地下結(jié)構(gòu)工程的現(xiàn)場檢測

1復(fù)合地基(dìjī)（CompositeFoundation）一詞,國外最早見于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(jiǎobàn)樁、旋噴樁和石灰樁等加固地基的理論分析中。初期后來

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

深層攪拌法和高壓噴射注漿法的應(yīng)用，人們開始重視水泥土樁復(fù)合地基的研究1、基本概念13地下結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)場試驗(yàn)與檢測共四十八頁2復(fù)合地基(dìjī)定義

復(fù)合地基是天然地基在地基處理過程中部分土體得到加強(qiáng)，或被置換或者(huòzhě)在地基土中設(shè)置加筋材料，由原來地基和增強(qiáng)體共同承載并協(xié)調(diào)變形的地基。應(yīng)用領(lǐng)域高等級(jí)公路房屋建筑鐵路堆場機(jī)場堤壩共四十八頁3工業(yè)廠房(chǎngfáng)地基共四十八頁4堆場水泥土(nítǔ)攪拌樁復(fù)合地基共四十八頁5復(fù)合(fùhé)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(fùhé)地基和豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基。均質(zhì)人工地基水平向增強(qiáng)復(fù)合地基豎直向增強(qiáng)復(fù)合地基共四十八頁6（2）根據(jù)復(fù)合地基工作(gōngzuò)機(jī)理可作下述分類；復(fù)合地基(dìjī)常用的形式水平向增強(qiáng)復(fù)合地基豎直向增強(qiáng)復(fù)合地基斜向增強(qiáng)復(fù)合地基長短樁復(fù)合地基共四十八頁7天然地基——復(fù)合(fùhé)地基——樁基的區(qū)別天然(tiānrán)地基復(fù)合地基樁基礎(chǔ)共四十八頁8

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(mùdì)，采用了墊層的方法；這無疑較之僅僅認(rèn)為荷載由樁體來承擔(dān)要經(jīng)濟(jì)和合理。復(fù)合(fùhé)地基形成條件2、荷載試驗(yàn)（見書39面，自學(xué)）共四十八頁913.3樁基靜載試驗(yàn)(shìyàn)和動(dòng)測技術(shù)樁的分類按施工方法:預(yù)制(yùzhì)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：端承樁與摩擦樁共四十八頁10共四十八頁11

采用(cǎiyòng)接近于豎向抗壓樁的實(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?qū)こ虡兜某休d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)變測量元件時(shí)，尚可直接測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l.5～2倍外，其余試樁均應(yīng)加載至破壞。

1、試驗(yàn)(shìyàn)目的一、單樁豎向靜荷載試驗(yàn)共四十八頁12

一般采用油壓千斤頂加載，千斤頂?shù)募虞d反力裝置可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際條件取下列(xiàliè)三種形式之一：(1)錨樁橫梁反力裝置2、試驗(yàn)(shìyàn)加載裝置

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l．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)過程中錨樁上拔量進(jìn)行監(jiān)測。共四十八頁13(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l．2倍，壓重應(yīng)在試驗(yàn)開始前一次加上，并均勻(jūnyún)穩(wěn)固放置于平臺(tái)上。共四十八頁14(3)錨樁壓重聯(lián)合反力裝置當(dāng)試樁最大加載量超過錨樁的抗拔能力時(shí)，可在橫梁上放置或懸掛(xuánguà)一定重物，由錨樁和重物共同承受千斤頂加載反力。千斤頂平放于試樁中心，當(dāng)采用2個(gè)以上千斤頂加載時(shí)，應(yīng)將千斤頂并聯(lián)同步工作，并使千斤頂?shù)暮狭νㄟ^試樁中心。共四十八頁15共四十八頁16共四十八頁17

荷載：應(yīng)力環(huán)、應(yīng)變式壓力傳感器、千斤頂?shù)膲毫Ρ頊y定油壓，根據(jù)千斤頂率定曲線換算荷載。

沉降：百分表、電子位移計(jì)測量。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)位移測試儀表(yíbiǎo)，中等和小直徑樁可安置2個(gè)或3個(gè)位移測試儀表。3、荷載(hèzài)與沉降的量測儀表

共四十八頁18(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(shājiāng)將樁頂抹平。對(duì)于預(yù)制樁，若樁頂未破損可不另作處理。4、試樁制作(zhìzuò)要求

(2)為安置沉降測點(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。樁帽共四十八頁19

在樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)(shèjì)要求的前提下，對(duì)于砂類土，不應(yīng)少于lOd；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。5、從成樁到開始試驗(yàn)(shìyàn)的間歇時(shí)間

(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：每級(jí)加載后間隔5min、lOmin、15min各測讀一次，以后每隔l5min測讀一次，累計(jì)1h后晦隔30min測讀一次。每次測讀值記人試驗(yàn)記錄表。

(3)沉降相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：每lh的沉降不超過0．1mm，并連續(xù)出現(xiàn)兩次(由1．5h內(nèi)連續(xù)三次觀測值計(jì)算)，認(rèn)為已達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定，可加下一級(jí)荷載。6、加卸載與沉降觀測

共四十八頁20(4)終止(zhōngzhǐ)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：每級(jí)卸載值為每級(jí)加載值的2倍。每級(jí)卸載后隔l5min測讀一次殘余沉降，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3一4h再讀一次。共四十八頁21極限載荷7、試驗(yàn)(shìyàn)成果共四十八頁22(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(shíjiān)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。8、單樁豎向極限(jíxiàn)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。8、單樁豎向極限承載力的確定

9、單樁豎向極限承載力特征值的確定（書314）共四十八頁23

圖1：Q-S曲線圖

560KN560KN圖2：

S-Log(t)曲線(qūxiàn)共四十八頁24

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，無論在試驗(yàn)設(shè)備、測試效率、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)(jíshí)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)力檢測法和低應(yīng)變動(dòng)力檢測法兩大類。二、動(dòng)力(dònglì)試樁技術(shù)共四十八頁25低應(yīng)變動(dòng)測法：

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，而只通過應(yīng)力波沿樁身的傳播和反射的原理作分析，可用來檢驗(yàn)樁身質(zhì)量，不宜作樁承載力測定。高應(yīng)變動(dòng)測法：

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(cóngér)可以分析對(duì)樁的外來抗力和測定樁的承載力，也可檢驗(yàn)樁體質(zhì)量。常用方法有錘擊貫入法(簡稱錘貫法)、波動(dòng)方程法、打樁公式等。共四十八頁2613.4深基坑工程(gōngchéng)監(jiān)測深基坑分類：沉井(chénjǐnɡ)基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻

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。共四十八頁27

北錨碇采用大型深沉井(chénjǐnɡ)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，高度相當(dāng)于２２層樓)。世界(shìjiè)第一大沉井江陰長江公路大橋共四十八頁28南岸重力(zhònglì)嵌巖錨北岸南岸共四十八頁29

北岸錨錠的沉井的平面(píngmiàn)尺寸達(dá)69m×51m，埋深58m，是世界上平面尺寸最大的沉井基礎(chǔ)。共四十八頁30

施工過程：利用專用的挖槽機(jī)械在泥漿護(hù)壁下開挖一定長度（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(gāngjīn)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。地下(dìxià)連續(xù)墻共四十八頁31環(huán)球(huánqiú)金融中心工程效果圖共四十八頁32

共四十八頁33上海市環(huán)球金融中心地下連續(xù)(liánxù)墻施工共四十八頁34共四十八頁35共四十八頁36共四十八頁37共四十八頁38共四十八頁39共四十八頁40

用于深基坑工程現(xiàn)場監(jiān)測的常用儀器主要有水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、測斜儀、分層沉降儀、應(yīng)變儀、頻率儀、鋼筋(gāngjīn)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

一、監(jiān)測(jiāncè)設(shè)備及其功能與使用方法

水準(zhǔn)儀與經(jīng)緯儀都是工程測量的常用工具。沉降和位移觀測。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，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)水平位移的量測等。共四十八頁412、測斜儀

測斜儀可以量測以下參數(shù)：①樁基周圍土體深層位移(wèiyí)；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。共四十八頁423、分層沉降(chénjiàng)儀

在基坑工程中，為測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(biànxíng)特征，對(duì)基坑開挖引起的土層回彈量值實(shí)施量測是非常重要的。測尺沉降環(huán)鉆孔回填物傳感器沉降環(huán)共四十八頁434、鋼筋(gāngjīn)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)測工作中，利用(lìyòng)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。振弦式電阻應(yīng)變式共四十八頁445、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(wèiyí)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(diànzǔ)應(yīng)變式共四十八頁456、孔隙(kǒngxì)水壓力計(jì)

在基坑工程中，基坑降水和坑內(nèi)土方開挖，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)控基坑開挖過程中的降水情況、基坑開挖對(duì)周圍土體擾動(dòng)(rǎodòng)范圍及程度等。振弦式共四十八頁461、監(jiān)測(jiāncè)項(xiàng)目

二、監(jiān)測項(xiàng)目(xiàngmù)和測點(diǎn)的布置

(1)基坑圍護(hù)樁(墻)的水平變形，包括樁(