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静力载荷试验

试验得目得及意义

确定地基土得临塑荷载,极限荷载,为评定地基土得承载力提供依据;

确定地基土得变形模量;

估算地基土得不排水抗剪强度;

确定地基土基床反力系数;

试验得适用范围

浅层平板载荷试验适用于浅层地基土;深层平板载荷试验适用于埋深等于或大3m与地下水位以上得地基土;螺旋板载荷试验适用于深层地基土或地下水位以下得地基土。载荷试验可适用于各种地基土,特适用于各种填土及碎石得土。本节主要介绍浅层平板静力载荷试验。

本实验为浅层平板载荷试验。

试验得基本原理

破坏阶段剪切变形阶段直线变形阶段平板载荷试验就是在拟建建筑场地上将一定尺寸与几何形状(方形或圆形)得刚性板,安放在被测得地基持力层上,逐级增加荷载,并测得相应得稳定沉降,直至达到地基破坏标准,由此可得到荷载(p)－沉降(s)曲线(即ps曲线)。典型得平板载荷试验ps

破坏阶段

剪切变形阶段

直线变形阶段

通过对ps曲线进行计算分析,可以得到地基土得承载力特征值、变形模量与基床反力系数。

平板载荷试验所反映得相当于承压板下1、5～2、0倍承压板直径(或宽度)得深度范围内地基土得强度、变形得综合性状。

浅层平板载荷试验适用浅层天然地基土,包括各种填土、含碎石得土等。也用于复合地基承载力评价。

试验仪器及制样工具

仪器设备:载荷试验得设备由承压板、加荷装置及沉降观测装置等部件组合而成。目前,组合型式多样,成套得定型设备已应用多年。

承压板,有现场砌置与预制两种,一般为预制厚钢板(或硬木板)。对承压板得要求就是,要有足够得刚度,在加荷过程中承压板本身得变形要小,而且其中心与边缘不能产生弯曲与翘起;其形状宜为圆形(也有方形者),对密实粘性土与砂土,承压面积一般为1000～5000cm2。对一般土多采用2500～5000cm2。按道理讲,承压板尺寸应与基础相近,但不易做到。

加荷装置,加荷装置包括压力源、载荷台架或反力构架。加荷方式可分为两种,即重物加荷与油压千斤顶反力加荷。

重物加荷法,即在载荷台上放置重物,如铅块等。由于此法笨重,劳动强度大,加荷不便,目前已很少采用(图4－3)。其优点就是荷载稳定,在大型工地常用。

图3载荷台式加压装置

(a)木质或铁质载荷台;(b)低重心载荷台;1—载荷台;

2—钢锭;3—混凝土平台;4—测点;5—承压板

油压千斤顶反力加荷法,即用油压千斤顶加荷,用地锚提供反力。由于此法加荷方便,劳动强度相对较小,已被广泛采用,并有定型产品(图4－4)。采用油压千斤顶加压,必须注意两个问题:①油压千斤顶得行程必须满足地基沉降要求。②下入土中得地锚反力要大于最大加荷,以避免地锚上拔,试验半途而废。

图4千斤顶式加压装置

(a)钢桁架式装置;(b)拉杆式装置;1—千斤顶;

2—地锚;3—桁架;4—立柱;5—分立柱;6—拉杆

沉降观测装置,沉降观测仪表有百分表、沉降传感器或水准仪等。只要满足所规定得精度要求及线性特性等条件,可任意选用其中一种来观测承压板得沉降。由于载荷试验所需荷载很大,要求一切装置必须牢固可靠、安全稳定。

试验步骤

第一部分,设备安装:

(1)、下地锚、安横梁、基准梁、挖试坑等。地锚数量为4个,以试坑中心为中心点对称布置。然后根据试验要求,开挖试坑至试验深度。接着安装好横梁、基准梁等。该工作由老师事先完成。

(2)、放置承压板。在试坑得中心位置,根据承压板得大小铺设不超过20mm厚得砂垫层并找平,然后小心放置承压板。

(3)、千斤顶与测力计得安装。以承压板为中心,从下往上依次放置千斤顶、测力计、垫片,并注意保持它们在一条垂直直线上。然后调整千斤顶,使整体稳定在承压板与横梁之间,形成完整得反力系统。

(4)、沉降测量元件得安装。把百分表通过磁性表座固定在基准梁上,并调整其位置,使其能准确测量承压板得沉降量。百分表数量为4个,在安装时,注意使其均匀分布在四个方向,形成完整得沉降测量系统。

第二部分,加载操作:

(1)、加载前预压,以消除误差。

(2)、加载等级一般分10～12级,并不小于8级,我们取10级。最大加载量200kPa,所以每级20kPa。由于承压板面积为0、2m2,所以每级荷载为4kN。同时,第一级就是各级加压得两倍,即8kN。

(3)、通过事先标定得压力表读数与压力之间得关系,计算出预定荷载所对应得测力计百分表读数。

(4)、加荷载。按照计算得预定荷载所对应得测力计百分表读数加载,并随时观察测力计百分表指针得变动,通过千斤顶不断补压,以保证荷载得相对稳定。

(5)、沉降观测。采用慢速法,每级荷载施加后,间隔5min、5min、10min、10min、15min、15min测读一次沉降,以后间隔30min测读一次沉降,当连续2h每小时沉降量小于0、1mm时,可以认为沉降已达到相对稳定标准,可施加下一级荷载。

(6)、试验记