[发明专利]一种条形基础模型的浸水载荷试验方法

摘要

本发明公开了一种条形基础模型的浸水载荷试验方法，包括步骤：一、条形基础模型施工；二、构建载荷平台；三、载荷加载；四、条形基础模型浸水；五、载荷卸载。本发明方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，在所施工条形基础研究场地中构建条形基础模型，同时完成监测元件的安装，保证基础沉降标、地表沉降标准和土壤水分计准确安装，载荷加载和浸水试验下，能对条形基础的沉降量、地表的沉降量和湿陷性土层的体积含水率进行准确检测，为待施工条形基础的建立提供了可靠的依据。

主权项

1.一种条形基础模型的浸水载荷试验方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一、条形基础模型施工：由上至下开挖基坑（1），并在所述基坑（1）内构建条形基础模型（5），且在构建条形基础模型（5）的过程中同时安装监测元件，过程如下：步骤101、基坑开挖：在所施工条形基础研究场地中，由上至下预先开挖基坑（1），其中，所述基坑（1）为矩形基坑；步骤102、第一监测元件的安装：在步骤101中所述基坑（1）底部下方的水平方向和竖直方向间隔设置多个第一土壤水分计测点，并在多个所述第一土壤水分计测点分别安装第一土壤水分计（4），完成第一监测元件的安装；其中，靠近所述基坑（1）底部的第一土壤水分计测点称为最上部第一土壤水分计测点，远离所述基坑（1）底部的第一土壤水分计测点称为最下部第一土壤水分计测点，所述最上部第一土壤水分计测点的高程和基坑（1）的底部高程相同，所述最下部第一土壤水分计测点位于湿陷性土层（21）和非湿陷性土层（22）的分界处；步骤103、条形基础模型（5）构建：步骤102中所述第一土壤水分计（4）安装完成后，在基坑（1）内构建条形基础模型（5），过程如下：步骤1031、垫层施工：所述基坑（1）内底部由下至上分M个填土层对所述基坑（1）的内部进行回填处理，M个所述填土层回填的过程中分别对M个所述填土层进行一一压实，压实至M个所述填土层的压实系数分别不小于0.95，回填压实完成后，形成所述基坑（1）底部内的垫层（2）；其中，所述填土层为灰土或者基坑（1）开挖出来的原土，且M个所述填土层的回填处理方法均相同，每个所述填土层的层厚均相同，且所述填土层的层厚为20cm~40cm，所述垫层（2）的厚度不小于1.0m；步骤1032、条形基础模型（5）施工：在所述垫层（2）上且沿所述垫层（2）的长度方向平行设置两个条形基础模型（5），再分别在两个所述条形基础模型（5）的两端设置地梁（6），且所述地梁（6）位于两个所述条形基础模型（5）的两端之间；其中，两个所述条形基础模型（5）的结构和尺寸均相同，每个所述条形基础模型（5）均包括在所述垫层（2）上施工形成的底板（3）和在所述底板（3）上施工形成的条形基础墙，所述条形基础墙的高度为1.2m～1.8m，两个所述条形基础模型（5）的轴线间距S与所述底板（3）的长度相同，且两个所述条形基础模型（5）的中心连线的中点和所述垫层（2）的中心重合，所述地梁（6）的底部距所述条形基础墙的底部的竖直间距是所述条形基础墙的高度的1/2～3/5；步骤1033、肥槽区域与房心区域回填施工：两个所述条形基础模型（5）内侧壁之间的区域称为房心区域（8），所述条形基础模型（5）外侧壁与基坑（1）内侧壁之间的区域称为肥槽区域（9）；首先，以所述房心区域（8）底面为施工面，在所述房心区域（8）底面沿厚度方向进行若干层回填，每层回填结束时，采用蛙式夯压实，至每一回填层的压实系数不小于0.95，如此反复至填土结束，形成所述房心区域（8）内的第一回填层，且所述第一回填层的顶面比所述地梁（6）的顶面高5cm～15cm；同时，在所述房心区域（8）回填的过程中，设置聚苯乙烯泡沫板（7），且所述聚苯乙烯泡沫板（7）的顶部距所述地梁（6）底部的竖直间距为5cm～10cm；其中，所述聚苯乙烯泡沫板（7）的厚度为5cm～10cm，且所述聚苯乙烯泡沫板（7）的长度和宽度分别与地梁（6）的长度和宽度对应相等；然后，以所述肥槽区域（9）底面为施工面，在所述肥槽区域（9）底面沿厚度方向进行若干层回填，每层回填结束时，采用压路机振动碾压和蛙式夯压实结合，至每一回填层的压实系数不小于0.95，如此反复至填土结束，形成所述肥槽区域（9）内的第二回填层，且所述第二回填层的顶面比所述第一回填层的顶面低40cm～60cm；步骤104、第二监测元件的安装：在所述肥槽区域（9）的外侧开挖浸水试坑（11），至所述浸水试坑（11）的底面与所述第二回填层的顶面齐平，再在所述浸水试坑（11）与所述肥槽区域（9）分界线上设置隔水墙（12），且隔水墙（12）的一侧壁下部与所述肥槽区域（9）贴合，所述浸水试坑（11）和基坑（1）的内侧壁均砌筑挡土墙（13），之后安装第二监测元件，过程如下：步骤1041、地表沉降标安装：分别在所述房心区域（8）、肥槽区域（9）和浸水试坑（11）的水平中心线上间隔设置多个地表沉降标测点，然后，在所述地表沉降标测点安装地表沉降标（14）；其中，位于条形基础模型和地梁（6）之间的房心区域（8）中不设置地表沉降标测点，所述肥槽区域（9）为位于房心区域（8）两侧的两个肥槽区域（9），分别在两个肥槽区域（9）内设置地表沉降标测点；步骤1042、土壤水分计安装：分别在所述浸水试坑（11）底部下方的水平方向和竖直方向间隔设置多个第二土壤水分计测点，然后，在所述第二土壤水分计测点安装第二土壤水分计（20）；其中，水平方向上相邻两个所述第二土壤水分计（20）的水平间距为0.5cm～2.5cm，竖直方向上相邻两个所述第二土壤水分计（20）的竖直间距为0.5cm～2.5cm，靠近所述浸水试坑（11）底部下方的第二土壤水分计测点称为最上部第二土壤水分计测点，远离所述浸水试坑（11）底部下方的第二土壤水分计测点称为最下部第二土壤水分计测点，所述最上部第二土壤水分计测点的高程和基坑（1）的底部高程相同，所述最下部第二土壤水分计测点位于所述湿陷性土层（21）和非湿陷性土层（22）的分界处；步骤1043、基础沉降标（15）安装：首先，在所述条形基础模型（5）的顶梁外侧的前部、中部和后部预先埋设连接件；然后，在所述连接件上安装带有刻度尺的测杆；其中，所述条形基础墙的顶部称为顶梁，所述顶梁采用现浇混凝土施工，所述连接件是直径为15mm～25mm的钢筋，且所述连接件埋入所述顶梁内部的长度不少于5cm，所述连接件外露所述顶梁的长度为5cm～10cm，所述测杆为L形测杆；步骤二、构建载荷平台：所述条形基础模型（5）构建和监测元件安装后，搭载载荷平台，过程如下：步骤201、铺设碎石：分别在所述第一回填层上、所述第二回填层上和所述浸水试坑（11）内均匀铺设碎石，形成碎石层（17）；步骤202、安装承载平台：在所述顶梁上现浇施工M根钢筋混凝土载荷梁（16），其中M根所述钢筋混凝土载荷梁（16）沿所述条形基础模型（5）顶梁的长度方向平行布设；步骤三、载荷加载：在M根所述钢筋混凝土载荷梁（16）上加载载荷，并分N级载荷进行加载，加载至所述条形基础模型（5）模拟的待施工条形基础的基底压力平均值；每加载一级载荷后，直至基础平均沉降速率和地表平均沉降速率均小于1mm/d时，施加下一级荷载，如此反复加载至最后一级加载至所述条形基础模型（5）模拟的待施工条形基础的基底压力平均值；步骤四、条形基础模型浸水：当步骤三中最后一级加载至所述条形基础模型（5）模拟的待施工条形基础的基底压力平均值，且所述基础沉降标（15）和所述地表沉降标（14）下沉稳定后，向所述浸水试坑（11）内单侧间歇性浸水、单侧持续浸水或者满坑持续浸水，在所述浸水试坑（11）内浸水的过程中，通过所述第一土壤水分计（4）和所述第二土壤水分计（20）检测湿陷性土层的体积含水率，通过所述基础沉降标（15）得到所述条形基础模型（5）的沉降量，通过所述地表沉降标（14）得到地表的沉降量；其中，所述满坑持续浸水为向所述浸水试坑（11）内、所述房心区域（8）和所述肥槽区域（9）均连续浸水，直至所述房心区域（8）内的水头高度不小于30cm，且不超过挡土墙（13）的顶面；所述单侧间歇性浸水为每隔24h～48h向所述浸水试坑（11）内浸水，每次浸水时至所述浸水试坑（11）内的水头高度不小于30cm，且不超过隔水墙（12）的顶面；所述单侧持续浸水为向所述浸水试坑（11）内连续浸水，直至所述浸水试坑（11）内的水头高度不小于30cm，且不超过隔水墙（12）的顶面；步骤五：载荷卸载：当所述浸水试坑（11）内没有水时，再继续观察不小于10天，当连续5天的所述基础平均沉降速率和所述地表平均沉降速率均不大于1mm/d时，试验终止，卸载施加在所述钢筋混凝土载荷梁（16）的载荷。