第三章 橋梁工程基礎(chǔ)檢測(cè)

第一節(jié)地基承載力

容許承載力的確定：參照鄰近結(jié)構(gòu)、現(xiàn)場(chǎng)載荷或觸探試驗(yàn)、理論公式、規(guī)范公式。橋涵：地基勘測(cè)、原位測(cè)試和經(jīng)驗(yàn)公式，按規(guī)范推薦的方法，復(fù)雜時(shí)現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)。

一、規(guī)范確定 先定土的分類(粘、砂、卵石、黃、凍土、巖石);土的狀態(tài)指土層的天然松密和稠度(粘土安液性指數(shù)分堅(jiān)硬、半堅(jiān)硬、硬塑、軟塑、流塑;沙土安相對(duì)密度分稍松、中密、密實(shí);卵石安密實(shí)度分密實(shí)、中密、松散)再確定承載力。

基礎(chǔ)最小邊寬《=2米、埋深《=3米的地基土的容許承載力的確定：

1、粘性土 a老粘性土與壓縮模量成正比;b一般按液性指數(shù)(反比)和天然空隙比(反比)c新近沉積同一般d殘積粘性土同老粘性土。

2、沙土同密實(shí)度和土類有關(guān)，密中松、粗中細(xì)粉，下降

3、碎石土同密實(shí)度和土類有關(guān)，密中松、卵碎圓角，下降

4、黃土：a、新堆與含水比(天然含水量與液限比)成正比;b一般與含水量成正比，與液限比(液限于天然空隙比)反比;c、老土與天然空隙比(反比)和含水量比(含水量和液限比)反比

5、巖石與硬度和大小有關(guān)

6、凍土與溫度和土類有關(guān)

二、荷載試驗(yàn) 是原位試驗(yàn)(在原位置、保持天然結(jié)構(gòu)含水量和應(yīng)力狀態(tài))

1、原理：逐級(jí)加載，時(shí)間相近，到總沉降25mm或設(shè)備最大容許，記錄P-S曲線。三階段：壓密(直線變形，剪應(yīng)力小于抗剪強(qiáng)度，土體彈性，孔隙減少，終點(diǎn)為比例界限Pr);剪切(沉降增長率隨載荷增大，土體壓實(shí)和局部破壞，變形為孔隙壓縮和顆粒剪切移動(dòng)，終點(diǎn)為極限荷載Pu);破壞，(超過Pu后荷載不加也不穩(wěn)定，各點(diǎn)應(yīng)力均超過抗剪強(qiáng)度，變形為側(cè)向移動(dòng)，地基失穩(wěn)，)

3試驗(yàn)方法，、：分級(jí)維持荷栽沉降相對(duì)穩(wěn)定(慢速)和沉降非穩(wěn)定法(快速法)：第一級(jí)(和設(shè)備重)為卸去土的自重，每級(jí)為極限承載力的1/8~1/10。精度達(dá)最大的1/100，沉降測(cè)量0.01mm。穩(wěn)定：2h為0.1mm/h或1h0.05mm/30min。結(jié)束后開挖描述下層土2l內(nèi)的結(jié)構(gòu)變化。終止條件：周圍土體破壞;沉降等速增加;荷載變化小，沉降急劇變化，相對(duì)沉降等于或大于0.06~0.08。

4、數(shù)據(jù)處理：得到地基的承載力(直線拐點(diǎn));變形模量;不排水抗剪強(qiáng)度;基床反力系數(shù)。

5、注意：試驗(yàn)面積小、影響深度小(二邊長)，時(shí)間短，不能提供長期沉降資料;硬殼層;土層情況。

三、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)。63.5kg的錘，空心徑42mm，落76cm，打入15cm，記數(shù)，再打入30cm記數(shù)位指標(biāo)。測(cè)沙土的密實(shí)、粘土稠度、地基容許承載力、砂土振動(dòng)液化，樁基承載力;判斷地基處理效果。

方法：不到30cm過50擊時(shí)，公式校正。鉆干修正，套管保護(hù)75cm，多次平均。

第二節(jié)灌注樁檢測(cè)(孔形、沉渣、樁身質(zhì)量)

一、泥漿有水土和添加劑安比例配置，指標(biāo)：相對(duì)密度、粘度、凈切力、含砂、膠體、失水、酸堿度。從孔底取樣檢測(cè);澆筑前再次檢查

孔位：100mm群樁、單排50mm;孔徑;斜度;沉渣300mm(1.5m)500(1.5m或40m)

二、完整性：缺陷：夾泥、斷、縮擴(kuò)、砼離析、不密實(shí);嵌巖樁沉渣厚度大;方法：鉆心、振動(dòng)、超聲、射線。

反射波法，原理：應(yīng)力波理論：樁頂豎向擊振，彈性波下傳，阻抗變化界面反射。適用剛性材料樁身完整性檢測(cè)。成樁14d后檢測(cè)。測(cè)點(diǎn)1/2~2/3處，》50mm。灌注1m2點(diǎn)4點(diǎn)，預(yù)制600mm2/3。

以時(shí)域曲線為主、頻域分析、結(jié)合施工、勘察、波形特性進(jìn)行分析。

波速均值用多于5根平均值計(jì)算或經(jīng)驗(yàn)值。

避免誤判：擴(kuò)徑恢復(fù)和二次反射;嵌巖樁底部反射。

結(jié)合其他方法：超長樁、多變樁、樁長不符、信號(hào)復(fù)雜、接頭反射。

報(bào)告內(nèi)容：波速、完整性、缺陷位置、類型、曲線圖、樁位、地基。

超聲波法：0.8m 以上，四個(gè)量：聲時(shí)、波幅、頻率、波形;雙孔、單孔、孔外;

3孔1.5m4孔，金屬管、鋼筋內(nèi)、封閉、順時(shí)編號(hào)。14d，間距精度1mm，清水。測(cè)點(diǎn)間距250mm。電壓不變，同步上升，加密，

判斷：聲速，臨界值法，均值-2標(biāo)準(zhǔn)差;psd法，相鄰測(cè)點(diǎn)間聲時(shí)的斜率和差值乘積。波幅衰減，臨界值 均值-6。I均正常;II個(gè)別略不正常;III，多個(gè)不正常;IV連續(xù)多個(gè)明顯不正常。報(bào)告：各曲線，臨界值，均值，缺陷位置程度。

第三節(jié) 、承載力檢測(cè)(靜荷載、動(dòng)測(cè))

靜載方法：慢速維持荷載、快速、等貫入速率、循環(huán)加載;

一、靜荷載試驗(yàn)：1、準(zhǔn)備：修補(bǔ)、空心、不考慮摩擦力部分、負(fù)摩力消除、凍土、結(jié)冰;

1、靜壓試驗(yàn)：確定承載力和荷載與位移的關(guān)系，校核公式。慢速維持荷載，單循環(huán)加載;靜壓試驗(yàn)在沖壓試驗(yàn)和砼達(dá)到設(shè)計(jì)載荷后進(jìn)行。錨樁反力，1.3~1.5預(yù)估最大試驗(yàn)荷載，4根樁，間距800mm時(shí)為5D，>800mm，>4m。平臺(tái)反力，1.2倍，測(cè)量位置4d或2m。

加載，分級(jí)，1/10~1/15 預(yù)估最大荷載(施工檢驗(yàn)，取2設(shè)計(jì)荷載)。穩(wěn)定后加下一級(jí)，15min 或30min (1h 后)觀測(cè)一次。30min(巨粒土、沙土、硬黏土)1h(半硬和細(xì)粒土)

終止條件與極限荷載：總沉降>40mm，本級(jí)沉降大于上級(jí)五倍，取上一級(jí)為;

24h未穩(wěn)定，取上一級(jí);

<40mm。荷載大于安全系數(shù)，取本級(jí)(巨粒土、密實(shí)沙土、硬黏土)

檢驗(yàn)性，到樁的2倍設(shè)計(jì)載荷。<40mm和五倍，停試驗(yàn);

繪制曲線。

卸載：分級(jí)，2加載級(jí)穩(wěn)定后再卸。卸后觀測(cè)。

2、靜拔：確定單樁容許抗拔力，休止時(shí)間、強(qiáng)度合格、靜壓后。1.3~1.5 倍預(yù)估最大荷載。觀測(cè)15min 或30min (1h 后)。穩(wěn)定0.1mm/h。終止：總位移>25mm，不大于容許值。

三、靜推：水平承載力，樁側(cè)土的水平抗力系數(shù)。多循環(huán)或單循環(huán)，1.3~1.5倍，測(cè)點(diǎn)與試樁靜距>樁徑。分級(jí)加載，5~10kN，過軟kN級(jí)差。加載后4min 讀數(shù)，卸載到0，2min讀殘余，循環(huán)五次。終止：位移>20~30mm(軟土40mm);斷裂、樁側(cè)土裂紋或隆起。

整理：繪制曲線。

多循環(huán)加載臨界載荷、極限載荷、水平抗推容許承載力。

臨界載荷Hcr ：H-t-X突變點(diǎn)的前一級(jí)，H-dH第一直線段終點(diǎn);H-應(yīng)力第一突變點(diǎn);

極限荷載：Hu：H-t-x陡將的前一級(jí)，H-dh包絡(luò)線下凹的前級(jí)，H-應(yīng)力第二直線終點(diǎn);斷裂前級(jí)。

容許為極限除安全系數(shù)。

單循環(huán)：位移<0.5mm/h穩(wěn)定。終止：設(shè)計(jì)時(shí)，力點(diǎn)位移>50mm，檢驗(yàn)時(shí)，加載<設(shè)計(jì)容許。

基準(zhǔn)點(diǎn)條件：不變;不被破壞;不被振，無天氣影響，無試樁影響。

高應(yīng)變：灌注、預(yù)制鋼樁的單樁軸向抗壓極限承載力和完整性，檢測(cè)打入樁。超長樁、擴(kuò)底樁、嵌巖樁不宜。

設(shè)備：高、徑<1，重>1.2 極限承載力，休止期7d(砂土)10d(粉土)，15d非飽黏土，25d飽黏土，強(qiáng)度合格，材料密度p，彈性模量E=pc2。激振要求：重錘低激<2m，貫入度2~6mm，2、3次，信號(hào)不用：構(gòu)建開裂，曲線不軌○，傳感器松動(dòng)，偏心。

應(yīng)力最大錘擊拉應(yīng)力檢測(cè)(進(jìn)軟時(shí))壓應(yīng)力進(jìn)硬時(shí)或阻力大時(shí)。

判斷在前兩極中取能量大，貫入度大;完整性系數(shù)0.6～0.8～0.95～1.0

用其它方法判斷，截面多邊，多缺陷、曲線上升部位有異常，淺部缺陷。

報(bào)告內(nèi)容：曲線圖、Jc、設(shè)備情況、地基圖。

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