛性案埋

深鞍座5

8m,塔是地下連續(xù)墻施工過(guò)程：

利用專用的

挖槽機(jī)械在泥漿護(hù)壁下開(kāi)挖

一定長(zhǎng)度(一個(gè)單元槽段)—

挖至設(shè)計(jì)深度并清除沉渣——插入接頭管——吊入

鋼筋籠——導(dǎo)管澆注混凝土—

待混凝土初凝后拔出接頭管——逐段施工。導(dǎo)

墻已

完

成

梢

段

已挖好模段

未開(kāi)控指段安

放

鋼

筋

籠

接頭管澆筑混醚土接

出接頭管已

完

成

構(gòu)

段

未

開(kāi)

挖

精

段圖8

.4

5分

段

施

上

連

接

圖環(huán)球金融中心工程效果圖3132上

海

市

環(huán)

球

金

融

中

心

地

下

連

續(xù)墻施工33GB23738一、監(jiān)測(cè)設(shè)備及其功能與使用方法用于深基坑工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的常用儀器主要有水準(zhǔn)儀、經(jīng)

緯儀、測(cè)斜儀、分層沉降儀、應(yīng)變儀、頻率儀、鋼筋計(jì)、

土壓力計(jì)、孔隙水壓力計(jì)等。1、

水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀水準(zhǔn)儀與經(jīng)緯儀都是工程測(cè)量的常用工具。

沉降和位移

觀測(cè)。水準(zhǔn)儀主要用于地面標(biāo)高、擬建建(構(gòu))筑物及周圍

環(huán)境的沉降觀測(cè)，經(jīng)緯儀則主要用于擬建建(構(gòu))筑物的施

工

控制點(diǎn)坐標(biāo)(即位置)、施工中的擬建建筑及其周圍環(huán)境

有關(guān)水平位移的量測(cè)等。40測(cè)斜儀可以量測(cè)以下參數(shù)：

①樁基周圍土體深層位移；

②圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移；③坑周土體水平位移；④地下室墻體的水平位移等。2、

測(cè)斜儀413、

分

層

沉

降

儀在基坑工程中，為測(cè)量墻后土體的位移變化，判斷墻體的穩(wěn)

定性及坑底以下各土層的變形特征，對(duì)基坑開(kāi)挖引起的土層回彈量值實(shí)施量測(cè)是非常重要的。424、

鋼

筋

計(jì)鋼筋計(jì)根據(jù)其結(jié)構(gòu)可分為振弦式和電阻應(yīng)變式兩種。在基坑工程監(jiān)測(cè)工作中，利用鋼筋計(jì)可以進(jìn)行基坑支撐結(jié)構(gòu)的軸力、平面彎矩、基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)沿深度方向的彎矩、結(jié)構(gòu)底板所受的

彎矩等方面的量測(cè)工作。為了計(jì)算由于溫度的變化引起的應(yīng)力，

實(shí)際監(jiān)測(cè)時(shí)，往往將溫度計(jì)伴隨鋼筋應(yīng)力計(jì)一同埋設(shè)在鋼筋混凝土支撐中。電阻應(yīng)變式振弦式線圍.鋼管外殼鋼弦鐵芯引出線435、

土

壓

力

計(jì)土壓力計(jì)又稱土壓力盒。在基坑工程中，常用以觀測(cè)墻后三

種土壓力狀態(tài)(主動(dòng)、被動(dòng)和靜止)的變化，以判斷墻體的位移方

向。按其結(jié)果可分為鋼弦式和電阻應(yīng)變式兩種，接收儀分別是

頻率儀和電阻應(yīng)變儀。鋼弦式

電阻應(yīng)變式防水密封圈水銀膜

接觸面擋土墻(樁)體

開(kāi)挖面地面壓力計(jì)膜片

應(yīng)變片

信號(hào)線回

填

土鉆孔支撐電

線446、

孔隙水壓力計(jì)在基坑工程中，基坑降水和坑內(nèi)土方開(kāi)挖，必然導(dǎo)致孔隙水

體積的變化及各土層中孔隙水壓力分布的調(diào)整。

目

前常用的孔

隙水壓力計(jì)有振弦式和電阻應(yīng)變式兩種，可量測(cè)土體中任意位

置的孔隙水壓力的大小，從而達(dá)到監(jiān)控基坑開(kāi)挖過(guò)程中的降水

情況、基坑開(kāi)挖對(duì)周圍土體擾動(dòng)范圍及程度等。振弦式自然地面壓力計(jì)粘土球砂鉆孔