墩基礎(chǔ)試驗(yàn)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(yīng)用多年，并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。墩基礎(chǔ)適用于七層以下砌體結(jié)構(gòu)建筑，當(dāng)場(chǎng)地地質(zhì)條件上部埋深3.0m左右有較好的穩(wěn)定土層時(shí)，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(yàn)工作包括:砂土、碎石土地基單墩豎向承載力靜載試驗(yàn)28組;粉土、粘性土地基單墩豎向承載力靜載試驗(yàn)23組，深層載荷板試驗(yàn)4組，墩底不同形狀對(duì)比試驗(yàn)4組;單墩水平承載力試驗(yàn)15組;墩底反力測(cè)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(yàn)9組;墩端持力層輕型動(dòng)力觸探試驗(yàn)與載荷試驗(yàn)對(duì)比68組。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出了豎向、水平單墩承載力經(jīng)驗(yàn)公式;分析了其影響因素;研究了墩底應(yīng)力分布規(guī)律;提出了墩基礎(chǔ)變形對(duì)承載力影響，并且做了理論推導(dǎo);根據(jù)結(jié)果與工程應(yīng)用，提出了墩基礎(chǔ)檢測(cè)的實(shí)施方法和技術(shù)要求。對(duì)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(shí)度影響，并同墩的控制沉降量大小有關(guān)。試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)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(yīng)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(duì)

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(yàn)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(wú)軸向力時(shí)可提高50％左右。
　　在豎向荷載作用下，基底接觸應(yīng)力實(shí)測(cè)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(yīng)力分布仍呈馬鞍形，但表現(xiàn)為偏轉(zhuǎn)時(shí)的受力支撐點(diǎn)應(yīng)力最大，中心點(diǎn)次之，邊緣的另一端應(yīng)力最小;當(dāng)荷載加至破壞（H0=Hu）時(shí)，應(yīng)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(yàn)結(jié)果，單墩承載力特征值（Ra）對(duì)應(yīng)的沉降量:持力層為砂土、碎石土?xí)r，s=10～20mm;持力層為粉土、粘性

6、土?xí)r，s=3～5 mm。由此可見，即使按最不利條件進(jìn)行墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，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(jì)可不進(jìn)行變形驗(yàn)算。
　　墩基礎(chǔ)檢測(cè)內(nèi)容包括持力層、墩身完整性和單墩承載力檢測(cè)，一般情況可不做單墩承載力靜載試驗(yàn)。最為關(guān)鍵的是持力層質(zhì)量控制:對(duì)于粘性土、粉土、砂土及碎石土，可采用動(dòng)力觸探試驗(yàn)確定地基強(qiáng)度;對(duì)于基巖，可采樣做點(diǎn)荷載試驗(yàn)或單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。通過(guò)大量現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比試驗(yàn)，得出動(dòng)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(guò)程中必經(jīng)嚴(yán)格把關(guān)，確保達(dá)到設(shè)計(jì)要求。粘性土地基淺基礎(chǔ)承載力試驗(yàn)表明，中壓縮性粉質(zhì)粘土地基淺層平板載荷試驗(yàn)結(jié)果:當(dāng)壓板寬度b＜0.7m時(shí)，不同尺寸壓板的承載力接近;當(dāng)0.7m≤b≤3.0m時(shí)，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(jì)規(guī)范截然不同。
　　基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，地基承載力基礎(chǔ)尺寸效應(yīng)要視地基土的壓縮性、上部荷載的差異性、基礎(chǔ)寬度的變