;明挖基础检测

会计学1;明挖基础检测整体剪切破坏局部剪切破坏冲剪破坏第一节地基的破坏模式第1页/共63页第1页/共63页一、整体的剪切破坏

整体剪切破坏的特征（1）P-S曲线有明显的直线段、曲线段与陡降段；（2）破坏从基础边缘开始，滑动面贯通到地表；（3）基础两侧的土体有明显的隆起；（4）破坏时，基础急剧下沉或向一边倾倒。第2页/共63页第2页/共63页二、局部剪切破坏

局部剪切破坏的特征（1）P-S曲线无明显的三阶段，呈非线性关系；（2）地基破坏从基础边缘开始，但滑动面未延伸到地表，而是终止在地基土内部某一位置；（3）基础两侧的土体有微微隆起，不如整体剪切破坏时明显；（4）基础一般不会发生倒塌或倾斜破坏。注：介于整体剪切破坏与冲剪破坏之间的一种破坏型式。第3页/共63页第3页/共63页某谷仓的地基整体破坏第4页/共63页第4页/共63页三、冲剪破坏

冲剪破坏特征冲剪破坏一般发生于基础刚度很大，且地基土十分软弱的情况。（1）基础发生垂直剪切破坏，地基内部不形成连续的滑动面；（2）基础两侧的土体没有隆起现象，还随基础的“切入”微微下沉；（3）基础破坏时只伴随过大的沉降，没有倾斜的发生。第5页/共63页第5页/共63页冲剪破坏第6页/共63页第6页/共63页第一节.2.地基承载力不足地危害桥梁常用基础形式:1.扩大基础、2桩基础、3沉井基础、4地下连续墙基础等,本章地基承载力检测方法:用于扩大基础的检测.桥位处地基承载力不足的处理:(1)改扩大基础为桩基础,(2)人工处理地基,提高地基承载力,(3)改桥位置到地基较好地段.第7页/共63页第7页/共63页第一节.3确定承载力的方法

1.现场原位测试法，(堆载进行荷载试验,动力及静力触探)

2.按理论公式计算,(用公式计算持力层地基承载力是否满足)

3.地基规范查表法,(查地基规范中持力层地基基本承载力表看持力层地基承载力是否满足)4.当地经验确定法,(凭经验确定看持力层地基承载力是否满足)以上几种办法,前提均是要明确持力层的地质,才能做出判断.第8页/共63页第8页/共63页第二节.一、地基土（岩）的分类我国的分类方法至今尚未统一，不同的部门根据各自行业特点建立了各自的分类标准。

第9页/共63页第9页/共63页第二节.工程地基土的类别:岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土1.粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量50%的土，应定名为碎石土2.粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量的50%，粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的土，应定名为砂土3.粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%，且塑性指数等于或小于10的土，应定名为粉土。4.塑性指数大于10的土应定名为粘性土。粘性土应根据塑性指数分为粉质粘土和粘土。塑性指数大于10，且小于或等于17的土，应定名为粉质粘土；塑性指数大于17的土应定名为粘土。第10页/共63页第10页/共63页第11页/共63页第11页/共63页第二节.常见不良地基土及其特点1.软粘土:软粘土也称软土，是软弱粘性土的简称。它形成于第四纪晚期，属于海相、泻湖相、河谷相、湖沼相、溺谷相、三角洲相等的粘性沉积物或河流冲积物。多分布于沿海、河流中下游或湖泊附近地区。常见的软弱粘性土是淤泥和淤泥质土。工程特性:软粘土地基承载力低，强度增长缓慢；加荷后易变形且不均匀；变形速率大且稳定时间长；具有渗透性小、触变性及流变性大的特点。常用的地基处理方法有预压法、置换法、搅拌法等。对于此类地基桥梁基础最好改用桩基础.不用扩大基础第12页/共63页第12页/共63页第二节.

、常见不良地基土及其特点2.杂填土:杂填土主要出现在一些老的居民区和工矿区内，是人们的生活和生产活动所遗留或堆放的垃圾土。这些垃圾土一般分为三类：即建筑垃圾土、生活垃圾土和工业生产垃圾土。不同类型的垃圾土、不同时间堆放的垃圾土很难用统一的强度指标、压缩指标、渗透性指标加以描述。杂填土的主要特点是无规划堆积、成分复杂、性质各异、厚薄不均、规律性差。因而同一场地表现为压缩性和强度的明显差异，极易造成不均匀沉降，通常都需要进行地基处理。对于此类地基桥梁基础最好改用桩基础.不用扩大基础第13页/共63页第13页/共63页、常见不良地基土及其特点3.冲填土:冲填土是人为的用水力冲填方式而沉积的土。近年来多用于沿海滩涂开发及河漫滩造地。西北地区常见的水坠坝(也称冲填坝)即是冲填土堆筑的坝。冲填土形成的地基可视为天然地基的一种，它的工程性质主要取决于冲填土的性质。对于此类地基桥梁基础最好改用桩基础.不用扩大基础第14页/共63页第14页/共63页第二节.

、常见不良地基土及其特点4，饱和松散砂土:粉砂或细砂地基在静荷载作用下常具有较高的强度。但是当振动荷载(地震、机械振动等)作用时，饱和松散砂土地基则有可能产生液化或大量震陷变形，甚至丧失承载力。对这种地基进行处理的方法:就是使它变得较为密实，消除在动荷载作用下产生液化的可能性。常用的处理方法有挤出法、振冲法等。对于此类地基桥梁基础最好改用桩基础.不用扩大基础第15页/共63页第15页/共63页第二节.

、常见不良地基土及其特点5.湿陷性黄土:在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土，属于特殊土。有些杂填土也具有湿陷性。广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。(这里所说的黄土泛指黄土和黄土状土。湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土，也有的老黄土不具湿陷性)。在湿陷性黄土地基上进行工程建设时，必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害，选择适宜的地基处理方法，避免或消除地基的湿陷或因少量湿陷所造成的危害对于此类地基桥梁基础,可用扩大基础也可用桩基础但要结合地勘,避开桥基的不均应沉降,算够,一般是没有问题的第16页/共63页第16页/共63页第二节.

、常见不良地基土及其特点6.膨胀土:膨胀土的矿物成分圭要是蒙脱石，它具有很强的亲水性，吸水时体积膨胀，失水时体积收缩。这种胀缩变形肚往很大，极易对建筑物造成损坏。膨胀土在我国的分布范围很广，如广西、云南、河南、湖北、四川、陕西、河北、安徽、江苏等地均有不同范围的分布。膨胀土是特殊土的一种，常用的地基处理方法有换土、土性改良、预浸水，以及防止地基土含水量变化等工程措施。对于此类地基桥梁基础最好改用桩基础.不用扩大基础第17页/共63页第17页/共63页第二节.

、常见不良地基土及其特点7.含有机质土和泥炭土:当土中含有不同的有机质时，将形成不同的有机质土，在有机质含量超过一定含量时就形成泥炭土，它具有不同的工程特性，有机质的含量越高，对土质的影响越大，主要表现为强度低、压缩性大，并且对不同工程材料的掺入有不同影响等，对直接工程建设或地基处理构成不利的影响。对于此类地基桥梁基础最好改用桩基础.不用扩大基础第18页/共63页第18页/共63页第二节.

、常见不良地基土及其特点8.山区地基土:山区地基土的地质条件较为复杂，主要表现在地基的不均匀性和场地稳定性两个方面。由于自然环境和地基土的生成条件影响，场地中可能存在大孤石，场地环境也可能存在滑坡、泥石流、边坡崩塌等不良地质现象。它们会给建筑物造成直接的或潜在的威胁。在山区地基建造建筑物时要特别注意场地环境因素及不良地质现象，必要时对地基进行处理。对于此类地基桥梁基础,可用扩大基础也可用桩基础但要结合地勘,避开桥基的不均应沉降,算够,一般是没有问题的第19页/共63页第19页/共63页第二节.

、常见不良地基土及其特点9.岩溶(喀斯特):在岩溶(喀斯特)地区常存在溶洞或土洞、溶沟、溶隙、洼地等。地下水的冲蚀或潜蚀使其形成和发展，它们对结构物的影响很大，易于出现地基不均匀变形、崩塌和陷落。因此在修建结构物之前，必须进行必要的处理对于此类地基桥梁基础,可用扩大基础也可用桩基础但要结合物探,搞清并避开溶洞位置,算够,一般是没有问题的第20页/共63页第20页/共63页第二节.

、常见不良地基土及其特点10.红砂岩多见于山地、丘陵地带。南部省区广泛存在的泥岩、泥质砂岩、砂质泥岩、砂岩及页岩等沉积岩类的岩石，因含有丰富的氯化物呈红色、深红色、紫红色或褐色，这类岩石统称为红砂岩。此种材料基坑开挖时坚硬的象“石头”甚至需要爆破，往往给检测人员一种地基承载力肯定没问题的“假象”，认为石质地基承载力合格不需作处理。结果呢？往往是还没等台背回填好，结构物就下沉了。原因是该红砂岩最大的特点就是具有极强的风化崩解性、遇水软化性，遭到雨水浸泡后地基〔红砂岩〕从基础外沿吸水泥化，逐步丧失承载能力

对于此类地基桥梁基础,可用扩大基础但要算够,最好改用桩基础.第21页/共63页第21页/共63页第三节.确定地基承载力的方法

1.现场原位测试法，(堆载进行荷载试验,动力及静力触探)

2.按理论公式计算,(用公式计算持力层地基承载力是否满足)

3.地基规范查表法,(查地基规范中持力层地基基本承载力表看持力层地基承载力是否满足)4.当地经验确定法,(凭经验确定看持力层地基承载力是否满足)第22页/共63页第22页/共63页第三节.1.查地基规范表法,

(查地基规范表计算持力层地基承载力是否满足)

此法用于地基处于较好的岩石或硬质土时,且桥梁受力简单不大,时可用,要求评定人员有较高的理论及实际工作经验确定步骤：(1）确定桥梁基础所需的承载力,(2)确定桥梁基础所处地基的类别。粘性土、砂类土、碎卵石类土、黄土、冻土、岩石。(3）确定土的状态。包括天然松密和稠度状态。(4）查表确定桥梁基础所处地基的基本容许承载力［σ0］,对比确定土的容许承载力是否满足要求。第23页/共63页第23页/共63页第三节.2.当地经验确定法,

(凭经验确定看持力层地基承载力是否满足)此法用于地基处于较好的岩石或硬质土时,且桥梁受力简单力不大时可用,要求评定人员有较高的理论及实际工作经验.确定步骤：(1）确定桥梁基础所需的承载力,(2)确定桥梁基础所处地基的类别。粘性土、砂类土、碎卵石类土、黄土、冻土、岩石。(3）确定土的状态。包括天然松密和稠度状态。(4）对比确定土的容许承载力是否满足要求(5)也可对比邻近的同类桥梁情况做出判断第24页/共63页第24页/共63页

第三节.用规范法确定地基容许承载力

此法用于地基处于一般的非岩石或非硬质土时,且桥梁受力复杂时用.一般对于特殊地基，还应根据具体情况，结合荷载试验、现场标准惯入试验或静力触探试验及理论分析后综合确定理论的容许承载力是否满足要求。原理是:利用基础深度及宽改正,提高地基容许承载力第25页/共63页第25页/共63页

第三节.3、规范法确定地基容许承载力（一）规范法确定基本容许承载力［σ0］步骤：

（1）确定土的类别。六类：粘性土、砂类土、碎卵石类土、黄土、冻土、岩石。

（2）确定土的状态。包括天然松密和稠度状态。其中，粘性土按液性指数分为坚硬、半坚硬、硬塑、软塑和流塑状态。砂类土根据相对密度分为稍密、中等密实、密实状态。碎卵石类土按密实度分为密实、中等密实、松散状态。

（3）确定土的容许承载力（基本容许承载力）。查表第26页/共63页第26页/共63页

（二）修正容许承载力［σ］步的确定：当基础最小边宽度b超过2m或基础埋置深度h超过3m且h/b≤4时，按以下公式进行修正提高。说明：（1）当b〈2m时取2m；b〉10m时取10m。（2）基础埋置深度由一般冲刷线算起；无冲刷由原地面算起；位于挖方内的基础，由开挖后地面算起。（3）γ1—基底土天然容重，如透水性土取浮容重。（4）γ2—基底以上土容重，如持力层在水面以下且为不透水性土，取饱和容重；如持力层为透水层，取浮容重。（5）K修正系数。第27页/共63页第27页/共63页第三节.7、注意事项（1）当地基土不均匀或土层倾斜较大，易引起结构物不均匀沉降时，必须通过现场荷载试验确定。（2）对漂石、块石，可参照碎卵石确定，并适当提高。（3）对于易风化的岩石地基，应注意施工后水文地质条件的变化，必要时通过现场荷载试验确定。（4）多年冻土地基只适用于不融沉性土和弱融沉性土。对于干燥的碎石土和砂土或含水量小于10％的粘性土，其承载力可按非冻土考虑。第28页/共63页第28页/共63页第三节.

4、浅层地基平板荷载试验以刚性平底承压板模拟建筑物基础（模型基础），将竖向载荷均匀传至地基土上，通过实测地基土在荷载作用下的变形，得到荷载试验P-S曲线，以此推求地基土变形模量和地基承载力。加载要求：总沉降量为25mm或加载设备的最大容许量

适用地表浅层地基土，特别适用于各种填土、含碎石的土。平板载荷试验反映的限于承压板下不超过二倍承压板宽度(或直径)范围内地基土的特性。第29页/共63页第29页/共63页地基在荷载作用下达到破坏状态的过程可以分为3个阶段：①压密阶段(直线变形阶段)：比例界限Pr；②剪切阶段：极限荷载Pu。③破坏阶段：P—S曲线陡直下降。第30页/共63页第30页/共63页

2、试验设备荷载板试验或地锚反力加载装置。加载板一般为方形或圆形，受压面积2500cm2（50×50cm）或5000cm2（70.7×70.7cm）

。

原则:加载、卸载既简便又安全，同时对沉降量的观测无影响。

3、加载方法

分级维持荷载沉降相对稳定法（慢速法）、沉降非稳定法（快速法）加载标准：第一级荷载取卸去土体自重；分级荷载取土层估计极限强度的1/8~1/10。总荷载接近土层极限荷载。加载精度达到最大荷载的1％，沉降观测精度0.01mm.第31页/共63页第31页/共63页第32页/共63页第32页/共63页土体破坏标准及沉降稳定标准:

:

（1）承压板周围土体有明显侧向挤出或发生裂纹。（2）在24h内,沉降随时间趋于等速增加。（3）荷载P增加很小,但沉降却急剧增加，P-S曲线出现陡降段;或相对沉降已等于或大于0.06~0.08。沉降稳定标准:

连续2h的每小时沉降量不超过0.1mm或连续1h的每30min的沉降量不超过0.05mm。

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4、数据处理绘制P-S曲线。

（1）确定土的承载力取第一个拐点（比例极限）作为地基的承载力或取第二个拐点（极限荷载/2）作为承载力。当P-S曲线拐点不明显时，可采用绘制lgP-lgS曲线或相对沉降法确定土的承载力。（2）地基土的变形模量估算地基土不排水抗剪强度和基床反力系数。

第34页/共63页第34页/共63页

5、注意事项

（1）由于荷载板尺寸小，不能作为建筑物长期沉降资料。（2）沿海软粘土地区，表面“硬壳层”会影响试验结果（软弱下卧层会降低承载力）（3）当土层变化较大时，应采用其他原位测试和室内土工试验来确定荷载板试验影响不到的土层的工程力学性质。（4）当地基土层起伏变化很大时，应在不同地点做荷载试验。第35页/共63页第35页/共63页六、静力触探用静力将一个内部装有传感器的探头以匀速压入土中，测出探头在贯入过程中所受到的阻力，通过贯入阻力与土的工程性质之间的相关关系以及统计关系，来实现取得土层剖面、提供浅基承载力、判别场地土液化、选择桩端持力层、预估单桩承载力等目的。第36页/共63页第36页/共63页5、动力触探试验

动力触探试验方法可以归为两大类，即圆锥动力触探试验和标准贯入试验。前者根据所用穿心锤的重量将其分为轻型、重型及超重型动力触探试验。一般将圆锥动力触探试验简称为动力触探或动探，将标准贯入试验简称为标贯。轻型动力触探适用于一般粘质土及素填土，重型动力触探适用于中、粗、砾砂和碎石土，超重型动力触探适用于卵石、砾石类土。

第37页/共63页第37页/共63页（二）轻便触探试验

轻便触探试验又称轻型动力触探，用于检验浅层土（如基槽）的均匀性，确定天然地基的容许承载力及检验填土的质量（干土质量密度）。

第38页/共63页第38页/共63页（二）轻便触探试验

1.先用轻便钻具钻至试验土层标高以上30cm，然后对所需试验土层连续进行锤击贯入触探。2.贯入时，落距为50±2cm，使其自由下落，将探头竖直打入土层中，每打入土层30cm，记录贯入锤击数N10。(最初30cm可不记)3.若N10超过100或贯入10cm锤击数超过50，则停止贯入；如需对下卧层继续试验，可用钻具钻穿坚实土层后再作试验。4.若需描述土层时，可将触探杆拔出，取下探头，换以轻便钻头，进行取样。5.本试验一般最大贯入深度为4m，必要时可在贯入4m以后用钻具扩孔再贯2m。

第39页/共63页第39页/共63页七、地基检验

（一）检验内容：检查基底平面位置、尺寸大小、基底标高；检查基底地质情况和承载力是否与设计资料相符；检查基底处理和排水情况是否符合本规范要求；检查施工记录及有关试验资料等。

第40页/共63页第40页/共63页（二）检验方法按桥涵大小、地基土质复杂(如溶洞、断层、软弱夹层、易溶岩等)情况及结构对地基有无特殊要求，可采用以下检查方法：1小桥涵的地基检验：可采用直观或触探方法，必要时可进行土质试验。2大、中桥和地基土质复杂、结构对地基有特殊要求的地基检验，一般采用触探和钻探(钻深至少4m)取样做土工试验，或按设计的特殊要求进行荷载试验。3特大桥按设计要求处理。

第41页/共63页第41页/共63页为确保地基承载力质量，基坑开挖应注意哪些？

⑴基坑开挖一定要结合当地天气预报，基坑开挖至基底30-50cm时，可根据天气情况来安排下一步工序，在天气晴朗时，将预留部分挖除，随即进行基坑检查，检验合格后马上进行基础的施工。⑵挖至标高的土质基坑不得长期暴露、拢动或浸泡，并应及时检查基坑尺寸、高程、基地承载力，符合要求后，应立即进行基础施工。⑶应避免超挖。如超挖，应将松动部分清除，其处理方案应报监理、设计单位批准。

第42页/共63页第42页/共63页八、一般地基处理原则（一）一般规定1.地基处理应根据地基土的种类、强度和密度，按照设计要求，结合现场情况，采取相应的处理方法。2.地基处理的范围至少应宽出基础之外0.5m。3.符合设计要求的细粒土、特殊土基底，修整妥善后，应尽快修建基础，不得使基底浸水和长期暴露。第43页/共63页第43页/共63页八、一般地基处理原则（二）细粒土及特殊土地基的处理

属细粒土或特殊土类的饱和软弱粘土层、粉砂土层及湿陷性黄土、膨胀土和粘土及季节性冻土，强度低，稳定性差，处理时应视该类土的处治深度、含水量等情况，按基底的要求采取固结处理，以满足设计要求。第44页/共63页第44页/共63页八、一般地基处理原则（三）粗粒土和巨粒土地基的处理对于强度和稳定性满足设计要求的粗粒土及巨粒土基底，应将其承重面平整夯实，其范围应满足基础的要求。基底有水不能彻底排干时，应将水引至排水沟，然后在其上修筑基础。第45页/共63页第45页/共63页八、一般地基处理原则

(四）岩层基底的处理1.风化的岩层，应挖至满足地基承载力要求或其他方面的要求为止。2.在未风化的岩层上修建基础前，应先将淤泥、苔藓、松动的石块清除干净，并洗净岩石。3.坚硬的倾斜岩层，应将岩层面凿平。倾斜度较大，无法凿平时，则应凿成多级台阶。台阶的宽度宜不小于0.3m。第46页/共63页第46页/共63页八、一般地基处理原则五）多年冻土地基的处理1.基础不应置于季节冻融土层上，并不得直接与冻土接触。2.基础的基底修筑于多年冻土层(即永冻土)上时，基底之上应设置隔温层或保温层材料，且铺筑宽度应在基础外缘加宽1m。3.按保持冻结的原则设计的明挖基础，其多年平均地温等于或高于-3℃时，应于冬季施工；多年平均地温低于-3℃时，可在其他季节施工，但应避开高温季节，第47页/共63页第47页/共63页八、一般地基处理原则（六）溶洞地基的处理1.影响基底稳定的溶洞，不得堵塞溶洞水路。2.干溶洞可用砂砾石、碎石、干砌或浆砌片石及灰土等回填密实。3.基底干溶洞较大，回填处理有困难时，可采用桩基处理，桩基应进行设计，并经有关单位批准。（七）泉眼地基的处理1.可将有螺口的钢管紧紧打入泉眼，盖上螺帽并拧紧，阻止泉水流出；或向泉眼内压注速凝的水泥砂浆，再打人木塞堵眼。2.堵眼有困难时，可采用管子塞人泉眼，将水引流至集水坑排出或在基底下设盲沟引流至集水坑排出，待基础圬工完成后，向盲沟压注水泥浆堵塞。采用引流排水时，应注意防止砂土流失，引起基底沉陷。3.基底泉眼，不论采用何种方法处理，都不应使基底饱水。第48页/共63页第48页/共63页九、常用地基加固处理方法及应用范围1.振密、挤密法振密、挤密法的原理是采用一定的手段，通过振动、挤压使地基土体孔隙比减小，强度提高，达到地基处理的目的。软土地基中常用强夯法。强夯法

利用强大的夯击能，迫使深层土液化和动力固结，使土体密实，用以提高地基土的强度并降低其压缩性。第49页/共63页第49页/共63页2.换土垫层法(1)垫层法

其基本原理是挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实土，按回填的材料可分为砂(或砂石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等。换土垫层法可提高持力层的承载力，减少沉降量；常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。该法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱土层(淤泥质土、松散素填土、杂填土、浜填土以及已完成自重固结的冲填土等)与低洼区域的填筑。一般处理深度为2～3m。适用于处理浅层非饱和软弱土层、素填土和杂填土等。第50页/共63页第50页/共63页(2)强夯挤淤法

采用边强夯、边填碎石、边挤淤的方法，在地基中形成碎石墩体。可提高地基承载力和减小变形。适用于厚度较小的淤泥和淤泥质土地基，应通过现场试验才能确定其适应性。

第51页/共63页第51页/共63页3.排水固结法其基本原理是软土地基在附加荷载的作用下，逐渐排出孔隙水，使孔隙比减小，产生固结变形。在这个过程中，随着土体超静孔隙水压力的逐渐消散，土的有效应力增加，地基抗剪强度相应增加，并使沉降提前完成或提高沉降速率。第52页/共63页第52页/共63页4.置换法其原理是以砂、碎石等材料置换软土，与未加固部分形成复合地基，达到提高地基强度的目的第53页/共63页第53页/共63页振冲置换法(或称碎石桩法)碎石桩法是利用一种单向或双向振动的冲头，边喷高压水流边下沉成孔，然后边填入碎石边振实，形成碎石桩。桩体和原来的粘性土构成复合地基，以提高地基承载力和减小沉降。适用于地基土的不排水抗剪强度大于20kPa的淤泥、淤泥质土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基。对不排水抗剪强度小于20kPa的软土地基，采用碎石桩时须慎重第54页/共63页第5