岩土工程勘察知识讲义.doc

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1、培训文件岩土工程勘察知识讲义岩土工程勘察知识讲义上海汇谷岩土工程技术有限公司2013-4-2一、岩土工程勘察概述岩土工程勘察是根据建设工程的要求，查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件，编制勘察文件的活动。各项建设工程在设计和施工之前必须按基本建设程序进行岩土工程勘察。它是基本建设的首要环节。勘察工作，包括了解当地勘察、测试资料及建筑经验，并积极运用原位测试方法，查明场地工程地质条件及不良地质条件，对拟建场地的岩土工程特性作出符合实际的分析与评价，提交资料完整可靠、评价正确、建议合理的勘察成果文件。随着我国经济的迅速发展，工程勘察由原来的地质勘查转为了岩土工程勘察机制，需要对工

2、程中存在的相关问题给予全方位的指导并提供具体的解决方案。而岩土工程勘察技术的发展为岩土勘察的质量提供着可靠的保证。二、土的工程分类、土的定名岩土工程勘察的本质还是地质问题，而工程地质的问题往往是微观问题：即弄清土力学和岩体力学。 2.1岩石的工程分类岩石分类法 2.2土的工程分类土分类法2.3土的定名粗粒土一般按粒度（颗粒级配）分类命名，粘性土按塑性指数分类，特殊土按其特定的工程性质分类。（1）按颗粒分析粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量50%的土，应定名为碎石土，可进一步细分如下碎石土分类土的名称颗粒形状颗粒级配漂石圆形及亚圆形为主粒径大于200mm的颗粒质量超过总质量的50%块石棱角形为主

3、卵石圆形及亚圆形为主粒径大于20mm的颗粒质量超过总质量的50%砾石棱角形为主圆砾圆形及亚圆形为主粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量的50%角砾棱角形为主粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量的50%，粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的土，应定名为砂土，并可进一步细分：砂土分类土的名称颗粒级配砾砂粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量的25%50%粗砂粒径大于0.5mm的颗粒质量超过总质量的50%中砂粒径大于0.25mm的颗粒质量超过总质量的50%细砂粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的85%粉砂粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的50%备注：定名时应根据颗粒级配由大

4、到小以最先符合者确定。粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%，且塑性指数等于或小于10的土，定名为粉土。（2）按液塑限定名塑性指数大于10的土应定名为粘性土。粘性土应根据塑性指数分为粉质粘土和粘土：（3）除按颗粒级配或塑性指数定名外，土的综合定名应符合下列规定：a.对特殊成因和年代的土类应结合其成因和年代特征定名；b.对特殊性土，应结合颗粒级配或塑性指数定名；c.对混合土，应冠以主要含有的土类定名；d.对同一土层中相间呈韵律沉积，当薄层与厚层的厚度比大于1/3时，宜定为“互层”；厚度比为1/101/3时，宜定为“夹层”；夹层厚度比小于1/10的土层，且多次出现时，宜定为“夹薄层”

5、。e.当土层厚度大于0.5m时，宜单独分层。（4）特殊土：特殊地理环境或人为条件形成的特殊性质的土。特殊土备注：a. 黄土：主要分布在我国陕西、甘肃、山西大部分地区，工程特点是具备湿陷性（未受水浸，一般强度较高、压缩性较小。受水浸湿，使土的结构迅速破坏而发生显著的附加下沉，其强度也随着迅速降低）。b. 膨胀土：主要矿物成分是蒙脱石，分布在广西、云南、河南、湖北、四川、陕西、河北、安徽、江苏等地，工程特点是遇水膨胀、失水收缩。c. 多年冻土：又称永久冻土，指的是持续三年或三年以上的冻结不融的土层。主要分布在高纬度或高海拔地区，如大小兴安岭、青藏高原大部、新疆阿尔泰山及天山地区。工程特点是冻土上限

6、内的冻融效应（冬冻夏融）。d. 红粘土：红粘土的矿物成分以高岭土和伊利石、绿泥石为主，红粘土没有湿陷性，但是其在暴露地表时容易龟裂，成为破碎颗粒。岩性条件为碳酸盐系。e. 混合土：粗颗粒土与细颗粒土混杂的土，混合土的成因一般有冲积、洪积、坡积、冰碛、崩塌堆积、残积等。f. 盐渍土：盐土和碱土以及各种盐化、碱化土壤。主要分布在新疆、青海、甘肃及沿海地区。软土包括淤泥、淤泥质粘土和淤泥粉土。上海地区为软土地区，上海主要涉及到淤泥、淤泥质粘土。 （含水量大于液限，孔隙比大于1.5） 淤泥质土 （含水量大于液限，孔隙比大于1.0）软土具有含水量高、压缩性大、渗透性小和强度低的特性。三、土的物质组成和结

7、构土力学是研究土的物质组成及结构，研究土的物理性质、力学性质、水理性质的一门学科。3.1土是三相体固相（土颗粒）液相（土中水）气相（土中空气）。土的结构、构造：单粒结构、蜂窝结构、絮状结构；土的层状构造、分散构造、结构状构造、裂隙状构造。3.2土的三相比例指标土的三相比例指标：反映三相组成间数量关系的指标称为三相比例指标。它是评价土体工程性质的基本参数。3.2.1土的三项基本物理指标所谓基本指标即可用土工实验的方法直接测出来的指标。1. 土的含水量：土中水的质量与固体颗粒质量的比值。 （无量纲）试验测定方法：烘干法2. 密度：单位体积土的质量 （kg/m3）重力密度：单位体积土的重量 （kN/

8、m3）试验测定方法：环刀法等。3. 土粒相对密度ds：土颗粒重量与同体积4C时纯水的重量比。俗称土的比重。 （无量纲）试验测定方法：比重瓶煮沸法。3.2.2土的六个导出指标1. 干密度：土的固体颗粒质量与总体积之比 （kg/m3）2. 饱和密度：土中孔隙完全被水充满时，单位体积质量 （kg/m3）3. 有效密度：地下水位以下，土体受浮力作用时，单位体积的质量（kg/m3）4. 孔隙比e：土中孔隙体积与土颗粒体积之比 （无量纲）5. 孔隙率n：土中孔隙体积与土总体积之比 （无量纲）6. 饱和度sr：土中所含水分的体积与孔隙体积之比，反映了水在空隙中充满的程度 （无量纲）四、土的物理、力学、水理参

9、数及其在工程中的应用4.1 土的物理特性指标4.1.1粘性土的物理特性指标1. 粘性土从一种状态转变到另一种状态，含水量应有一个分界值，我们称其为界限含水量，分别称为液限、塑限和缩限。液限WL：粘性土从可塑状态转变到流塑状态时含水量的分界值，称为粘性土的液限。塑限Wp：粘性土从可塑状态转变到半固体状态时含水量的分界值，称为粘性土的塑限。缩限Ws：从半固体状态转变到固体状态时含水量的分界值，称为粘性土的缩限。2. 塑性指数和液性指数（1）塑性指数Ip粘性土液、塑限差值（去掉百分号）称为粘性土的塑性指数，记为Ip。Ip=WLWp。塑性指数反映的是粘性土处于可塑状态时含水量的变化范围；工程上，用塑性

10、指数Ip对粘性土进行工程分类。Ip17为粘土、10Ip17粉质粘土。（2）液性指数IL粘性土的天然含水量与塑限的差值和塑性指数之比，记为IL。稠度指标，反映粘性土的软、硬程度。即3. 根据液性指数确定粘性土的状态据国标，根据IL值的大小，将粘性土的软硬状态分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑状态。粘性土状态分类液性指数状态IL0坚硬0IL0.25硬塑0.25IL0.75可塑0.75IL1软塑1IL流塑4.1.2无粘性土的物理特性指标粘土颗粒间有粘聚力，呈团聚状态；砂土则不然，颗粒间基本上无联结，其颗粒排列的紧密程度直接决定了它的承载能力。1. 密实度指土颗粒的密实程度，砂土的密实程度决定了砂土的承

11、载能力。砂土的密实度应根据标准贯入试验锤击数实测值N划分为密实、中密、稍密和松散。粉土的密实度应根据孔隙比e划分为密实、中密和稍密。砂土密实度分类标准贯入击数N密实度标准贯入击数N密实度N10松散15N30中密1030密实粉土密实度分类孔隙比e密实度e0.90稍密注：当有经验时，也可用原位测试或其他方法划分粉土的密实度。2. 孔隙比是反映土体密实程度的一个指标，但土体孔隙比的值与土的粒径组成有关。3. 砂土的相对密度Dr天然状态下，其孔隙比设为e，则该砂土在天然状态下的密实程度可以用天然孔隙比在最大emax、最小孔隙比emin之间的相对位置来表示，即相对密度Dr：当e=emax，Dr=0时；表

12、示土体处于最疏松状态；当e=emin，Dr=1.0；表示土样处于最紧密状态。一般情况下，可以用相对密度Dr的值对砂土的密实程度进行划分：0Dr1/3 松散1/3Dr2/3 中密2/3Dr1.0 密实。4.2土的力学性质土的力学性质包括土的压缩性，土的抗剪强度。4.2.1土的压缩性1. 两个基本概念压缩性：土在压力作用下体积缩小的特性内因：本身的压缩性 外因：建筑物荷载作用 固结：土在外力作用下，压缩随时间增长的过程对于饱和黏性土，固结问题很重要2. 土的四个压缩性指标（1）压缩系数a=e1-e2p1-p2（MPa-1）压缩系数是评价地基土压缩性高低的重要指标之一，它不是一个常数，与所取的起始压

13、力P1有关，也与压力变化范围P=P2P1有关。工程实际中，通常采用以压力间隔由P1=100kPa增加到P2=200kPa时所得的压缩系数a1-2来评价压缩性的高低。a1-20.1MPa-1时 低压缩性0.1MPa-1a1-20.5MPa-1 中压缩性0.5MPa-1a1-2 高压缩性（2）压缩模量土体在完全侧限条件下，竖向附加应力z与相应的应变增量z之比，用Es表示。Es=1+e1a（MPa）压缩模量Es与压缩系数a1-2成反比，a1-2愈大，Es就愈小，土的压缩性愈差。（3）压缩指数Cc=e1-e2lgp2-lgp1=e1-e2lgp2p1Cc0.4时， 为高压缩性土。（4）变形模量土体在无

14、侧限条件下单轴受压时的应力与应变之比，用E0表示。可以用平板载荷实验确定。E0=1-2p1bs1注意：变形模量E0与压缩模量Es与其他的建筑材料的弹性模量不同，都包含了相当部分的不可恢复的残余变形；同时，E0=Es，可查表。变形模量与压缩模量之间的关系：压缩模量Es：土在完全侧限条件下，竖向正应力与相应的变形稳定情况下的竖向应变的比值。变形模量E0：土在无侧限条件下，竖向正应力与相应的变形稳定情况下的竖向应变的比值。4.2.2土的抗剪强度土的抗剪强度：土体抵抗由于荷载作用产生的土颗粒间相互滑动而导致土体破坏的极限能力，也就是指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。土的抗剪强度的测定：室内

15、试验包括直剪试验，三轴试验（包括无侧限试验）；野外试验包括十字板试验，旁压试验等。4.2.2.1室内抗剪强度试验1. 直剪试验通过控制剪切速率近似模拟排水条件（1）试验方法固结慢剪：施加正应力-充分固结，剪切速率很慢，10-3cm/s）的土，例如砂土。2）（室内）变水头试验：整个试验过程水头随时间变化。适用于透水性差、渗透系数小的粘性土。3）（室外）现场抽水试验单一土层可以取样在室内测定，实际上土体都是成层的。因室内测定结果往往很难代表现场实际情况，这时，需采用现场测试方法确定k值。4.3.3影响渗透性的因素1）土粒大小与级配细粒含量愈多，土的渗透性愈小，例如砂土中粉粒及粘粒含量愈多时，砂土的

16、渗透系数就会大大减小。2）土的密实度同种土在不同的密实状态下具有不同的渗透系数，土的密实度增大，孔隙比降低，土的渗透性也减小。3）水的动力粘滞系数动力粘滞系数随水温发生明显的变化。水温愈高，水的动力粘滞系数愈小，土的渗透系数则愈大。4）土中封闭气体含量土中封闭气体阻塞渗流通道，使土的渗透系数降低。封闭气体含量愈多，土的渗透性愈小。4.3.4其他概念动水力渗透力、渗流力水流作用在单位体积土体中土颗粒上的力GP 渗透变形土工建筑物及地基由于渗流作用而出现的变形或破坏。基本类型：流砂与管涌。流砂：在向上的渗透作用下，表层局部土体颗粒同时发生悬浮移动的现象。管涌：在渗流作用下，一定级配的无粘性土中的细

17、小颗粒，通过较大颗粒所形成的孔隙发生移动，最终在土中形成与地表贯通的管道。五、上海地貌地层分布5.1地貌分布上海位于长江三角洲东南前缘，按地貌形态、时代成因、沉积环境和组成物质等方面的差异，上海境内可分为五大地貌类型：1. 滨海平原位于顾路、合庆、蔡路、江镇、盐仓、大团一线以西，奉城、柘林、漕泾一线以北地区，上海市区位于其中，地势平坦。2. 湖沼平原位于太仓、外冈、华新、徐泾、马桥、庄行、漕泾一线以西地区，地势低平，湖沼洼塘密布。根据暗绿色硬土层分布特点分为-1和-2两个亚区。3. 河口、砂嘴、砂岛位于顾路、合庆、蔡路、江镇、盐仓、大团一线以东，奉城、柘林、漕泾、金山卫一线以南的沿海陆域地区及

18、崇明、长兴、横沙等岛屿，地势略有高差。4. 潮坪地带位于东南部沿江、沿海地区，俗称“潮间带”，其范围逐渐向水域伸展。5. 剥蚀残丘位于西南部松江、青浦以及金山的孤丘或岛屿，海拔23.2m99.8m。详见下页附图5.2各地貌地层分布特点上海地区除少数剥蚀残丘有基岩露头外，覆盖了巨厚的第四系松散沉积物，基岩埋深由西南向东北方向趋深，市区一般为200m300m。5.2.1滨海平原地基土的层次及主要特征1. 第3层新近沉积土（俗称“江滩土”）在上海常规填土层（第1层素（杂）填土、第2层浜填土）之下，在黄浦江沿岸地表下2m15m深度范围内有分布第3层新近沉积土。该层土性以粘质粉土或砂质粉土为主。2. 第

19、层粘性土、粉性土俗称“硬壳层”（第1、2层）、第3层粉性土第层粘性土自上而下逐渐变软，可分为第1、2层；第3层粉性土，分布在受吴淞江等故河道影响区域，分布在地表下2m20m深度范围内。3. 第、层淤泥质粘性土在3m20m深度范围内普遍分布的，局部地有粉性土或粉砂夹层。4. 第层粘性土在上海地区，因古河道切割，厚度、土性变化较大。局部地段沉积了第2层粉性土、粉砂、第3层粘性土、4层次生灰绿色硬土层。5. 第层硬土层暗绿草黄色，是划分晚更新世（Q3）和全新世（Q4）的标志层。6. 第层粉性土、粉砂层在古河道切割区域，第层、第层层顶埋深起伏大。7. 第层粘性土夹粉砂层上部为第1层粘性土，下部为第2层

20、粘性土夹薄层粉砂，呈“千层饼”状。8. 第层粉细砂层局部夹中粗砂，含砾。5.2.2湖沼平原-1区地基土的主要特征与滨海平原地基土的区别如下：1. 浅层局部分布薄层有机质土或泥炭质土在深度0.5m3m 范围内，土性特殊，水平向变化大。2. 第层埋藏深度及土性变化大第层可分为4个亚层。第1层硬土层，层顶埋深约4m15m；第2层粉性土、砂土层；第3层灰色软粘性土层；第4层硬土层，部分地区在20m30m深度范围内分布。3. 第层粉性土、砂土层不同区域土性和厚度差异大； 4. 第层粘性土夹粉砂层 局部区域底部有灰绿兰灰色硬土层分布； 5.2.3河口、砂嘴、砂岛地基土的的主要特征由挟带大量泥沙下泄的长江径

21、流与涨潮流汇合在长江口形成。与滨海平原地基土的区别如下：1. 在深度20m以浅范围内粉性土、粉砂发育；2. 崇明、长兴、横沙三岛均处于古长江区域，相应沉积了厚度较大的第层粘性土，局部区域沉积了第2层粉性土、粉砂；第层粉性土及砂土埋藏深度较大，局部缺失。5.2.4潮坪地带地基土的的主要特征受潮流的作用，浅部分布有新近沉积的粉性土，下部土层与其相接的河口、砂嘴、砂岛区一致。5.2.5剥蚀残丘地基土的的主要特征剥蚀残丘系中生界燕山期火山喷发所形成。岩性主要为上侏罗统中酸性火山熔岩和火山碎屑岩。六、液化判别与单桩承载力折减6.1液化判别所谓砂土液化，是指饱和砂土或粉土在地震力作用下，砂土或粉土在受到强

22、烈振动后，土粒处于悬浮状态，致使土体失去强度而造成地基失效的现象。根据上海规范：抗震设防烈度为7度的建筑场地，当地面以下20m深度范围内存在饱和砂土或砂质粉土时，应判定该土层地震液化的可能性，并确定整个地基的液化等级。当抗震设防烈度为6度时，除甲类建筑和对液化沉降敏感的乙类建筑物外，可不考虑液化影响。现在上海地区，除了金山一部分地区，崇明一部分地区外，一般均为7度。1. 进行地基液化判别时，一般先进行初判根据上海规范，符合下列条件的，可初判为不液化：1）晚更新世（Q3）及其以前地层；2）土中粘粒含量百分率大于或等于10；3）砂质粉土或砂土与粘性土互层时；4）砂质粉土或砂土在场地内平均厚度不足1

23、m；5）天然地基上覆非液化土层厚度超过液化土特征深度d0，砂质粉土为6m，砂土为7m（其中应扣除淤泥及淤泥质土层厚度）。2. 当初步判别认为需进一步进行液化判别时当采用标准贯入试验判别，采用泥浆护壁钻进，试验点间距宜1.0m1.5m，并应留样做颗粒分析试验。（1）应根据标准贯入试验或静力触探试验成果，进行土层液化可能性的判别，并确定液化强度比和各液化土层的埋深及厚度。当实测标准贯入击数N（未经杆长修正 ）小于临界标准贯入击数Ncr时，应判为可液化土。在地面下20m深度范围内，液化判别标准贯入击数临界值可按下式计算： Ncr=No【ln（0.6ds+1.5）-0.1dw】式中：Ncr液化判别标准

24、贯入锤击数临界值； No液化判别标准贯入锤击数基准值，取7击； 调整系数，取0.80； ds标准贯入试验点深度（m）； dw地下水位埋深（m）； c粘粒含量百分率，当小于3取3。（2）对于存在可液化土层的地基，应逐点计算液化强度比Fle，计算每个钻孔的液化指数Ile，并按下表综合划分地基液化等级。液化强度比Fle=N/Ncr 液化指数Ile（1-Flei）diWi式中：n在判别深度范围内每一个钻孔标准贯人试验点的总数；Ni、Ncri分别为i点标准贯人锤击数的实测值和临界值； Dii点所代表的土层厚度（m）； Wii土层单位土层厚度的层位影响权函数值（单位为m-1）。液化等级液化等级轻微中等严重

25、液化指数IlE0Ile66Ile18Ile18（3）评价地基液化等级时：在同一地质单元内，各孔判别结果不一致时，可按多数孔的判别结果或以各孔液化指数的平均值确定；当建设场地涉及不同地质单元时，应分区评价。6.2单桩承载力折减根据抗震规范，存在液化土层的低承台桩基：当桩承台底面上、下分别有厚度不小于1.5m、1.0m的非液化土层或非软弱土层时，液化土的桩周摩阻力及桩水平抗力均应乘以下表的折减系数。土层液化影响折减系数实际标贯锤击数临界标贯锤击数深度d0（m）折减系数0.6d010010d201/30.60.8d0101/310d0202/30.81.0d0102/310d0201七、单桩承载力的

26、计算确定根据上海勘察规范，桩基的单桩承载力应结合地区工程经验，根据桩型、规格，结合静力触探等原位测试进行估算，并参照地质条件类似的试桩资料综合确定。对重要的大型桩基工程或场地地质条件较复杂时，宜通过现场单桩静载荷试验确定。7.1静力触探法1. 采用静力触探资料，用下式估算单桩承载力设计值Rd单桩竖向承载力设计值（kN）Rpk桩端极限阻力标准值（kN）;Rsk桩侧总极限摩阻力标准值（kN）。s总侧摩阻力的分项系数p桩端阻力的分项系数fsi用静探比贯入阻力估算的桩周各土层的极限摩阻力标准值（kPa）psb桩端附近的静力触探比贯入阻力平均值（kPa）b桩端阻力修正系数 2. 用静力触探估算桩端极限端

27、阻力当时 当时 桩端全截面以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值；桩端全截面以下4倍桩径范围内的比贯入阻力平均值。折减系数。用静力触探估算桩侧极限摩阻力 a.地表下6m范围内的浅层土，可取fs=15kPab.粘性土 当ps1000kPa时，fs=ps/20当ps1000kPa时，fs=0.025ps+25c.粉性土及砂土：fs=ps/50ps桩身所穿越土层的比贯入阻力平均值3. 用静力触探资料估算的桩端极限阻力值不宜超过8000kPa，桩侧极限摩阻力值不宜超过100kPa。对于比贯入阻力ps值为2500kPa6500kPa的浅层粉性土或稍密的砂土，估算桩端阻力和桩侧摩阻力时，应结合土的密实程度以

28、及类似工程经验综合确定。湖沼平原-1区，地表下4m范围内的浅层土其桩侧极限侧摩阻力fs可取15kPa；第1层暗绿草黄色粘性土及第2层黄灰色粉性土、粉砂，其桩侧极限侧摩阻力fs可按上述公式估算值的70%考虑。4. 当采用原位测试方法估算钻孔灌注桩单桩竖向极限承载力标准值时，在确保成桩质量的前提下，桩周土极限摩阻力fs宜为打（压）入式混凝土预制桩的0.70.8倍；桩端土极限端承力fp可为打（压）入式混凝土预制桩的0.30.4倍。7.2经验参数法1. 抗压桩根据土性确定各层土的桩周极限摩阻力和桩端处土的极限端承力，估算单桩竖向抗压承载力设计值：预制桩、灌注桩桩侧极限摩阻力标准值fs与桩端极限端阻力标

29、准值fp注：1）表中所列预制桩桩侧极限摩阻力和桩端极限端阻力主要适用于预制方桩；预应力空心桩的桩侧极限摩阻力和桩端极限端阻力可参照取值，桩径大于600mm时，桩端阻力可根据相关规范进行折减； 2）表中所列灌注桩桩侧极限摩阻力和桩端极限端阻力适用于桩径不大于850mm的情况；3）对于桩身大部分位于淤泥质土中且桩端支承于第层相对较软土层的预制桩，单桩竖向承载力宜通过静载荷试验确定；当采用表列数据估算时，宜取表列下限值。4）湖沼平原-1区第层土的埋深及性质与滨海平原区有明显差异，故桩侧极限摩阻力和桩端极限端阻力分别列出；湖沼平原-2区第层侧极限摩阻力和桩端极限端阻力取值可参考滨海平原区。 2. 抗拔

30、桩单桩竖向抗拔承载力，宜通过现场单桩竖向抗拔静载荷试验确定。当没有进行单桩竖向抗拔静载荷试验时，单桩竖向抗拔承载力设计值可按下式进行估算：Up桩截面周长（m）si桩的抗拔承载力分项系数，可取2.0fsi桩周第i层土的极限摩阻力标准值（kPa） li桩周第i层土的厚度（m） i桩周第i 层土的抗拔承载力系数，按下表取值Gp单桩自重设计值（kN）。自重和浮力作用分项系数取1.0，地下水位以下应扣除浮力。抗拔承载力系数土的类型砂土、砂质粉土0.60.7粘性土、粉质粘土0.70.8单桩水平承载力宜根据静载荷试验结果确定。当没有进行静载荷试验时，可根据相关规范，并结合土层特性及桩顶约束等条件综合确定。八

31、、天然地基静载荷试验与勘察成果之间的联系8.1持力层下存在软弱下卧层时的地基承载力计算1. 当持力层下存在软弱下卧层时，持力层厚度h1与基础宽度b之比（h1/b）0.7且0.25时，需考虑软弱下卧层的影响，可采用双层体系的平均抗剪强度指标设计值进行计算。2. h1/b0.7时不计下卧层影响，按持力层指标计算地基承载力。3. h1/b0.25时不计持力层影响，按下卧层指标计算地基承载力。8.2静载荷试验的目的1. 确定地基土的极限承载力2. 计算土的变形模量3. 确定地基土的基床反力系数（k30）4. 估算地基土的不排水抗剪强度。5. 根据沉降时间关系，估算固结系数8.3静载荷试验的局限性1.

32、尺寸效应平板载荷试验的影响深度范围不超过1.5倍2倍压板宽度（或直径），故只能了解浅层地基土的特性。在选择载板尺寸要考虑土性的影响，避免测试成果不具有代表性。承压板的尺寸比实际基础小，在刚性承载板的边缘产生塑性区的开展（板周出现明显裂缝），更易造成地基土的破坏，使预估的承载力偏低。小尺寸的刚性承压板下的应力状态极为复杂，由此推求的变形模量只能是近似的。2. 时效性加载速率较快（相对工程实际而言），对透水性较差的软粘土，其变形情况与实际有较大差异，由此确定的参数也有较大差异。8.4静载荷试验的力学原理1. 变形阶段描述（1） 直线变形阶段：p-s曲线为直线段（线性关系），对应于此段的最大压力p0

33、，称为比例界限压力（临塑压力），土体以压缩变形为主。（2） 剪切变形阶段：当压力超过p0，但小于极限压力pu时，压缩变形所占比例逐渐减少，而剪切变形逐渐增加，p-s曲线变为曲线，曲线斜率逐渐增大。（3） 破坏阶段：当荷载大于pu时，即使荷载维持不变，沉降也会急剧增大，始终达不到稳定标准。2. 力学解释（1）直线变形阶段：受荷土体中任一点产生的剪应力小于土体的抗剪强度，土的变形主要由土中孔隙的压缩引起，并随时间趋于稳定，可用弹性理论进行分析。（2）剪切变形阶段：土体除了竖向压缩变形外，在承压板的边缘已有小范围内土体承受的剪应力达到或超过了土体的抗剪强度，并开始向周围土体发展。此阶段土体的变形主要

34、由压缩变形和土粒剪切变形共同引起。可用弹塑性理论进行分析。（3）即使荷载不再增加，承压板仍会不断下沉，土体内部开始形成连续的滑动面，承压板周围土体面上各点的剪应力均达到或超过了土体的抗剪强度。8.5压缩模量的估算根据平板载荷试验代表性测点（变形模量最小测点），最后结合土性（变异性指标）及其他原位测试成果综合得出填土层的压缩模量。根据公式E0=I0（1-u2）pd/s求得变形模量E0式中 I0刚性承压板的形状系数，方形取0.886u泊松比，碎石土取0.27、粉土取0.35、粉质粘土取0.38pp-s曲线线性段的压力（kPa），可取特征值d承压板边长（m）s与p对应的沉降（mm）按公式E0=Es，

35、粉质粘土为0.830.62，求得压缩模量。8.6基于勘察方向需注意的几个问题1. 基本属性：大多是为设计提供依据（人工换填测试属工后验收）2. 载荷板尺寸要合理3. 试点的代表性3.1若场区已有勘察资料，可注意研判评价土层的厚度以及相应的强度指标，选取不利部位进行测试。3.2若场区无勘察资料，应进行普查（浅层螺纹钻、N10、静力触探），再选取有代表性的点位进行测试。4. 对于填土，在进行均匀性及强度调查完成后，再选取不利点位进行测试。5. 对于换填法置换后的工后检测，可结合压实度测试结果综合选取测试点位。九、单桩静载荷试验与勘察成果之间的联系9.1关于桩侧极限摩阻力标准值fs与桩端极限端阻力标

36、准值fp参数表从土体支承强度而言，目前导致单桩抗压承载力不足的主要原因是：桩端及近桩端处的约束不足引起的。主要风险点有两个：风险土层：1，3和4，1、2施工缺陷造成的约束不足：如钻孔桩孔底沉渣过厚。重要说明：建管办第645号文，对桩端处于淤泥质土中的混凝土小方桩，其单桩竖向承载力应通过现场静载荷试验确定。从使用安全角度来讲，以1层作为桩端持力层的，建议通过现场静载荷试验确定单桩承载力并作为设计依据，以3和4作为桩端持力层的，建议采用慢速维持荷载法。对于单桩抗拔承载力折减系数，一般而言，粘性土在0.9、砂性土在0.8，粉性土则介于二者之间。9.2压桩力和单桩竖向抗压极限承载力的关系根据我本人的概

37、略统计，终压力大约是单桩竖向抗压极限承载力的0.8倍3倍之间。当桩长较短，且桩端支承于稍密的粉土或砂土上时，承载力的发挥主要受桩端土体变形制约。此时终压力有可能略高于单桩极限承载力。当桩长较长，桩端支承于可塑的1层粘性土上时、且桩侧分布大量软弱土层，承载力的发挥主要受土体强度制约。此时单桩极限承载力可达终压力的3倍或有可能略高于3倍。有关规范提出的1.5倍概念仅是一个粗略定性，或我们可以把它理解为中位数。压桩力可以通过静力触探图表进行估算。9.3关于休止期的讨论休止期主要取决于桩端范围内的约束条件。从工程应用角度，桩端部位约束条件增强则休止期（固结周期）减短。9.4桩身结构强度单桩承载力受桩身

38、结构制约，试桩时主要是以下3点：1. 抗压桩的承载力设计值不能超过规范要求，试桩用作工程桩时，一般情形下，最大加荷量0.8ftkAp式中 ftk混凝土轴心抗压强度标准值，按国标混凝土结构设计规范（50010-）选取Ap桩身截面积。2. 若已确定桩型及桩径，在为设计提供依据时，不用做工程桩的试桩之最大加荷量受桩身强度制约。3. 抗拔试桩用作工程桩时，最大加荷量受裂缝限值控制，特别注意预应力桩裂缝限值控制为零。4. 水平试桩用作工程桩时，最大加荷量受裂缝限值控制。9.5试桩的代表性1. 分为2个集合，即完整桩（桩身结构完整）和缺陷桩。2. 就完整桩而言，主要评价的是土对桩的支撑力，分布原则主要考虑

39、如下几点2.1均匀分布2.2控制不利地层，主要有（1）选取不利勘察孔复核单桩承载力，在不利勘察孔位处就近选取。（2）若暗浜分布对承载力有影响，应予考虑。（3）在古河道分界处，应重点考虑。若检测显示承载力未达设计要求，除采用低应变手段复核桩身完整性外，尚应采用静力触探方式复核桩侧土层分布。（4）结合施工记录综合考虑（压桩力过低的、贯入度过大的、桩底沉渣过厚的、基桩未沉至设计标高的等等），若基桩未沉至设计标高且经勘察揭露未送达持力层时，应采用静力触探方式复核桩侧土层分布后，再行试桩。十、沉桩可行性分析10.1 PHC桩构件的主要质量问题1. 抗裂弯矩及极限弯矩不能满足设计要求。2. PHC桩不经过高压养护或养护时间不足。3. 串型，如采用A型桩冒充AB型桩等。4. 预应力钢棒质量欠佳，采用直径偏细或非标钢棒，预应力张拉不足等。5. 钢筋骨