基于扁铲侧胀试验的桩基水平承载力分析_戴洪军
文章编号:1007-2993(2006)06-0311-05
基于扁铲侧胀试验的桩基水平承载力分析
戴洪军 郭纪中 刘欣良
(江苏省电力设计院,江苏南京 210024)
【摘 要】 依据扁铲侧胀试验的结果,对桩侧土水平抗力系数的比例系数进行了估算,并估算出单桩水平承载力设计值;根据单桩水平载荷试验的成果,计算出试验桩的水平临界荷载平均值,并得到桩侧土水平抗力系数的比例系数;在此基础上,对两者进行了对比分析,其单桩水平承载力非常接近,但比例系数存在差异。认为不宜将试桩的结果直接应用于工程桩的水平承载力计算,应根据工程桩的实际情况,考虑承台、桩群、土相互作用产生的群桩效应。
【关键词】 扁铲侧胀试验;单桩;水平载荷试验;水平抗力系数;群桩效应【中图分类号】 T U 473.11
Analysis on lateral bearing capacity of pile based on DMT
Dai Hongjun Guo Jizhong Liu Xinliang
(Jiangsu Province Electric Power Desig n Institute ,N anjing Jiangsu 210024China )
【Abstract 】 Based on dilatometer test result ,the propo rtional coefficient of la teral resistance coefficient in pile 's lateral soil ,and the desig n value of single pile lateral bearing capacity is estimated .T hen based on the result of pile lateral load test ,the average value of horizo ntal critical load is wor ked out ,and the proportional coefficient o f of lateral resistance is fig ured out .T hroug h the contrast and analysis on the both of calculation results ,their lateral bearing capacity are very close ,but the propo rtional coefficient is different .It is deemed that it is not suitable to use the test pile 's results in the calculatio n of project pile 's lateral bearing capacity ,it should be based on the actual conditio n ,and considers the efficiency of pile g roups about the pile caps ,piles and soil .
【Key Words 】 DM T ;single pile ;lateral load test ;coefficient of lateral resistance ;efficiency of pile g roups
0 引 言
在工程桩的水平力承载设计中,往往直接采用单桩水平载荷试验结果,当桩基承台埋藏不深,试桩与工程桩的桩侧土基本相同时,采用试桩结果的做法是可行的,但当承台埋藏较深,超过试桩的水平力受力范围,且桩侧土存在差异时,则不宜直接采用试桩结果,本文结合工程实例对单桩水平承载力分析,旨在考虑如何在工程桩设计中采用试桩的结果。1 工程概况某500kV 长江大跨越工程,采用双回路架设,大跨越档距约为1.8km ,塔型拟采用钢结构,跨越塔全高约为250m ,跨越塔(主塔)的根开约为50m ×50m 。跨越塔的各塔脚受力情况必须满足两种情况下的荷载条件:①下压控制时,最大水平力约为4100kN ;②上拔控制时,最大水平力约为2160kN 。该工程位于长江下游冲积平原,北跨越塔的基岩埋藏较浅,覆盖层厚度一般为25m 左右;南跨越塔的基岩埋藏较深,覆盖层厚度一般为60m 左右。
两跨越塔的桩基设计均采用旋挖式钻孔灌注桩,桩径均为 1000mm ,混凝土强度等级为C30,主筋为24根H RB400、直径22m m 钢筋。北跨越塔的试桩入土深度23.0m ,以层⑦卵石为桩端持力层,进入深度约为2.0m ;南跨越塔的试桩入土深度44.5m ,以层⑦细砂为桩端持力层,进入深度约为4.2m 。
北跨越塔地段的地基岩土主要由上部的第四系全新统、上更新统的冲积、湖积层和下部的上第三系中新统沉积层及白垩系下白垩统沉积岩组成。在地表以下约55m 深度范围内,自上而下分别为:
层①粉质粘土,软塑,层厚1.50～3.00m ;层②粉土,稍密,层厚1.25～4.00m ;层③淤泥质粉质粘土,流塑,层厚1.80～6.20m ;层④1粉质粘土,可塑,层厚0.50～3.00m ;层④2粉质粘土,硬塑,层厚3.00～11.30m ;层⑤卵石,密实,层厚0.30～5.20m ;层⑥粉质粘土,硬塑—坚硬,层厚0.50～4.30m ;层⑦卵石,密实,层厚2.75～8.50m 。下部
作者简介:戴洪军,1970年生,男,汉族,江苏扬州人,在读博士研究生,高级工程师,注册监理、造价、岩土工程师,研究方向为
管理科学与工程。E -mail :daihongjun @jspdi .com .cn
第20卷2006年 第6期12月 岩 土 工 程 技 术Geotechnical Engineering Technique Vol .20No .6Dec ,2006
以粉砂岩与泥岩为主,全风化—中等风化,厚度大于
30m 。其中,层①—层④2的物理力学指标见表1。
表1 地基土层主要岩土设计参数值表
层号土层名称
含水率w /%重度γ/(k N ·m -3)孔隙比e 液性指数I L /%压缩系数α1-2/MPa -1压缩模量
E S1-2/M Pa
直接剪切
粘聚力c q /kPa 内摩擦角φq /(°)三轴压缩
粘聚力c uu /kPa 内摩擦角φuu /(
°)标准贯入试验N /击承载力
特征值f ak /kPa ①粉质粘土28.118.20.897
0.76
0.444.2207.0490②粉土31.518.00.455.01220.0590③淤泥质粉质粘土
43.517.01.2431.400.703.2158.020
1.0
70④1粉质粘土24.519.20.7090.410.257.03512.09170④2
粉质粘土
22.8
19.6
0.672
0.25
0.18
9.5
50
13.5
60
3.0
16
240
2 扁铲侧胀试验结果
本次试验采用DM T -W1型扁铲侧胀仪,在北跨越塔共完成了3个孔的测试,试验深度为10m 。
每孔试验前后均进行探头率定,率定时膨胀至0.05mm 的气压实测值为ΔA ,膨胀至1.10m m 的气压实测值为ΔB ;试验时,探头达到预定深度后,匀速加压和减压测定膜片膨胀至0.05m m 、1.10mm 和回到0.05mm 的压力分别为A 、B 、C 值[1],试验点的间距为0.2m 。
对试验所得实测数据须进行膜片刚度修正,修正公式如下:
p 0=1.05(A -Z m +ΔA )-0.05(B -Z m -ΔB )
(1)p 1=B -Z m -ΔB (2)p 2=C -Z m +ΔA
(3)
式中:p 0———膜片向土中膨胀之前的接触压力,kPa ;
p 1———膜片膨胀至1.10mm 时的压力,kPa ;p 2———膜片回到0.05mm 时的终止压力,kPa ;Z m ———调零前的压力表初读数,kPa 。经计算,得各孔的测试曲线见图1—图3
。
图1 1C 5-2号孔测试曲线根据扁铲侧胀试验所求得的压力参数可以换算为土的基床系数K h ,而基床系数是岩土工程设计中
的一个重要的参数,一般有现场试验和室内试验两种方法确定。目前对用扁铲侧胀试验确定地基承载力及水平基床系数的方法还在研究中,上海地区已有初
步的工程经验[2]。水平基床系数的换算公式为:
K h =ζ(p 1-p 0)/1.1
(4)
式中,ζ为土层常数(mm -1),根据土层的软硬取值,范围为0.1～1.0mm -1。上海地区的经验为:对于流塑—软塑土层ζ取0.1mm
-1
,硬土层ζ取
1.0mm -1
。
图2 1C7-1
号孔测试曲线
图3 1C9-1号孔测试曲线
鉴于基床系数的重要性,本工程中根据地基土层的工程性状,给出了基于扁铲侧胀试验的土层常
312 岩 土 工 程 技 术 2006年第6期
数ζ的经验估算值:即对于软塑—可塑粘性土、稍密粉土取土层常数ζ=0.1mm -1,稍密粉土取ζ=0.4mm -1,可塑—硬塑粘性土取ζ=0.8mm -1,硬塑粘性土取ζ=1.0mm
-1
。经计算各土层的水平
基床系数估算值见表2。
表2 DMT 经验法计算所得有关岩土参数值表
层序号土层名称
接触压力p 0/kPa 膨胀压力
p 1/kPa 水平基
床系数K h /(kPa ·mm -1)
桩侧土水平
抗力系数的
比例系数
m /(M N ·m -4)①粉质粘土1572495.85.8②粉土17031716.55.0③淤泥质粉质粘土
1912919.21.6④1粉质粘土7321013191.321.1④2
粉质粘土
916
1229
294.6
28.9
根据文献[3]与文献[4]等有关文献的论述,桩侧土水平抗力系数又称为地基反力系数,也就是地基土的基床系数。因此,通过扁铲侧胀试验所得的水平基床系数K h 可以换算求得桩侧土水平抗力系数的比例系数m 。
根据m 法的定义,地基反力系数存在随深度呈线性增长的规律,其表达式为:
K h =mZ
(5)
即:m =K h
Z (6)式中:K h ———桩侧土水平抗力系数,即水平基床系
数,kPa /mm ;
m ———桩侧土水平抗力系数的比例系数,
MN /m 4
;Z ———土层深度,m 。
根据水平基床系数K h ,可以按式(6)换算为桩侧土水平抗力系数的比例系数m ,见表2。3 单桩水平承载力估算
本工程试桩的位置在1C7号孔附近,其典型的工程地质剖面见图4。在扁铲侧胀试验计算结果的基础上,按试桩的边界条件,可以根据规程规范中的经验公式,进行单桩水平承载力的估算。
根据文献[5]的规定,地基土水平抗力系数的比例系数m 主要为地面以下2(d +1)深度内各土层的综合值,本工程中试桩的直径为1m ,因此,可以按自地面向下4m 深度考虑比例系数。
自地面向下4m 深度范围内主要为两层土,即层①粉质粘土与层②粉土,其厚度分别为1.70m 与2
.30m 。4m 深度范围内的平均比例系数,可按下
式计算:
m =
m 1h 21+m 2(
2h 1+h 2)h 2h 2
(7)
式中:m 1=5.8M N /m 4;m 2=5.0M N /m 4;h 1=1.70m ;h 2=2.30m ,计算得4m 深度范围内的平均比例系数m ≈5.15M N /m 4
。
试桩的配筋率为1.16%,因此,根据文献[5]的规定,可按下式进行单桩水平承载力设计值的估算:
R h =α3
EI v x
x 0a
(8)
式中:R h ———单桩水平承载力设计值,kN ;
α———桩的水平变形系数,m -1;
EI ———桩身抗弯刚度,kN ·m 2,对于钢筋混凝
土桩,EI =0.85E c I 0;v x ———桩顶水平位移系数;x 0a ———桩顶容许水平位移,mm 。其中,桩的水平变形系数可按下式计算:
α=
5
mb 0
EI
(9)
式中:b 0为桩身的计算宽度,m ,对于圆形桩,当直径d ≤1m 时,b 0=0.9(1.5d +0.5),计算得b 0=1.8m ;
E c 为混凝土的弹性模量,C30混凝土查表得E c =3×104MPa ;I 0为桩身换算截面惯性矩,计算得,I 0=0.053969m 4。于是有,EI =1.376×106kN ·m 2,代入式(9),计算得α=0.368m -1。
桩顶按铰接考虑,桩的换算埋深αh >4,查规范经验值表,得桩顶水平位移系数v x 为2.441;桩顶容
许水平位移χ0a 取10mm ,代入式(8)得:R h =(0.368)3
×1.376×106
×1×10
-2
÷2.441≈281kN 。
图4 试桩处工程地质剖面
4 单桩水平载荷试验结果分析
在北跨越塔共进行了3组单桩水平静载荷试验,其中,M 1号试桩最大加载到450kN ,最大位移
313
戴洪军等:基于扁铲侧胀试验的桩基水平承载力分析
量为40.67mm ;M 6号试桩最大加载到500kN ,最大位移量为41.12mm ;M 8号试桩最大加载到
550kN ,最大位移量为40.80mm ,均满足终止试验条件,各试验桩的水平静载试验结果见表3。
表3 各试验桩水平静载试验结果汇总表
加荷级别
荷载H 0/kN
M 1号桩水平位移/mm 本级x 0累计x M 6号桩水平位移/mm 本级x 0累计x M 8号桩水平位移/mm 本级x 0累计x 1500.460.460.160.160.500.5021001.211.670.690.850.851.3531502.454.120.911.761.773.1242002.546.661.603.362.255.3752502.649.301.765.121.486.8563008.1717.472.057.172.459.3073508.6026.074.2311.404.1413.4484008.9435.016.7218.122.4515.8994505.66
40.67
10.4828.607.0822.971050011.52
40.12
9.2832.2511
550
7.55
40.80
根据对三组试验的水平力-时间-位移(H 0-t -x 0)曲线与水平力-位移梯度(H 0-■x 0/■H 0)曲线的分析,三组试验均未做到破坏,无法确定单桩的水平极限荷载,但可以确定单桩的水平临界荷载,取H 0-t -x 0曲线出现突变点的前一级荷载,或取H 0-■x 0/■H 0曲线第一直线段的终点所对应的荷载
为单桩水平临界荷载[5-6]
,三组试验的单桩水平临
界荷载见表4。
表4 桩基水平临界荷载分析表
试桩
编号桩长/m 水平临界荷载/kN H 0-t -x 0H 0-■x 0/■H 0
水平临界荷载
推荐值/kN
M 123.5250250250M 623.5300300300M 8
23.5
350
300
300
从表中可见,三组试桩的水平临界荷载平均值为283kN ,极差50kN ,小于平均值的30%,因此,桩身强度控制时,单桩水平承载力特征值为
283kN 。与由扁铲侧胀试验估算的单桩水平承载力设计值R h =281kN 相比,两者非常接近。若取对应水平位移x =10m m 时的承载力为单桩水平临界荷载,则三组试桩的水平临界荷载分别为254、333和308kN ,其平均值为R h =298kN ,与前面确定的283kN 相差15kN 。由此可见,三组试桩的水平临界荷载基本上均在水平位移x =10m m 时出现。
根据三组水平载荷试验的试验结果,可估算地面以下2(d +1)深度内桩侧土水平抗力系数的比例系数m ,见下式:
m =H cr
x cr v x
5/3
0(EI 2/3
(10)
计算结果见表5。三组试桩计算所得的比例系数m 值相差较大,其平均值为7.10MN /m 4,与由扁铲侧胀试验估算的5.15MN /m 4
相比,试桩计算
所得的比例系数m 值偏大。
表5 地基土水平抗力系数的比例系数取值表
试桩编号H cr /kN v x
x cr /mm b 0/m
EI /(k N ·m -2)
m /(M N /m -4)
平均值/M N /m -4
M 12509.304.79M 63002.4417.171.8
1.376×106
10.027.10M 8
300
9.30
6.50
5 工程桩水平单桩承载力的估算
根据综合试桩结果,北跨越塔的工程桩采用旋挖灌注桩,桩径为1.0m ,桩长为18.5m ,承台埋置深度为-3.60m ,桩顶为承台底面,距地面约为4.00m ,每个塔脚下为一个方形承台,承台尺寸为
12m ×12m ,共布置5×5=25根灌注桩。
由于工程桩的水平受力情况与试桩的试验条件存在差异,因此,不宜直接将单桩水平载荷试验的试验结果用作工程桩的水平力计算,需根据实际情况重新计算。
314 岩 土 工 程 技 术 2006年第6期
自桩顶向下2(d+1)=4m深度范围内主要为两层土,即层②粉土与层③淤泥质粉质粘土,其厚度分别为0.80m与3.20m。4m深度范围内地基土水平抗力系数的平均比例系数,可按式(7)计算。其中,m1=5.0MN/m4;m2=1.6M N/m4;h1= 0.80m;h2=3.20m;而h=4.00m。代入式(7),计算得平均比例系数m≈1.74MN/m4。
在此基础上,利用式(8)及式(9)可以计算工程桩的单桩水平承载力设计值[5-7],其中,b0=1.8m;
E I=1.376×106kN·m2;α=0.296m-1;v x=
2.441;χ0a=10mm。计算得:R h=(0.296)3×1.376×106×1×10-2÷2.441≈146,kN。
根据规范计算得到的工程桩的单桩水平承载力设计值146kN,与三组试桩的水平临界荷载平均值283kN相比,相差137kN,工程桩计算值为试验桩平均值的51.6%,由此可见,在工程桩的设计时,不宜直接应用试验桩的单桩水平临界荷载平均值。
承台下25根桩所能提供的水平承载力设计值总和为25×146=3650kN,与塔脚处最大水平荷载4100kN相比,只占设计要求的89%,尚有450kN的水平荷载需要由承台来承担。
承台除了提供由承台侧壁与周围土体之间产生的水平侧阻力外,尚能提供承台底面与土体之间产生的水平摩擦阻力。
根据群桩理论,对于复合基桩水平承载力设计值应考虑由承台、桩群、土相互作用产生的群桩效应,可按下式计算[5]:
R h1=ηh R h(11)
ηh=ηiηr+ηl+ηb(12)式中:ηh———群桩效应综合系数;
ηi———桩的相互影响效应系数;
ηr———桩顶约束效应系数;
ηl———承台侧向土抗力效应系数;
ηb———承台底摩阻效应系数。
依据有关规程规范中的规定,经查表及计算得,ηi=0.73,ηr=2.05,ηl=1.19,ηb=0.03,于是有,ηh≈2.72,R h1=396kN。因此,承台、土与群桩提供的水平承载力设计值总和为25×396=9900, kN。远远满足上部结构水平荷载的要求。
由此可见,当考虑承台、土与群桩共同作用时,不但提高了群桩水平承载力的功效,而且由承台提供的水平承载力往往大于由单桩提供的水平承载力总和。
6 结论与建议
根据扁铲侧胀试验的结果,可以计算地基土的水平基床系数,由此估算出桩侧土水平抗力系数的比例系数,在此基础上,可以进一步估算单桩的水平承载力设计值,但土层常数ζ的经验估算值应根据不同地基土层条件确定。
将扁铲侧胀试验估算的结果与单桩水平载荷试验的结果进行对比分析,前者的水平承载力设计值(R h=281kN)与后者的水平临界荷载平均值(H cr=283kN)非常接近,但试桩计算所得的桩侧土水平抗力系数的比例系数m值偏大,m试桩= 7.10M N/m4>m扁铲=5.15M N/m4。
对于工程桩而言,由于桩顶在地面以下一定深度,其桩侧土的组成及性状与试桩的桩侧土存在差异,而试桩结果主要反映的是地面向下一定深度内地基土的水平承载性能,而不能直接求得承台底面(工程桩桩顶)向下桩侧土的水平抗力设计参数,因此,不宜将试桩的结果直接应用于工程桩的水平承载力计算中,必须采用工程桩的桩侧土岩土设计参数进行计算,工程桩桩侧土水平抗力系数的比例系数可以采用扁铲侧胀试验的结果,计算得工程桩桩顶向下4m深度范围内的平均比例系数m≈1.74MN/m4。
在进行工程桩的水平承载力计算时,应考虑由承台、桩群、土相互作用产生的群桩效应。计算结果表明,当考虑三者的共同作用时,不但提高了群桩的功效,而且承台提供了相当大的水平承载力,复合基桩水平承载力总和远远满足上部结构水平荷载的要求。
参 考 文 献
[1] GB50021—2001 岩土工程勘察规范[S].
[2] 樊向阳,莫群欢,张继红.上海地区扁铲侧胀试验计
算地基承载力的探讨[J].岩土工程技术,2004:18
(3):126-129.
[3] 曾国熙,叶政青.桩基工程手册[M].北京:中国建筑
工业出版社,1995:236-256.
[4] 顾晓鲁,钱鸿缙.地基与基础(第三版)[M].北京:中
国建筑工业出版社,2003:326-330;475-485.
[5] JG J94—94 建筑桩基技术规范[S].
[6] 祝龙根,刘利民,耿乃兴.地基基础测试新技术[M].
北京:机械工业出版社,2002:155-162.
[7] 林天健,熊厚全.桩基础设计指南[M].北京:中国建
筑工业出版社,2002:291-296.
收稿日期:2006-09-20
315
戴洪军等:基于扁铲侧胀试验的桩基水平承载力分析
桩基设计计算公式.doc
单桩承载力设计计算 ( 建筑桩基技术规范 08版) ⒈单桩竖向极限承载力标准值计算 根据《建筑桩基技术规范》 (JGJ94—2008), 单桩竖向极限承载力标准值按下列公式计算: Q uk u q ski l i q pk A p 式中： Quk —单桩竖向极限承载力标准值 (kN); u —桩身周长 (m); qski —单桩第 i 层土极限侧阻力标准值 (kPa); li —第 i 层土厚度 (m); qpk —持力层端阻力极限标准值 (kPa); Ap —桩身截面积 (m2)。 Quk u qski li qpk Ap 11345.54771 3.76991118 70 1.6 9309.7957 90 2.8 70 0.9 30 0.7 155 5.3 120 10 1800 1.130973355 2469.5 2035.75204 桩长 21.3 m 2 桩身强度设计值计算 N ≤0.9 φ (Apfc+ A ’ sf ’ s) 式中 : N —轴向压力设计值 (kN); φ—钢筋混凝土构件的稳定系数，根据《混凝土结构设计规范》 (GB50010— 2002)第7.3.1条表 7.3.1； fc ——混凝土轴心抗压强度设计值； Ap ——构件截面面积； f ’s ——钢筋 (HRB335) 轴心抗压强度设计值； A ’s ——全部纵向钢筋的截面面积。 N(KN) φ fc （kN/m2）Ap(m2) f ’s(kN/m2) A ’s(m2) 桩直径 (m2) 11518.96362 0.7 11900 1.130973355 300000 0.016084954 1.2 标准值 19006.29 KN 3. 单桩水平承载力特征值计算 (配筋率不小于 0.65%) γH R h I W d/2 EI 0.85E c I 0(钢筋混凝)土桩 I 0 圆形截面 Wd 00/2() I 0 矩形截面 Wb 00/2()
桩基检测的7种方法
桩基检测的7种方法 桩基检测，分为桩基施工前和施工后的检测：施工前，为设计提供依据的试验桩检测，主要确定单桩极限承载力；施工后，为验收提供提供依据的工程桩检测，主要进行单桩承载力和桩身完整性检测。 桩基检测的7种方法 1单桩竖向抗压静载试验 单桩竖向静载荷试验是指将竖向荷载均匀的传至建筑物基桩上，通过实测单桩在不同荷载作用下的桩顶沉降，得到静载试验的Q—s曲线及s—lgt等辅助曲线，然后根据曲线推求单桩竖向抗压承载力特征值等参数。 目的确定单桩竖向抗压极限承载力；判定竖向抗压承载力是否满足设计要求；通过桩身应变、位移测试，测定桩侧、桩端阻力，验证高应变法的单桩竖向抗压承载力检测结果。 2单桩竖向抗拔静载试验
在桩顶部逐级施加竖向抗拔力，观测桩顶部随时间产生抗拔位移，以确定相应的单桩竖向抗拔承载力的试验方法。 目的确定单桩竖向抗拔极限承载力；判断竖向抗拔承载力是否满足设计要求；通过桩身应变、位移测试，测定桩的抗拔侧阻力。 3单桩水平静载试验 采用接近水平受力桩的实际工作条件的方法确定单桩水平承载力和地基土水平抗力系数或对工程桩水平承载力进行检验和评价的试验方法。单桩水平载荷试验宜采用单向多循环加卸载试验法，当需要测量桩身应力或应变时宜采用慢速维持荷载法。 目的确定单桩水平临界和极限承载力，推定土抗力参数；判定水平承载力或水平位移是否满足设计要求；通过桩身应变、位移测试，测定桩身弯矩。 4钻芯法 钻孔取芯法主要是采用钻孔机（一般带10mm内径）对桩基进行抽芯取样，根据取出芯样，可对桩基的长度、混凝土强度、桩底沉渣厚度、持力层情况等作清楚的判断。
目的测检灌注桩桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度，判断或鉴别桩端持力层岩土性状，判定桩身完整性类别。 5低应变法 低应变检测法是使用小锤敲击桩顶，通过粘接在桩顶的传感器接收来自桩中的应力波信号，采用应力波理论来研究桩土体系的动态响应，反演分析实测速度信号，频率信号，从而获得桩的完整性。 目的检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别。 6高应变法 高应变检测法是一种检测桩基桩身完整性和单桩竖向承载力的方法，该方法是采用锤重达桩身重量10%以上或单桩竖向承载力1%以上的重锤以自由落体击往桩顶，从而获得相关的动力系数，应用规定的程序，进行分析和计算，得到桩身完整性参数和单桩竖向承载力，也称为Case法或Cap-wape法。 目的判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求；检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别；分析桩侧和桩端土阻力；进行打桩过程监控。 7声波透射法
桩基础作业(承载力计算)-附答案
1．某灌注桩，桩径0.8d m =，桩长20l m =。从桩顶往下土层分布为： 0~2m 填土，30sik a q kP =；2~12m 淤泥，15sik a q kP =；12~14m 黏土，50sik a q kP =；14m 以下为密实粗砂层，80sik a q kP =，2600pk a q kP =，该层厚度大，桩未穿透。试计算单桩竖向极限承载力标准值。 【解】 uk sk pk sik i pk p Q Q Q u q l q A =+=+∑ ()20.8302151050280426000.84 1583.41306.92890.3uk sk pk Q Q Q kN π π=+=???+?+?+?+??=+= 2．某钻孔灌注桩，桩径 1.0d m =，扩底直径 1.4D m =，扩底高度1.0m ，桩长 12.5l m =，桩端入中砂层持力层0.8m 。土层分布： 0~6m 黏土，40sik a q kP =；6~10.7m 粉土，44sik a q kP =； 10.7m 以下为中砂层，55sik a q kP =，1500pk a q kP =。试计算单桩竖向极限承载力标准值。 【解】 1.00.8d m m =>，属大直径桩。 大直径桩单桩极限承载力标准值的计算公式为： p pk p i sik si pk sk uk A q l q u Q Q Q ψψ+=+=∑ （扩底桩斜面及变截面以上d 2长度范围不计侧阻力） 大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数为： 桩侧黏性土和粉土：() 1/5 1/5(0.8/)0.81.00.956si d ψ=== 桩侧砂土和碎石类土：()1/3 1/3(0.8/)0.81.00.928si d ψ=== 桩底为砂土：() 1/3 1/3(0.8/)0.81.40.830p D ψ=== ()2 1.00.9564060.956440.831500 1.410581505253.3564 uk Q kN ππ =????+??+???=+= 3．某工程采用泥浆护壁钻孔灌注桩，桩径1.2m ，桩端进入中等风化岩1.0m ，中等风化岩岩体较完整，饱和单轴抗压强度标准值为41.5a MP ，桩顶以下土层参数
利用扁铲试验成果外推粉细砂层深部承载力参数
利用扁铲试验成果外推粉细砂层深部承载力参数 文松霖,胡汉兵 (长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室,武汉 430010) 摘 要:如何确定粉细砂层深部的力学参数,是水利枢纽设计过程中的一个重要课题,提出了一种新的研究思路, 即在现场进行一定深度范围内的承载力试验,研究河床覆盖层原位承载力参数随深度的变化规律;再采用扁铲试 验确定其试验参数随深度的变化规律;通过相关分析建立了两种数据之间的相关关系,利用该关系式由扁铲侧胀 测试成果外推粉细砂层深部的地基承载力参数;结果表明是一种切实可行的方法。 关键词:扁铲试验,粉细砂层,相关关系,承载力参数 中图分类号:TU455 文献标识码:B 文章编号:100423152(2008)0520014204 1 前言 兴隆水利枢纽位于汉江干流湖北省天门市与潜江市分界河段,是汉江渠化梯级中的最后一个梯级。枢纽工程由泄水闸、船闸及水电站厂房等建筑物组成,其基底压力分别为140kPa～160kPa、400kPa ～500kPa、300kPa～400kPa;坝址区广泛分布第四系松散冲积堆积物,岩性主要为粘土、粉质粘土、粉质壤土及粉细砂、含泥砂砾石及砂砾石层,其中饱和粉细砂层的厚度大约为20m。根据坝址区工程地质勘察报告的分析,该粉细砂层为可能液化土层。为了提高坝址地基的承载能力,拟采用格子状搅拌桩处理方法。然而,粉细砂层的原位物理力学参数及其地基承载力参数是制约搅拌桩复合地基设计的重要指标之一,目前是根据标准贯入、动力触探击数查有关规范确定粉细砂层深部的力学参数,但该方法很难真实地确定粉细砂层深部的力学参数。 我们为此开展了相应的专项研究工作[1],以期通过现场试验研究,利用自地表至建基面不同深度的扁铲侧胀试验数据外推确定粉细砂层深部的地基承载力参数,为设计提供参数和建设性意见。 2 扁铲侧胀试验 2.1 基本原理及研究概况 扁铲侧胀试验(DM T)是采用静力(或锤击动力)把一扁铲形探头贯入到土中某一预定深度,然后通过加压系统加压使扁铲探头侧面的膜片侧向扩张,使土体发生侧向位移变形,然后通过量测系统测定土在不同侧胀位移时的侧向压力(原位侧压力、变位压力、终止压力)。这些压力值对应于不同位移,反映了土体的原始结构类型和工程性质特点。在实际工程应用中,可利用这一性质建立相关的经验公式,计算所需的土体物理力学参数。 2.2 试验设备 本次扁铲侧胀试验用意大利产DM T仪,采用锤击动力贯入方法,将扁铲探头打入土中进行试验。扁铲形探头的长为230mm～240mm、宽为94mm ～96mm、厚为14mm～16mm。铲前缘刃角为12°～16°,在扁铲的一侧面为一直径60mm的钢膜。探头与钻杆连接。 2.3 试验成果 本次在自地表至建基面之间不同深度处进行扁铲侧胀试验,通过地基上部一定深度范围内扁铲侧胀测试成果、载荷试验成果和原位物理力学参数试验成果之间的对应关系,建立扁铲侧胀测试成果与载荷试验成果之间的相关转换关系,利用扁铲试验成果更准确地推求深层粉细砂层的地基承载力。 自地表至建基面之间,按0.5m的深度连续贯入,最大试验深度为12.5m,各进行3孔扁铲侧胀试验。每孔23点,共进行了69点扁铲侧胀试验。 扁铲侧胀试验各试验点成果见图1～图3。由于粉细砂层地基的不均匀性,扁胀试验参数存在一定的离散性和差异性。 收稿日期:2007208217 作者简介:文松霖,教授级高工。
地基承载力计算公式(附小桥涵地基承载力检测)
地基承载力计算公式（附小桥涵地基承载力检测） 【摘要】简明列出太沙基、汉森、魏锡克、梅耶霍夫、沈珠江、普兹列夫斯基、王长科等地基承载力理论计算公式。下面用TXT文本简明列出太沙基、汉森、魏锡克、梅耶霍夫、沈珠江、普兹列夫斯基、王长科等地基承载力理论计算公式，供参考使用。适于标准受压，只考虑基础宽度、超载影响，不考虑其他诸如倾斜等因素。 1、太沙基（Terzaghi）地基极限承载力qu公式 qu=c*Nc+q*Nq+0.5*γ*B*Nγ 其中 Nc=(Nq-1)*cotφ Nq=exp(π*tanφ) * tan2(45+φ/2) Nγ= 6 * φ / (40 -φ) 式中c、φ分别表示土的粘聚力、内摩擦角，B表示基础宽度。以下同。 2、汉森（Hansen）地基极限承载力qu公式 qu=c*Nc+q*Nq+0.5*γ*B*Nγ 其中 Nc=(Nq-1)*cotφ Nq=exp(π*tanφ) * tan2(π/4+φ/2) Nγ = 1.5 * Nc * tan2φ 3、梅耶霍夫（Meyerhof）地基极限承载力qu公式 qu=c*Nc+q*Nq+0.5*γ*B*Nγ 其中 Nc=(Nq-1) * cotφ Nq=exp(π*tanφ)*tan2(π/4+φ/2) Nγ = (Nq - 1) * tan(1.4 * φ) 4、魏锡克（Vesic）地基极限承载力qu公式 qu=c*Nc+q*Nq+0.5*γ*B*Nγ 其中 Nc=(Nq-1) * cotφ Nq=exp(π*tanφ) * tan2(π/4+φ/2) Nγ = 2 * (Nq + 1) * tanφ 5、沈珠江地基极限承载力qu公式 qu= (1 + d / B) ^ (1 / 3) * (c / tanφ * (Nq - 1) + 0.5 * γ * b * Nγ)
注册岩土2014年上午案例
2014年案例上午 1.某饱和黏土样，测定土粒比重为 2.70m ，含水量31.2％，湿密度为 1.85g/cm3,环刀法切取高20mm 的试样，进行侧限压缩试验，在压力100kPa 和200kPa 作用下压缩量分别为S1=1.4mm,S2=1.8mm,问体积压缩系数)(121--MPa m v 最接近下列那个选项？ A. 0.30 B. 0.25 C. 0.20 D. 0.15 【简析】基本题，)1/(m p,e/),1/()1(/0212-v1212121e a a e e H H +==++=--△△ 【答案】C 2.在地面下7m 处进行扁铲侧胀试验，地下水位埋深1.0m ，实验前率定时膨胀至0.05及1.10mm 的气体实测值分别为10kPa 和80kPa ，试验时摸排内膨胀至0.05mm 、1.10mm 和回到0.05mm 的压力值分别为100kPa 、260kPa 和0kPa ，调零前压力表初始读数为8kPa ，请计算该试验的侧膨胀孔压指数为下列哪项？ A. 0.16 B. 0.48 C.0.65 D.0.83 【简析】基本题，《岩土工程勘察规范》GB50021-2001第10.8节 【答案】D 3.某公路隧道走向80°，其围岩产状50°∠30°，欲作岩隧道走向的工程地质剖面（垂直比例与水平比例比值为2），问在剖面图上地层倾角取值最接近下列哪个选项？ A. 27° B.30° C.38° D.45° 【简析】稍难，涉及到工程地质知识，可参《铁路工程地质手册》附录Ⅰ，P699. 《工程地质手册》中亦有相关内容。 【答案】D 4.某港口工程，基岩为页岩，试验测得其风化掩体纵波波速为2.5km/s ，风化岩块纵波波速为3.2km/s ，新鲜岩体纵波波速为 5.6km/s 。根据《港口岩土工程勘察规范》JTS133-1-2010判断，该基岩的风化程度(按波速风化折减系数评价)和完整程度分类为下列哪个？ A. 中等风化，较破碎 B.中等风化、较完整 C. 强风化，较完整 D.中等风化、较破碎
单桩竖向承载力特征值计算方法
单桩竖向承载力特征值按《建筑桩基技术规范》JGJ94 -2008第5.2.2条公式5.2.2计算： R a=Q uk/K 式中： R a——单桩竖向承载力特征值； Q uk——单桩竖向极限承载力标准值； K——安全系数，取K=2。 1. 一般桩的经验参数法 此方法适用于除预制混凝土管桩以外的单桩。 按JGJ94-2008规范中第5.3.5条公式5.3.5计算： 式中： Q sk——总极限侧阻力标准值； Q pk——总极限端阻力标准值； u——桩身周长； l i——桩周第i 层土的厚度； A p——桩端面积； q sik——桩侧第i 层土的极限侧阻力标准值；参考JGJ94-2008规范表5.3.5-1取值，用户需在地质资料土层参数中设置此值；对于端承桩取q sik=0； q pk——极限端阻力标准值，参考JGJ94-2008规范表5.3.5- 2取值，用户需在地质资料土层参数中设置此值；对于摩擦桩取q pk=0； 2. 大直径人工挖孔桩（d≥800mm）单桩竖向极限承载力标准值的计算 此方法适用于大直径（d≥800mm）非预制混凝土管桩的单桩。按JGJ94-2008规范第5.3.6条公式5.3.6 计算： 式中： Q sk——总极限侧阻力标准值； Q pk——总极限端阻力标准值； q sik——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，可按JGJ94-2008规范中表5.3.5-1取值，用户 需 1取值，用户需在地质资料土层参数中设置此值；对于扩底桩变截面以上2d范围不计侧阻力；对于端承桩取q sik=0； q pk——桩径为800mm极限端阻力标准值，可按JGJ94-2008规范中表5.3.6- 1取值；用户需在地质资料土层参数中设置此值；对于摩擦桩取qpk=0； ψsi，ψp——大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数，按JGJ94-2008表5.3.6-2取值；
扁铲侧胀仪试验及其应用
扁铲侧胀仪试验及其应用 扁铲侧胀试验（简称DMT ）是意大利学者Marchettis.于七十年代发明的一种原位测试技术，可作为一种特殊的旁压试验，是用静力（有时也用锤击动力）把一扁铲探头贯入到土中某一预订深度，利用气压使扁铲侧面的圆形钢膜向外扩张进行试验，量测不同侧胀位移时的侧向压力，可用于土层划分与定名、不排水剪切强度、判定土的液化、静止土压力系数、压缩模量、固结系数等的原位测定。其优点是试验操作简捷，重复性好，可靠性高且较经济。目前已在国外被广泛用于浅基工程，桩基工程，边坡工程等。 扁铲侧胀试验最适宜在软弱、松散土中进行。一般适用于软土、一般粘性土、粉土、黄土和松散～中密的砂土。不适用于含碎石的土、风化岩等。因此，扁铲侧胀试验对土体而言具有较强的实用性。 1.测试仪器 扁铲侧胀仪是由1 只扁铲形插板(图1) 、1 个控制箱(图2) 、气电管路、压力源、贯入设备、探杆等组成。扁铲形探头长230～240 mm 、宽94～96 mm 、厚14～16 mm ；探头前刃角12～16°，探头侧面钢膜片的直径60 mm ，膜片厚约0.2mm ，通过穿在杆内的一根柔性气-电管路和地面上的控制箱相连接。探头采用静力触探设备或液压钻机压入土中。 图1.扁铲形插板 图2.侧胀仪控制箱面板图 2.资料整理 读数A ，B ， C 经过仪器的率定数值修正，可转为p 0 ， p 1 ， p 2 。 )B z B (05.0)A z A (05.1p m m 0?---?+-= B z B p m 1?--= A z C p m 2?+-= 其中p 0 为初始侧压力； p 1 为1. 1 mm 位移时膨胀侧压力； p 2 为终止压力(回复初始状态侧压力) 。 由p 0 ， p 1 ， p 2 可获得如下4 个DMT 指数： 土类指数 I D = ( p 1 - p 0 ) /( p 0 - u 0 ) 水平应力指数 K D = ( p 0 - u 0 )/ 0V σ'
地勘扁铲试验报告
**项目 扁铲试验报告 测试分析员： 审核： 审定： **建筑设计院有限责任公司 二O一七年五月二十六日
**项目扁铲试验报告 一、前言 （一）工程概况 我院于2017年5月3日~5月6日对**项目进行了扁铲试验,试验位置为DMT-1（C4附近）、DMT-2（C5附近）、DMT-3（C8附近）(具体位置见附图)，其目的是提供地基土强度及变形参数，为设计、施工提供地质依据。 （二）本次试验执行标准 1、《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001 2009版） 2、《铁路工程地质原位测试规程》（TB10018-2003） 3、上海市《岩土工程勘察规范》（DGJ08-37-2002） 二、测试方法及资料整理 扁铲侧胀试验（DMT），试验时将接在探杆上的扁铲测头压入至土中预定深度，然后施压，使位于扁铲测头一侧的圆形钢膜向土内膨胀，量测钢膜膨胀三个特殊位置（A、B、C）的压力，从而获得多种岩土参数。 1.试验设备 扁铲侧胀试验的设备：主要由扁铲测头、测控箱、率定附件、气-电管路、压力源和贯入设备所组成。本次测试仪器采用建元工程勘察仪器有限公司的DMT-T2型扁铲侧胀仪。 2.现场试验
扁铲膜片的率定，需通过在大气下标定膜片中心外移0.05mm和1.10mm所须的压力ΔA和ΔB。率定值一般为ΔA=5~25kpa、ΔB=10~110kpa，取试验前后平均值作为修正值。 试验时，测定三个钢膜位置的压力A、B、C 压力A：为当膜片中心刚开始向外扩张，向垂直扁铲周围的土体水平位移0.05mm时，作用在膜片内侧的气压。 压力B：为膜片中心外移达1.10mm时作用在膜片内侧的气压。 压力C：为在膜片外移1.10mm后，缓慢降压，使膜片回缩触着基座时作用在膜片内的气压值。 3.资料整理 根据三个压力A、B、C、ΔA、ΔB计算钢膜片中心外移0.0mm 时初始压力P0、外移1.1mm时压力P1和钢膜片中心回复到初始外移0.05mm时的剩余压力P2。 P0=1.05（A-Zm +ΔA）-0.05（B-Zm-ΔB） P1=B-Zm-ΔB P2=C-Zm+ΔA 式中：Zm为通大气时压力表零位读数。（Zm通常为0） 根据P0、P1、P2计算下列扁铲指数： ID=（P1-P2）/（P0-U0） KD=（P0-U0）/σv0‘ ED=34.7（P1- P0） 式中：ID——土类指数
JGJ340-2015《建筑地基检测技术规范》
建筑地基检测技术规范 JGJ340-2015 批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部 施行日期：2015年12月1日 中华人民共和国住房和城乡建设部公告第786号 住房城乡建设部关于发布行业标准《建筑地基检测技术规范》的公告现批准《建筑地基检测技术规范》为行业标准，编号为JGJ340-2015，自2015年12月1日起实施。其中，第5.1.5条为强制性条文，必须严格执行。 本规范由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。 中华人民共和国住房和城乡建设部 2015年3月30日 前言 根据住房和城乡建设部《<关于印发2010年工程建设标准规范制订、修订计划＞的通知》（建标[2010]43号）的要求，规范编制组经过广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，编制本规范。 本规范的主要技术内容是：1总则；2术语和符号；3基本规定；4土（岩）地基载荷试验；5复合地基载荷试验；6竖向增强体载荷试验；7标准贯入试验；8圆锥动力触探试验；9静力触探试验；10十字板剪切试验；11水泥土钻芯法试验；12低应变法试验；13扁铲侧胀试验；14多道瞬态面波试验。 本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。 1总则 1.0.1为了在建筑地基检测中贯彻执行国家的技术经济政策，做到安全适用、技术先进、确保质量、保护环境，制定本规范。 1.0.2本规范适用于建筑地基性状及施工质量的检测和评价。 1.0.3建筑地基检测方法的选择应根据各种检测方法的特点和适用范围，考虑地质条件及施工质量可靠性、使用要求等因素因地制宜、综合确定。 1.0.4建筑地基检测除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2术语和符号
单桩水平承载力计算
600 单桩水平承载力： ZH-600 600.1 基本资料 600.1.1 工程名称： 工程一 600.1.2 桩型：预应力混凝土管桩； 桩顶约束情况：铰接 600.1.3 管桩的编号 PHC-AB600(110)，圆桩直径 d ＝ 600mm ，管桩的壁厚 t ＝ 110mm ； 纵向钢筋的根数、直径为 13φ10.7； 桩身配筋率 ρg ＝ 0.826% 600.1.4 桩身混凝土强度等级 C80， f t ＝ 2.218N/mm E c ＝ 37969N/mm 纵向钢筋净保护层厚度 c ＝ 25mm ； 钢筋弹性模量 E s ＝ 200000N/mm 600.1.5 桩顶允许水平位移 x 0a ＝ 10mm ； 桩侧土水平抗力系数的比例系数 m ＝ 10MN/m 4 ； 桩的入土长度 h ＝ 28m 600.2 计算结果 600.2.1 桩身换算截面受拉边缘的截面模量 W 0 600.2.1.1 扣除保护层厚度的桩直径 d 0 ＝ d - 2c ＝ 600-2*25 ＝ 550mm 600.2.1.2 钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值 αE ＝ E s / E c ＝ 200000/37969 ＝ 5.2675 600.2.1.3 预应力混凝土管桩的内径 d 1 ＝ d - 2t ＝ 600-2*110 ＝ 380mm 600.2.1.4 W 0 ＝ π·[(d 4 - d 14) / d] / 32 + π·d·(αE - 1)·ρg ·d 02 / 16 ＝ π*[(0.64-0.384)/0.6]/32+π*0.6*(5.2675-1)*0.00826*0.552/16 ＝ 0.019051m 600.2.2 桩身抗弯刚度 EI 600.2.2.1 桩身换算截面惯性矩 I 0 ＝ W 0·d 0 / 2 ＝ 0.01905*0.55/2 ＝ 0.0052390m 4 600.2.2.2 EI ＝ 0.85E c ·I 0 ＝ 0.85*37969*1000*0.005239 ＝ 169079kN · m 600.2.3 桩的水平变形系数 α 按桩基规范式 5.7.5 确定： α ＝ (m ·b 0 / EI)1/5 600.2.3.1 圆形桩当直径 d ≤ 1m 时 b 0 ＝ 0.9(1.5d + 0.5) ＝ 0.9*(1.5*0.6+0.5) ＝ 1.260m 600.2.3.2 α ＝ (m ·b 0 / EI)1/5 ＝ (10000*1.26/169079)0.2 ＝ 0.5949(1/m) 600.2.4 桩顶水平位移系数 νx 600.2.4.1 桩的换算埋深 αh ＝ 0.5949*28 ＝ 16.66m 600.2.4.2 查桩基规范表 5.7.2，桩顶水平位移系数 νx ＝ 2.441 600.2.5 单桩水平承载力特征值按桩基规范式 5.7.2-2 确定： R ha = 0.75α3·EI·x 0a / νx 600.2.5.1 R ha ＝ 0.75*0.59493*169079*0.01/2.441 ＝ 109.4kN 600.2.5.2 验算地震作用桩基的水平承载力时，R haE ＝ 1.25R ha ＝ 136.7kN 9#，10#楼，查电算信息风荷载作用下基底剪力为Vx=1158kn,Vy=2077kn,地震作用下基底剪力为Vx=2292kn,Vy=3001kn.故由地震下控制。工程桩总桩数为64根。则作用于基桩顶处的水平力H ik 为3001/64=47kn< R ha .满足要求(还未考虑土对筏板的有利抗侧力). 2，3#楼，查电算信息风荷载作用下基底剪力为Vx=1098kn,Vy=1560kn,地震作用下基底剪力为Vx=2121kn,Vy=2048kn.故由地震下控制。工程桩总桩数为55根。则作用于基桩顶处的水平力H ik 为2121/55=39kn< R ha .满足要求(还未考虑土对筏板的有利抗侧力). 500 单桩水平承载力： ZH-500 500.1 基本资料 500.1.1 工程名称： 工程一 500.1.2 桩型：预应力混凝土管桩； 桩顶约束情况：铰接 500.1.3 管桩的编号 PHC-AB500(100)，圆桩直径 d ＝ 500mm ，管桩的壁厚 t ＝ 100mm ； 纵向钢筋的根数、直径为 10φ10.7； 桩身配筋率 ρg ＝ 0.877% 500.1.4 桩身混凝土强度等级 C80， f t ＝ 2.218N/mm E c ＝ 37969N/mm 纵向钢筋净保护层厚度 c ＝ 25mm ； 钢筋弹性模量 E s ＝ 200000N/mm 500.1.5 桩顶允许水平位移 x 0a ＝ 10mm ； 桩侧土水平抗力系数的比例系数 m ＝ 10MN/m 4 ； 桩的入土长度 h ＝ 28m 500.2 计算结果 500.2.1 桩身换算截面受拉边缘的截面模量 W 0 500.2.1.1 扣除保护层厚度的桩直径 d 0 ＝ d - 2c ＝ 500-2*25 ＝ 450mm 500.2.1.2 钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值 αE ＝ E s / E c ＝ 200000/37969 ＝ 5.2675 500.2.1.3 预应力混凝土管桩的内径 d 1 ＝ d - 2t ＝ 500-2*100 ＝ 300mm 500.2.1.4 W 0 ＝ π·[(d 4 - d 14) / d] / 32 + π·d·(αE - 1)·ρg ·d 02 / 16 ＝ π*[(0.54-0.34)/0.5]/32+π*0.5*(5.2675-1)*0.00877*0.452/16 ＝ 0.011425m 500.2.2 桩身抗弯刚度 EI 500.2.2.1 桩身换算截面惯性矩 I 0 ＝ W 0·d 0 / 2 ＝ 0.01143*0.45/2 ＝ 0.0025707m 4 500.2.2.2 EI ＝ 0.85E c ·I 0 ＝ 0.85*37969*1000*0.0025707 ＝ 82965kN · m 500.2.3 桩的水平变形系数 α 按桩基规范式 5.7.5 确定： α ＝ (m ·b 0 / EI)1/5 500.2.3.1 圆形桩当直径 d ≤ 1m 时 b 0 ＝ 0.9(1.5d + 0.5) ＝ 0.9*(1.5*0.5+0.5) ＝ 1.125m 500.2.3.2 α ＝ (m ·b 0 / EI)1/5 ＝ (10000*1.125/82965)0.2 ＝ 0.6706(1/m) 500.2.4 桩顶水平位移系数 νx 500.2.4.1 桩的换算埋深 αh ＝ 0.6706*28 ＝ 18.78m 500.2.4.2 查桩基规范表 5.7.2，桩顶水平位移系数 νx ＝ 2.441 500.2.5 单桩水平承载力特征值按桩基规范式 5.7.2-2 确定： R ha = 0.75α3·EI·x 0a / νx 500.2.5.1 R ha ＝ 0.75*0.67063*82965*0.01/2.441 ＝ 76.9kN 500.2.5.2 验算地震作用桩基的水平承载力时，R haE ＝ 1.25R ha ＝ 96.1kN 1#楼，查电算信息风荷载作用下基底剪力为Vx=955.5kn,Vy=3962.8kn,地震作用下基底剪力为Vx=4150.33kn,Vy=5372.60kn.故由地震下控制。工程桩总桩数为135根。则作用于基桩顶处的水平力H ik 为5372.60/135=39.8kn< R ha .满足要求(还未考虑土对筏板的有利抗侧力). 4#楼，查电算信息风荷载作用下基底剪力为Vx=895.6kn,Vy=1853.1kn,地震作用下基底剪力为 Vx=2005.43kn,Vy=2587.28kn.故由地震下控制。工程桩总桩数为66根。则作用于基桩顶处的水平力H ik 为2587.28/66=39.2kn< R ha .满足要求(还未考虑土对筏板的有利抗侧力).
桩基地基承载力计算公式方法
地基承载力计算公式 对于宽度为b的正方形基础 对于直径为b′的圆形基础 b.汉森承载力公式 式中Nr，Nq，Nr——无量纲承载力系数，仅与地基土的内摩擦角有关，可查表8.4.1 S c ，S q ，S r ——基础形状系数，可查表8.4.2
d c ，d q ，d r ——基础埋深系数，可查表8.4.3 c q r 注： H，V——倾斜荷载的水平分力，垂直分力，KN ； F——基础有效面积，F=b'L'm； 当偏心荷载的偏心矩为e c和e b，则有效基底长度， L'=L-2e c；有效基底宽度：b'=b-2e b。 地基承载力计算公式很多，有理论的、半理论半经验的和经验统计的，它们大都包括三项： 1. 反映粘聚力c的作用； 2. 反映基础宽度b的作用； 3. 反映基础埋深d的作用。 在这三项中都含有一个数值不同的无量纲系数，称为承载力系数，它们都是内摩擦角φ的函数。 下面介绍三种典型的承载力公式。 a.太沙基公式
式中： P u ——极限承载力，K a c ——土的粘聚力，KP a γ——土的重度，KN/m，注意地下水位下用浮重度；b，d——分别为基底宽及埋深，m； N c ，N q ，N r ——承载力系数，可由图8.4.1中实线查取。 图8.4.1 对于松砂和软土，太沙基建议调整抗剪强度指标，采用 c′=1/3c ， 此时，承载力公式为：
式中N c ′，在这三项中都含有一个数值不同的无量纲系数，称为承载力系数，它们都是内摩擦角φ的函数。 下面介绍三种典型的承载力公式。 N q ′，N r ′——局部剪切破坏时的承载力系数，可由 图8.4.1中虚线查得。 对于宽度为b的正方形基础 对于直径为b′的圆形基础 b.汉森承载力公式 式中Nr，Nq，Nr——无量纲承载力系数，仅与地基土的内摩擦角有关，可查表8.4.1
单桩水平承载力设计值计算(参考)
单桩水平承载力设计值计算项目名称_____________日期_____________ 设计者_____________校对者_____________ 一、构件编号: ZH-1 二、依据规范: 《建筑桩基技术规范》(JGJ 94－94) 三、计算信息 1.桩类型: 钢筋混凝土预制桩 2.桩顶约束情况: 铰接、自由 3.截面类型: 方形截面 4.桩身边宽: d=400mm 5.材料信息: 1)混凝土强度等级: C20 ft=1.10N/mm2 Ec=2.55*104N/mm2 2)钢筋种类: HRB335 Es=2.0*105N/mm2 3)钢筋面积: As=1017mm2 4)净保护层厚度: c=50mm 6.其他信息: 1)桩入土深度: h=10.000m 2)桩侧土水平抗力系数的比例系数: m=14.000MN/m4 3)桩顶容许水平位移: χoa=10mm 四、计算过程: 1.计算桩身配筋率ρg: ρg=As/A=As/(d*d) =1017.000/(400.000*400.000)=0.636% 2.计算桩身换算截面受拉边缘的表面模量Wo: 扣除保护层的桩直径do=d-2*c=400-2*50=300mm 钢筋弹性模量Es与混凝土弹性模量Ec的比值 αE=Es/Ec=2.0*105/2.55*104=7.843 Wo=π*d/32*[d*d+2*(αE-1)*ρg*do*do] =π*0.400/32*[0.400*0.400+2*(7.843-1)*0.636%*0.300*0.300] =0.007m3 3.计算桩身抗弯刚度EI: 桩身换算截面惯性矩Io=Wo*d/2=0.007*0.400/2=0.001m4 EI=0.85*Ec*Io=0.85*2.55*104*1000*0.001=28570.447kN*m2 4.确定桩的水平变形系数α: 对于方形桩，当直径d≤1m时: bo=1.5*d+0.5=1.5*0.400+0.5=1.100m α=(m*bo/EI)(1/5)【5.4.5】 =(14000.000*1.100/28570.447)(1/5)=0.884 (1/m) 5.计算桩顶水平位移系数νx: 桩的换算埋深αh=0.884*10.000=8.837m 查桩基规范表5.4.2得: νX=2.441 6.单桩水平承载力设计值Rh:
地基承载力(轻、重型计算公式)
小桥涵地基承载力检测 《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000（P28）“小桥涵的地基检验可采用直观法或触探方法，必要时可进行土质试验”。就我国在建高速公路桥涵地基承载力而言，设计单位在施工图中多给出了地基承载力要求，如圆管涵基底承载力要求100kpa、箱涵250 kpa等等。因此承建单位一般采用（动力）触探法对基底进行检验。 触探法可分为静力触探试验、动力触探试验及标准贯入试验，那么它们分别是怎样定义的？适用范围又是什么呢？我想我们检测人 员是应该搞清楚的。 1、静力触探试验：指通过一定的机械装置，将某种规格的金属触探头用静力压入土层中，同时用传感器或直接量测仪表测试土层对触探头的贯入阻力，以此来判断、分析确定地基土的物理力学性质。静力触探试验适用于粘性土，粉土和砂土，主要用于划分土层，估算地基土的物理力学指标参数，评定地基土的承载力，估算单桩承载力及判定砂土地基的液化等级等。（多为设计单位采用）。 2、动力触探试验：指利用锤击功能，将一定规格的圆锥探头打入土中，根据打入土中的阻抗大小判别土层的变化，对土层进行力学分层，并确定土层的物理力学性质，对地基土作出工程地质评价。动力触探试验适用于强风化、全风化的硬质岩石，各种软质岩及各类土；动力触探分为轻型、重型及超重型三类。目前承建单位一般选用轻型和重型。①轻型触探仪适用于砂土、粉土及粘性土地基检测，（一般要求土中不含碎、卵石），轻型触探仪设备轻便，操作简单，省人省
力，记录每打入30cm的锤击次数，代用公式为R=（0.8×N-2）×9.8（R-地基容许承载力Kpa ， N-轻型触探锤击数）。②重型触探仪：适用于各类土，是目前承建单位应用最广泛的一种地基承载力测试方法，该法是采用质量为63.5kg的穿心锤，以76cm的落距，将触探头打入土中，记录打入10cm的锤击数，代用公式为y=35.96x+23.8( y-地基容许承载力Kpa ， x-重型触探锤击数)。 3、标准贯入试验：标准贯入试验是动力触探类型之一，其利用质量为63.5 kg的穿心锤，以76cm的恒定高度上自由落下，将一定规格的触探头打入土中15cm，然后开始记录锤击数目，接着将标准贯入器再打入土中30 cm，用此30 cm的锤击数（N）作为标准贯入试验指标，标准贯入试验是国内广泛应用的一种现场原位测试手段，它不仅可用于砂土的测试，也可用于粘性土的测试。锤击数（N）的结果不仅可用于判断砂土的密实度，粘性土的稠度，地基土的容许承载力，砂土的振动液化，桩基承载力，同时也是地基处理效果的一种重要方法。（多为测试中心及设计单位采用）。
扁铲侧胀仪试验过程及其原理
扁铲侧胀仪试验过程及其原理 扁铲侧胀试验（简称DMT）是意大利学者Marchettis.于七十年代发明的一种原位测试技术，可作为一种特殊的旁压试验，是用静力（有时也用锤击动力）把一扁铲探头贯入到土中某一预订深度，利用气压使扁铲侧面的圆形钢膜向外扩张进行试验，量测不同侧胀位移时的侧向压力，可用于土层划分与定名、不排水剪切强度、判定土的液化、静止土压力系数、压缩模量、固结系数等的原位测定。其优点是试验操作简捷，重复性好，可靠性高且较经济。目前已在国外被广泛用于浅基工程，桩基工程，边坡工程等。 扁铲侧胀试验最适宜在软弱、松散土中进行。一般适用于软土、一般粘性土、粉土、黄土和松散～中密的砂土。不适用于含碎石的土、风化岩等。因此，扁铲侧胀试验对土体而言具有较强的实用性。 1.测试仪器 扁铲侧胀仪是由1 只扁铲形插板(图1) 、1 个控制箱(图2) 、气电管路、压力源、贯入设备、探杆等组成。扁铲形探头长230～240 mm、宽94～96 mm、厚14～16 mm ；探头前刃角12～16°，探头侧面钢膜片的直径60 mm，膜片厚约0.2mm，通过穿在杆内的一根柔性气-电管路和地面上的控制箱相连接。探头采用静力触探设备或液压钻机压入土中。 图1.扁铲形插板图2.侧胀仪控制箱面板图 2.资料整理
读数A ，B ， C 经过仪器的率定数值修正，可转为p 0 ， p 1 ， p 2 。 )B z B (05.0)A z A (05.1p m m 0?---?+-= B z B p m 1?--= A z C p m 2?+-= 其中p 0 为初始侧压力； p 1 为1. 1 mm 位移时膨胀侧压力； p 2 为终止压力(回复初始状态侧压力) 。 由p 0 ， p 1 ， p 2 可获得如下4 个DMT 指数： 土类指数 I D = ( p 1 - p 0 ) /( p 0 - u 0 ) 水平应力指数 K D = ( p 0 - u 0 )/ 0V σ' 侧胀模量 E D = 34. 7 ( p 1 - p 0 ) 孔隙压力指数 U D = ( p 2 - u 0 ) /( p 0 - u 0 ) 式中 u 0 为静水压力； 0V σ'为有效上复土压力。 3.成果应用 由试验得到的4个DMT 参数，可用来判别土的特性，并且可以用这些参数来建立起经验公式，而这些经验公式在我们进行岩土工程设计时发挥着重要的作用。下面就介绍一下扁铲侧胀试验在岩土工程中的应用。 3.1 土类的划分 土类的划分在岩土工程中发挥着重要的作用，在扁铲侧胀试验中，可以利用I D 参数来对土类进行划分，因为I D 可以反映出土体的软硬状态及强度大小。不同土类的物理力学性质是不同的，在一般情况下，粘性土的强度小于粉土的强度，而粉土的强度又小于砂土的强度。早在1980年，Marchetti 就提出依据扁胀指数I D 来划分土类，如表1. 表1 据扁胀指数I 划分土类 在1981年，Marchetti 和Crapps 将表1绘制成图3，用来划分土层。
扁铲侧胀原位测试的应用与探讨
第23卷 第12期 岩石力学与工程学报 23(12)：2118～2122 2004年6月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering June ，2004 2003年6月22日收到初稿，2003年8月5日收到修改稿。 * 江苏省六大人才高峰首批资助项目。 作者 李雄威 简介：男，1976年生，现为南京工业大学在读硕士研究生，主要从事复合桩基方面的研究工作。E-mail ：lixww@https://www.wendangku.net/doc/db17387539.html, 。 扁铲侧胀原位测试的应用与探讨 * 李雄威1 蒋 刚1 朱定华1 宰金珉1 陈洪圣2 (1南京工业大学土木工程学院 南京 210009) (2江苏常州市民用建筑设计院 常州 213000) 摘要 详细介绍了扁铲侧胀试验的使用方法和应用现状，对一工程实例中的扁铲试验数据和其它测试结果进行了对比，根据南京某场地实际地质情况提出了一些经验公式。并就扁铲试验在实际岩土工程中的运用进行了一些探讨。 关键词 土力学，扁铲侧胀试验，材料指数，水平应力指数，侧胀模量，沉降计算，检测 分类号 TU 413.4 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2004)12-2118-05 APPLICATION AND DISCUSSION OF DMT Li Xiongwei 1，Jiang Gang 1，Zhu Dinghua 1，Zai Jinmin 1，Cheng Hongsheng 2 (1College of Civil Engineering ，Nanjing University of Technology ， Nanjing 210009 China ) (2Civil Architecture Design Institute ， Changzhou 213000 China ) Abstract Flat dilatometer test (DMT) procedure is introduced in detail. The field data obtained with DMT method in a case are compared with the data from other tests. According to the actual geological condition in Nanjing ，several empirical formulas are suggested. And the engineering applications of DMT are discussed in some aspects. Key words soil mechanics ，flat dilatometer test ，material index ，horizontal stress index ，dilatational modulus ，settlement calculation ，detect 1 引 言 扁铲侧胀试验(DMT)，简称扁胀试验，原名马 氏松胀仪试验(flat dilatometer test)，是由意大利Silvano Marchetti 于1980年创立[1]。DMT 最早是于1980年在北美和欧洲使用，随后迅速在40多个国家推广，并先后列入ASTM(1986)推荐方法和最新的欧洲Eurocode 7(1997)规范。 我国是在1998年才开始引进和使用这项技术，南光地质仪器厂根据ＤＭＴ试验的原理，并参照国外产品的技术标准，试制成功国产的DMT-W1型扁铲侧胀仪，陈国民等在上海首先开始初步的应用研究[2 ，3] 。 扁胀试验是用静力(或锤击动力)把一铲形探头 贯入土中，到达试验深度后，利用气压使扁铲侧面的圆形钢膜向外扩张进行测试，它是一种特殊的旁压试验，是岩土工程勘测中一种先进的原位测试方 法。它的优点在于：简单、快速、重复性好，能反映土体在原位应力条件下的某些物理、力学特性。试验的有效深度取决于所选用的设备及压力源。扁胀试验适用于一般粘性土、粉土、中密以下砂土、黄土等；不适用于含碎石的土、风化岩等。可应用于天然地基、桩基工程及边坡工程等复杂的岩土工程中。 2 试验设备和方法 (1) 试验设备是由铲形插板、测控箱、率定装置、气-电管路、贯入设备、探杆和压力源组成(如