一种用于大吨位静载试验的地基构建方法与流程

本发明属于地基加固及静载试验场地构建，具体涉及一种用于大吨位静载试验的地基构建方法。

背景技术：

1、目前，为提高大吨位静载试验场地的承载能力，通常先在待试验区域内按统一孔距钻设多个孔洞，再向孔洞内浇筑混凝土，形成分布于待试验区域内的混凝土加固体，使所述混凝土加固体与原状地基共同承担试验荷载。该处理方式施工工艺较为直接，布孔规则单一，现场放样和施工控制较为方便，因此被广泛用于大吨位静载试验前的地基处理。

2、然而，大吨位静载试验实施时，试验荷载先由加载位置传入地基，再沿深度方向和水平向周围土体持续扩散，因此待试验区域内不同平面位置形成的附加应力大小、应力叠加程度和变形约束条件客观上并不一致。靠近荷载主要作用范围的位置承担更直接的承载作用，对承载能力和变形控制的要求更高，向外位置主要承担应力继续传递后的扩散作用，而靠近区域边缘的位置除承担部分荷载传递外，还同时受到边界条件变化的影响。现有技术在整个待试验区域内采用统一孔距和统一排列方式布设混凝土加固体，本质上是在不同工作位置采用相同的单位面积加固量和相同的平面排列关系，由此形成的加固作用和刚度提升效果也基本对应同一标准。由于待试验区域内不同位置的实际工作需求并不相同，而统一的布孔参数只能提供单一标准的加固作用，因此加固作用与实际需求之间必然产生不匹配，进而容易导致局部位置加固不足、局部位置加固冗余、边界支撑作用偏弱以及平面沉降控制不均，最终影响大吨位静载试验的稳定性和试验结果的可靠性。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种用于大吨位静载试验的地基构建方法，解决了现有技术中因在整个待试验区域内采用统一孔距和统一排列方式布孔，导致加固作用无法适应不同位置受力传递、变形控制和边界约束差异的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种用于大吨位静载试验的地基构建方法，包括以下步骤：s1、对场地进行勘测，确定呈矩形的待试验区域的边界、加载中心及设计荷载作用范围；

4、s2、以所述设计荷载主要作用范围对应的区域为核心承载a区，以所述加载中心为基准沿a区边界向外设置围绕a区的过渡b区，并在b区外侧设置位于待试验区域边缘的外侧约束c区，所述c区的外边界为待试验区域边界；

5、s3、按照以下规则布设孔位并钻孔：a区内的孔位按横向孔列和纵向孔列构成的等间距正交阵列排布；b区内的孔位沿a区边界轮廓向外扩展形成由内向外依次排列的多层过渡孔列，同一过渡孔列上相邻孔位的中心距为基准间距l，且自内向外相邻过渡孔列之间的间距按等差递增；c区内的孔位沿待试验区域边界单层等间距排布并首尾衔接形成闭合边界孔列，相邻孔位的中心距为所述基准间距l；相邻区域交界处的孔位错列衔接；

6、s4、向各钻孔内浇筑混凝土并养护，形成混凝土加固体；

7、s5、待混凝土加固体达到设计强度后，使所述混凝土加固体与原状地基共同构成用于大吨位静载试验的复合地基。

8、作为本发明进一步的方案，在步骤s1中，所述场地勘测包括获取待试验区域内的地基承载力、土层分布、压缩模量和含水状态，并结合设计荷载确定所述加载中心及荷载作用范围。

9、作为本发明进一步的方案，所述a区为内矩形a区，所述b区为环绕内矩形a区外周的中间矩形环带b区，所述c区为位于待试验区域边缘的外侧矩形环带c区；a区、b区和c区关于加载中心同心设置，且内矩形a区的外边界、中间矩形环带b区的外边界以及待试验区域的边界相互平行。

10、作为本发明进一步的方案，所述内矩形a区内的孔位按正交行列方式排布，各行孔位和各列孔位分别相互平行，并关于加载中心所在的纵向中心线和横向中心线对称设置。

11、作为本发明进一步的方案，所述内矩形a区内行方向相邻孔位的中心距与列方向相邻孔位的中心距均为l。

12、作为本发明进一步的方案，所述中间矩形环带b区内同一直线孔列上相邻孔位的中心距为l，沿远离内矩形a区的方向，相邻孔列间距依次为l、l+δ、l+2δ直至b区外边界，其中δ为大于零的常数，所述中间矩形环带b区靠近内矩形a区的第一直线孔列相对于a区最外侧孔列沿孔列方向偏移半个基准间距l设置，以形成错列衔接。

13、作为本发明进一步的方案，所述b区以加载中心所在的纵向中心线和横向中心线划分为四个象限，且相对的两个象限采用相同的递增步长，相邻两个象限的递增步长不同。

14、作为本发明进一步的方案，所述外侧矩形环带c区沿待试验区域各边边界排布的相邻孔位中心距为所述基准间距l，每一边角处至少设置一个加强孔，所述加强孔与相邻两边边界的距离相等。

15、作为本发明进一步的方案，步骤s3中，各钻孔的孔深穿过待加固土层并进入持力层，各钻孔的孔径相同。

16、作为本发明进一步的方案，步骤s5之后还包括：对复合地基进行承载力和沉降检测，当内矩形a区、中间矩形环带b区和外侧矩形环带c区中任一区域未达到预设指标时，按照该区域原对应的孔位排布规则进行补孔并重新浇筑混凝土。

17、本发明的有益效果为：本发明通过确定待试验区域的边界、加载中心和设计荷载主要作用范围，再围绕加载中心建立a区、b区和c区，并在三个区域内分别采用不同的孔位排布规则，使靠近荷载主要作用范围的位置形成规则、连续且对称的核心承载结构，使由中心向外的区域形成逐步递变的过渡结构，使最外侧区域形成沿边界闭合的约束结构，同时在各区域交界处通过错列衔接提高连接连续性，解决了因在整个待试验区域内采用统一孔距和统一排列方式布孔，导致加固作用无法适应不同位置受力传递、变形控制和边界约束差异的问题。

1.一种用于大吨位静载试验的地基构建方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、对场地进行勘测，确定呈矩形的待试验区域的边界、加载中心及设计荷载作用范围；

2.根据权利要求1所述的一种用于大吨位静载试验的地基构建方法，其特征在于，在步骤s1中，所述场地勘测包括获取待试验区域内的地基承载力、土层分布、压缩模量和含水状态，并结合设计荷载确定所述加载中心及荷载作用范围。

3.根据权利要求1所述的一种用于大吨位静载试验的地基构建方法，其特征在于，所述a区为内矩形a区，所述b区为环绕内矩形a区外周的中间矩形环带b区，所述c区为位于待试验区域边缘的外侧矩形环带c区；a区、b区和c区关于加载中心同心设置，且内矩形a区的外边界、中间矩形环带b区的外边界以及待试验区域的边界相互平行。

4.根据权利要求1所述的一种用于大吨位静载试验的地基构建方法，其特征在于，所述内矩形a区内的孔位按正交行列方式排布，各行孔位和各列孔位分别相互平行，并关于加载中心所在的纵向中心线和横向中心线对称设置。

5.根据权利要求1所述的一种用于大吨位静载试验的地基构建方法，其特征在于，所述内矩形a区内行方向相邻孔位的中心距与列方向相邻孔位的中心距均为l。

6.根据权利要求5所述的一种用于大吨位静载试验的地基构建方法，其特征在于，所述中间矩形环带b区内同一直线孔列上相邻孔位的中心距为l，沿远离内矩形a区的方向，相邻孔列间距依次为l、l+δ、l+2δ直至b区外边界，其中δ为大于零的常数，所述中间矩形环带b区靠近内矩形a区的第一直线孔列相对于a区最外侧孔列沿孔列方向偏移半个基准间距l设置，以形成错列衔接。

7.根据权利要求6所述的一种用于大吨位静载试验的地基构建方法，其特征在于，所述b区以加载中心所在的纵向中心线和横向中心线划分为四个象限，且相对的两个象限采用相同的递增步长，相邻两个象限的递增步长不同。

8.根据权利要求1所述的一种用于大吨位静载试验的地基构建方法，其特征在于，所述外侧矩形环带c区沿待试验区域各边边界排布的相邻孔位中心距为所述基准间距l，每一边角处至少设置一个加强孔，所述加强孔与相邻两边边界的距离相等。

9.根据权利要求1所述的一种用于大吨位静载试验的地基构建方法，其特征在于，步骤s3中，各钻孔的孔深穿过待加固土层并进入持力层，各钻孔的孔径相同。

10.根据权利要求1所述的一种用于大吨位静载试验的地基构建方法，其特征在于，步骤s5之后还包括：对复合地基进行承载力和沉降检测，当内矩形a区、中间矩形环带b区和外侧矩形环带c区中任一区域未达到预设指标时，按照该区域原对应的孔位排布规则进行补孔并重新浇筑混凝土。