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基坑支护毕业设计6.doc

基坑支护毕业设计6

折翼的鹰123
2012-05-18 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《基坑支护毕业设计6doc》,可适用于高等教育领域

河北工程大学土木工程学院毕业设计说明书年毕业设计说明书邯郸市康奈大厦基坑支护设计(深度m)专业:土木工程姓名:屈春来指导教师:吴雄志河北工程大学土木工程学院摘要邯郸市康奈大厦位于邯郸市陵园路北侧西临邯山南大街建筑面积m地上层地下层框架剪力墙结构。该工程基础埋深m实际基坑开挖深度为m根据场地的土层条件及邯郸市类似基坑工程的经验为保证基坑的稳定性及尽量节省投资经方案比选拟采用土钉墙技术及排桩锚杆(北侧)对该基坑进行支护。通过对拟建场地的工程地质条件分析本工程存周围建筑物较多北侧距离邯山区实验小学只有米工程土质较差需采用排桩维护。南侧和其他侧面距离重要建筑物较远均采用人工放坡度土钉墙支护细部设计见后文说明。在本次基坑支护设计过程中先后分析了种方案:悬臂桩支护水泥土搅拌桩土钉墙支护单支点排桩支护。对于悬臂桩支护方案通过计算桩长需要m桩体所承受的最大弯距较大不合理又因为土钉墙支护形式适合于较浅基坑宜采用通过对单支点排桩和悬臂桩两种支护方案的比较考虑到降低成本最终决定采用单支点排桩支护土钉墙支护关键词:基坑支护土钉墙排桩AbstractTheKangNaibuildinglocatesinnorthsideofLingYuanroadofHanDancity,andintheeastofHanShanSouthAvenueItcoversanareaofmwithonthegroundistwentyfourlayerandundergroundisonelayerItistheframeworkofshearwallstructureTheworksarebasedondepthofm,theactualexcavationdepthismaccordingtothesoilconditionsofthesiteandsimilarexcavationworksexperienceofHanDanCity,toensurethestabilityofthepitandsaveinvestmentasmuchaspossibleTobeadoptedsoilnailingwallsandpilesboltrow(north)tosupporttheexcavationThroughanalyzingfortheengineeringgeologicalconditionsofthisproject,therearemanybuildingaroundthisprojectThedistanceoftheprojectandHanShanexperimentprimaryschoolhaveonlymeters,theinstabilityofsoiltobeusedrowpilemaintenanceThedistancefromthesouthsideandotherstoimportantbuildingsisfurtherawaySoitistobeusedsoilnailwallsupportInthepitsupportingthedesignprocess,therehasanalyzedfourtypesofschemeoneafteranother:CantileverpilesupportcementsoilwallSoilnailingwallsupport,PileinrowsingleFulcrumcareThecantileverpilessupportingneedthelengthofm,soitisunreasonableSoilnailingwallsupportisusuallytobeusedforshallowpitThroughcomparingthesinglefulcrumpilesandpilesofcantileversupport,takingintoaccountthelowercostsandultimatelydecidedtoadoptthesinglerowpilessupporting,soilnailwallsupport。Keywords:PitSupportSoilnailingwallPilesinrow目录绪论工程概况工程地质及水文地质概况设计依据方案比较与选择初选方案方案确定单支点排桩围护的计算各土层土压力系数计算计算土层水平荷载抗力标准值单层支点结构支点力及嵌固深度设计值计算。锚杆计算位移计算(m法)腰梁设计土钉墙支护:土钉设计参数如下:土钉计算过程:土钉稳定性验算经济指标分析钢筋用量混凝土土用量水泥用量土方工程计算施工监测方案土锚和土钉的验收与检测混泥土灌注桩质量检测桩顶水平位移监测临近建筑物、管线沉降变形监测应急方案结束语鸣谢参考文献附件读书报告附件专题报告邯郸市康奈大厦基坑支护设计学生:屈春来指导教师:吴雄志河北工程大学土木工程学院土木工程专业岩土工程方向绪论近年来全国各地建筑深基坑支护工程发展很快因建设需要基础愈做愈深其支护结构难度尤以软土地区也愈来愈大已成为高层建筑基础工程中的难点和热点。深基坑支护结构涉及岩石力学、结构力学、材料力学和地质水文等学科。基坑支护设计理论的发展随着基坑支护工程实践的进展而提高初期的设计理论主要基于挡土墙设计理论。对于悬臂桩支护结构根据朗肯土压力计算方法确定墙土之间的土压力也就是支护结构上作用荷载及反作用力按主动土压力与被动土压力分布考虑以此按静力方法计算出挡土结构的内力。对于支点结构则按等值梁法计算支点力及结构内力。由于基坑支护结构与一般挡土墙受力机理的不同按经典方法(极限平衡法或等值梁法)计算结果与支护结构内力实测结果相比在大部分情况下偏大。这是由于经典方法计算支护结构与实测不尽相符的事实二则由于基坑周边环境(建筑物地下管线道路等)基坑内基础线对支护结构更为严格要求需要对支护结构变形进行一定精度的预估而经典方法则难以计算出支护结构的变形。古典理论已不适宜指导深基坑支护的发展。在总结实践的基础上将会逐步完善理论以指导设计计算。毕业设计是大学四年学习的最后一个阶段本次就基坑支护设计的目的是详细学习和了解与岩土工程相关的知识巩固以前学习过的(深基坑支护、基础工程、地基处理、土力学、工程地质学等)知识并按照现行规范通过对实际情况的分析把它运用到生产实践中去同时也培养了调查研究、查阅文献、收集资料和整理资料的能力。通过本次设计使自己能够理论联系实际并为以后的工作和学习打下坚实的基础因此要达到以下要求:⒈学会对资料的收集、整理、分析、评价等基本方法学会阅读并编写勘察报告。⒉通过对基坑支护、基坑降水和设计施工图的绘制对岩土工程有更深刻的理解具备独立分析问题、解决问题的能力。⒊通过本次设计,应学会熟练掌握和使用在岩土工程方面的应用广泛的电算技术以提高设计的效率。工程概况:拟建邯郸市康奈大厦位于邯郸市陵园路北侧西临邯山南大街建筑面积m地上层地下层框架剪力墙结构。该工程基础埋深m实际基坑开挖深度为m设计基坑深度m。该工程北测毗邻邯山区实验小学教学楼(层)最小净距离为m。目测该教学楼窗户有竖向裂缝东侧有一邯山区政府房屋(层)西侧有邯山区自来水网管预计埋深m南侧距坑边m左右有光缆通过预计埋深m平面图如下:康奈大厦基坑平面图工程地质及水文地质概况:据中冶地勘岩土工程总公司提供的岩土工程勘察报告该场地土层由上至下分别为:第层杂填土:杂色稍密湿主要以碎砖块等建筑垃圾组成本层在整个场地均有分布层厚~m层底标高~m。第层素填土:深褐色可塑~硬塑主要回填物为粉质粘土局部为粉土含少量小砖块及炭屑本层在整个场地均有分布层厚~m层底标高~m。第层粉土:黄褐色湿中密~密实无光泽摇震反映中等韧性低干强度低。厚度~m层底标高~m。第层粉土:灰色湿中密~密实无光泽摇震反映中等韧性低干强度低含较多青砖瓦片。层厚~m层底标高~m。第层粉质粘土:灰褐色软塑~可塑含青砖瓦片及有机质局部夹粉土薄层。稍有光泽无摇震反应韧性中等干强度中等。层厚~m层底标高~m。第层粉质粘土:褐黄色可塑~硬塑含砂粒及钙质结核。稍有光泽无摇震反映韧性中等干强度中等。层厚~m层底标高~m。第层中砂:褐红色中密湿主要矿物成分为长石石英含少量小砾石局部为细砂。层厚~m层底标高~m。第-层粉质粘土:褐黄色硬塑含砂粒及钙质结核。稍有光泽无摇震反映韧性中等干强度中等。层厚~m层底标高~m。第层粉质粘土:红褐色硬塑~坚塑含氧化铁及钙质结核。稍有光泽无摇震反映韧性中等港强度中等。层厚~m层底标高~m。第-层细砂:黄褐色稍密湿主要矿物成分为长石石英。层厚m层底标高m。第层粉质粘土:红褐色硬塑~坚硬含氧化铁及砂粒。稍有光泽无摇震反映韧性中等港强度中等。揭露最大厚度m层底标高~m。第层卵石:黄褐色红褐色稍密湿主要岩性为长石石英砂岩约占总质量的~%一般粒径~mm最大粒径约mm局部见漂石磨圆度较好主要以粘性土及粗砂填充层厚~m层底标高m。第~层粉质粘土:红褐色坚硬含砂粒。稍有光泽无摇震反映韧性中等干强度中等。厚度~m层底标高~m。第层粘土夹粉质粘土:棕褐色坚硬含氧化铁砂粒及钙质结核上部为粉质粘土。有光泽无摇震反映韧性高干强度高。本次勘查未揭穿本层揭露最大厚度m。各层土的物理力学性质指标见表。表:土的物理力学性质指标层号土的名称w()(kNm)Ew()W()a(MPa)f(kPa)素填土粉土粉土粉质粘土粉质粘土该场地在勘察期间实测混合稳定水位埋深为m近-年地下水位埋深m为微承压水。设计依据该建筑面积m地上层地下层框架剪力墙结构。基坑工程开挖深度m围护结构不是主体结构的一部分基坑周围有建筑物、管线、道路等建筑体需加以保护故基坑工程等级为二级。按照《建筑基坑支护技术规程》关于基坑侧壁安全等级及重要性系数的表述该基坑工程基坑侧壁安全等级为二级重要性系数γ=。(附表如下)基坑侧壁安全等级及重要性系数安全等级破坏后果重要系数γ一级支护结构破坏土体失稳或变形过大对基坑周围环境及地下结构施工影响严重二级支护结构破坏土体失稳或变形过大对基坑周围环境及地下结构施工影响一般三级支护结构破坏土体失稳或变形过大对基坑周围环境及地下结构施工影响不严重方案比较与选择初选方案该工程周边环境复杂场地较小但基础埋深m实际开挖深度m因此工程基坑支护的重点主要控制基坑变形以保证领近建筑物的安全。根据现场勘察和工程地质水文地质情况拟采用的支护方案由:悬臂桩支护、单支点排桩支护、土钉墙支护、水泥土搅拌桩维护。水泥土搅拌桩造价低自重小挡土墙厚度大,整体性和稳定性好,施工速度快缺点挡墙占地面积大,不适宜场地狭小的工程,其强度受土层含水量和有机质含量影响大。该工程基坑位于地下水位以上可能导致水泥土桩强度达不到设计值悬臂式排桩适用于土层工程状况良好的情况,缺点是支护桩顶水平位移较大土钉墙支护位移小,一般测试位移约mm,对相邻建筑影响小,经济效益好,一般成本低于灌注桩支护,且施工快捷,设备简单,施工所需场地小通过以上比较,结合工程实际情况,基坑的东、西、南均采用土钉墙支护,北侧相临建筑物较高且对变形要求较高,需计算比较悬臂桩支护与单支点排桩支护方案确定确定主动被动土压力系数土的加权平均计算被动土压力计算指标:Blum法计算悬臂桩超载值计算开挖素填土等效为超载则土压力计算土的自立高度计算计算第一个土压力为零点求桩的插入深度对桩底取弯矩有代入上式得化简后得查Blum曲线表可得ξ=X=ξl==m则桩的插入深度t=xu==m桩长为L=th==m利用等值梁法计算单支点排桩主动土压力与被动土压力如图所示土压力为零点至坑底距离u=m由等支梁AB根据平衡方程计算支撑反力和B点剪力由等支梁BG求算板桩的入土深度则由上式求得该工程土质较差应乘以系数即t=()=m通过计算比较可知采用桩锚杆的支护形式比悬臂桩支护更为经济且位移控制更为严格。悬臂桩支护桩顶位移较大对周围建筑影响较大。在单支点锚杆支护体系下锚杆和支护体系以及周围土体是共同工作彼此协调的。根据本文采用的支护桩结构计算模型的分析发现锚杆对支护结构有明显的约束作用。加入预应力后桩体的变形和内力都发生了明显的变化受力变得均匀最大弯矩变小且桩身最大弯矩点向上移动从而可使支护构件截面减小配筋量减小既保证了支护结构的安全又节约了资金。综上所述:该工程的基坑支护方案为东西南三侧采用土钉墙支护北侧采用桩锚杆支护。单支点排桩围护的计算(采用《建筑基坑支护技术规程》JGJ)各土层土压力系数计算主动土压力系数:图地层分布计算简图被动土压力系数:计算土层水平荷载抗力标准值图土压力分布水平荷载标准值计算点位于开挖面以下时水平抗力标准值单层支点结构支点力及嵌固深度设计值计算。基坑底面以下支护结构设定弯矩零点位置至坑底距离按下式确定:图单层支点支护结构嵌固深度计算简图即支点力嵌固深度设计值取m则满足要求计算桩体最大弯矩计算坑底以上剪力为零点(图)设该点距支点距离为x则由力的平衡条件可知图EMBEDEquationDSMT计算坑底以下剪力为零点(图)设该点距支点距离为x则由力的平衡条件可知图计算开挖第一工况时(m)的弯矩(图)由此可知桩的最大弯矩为桩体可按均匀配筋即受拉区与受压区配筋相等桩间距取m,桩受弯矩标准值为则截面弯矩设计值取桩径为mm,保护层厚度mm,混凝土采用C20钢筋选用HRB335根Ф=图桩截面积得符合要求锚杆计算支点结构支点力设计值、计算桩间距为m则其中为锚固体与土层的剪切强度为土体内聚力为锚固段中点的上覆土压力为锚固段与土体的摩擦角通常。计算可得取锚杆倾角为锚杆孔径取mm圆柱形水泥压浆锚杆锚固段长度取m锚杆自由段长度按照《建筑基坑支护技术规程》JGJ规定锚杆自由段长度不应小于m则锚杆的总程度锚杆配筋计算由则取二级钢筋取锚杆整体稳定性计算锚杆配筋计算图整体稳定性计算简图通过锚固段中点与围护墙的假想支撑点连一直线再过锚固中点做竖直线交地面与一点确定土体稳定性验算的范围如(图)所示。力系验算土体自重及地面超载围护墙主动土压力合力竖直面上的土体主动土压力斜面土体的支持力方向已知大小不能确定图力多边形斜面上粘聚力做力多边形如图所示求出力多边形的平衡力即锚杆拉力则因此土层锚杆维护整体稳定性满足要求。位移计算(m法)用m法计算排桩位移可分为两部分:基坑底面以下和基坑以上部分位移。基坑底面以下部分:土压力作用下由平衡关系得:基底的水平力:弯矩:基床系数取值为:由基坑底以下深度范围内的各层土的换算平均值:第四层土m取值:由勘察报告知查表可知图第五层土m取值:由勘察报告知查表可知取排桩的计算宽度b=m当h<m时桩置于非岩石地基中查表按得:基坑底以下位移计算:基底以下位移点号h=azzABCDXz基坑以下位移挡土墙悬臂部分作为悬臂梁在集中力P作用下在任意点N产生水平位移当N点位于a范围里当N点位于b范围里=m时=m时=m时=m时=m时=m时EMBEDEquationDSMT=m时=m时=m时在梯形土压力荷载作用下各点产生的位移为:=m时=m时=m时=m时=m时=m时=m时=m时=m时锚杆和土压力对桩产生的位移与基坑底初始位移进行叠加得基坑上部桩最终位移:EMBEDEquationDSMT验算第一个工况(基坑开挖到m)悬臂桩的位移计算悬臂桩嵌固深度土压力作用下由平衡关系得:基底的水平力(图)图位移图弯矩:基床系数取值为:由基坑底以下深度范围内的各层土的换算平均值:第三层土m取值:由勘察报告知查表可知第四层土m取值:由勘察报告知查表可知图取排桩的计算宽度b=m属于弹性桩当h<m时桩置于非岩石地基中查表按得:∴基坑以下位移在梯形土压力荷载作用下各点产生的位移为:y=m时桩顶位移为:腰梁设计锚杆和排桩需要有腰梁来连接,从而增强了地下支护结构的整体稳定性腰梁应具备足够的抗弯刚度在次只验算腰梁的弯矩来保证整体结构的稳定腰梁计算简图为:(支座间距m,计算跨)图腰梁计算简图弯矩图:剪力图:由上图看出:因,即:腰梁:选土钉墙支护:土钉设计参数如下:土钉长度沿支护长度土钉内力相差较大一般为中部大上部和底部较小中部土钉起的作用大但顶部土钉对限制支护最大水平位移最为重要而底部土钉对抵抗基底滑动倾覆或失稳有重要作用。另外当支护临近极限状态时底部土钉的作用会明显加强因此将土钉取上下等长或顶部稍长底部土钉稍短是合适的非饱和土密实砂土及干硬黏土取小值。为减少变形顶部土钉长度应适当增加。非饱和土土钉长度可适当减少但不小于H饱和土由于土体抗剪能力低土钉内力因水压作用而增加设计时为宜土钉间距土钉间距为,垂直间距依土层或计算确定取土钉直径Ф~ΦⅡ级以上螺纹钢筋土钉倾角土钉垂直向下倾角一般为土钉倾角取决于注浆及钻孔工艺与土体分层特点等多种因素有关倾角越小支护变形越大注浆采用水泥素浆R水泥浆水灰比土钉面层采用mm厚混凝土面层CΦ*一次喷成()开挖坡度:()开挖深度m()土钉孔径mm()布置道土钉()土钉倾角均为°()土钉水平间距为m()基坑周边设计荷载取均布荷载q=kPa。土钉计算过程:基坑深度范围内各指标的加权平均值为:图土钉支护简图主动土压力系数各土钉处水平荷载标准值分别为:折减系数各道土钉受拉荷载标准值为:土钉抗拉承载力设计值为:查表取土钉在稳定土体内的长度为:()土钉在直线破裂面内的长度:=()土钉总长度为:取取取取配筋计算钢筋选用HRB级钢筋钢筋抗拉强度设计值土钉钢筋为:第、、、排土钉选用d=,钢筋面积满足土钉稳定性验算具体过程见下表取两个圆弧可对基坑底面以下可能滑动面用圆弧分条法进行整体稳定性验算:分条宽度为m分条计算简图如下:∴该圆弧面稳定。分条宽度为m分条计算简图如下:∴该圆弧面稳定。经济指标分析钢筋用量桩:主钢筋重量=×()××kgm=kg箍筋重量=×××m×kgm×××××m×kgm=kg冠梁:主钢筋重量=×m×kgm=kg箍筋重量=××m×kgm=kg锚杆重量=××m×kgm=kg土钉:土钉重量=×kgm=kg钢筋网片重量=×m×kgm=kg加强筋重量=m×kgm=kg钢筋费用=钢筋重量×钢筋单价=t×元t=万元混凝土土用量桩:排桩混凝土量=××××=m冠梁:混凝土体积=×××=m面层混凝土用量=××=m水泥用量锚杆孔水泥用量=×××()×=m土钉水泥用量=×××()×=m土方工程计算土方量计算:基坑下底周长m,面积坑顶周长m,面积土方量=面积×坑深机械费装载机(履覆式m)自卸汽车(t)装载机装自卸汽车运土人工费综合:元施工监测方案:现场监测的准备工作应在基坑开挖前完成从基坑开挖直至土方回填完毕均应作观测工作。在本工程深基坑施工过程中为了随时监测基坑施工及相邻建筑物的安全达到信息化施工对以下项目进行了施工监测:土锚和土钉的验收与检测为确定锚杆、土钉的极限承载力验证锚杆、土钉的设计参数施工方法和工艺的合理性检验锚固工程施工质量了解锚杆在软弱地层中工作的变形特性。在对锚杆进行基本试验的基础上还要进行现场抗拔试验为基坑开挖提供可靠的数据。本工程总共设计根锚杆取三根做抗拔试验土钉根每道土钉取五根做抗拔试验。混泥土灌注桩质量检测采用低应变动测法检测桩身完整性总桩数为根检测根。桩顶水平位移监测:为确保护坡桩的使用安全在施工阶段应特别对桩顶位移监测监测方法可采用精度为”的经纬仪直测法。水平位移观测点延其结构延伸方向布设每米布设一个观测点重点区域应适当加密测点埋设在桩顶冠梁上。临近建筑物、管线沉降变形监测:为监测基坑开挖过程中周围建筑及地面的沉降情况应建立沉降、变形观测网络。沉降观测点布设在基坑北侧邯山区实验小学教学楼上一栋建筑物上布设一个测点。测点布设在建筑物墙外侧。报警值按规范要求设置。自来水管道上布置~个观测点测点布设于管道顶部。报警值按规范要求设置。水平位移、沉降和变形观测点在布设初始建立读数监测从支护结构施工便开始。两天观测一次。当土方开挖开始时重新设定初始点在基坑开挖前期每天观测一次以后根据土方开挖进度和观测结果适当减小观测次数。观测数据应及时分析整理水平位移、沉降和变形观测项目应绘制随时间变化的关系曲线对变形的发展趋势作出评价。监测记录和监测报告应采用监测记录表格并应有监测、记录、校核人员签字。监测工作完成后由监测人员提交完整的基坑工程现场检测报告。应急方案当观测数据达到报警值时必须通报有关单位和人员采取措施。针对重点区段进行压力注浆注浆压力一般为~MPa。注浆管深度试具体情况而定。浆液采用掺水玻璃的水泥浆以加速其凝固每孔的注浆量已注满为止。在雨期施工时注意做好基坑排水工作防止基坑、坡面长时间大量积水。结束语深基坑支护方案的确定必须全面分析工程地质水文资料、周边环境和地下结构的特点从安全、造价和工期方面综合考虑进行多方案比较以确定最为合理的方案。在基坑围护设计中根据基坑条件采取多种围护方法相结合的系统是经济合理的。在护壁桩设置锚杆既可以降低桩的造价节约支护费用有可以大大减少支护结构的水平位移这对控制基坑周围建筑物的不均匀沉降、保证地下管线和道路的正常运行都是非常有必要。在软弱地层的深基坑支护与施工中监测工作是一必要的的辅助手段信息的及时反馈不仅可以提前预告异常情况的发生也可以为正常施工提供信息保证。加强基坑开挖监测做好信息化施工是围护工程能否安全、经济的关键。鸣谢光阴似箭日月如梭短短的四年转眼即逝。在这美好的四年里我自认为没有虚度时光而是身心受益。首先感谢河北工程大学给了我学习的机会再次感谢土木工程学院让我学会了勇于拼搏团结协作的土木精神。感谢指导老师的兢兢业业一丝不苟。感谢吴雄志老师在本次毕业设计中给予悉心指导同时感谢张岳文、原冬霞老师给予非常大的帮助。由于水平有限错误再所难免望老师指正。参考文献陈中汗等编著深基坑工程。北京:机械工业出版社。叶书鳞、叶观宝编著地基处理。北京:中国建筑工业出版社。徐至军、赵锡宏编著深基坑支护设计理论与技术新发展。北京:机械工业出版社。刘建航、侯学渊主编基坑工程手册。北京:中国建筑工业出版社。莫海鸿、杨小平主编基础工程。北京中国建筑工业出版社。祝龙根、刘利民编著地基基础测试新技术。北京机械工业出版社。张客恭、刘松玉主编土力学。北京中国建筑工业出版社。孙永波、孙新忠主编基坑降水工程。北京地震出版社。重庆大学、同济大学等合编土木工程施工。北京中国建筑工业出版社。东南大学、同济大学等合编混凝土结构。北京中国建筑工业出版社。《建筑地基基础设计规范》(GB)。北京中国建筑工业出版社。《岩土工程勘察规范》(GB)。北京中国建筑工业出版社。《建筑基坑支护技术规程》(JGJ)。北京中国建筑工业出版社。附件一:读书报告岩土工程测试在岩土工程中测试处于基础地位。岩土工程测试可分为原位测试和室内测试两大类。原位测试可以最大限度上减少试验前对岩土体的扰动避免了这些扰动可能带来的对试验结果的影响。室内测试能进行各种理想体条件下的控制实验在一定程度上反而更容易理论分析计算的要求。第章平板载荷试验.原位试验InSituFesting也称现场试验OnTheSpotFesting。静力触探试验动力触探平板载荷试验十字板剪切试验孔隙水压力试验大型剪切试验弹性波速测试地应力测试抽水或注水压水试验平板载荷试验PlateLoadingTest整个试验可分为承压板加荷系统反力系统测试系统。承压板:常用肋板加固的钢板足够的刚度底面平整尺寸准确圆形或方形(因为在应用弹性力学理论和计算地基沉降时应力和面积计算中只有一个未知数)()我国岩土工程勘察规范规定:对于浅层(深度<m)平板载荷试验承压板尺寸应与基础尺寸相近承压板面积不应小于m对于软土和填土不应小于m,对于深层承压板面积宜选用m或直径cm。对于均质密实的土面积可以小些对于岩石地基面积可以为m对于碎石类土承压板直径或边长应大于碎石卵石最大粒径的十倍。()浅层平板载荷试验试坑的宽度至少应等承压极边长的三倍。加荷系统a堆重加荷避免冲击荷载同步加压用前标定反力系统在堆重式加荷系统中地层提供反力a锚固式岩石地基的锚杆式(粗钢筋插入钻孔中再灌满砂浆)。碎石及土地基的锚桩式(用工程桩作锚杆)细粒土地基的地锚式。B撑壁式C平洞式观测系统荷载测试和地基变形观测。布西奈斯克弹性力学鲜土体中应力分布计算公式结合的材料常数建立半无限体表面作用集中荷载。试验方法:常规快速。a加荷系统的量值标定b观测系统的量值标定c试验地层和加荷等级及标准的选定d沉降稳定标准的选定e测力读数的计算f试坑的开挖与检查地基破坏发展过程:a弹性变形阶段b塑性变形阶段c破坏阶段地基承载力的确定:a当PS曲线上有明确的比例界限时取该比例界限所对应的荷载值作为地基承载力的标准值或特征值PS曲线上第二的拐点(陡降)对应极限承载力。b极限荷载小于对应界限值的两倍时取极限荷载的一半作为地基承载力特征值。c当PS曲线比例界限和极限荷载拐点不明显时当承压板面积为m时此时对于粘性土取Sb=所对应的荷载值砂类土承受荷载达到一定值后极限应力状态区的扩展比粘性土快的多。d同一土层参加统计的实验点不应小于三个当实验实测值的最大差值不超过其平均值的时取平均值作为土层承载力特征值。第二章十字板剪切和旁压仪试验十字板剪切试验(FieldVanShearTest)全称野外十字板剪切试验该法能够有效的在原位测定饱和软黏土的抗剪强度。在钻孔某深度的软黏土中插入规定形式和尺寸的十字板头施加扭转力矩使板头内的土体与周围土体产生相对扭剪直到土体破坏测出土体抵抗扭矩的最大弯矩然后根据力矩平衡条件推算出土体抗剪强度(摩擦角φ=时的粘聚力Cu值)。a试验在原位进行不需取试样b对无法取样和很难进行室内试验的土可以获得必要的力学指标c能更好的反映土的结构、构造等特性d试验中边界条件是实际的边界条件其影响因素:a土体的各向异性b扭转速率c插入深度对土的扰动的影响d逐渐破坏效应e剪切时排水的可能性f内摩擦角的影响g圆柱破坏面形成的假定k土体强度的触变效应。旁压试验(PressureMeterTest,PMT)实质上是一种横向载荷试验。主要有旁压器量测与输送系统加压系统三部分组成。通过旁压器量在竖直的孔内加压使旁压膜膨胀并由旁压膜将压力传给周围土体使土体产生变形直至破坏并通过测量装置测出施加的压力和土变形之间的关系绘制应力应变和体积压力曲线据此可对试验土体进行分类评估它的物理状态确定土体强度参数变形参数地基的承载力建筑物基础的沉降等。优点:a物理模型为轴对称的圆柱形孔的扩张问题b可以用来估计原位水平应力c可以用以推求水平不排水剪应力应变关系d测试方便不受地下水限制试样大扰动小。第三章锚杆和土钉测试锚杆的锚固原理:a悬吊作用原理b组合梁作用原理c挤压加固作用原理。土钉作用机理:土钉的作用是通过增加土中正应力进而梁潜在滑裂面上土的抗剪强度以及减少潜在滑裂面的下滑力来加固土体的。锚杆的荷载试验主要有基本试验验收试验蠕变试验等。试验的目的是为了确定锚杆的极限承载力验证锚杆设计参数施工方法和工艺的合理性检验锚固工程施工质量或者了解锚杆在软弱地层中工作的变形特性。土钉的荷载试验主要是现场抗拔试验其目的是验证土钉的极限抗拔强度也有一些研究者进行室内土钉抗拔试验以研究土性参数荷载水平以及土钉刚度和表面性等因素对土钉极限抗压强度的影响。加筋土挡土结构有筋材填土和面板组成结构形式有条带式和包裹式两种。条带式结构一般是将高强度、高模量的加筋条带在填土中按一定间距排列其一端与结构边侧的面板联结另一端则埋设于填土之中包裹式采用扁丝机织土工织物在土内满铺在铺设的每一层织物上填土压实将外端部织物卷回一定长度后在将其上铺放另一层织物每一层填土厚常为m,按前法填土压实逐层增高。筋材与土体的摩擦特性是加筋土的重要性质在工程应用中通常通过室内摩擦(剪切)实验抗拔试验或现场组尺寸试验测定加筋土的摩擦特性前者主要应用于土与筋材界面强度验算后者主要应用与确定土中筋材的抗拔强度。第四章岩土的渗流性及注浆加固地下水在岩土孔隙中的运动称渗流发生渗流的区域称为渗流场观测井就是敞开的井或称测压井取水样进行测试。孔隙水压力对土或岩石体中的应力状态应力参数变形及稳定性等都有很大影响。岩土的透水性不同测试的技术和方法也有所不同敞开式测压井封闭式测压计。渗透性及压水试验根据渗透系数或单位吸水量再来判断岩土材料的渗透特性土力学渗透系数试验:常水头法、变水头法、现场测定渗透系数、现场井孔抽水试验或井水注水试验。压水试验:在水文地质领域在地下水以下通过抽水试验测水文地质参数在地下水位以上通过注水或回灌试验测水文地质参数控制地面沉降在深层裂隙岩体中为测定封堵裂隙的情况和效果需要用压水试验评价岩层或体的渗透性它是靠水柱自重或泵压力将水压入钻孔内岩壁周围裂隙中并以一定条件下单位时间内的吸水量多少来表示岩层的渗透性。其目的:a了解岩层的透水性要测定渗透系数b了解岩体中裂隙的大小、分布、连通情况及是否有填充等。其方法有a由上向下分段压水法b由下而上分段压水法c综合压水法。压水试验的最终目的是为了灌浆可以分为水工坝体的帷幕灌浆固结灌浆还有在界面上的接触灌浆地基、基础、围岩、破碎带灌浆裂隙、断层、洞穴灌浆等。第五章静力触探试验静力触探试验英文缩写CPT(conepenetrationtest)是用千斤顶或落锤将一根细长的金属杆压入或打入地下用以测定任意深度处金属杆的贯入阻力。加压装置a全液压传动静力触探车b齿轮机械式静力触探车c手摇轻便静力触探反力装置a利用地锚作反力b用重物作反力c利用车辆自重作反力探杆探头a单桥探头:所测阻力包括锥尖总阻力和侧壁摩总阻力在内的总贯阻力b双桥探头:可分别测出锥尖总阻力和侧壁总阻力c孔隙水压探头同时测定锥尖阻力、侧壁摩阻力和孔隙水压力d其他探头:双量程探头、无电缆记忆探头、音响探头、侧应力探头、振动探头。静力触探试验过程及技术a探头的密封和贯入密封方法有包裹法、填塞法、充填法等。国内常用的密封防水办法是在探头的螺纹接头处涂一层高分子液态橡胶然后将螺纹上紧。B探头的标定c探头的贯入速度。静力触探的力学机理:刚塑性理论、空洞扩张理论、维西克混合理论Grenble理论、压缩机理论、Ohde理论。静力触探结果的工程应用a划分土的类别b按比贯入阻力划分硅砂的相对密度、确定饱和粘性土液性指数、天然重度、换算土的物理力学指标c按探头锥尖阻力确定砂类土的内摩擦角d确定土压缩模量、变形模量e推算地基承载力特征值。第六章动力触探试验动力初触探试验的主要机具:a动力设备主要为柴油机、汽油机、电动机等b承重架c提升设备如卷扬机、变速器等d起拔设备国内采用振动起拔这样做不损坏部件。影响动力触探仪精度的因素:a人为因素:落锤高度控制和锤击方法、量测读数精度、触探孔垂直度、探杆长度b设备本身的影响因素:穿心锤的形状质量、探头的形状和尺寸、导向锤座的构造及尺寸c土质与工程环境:土的性质、触探深度、地下水的影响。各类型动力触探的适用范围及试验方法①轻型动力触探:这种设备适用于深度小于m的一般粘性土、粘性填土和分、细砂地层提供浅基础下的地基承载力检验地籍图的夯实程度检验建筑物基坑开挖后基底是否存在软弱下卧层。这种设备主要有圆锥头、触探杆、穿心锤及锤垫组成。试验时先用轻便钻具钻至试验土层标高然后对土层进行连续触探使穿心锤自由下落将触探杆竖直打入土层中记录每打入cm的锤击数记录N(锤重kg、落锤距离cm)。②中型动力触探:这类设备适用于一般粘性土、粉土。该设备有触探头、触探杆、穿心锤等组成。落锤重kg,落锤距离cm。该设备试验时每一触探孔应连续贯入直至预定深度不宜中断。贯入时应记录贯入深度(通常m或更深)一阵击(可取连续击)的锤击数及相应的贯入量。③重型动力触探:这种设备适用于砂类或碎石类土。该种设备也有触探头、触探杆、穿心锤等组成。落锤重kg,落锤距离cm,这种设备的探测深度可达m或更深。用该设备进行触探试验时贯入前触探架要安装平稳保持触探孔垂直穿心锤应自由下落并连续贯入约击min左右。应记录一阵击的锤击数及相应的贯入度并按ks算得每贯入cm的击数并对其修正修正分三个方面一是触探孔壁摩擦效应修正但在松砂和砾石中一般不考虑孔壁摩擦效应二是触探杆长度校正三是地下水影响校正。④超重型动力触探应用如遇密实地层重锤贯入cm,锤击数大于击此时应改为超重型动力触探仪。如箱、筏基础下的密实卵石地层又如深桩基工程中的密实或硬地层都应用特重型动力触探仪。标准贯入试验标准贯入试验设备主要由标准贯入器(探头)、触探杆、穿心锤等组成。穿心锤重kg,下落高度cm贯入器内径mm,外径mm,全长为mm触探杆外径mm(孔深大于m时用外径mm的探头)。最大贯入试验深度m左右或可更深。标准贯入试验的力学机理:动力作用理论、用极限平衡理论进行研究、用波动理论进行研究。轻型、中型、重型动力触探试验确定各类土的承载力标准灌入试验结果N的工程应用:确定砂土、粘性土承载力N与土的比例界限、压缩模量、桩基承载力关系。N用于评价饱和砂土、粉土的地震地层液化判断。第七章软岩及土的流变试验软岩的基本特征是强度低孔隙率高重度小渗水、吸水性好易风化易崩解具有显著的膨胀性和明显的时效性。作为工程材料其稳定性差。由于岩体开挖后出现持续变形对英语不稳定岩石包括泥质夹层节理弱面等往往有流变性、粘弹性、粘弹塑性等。流变性又称粘性是指物体受力变形过程与时间有关的变形性质。软岩流变的一个重要特征是其强度随时间的延长而降低。软岩的流变性包括弹性后效、流动、结构面的闭合和滑移变形。弹性后效是一种延迟发生的弹性变形和弹性恢复。流动又可分为粘性流动和塑性流动它是一种随时间延续而发生的塑性变形(永久变形)其中粘性流动是指在较小力作用下发生的塑性变形塑性流动是指外力到达屈服极限值后才开始发生的塑性变形。闭合和滑移是岩体中结构面的压缩变形和结构面间的错动也属塑性变形。软岩的流变力学特征主要包

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