墩基礎(chǔ)試驗研究.pdf

1、墩基礎(chǔ)作為一種新型基礎(chǔ)，在工程中已廣泛應用多年，并取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。墩基礎(chǔ)適用于七層以下砌體結(jié)構(gòu)建筑，當場地地質(zhì)條件上部埋深3.0m左右有較好的穩(wěn)定土層時，墩基礎(chǔ)比淺基礎(chǔ)及其它基礎(chǔ)更具優(yōu)越性。
　　本文主要試驗工作包括:砂土、碎石土地基單墩豎向承載力靜載試驗28組;粉土、粘性土地基單墩豎向承載力靜載試驗23組，深層載荷板試驗4組，墩底不同形狀對比試驗4組;單墩水平承載力試驗15組;墩底反力測試8組（砂土4組，粘性土4

2、組）;粘性土地基不同尺寸平板載荷試驗9組;墩端持力層輕型動力觸探試驗與載荷試驗對比68組。通過對試驗結(jié)果進行統(tǒng)計分析，得出了豎向、水平單墩承載力經(jīng)驗公式;分析了其影響因素;研究了墩底應力分布規(guī)律;提出了墩基礎(chǔ)變形對承載力影響，并且做了理論推導;根據(jù)結(jié)果與工程應用，提出了墩基礎(chǔ)檢測的實施方法和技術(shù)要求。對此做了系統(tǒng)研究。
　　在砂土碎石土地基中，單墩承載力大小不但與墩入土深度和墩底直徑的比值(H/D)關(guān)系密切外，還受持力層的巖性、密

3、實度影響，并同墩的控制沉降量大小有關(guān)。試驗結(jié)果表明:承載力調(diào)整系數(shù)β隨H/D變大而增大，單墩承載力特征值Ra隨之提高;在相同條件下，砂土承載力調(diào)整系數(shù)大于碎石土;控制沉降量取值愈大，單墩承載力特征值Ra愈高。
　　在粉土、粘性土地基中，單墩承載力經(jīng)驗公式包括墩周土提供的承載力（即摩阻力）和墩端土提供的承載力（即端承力）兩部分。試驗結(jié)果表明:墩周阻力調(diào)整系數(shù)α可取1.5;墩底尺寸效應調(diào)整系數(shù)β隨D值增大呈降冪指數(shù)規(guī)律衰減;墩底形狀對

4、單墩承載力特征值Ra影響較大，平底形比鍋底形提高11～20％，鍋底形比楔形提高25％左右。
　　單墩水平承載力特征值主要與墩徑、墩底直徑、墩入土深度以及地基土的巖性狀態(tài)有關(guān)。試驗結(jié)果表明:水平承載力特征值HK隨著D、d和H增大而提高;墩周土的巖性狀態(tài)越好，HK越高;墩端土體性質(zhì)越好，墩底受壓區(qū)土的塑性區(qū)發(fā)展愈滯后，HK愈高;有軸向力作用下的單墩水平承載力比無軸向力時可提高50％左右。
　　在豎向荷載作用下，基底接觸應力實測結(jié)

5、果表明:地基土破壞前，基底反力分布呈馬鞍形;墩頂在水平力作用下且Q=Ra，基底反力分布隨著水平荷載增加(Ho＜Hcr)，應力分布仍呈馬鞍形，但表現(xiàn)為偏轉(zhuǎn)時的受力支撐點應力最大，中心點次之，邊緣的另一端應力最小;當荷載加至破壞（H0=Hu）時，應力分布曲線變成一條近似傾斜的一條直線，墩體偏轉(zhuǎn)，土體破壞。
　　單墩豎向抗壓靜載試驗結(jié)果，單墩承載力特征值（Ra）對應的沉降量:持力層為砂土、碎石土時，s=10～20mm;持力層為粉土、粘性

6、土時，s=3～5 mm。由此可見，即使按最不利條件進行墩基礎(chǔ)設(shè)計，基礎(chǔ)的差異沉降和變形均能夠滿足規(guī)范要求。因此規(guī)范規(guī)定:墩基礎(chǔ)設(shè)計可不進行變形驗算。
　　墩基礎(chǔ)檢測內(nèi)容包括持力層、墩身完整性和單墩承載力檢測，一般情況可不做單墩承載力靜載試驗。最為關(guān)鍵的是持力層質(zhì)量控制:對于粘性土、粉土、砂土及碎石土，可采用動力觸探試驗確定地基強度;對于基巖，可采樣做點荷載試驗或單軸抗壓強度試驗。通過大量現(xiàn)場對比試驗，得出動力觸探擊數(shù)與地基承載力表

7、。此外，墩底直徑是影響單墩承載力的重要因素，施工過程中必經(jīng)嚴格把關(guān)，確保達到設(shè)計要求。粘性土地基淺基礎(chǔ)承載力試驗表明，中壓縮性粉質(zhì)粘土地基淺層平板載荷試驗結(jié)果:當壓板寬度b＜0.7m時，不同尺寸壓板的承載力接近;當0.7m≤b≤3.0m時，隨著b增加，其承載力呈降冪函數(shù)衰減，其變化規(guī)律類似于粘性土地基墩基礎(chǔ)，但與現(xiàn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范截然不同。
　　基礎(chǔ)設(shè)計時，地基承載力基礎(chǔ)尺寸效應要視地基土的壓縮性、上部荷載的差異性、基礎(chǔ)寬度的變