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如何做堆山造景的现场试验？大型堆载试验和采用桩基的别墅周围堆土的足尺试验，是如何做现场试验的。
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liufen
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在上海，曾经为类似工程做过现场大型堆高试验，堆山对桩基影响的原型足尺试验。根据研究结果将原来的4.5m 堆高，减少到3.5m ，不然不仅沉降量大，而且影响范围很大，沉降长期不能稳定。堆山引起建筑物桩基的负摩擦力影响与距离的关系十分明显。现在这个项目正在建造之中，建筑物观测仍在进行之中。
1.大型堆载试验
研究大面积荷载作用下地基中孔隙水压力的积累与消散规律，各土层压缩量，与水平位移的分布规律及地面变形的分布规律。
为了便于研究分析，这次试验采用圆形堆载。因上海地区第⑥层暗绿色粉质黏土层面在地面下25m左右，其上是厚层的软土层。根据上海地区天然地基的一般压缩层厚度的经验，堆载的直径不宜小于第⑥层暗绿色粉质黏土层的埋藏深度。根据拟建场地的岩土工程勘察报告和这次试验前的补勘工作所揭示的地层，取堆载的平均直径为26m ，堆载的高度为4.5m ，边坡坡度1 : 1 ，则堆载的底面直径30.5m ，顶面直径21.5m 。
这次试验堆载土体选用均匀粉质黏土，控制堆载时土体的含水率尽量接近最佳含水率，每次堆虚土厚度40cm ，采用12t 振动压路机碾压3 遍，压实后厚度在25cm 左右，要求压实度达到90% 以上并满足土体重度达18.0kN／m3以上。堆载时分四级加载，第1和第2级堆土压实后厚度1. 25m ，第3和第4级堆土压实后厚度1m。
在堆载范围的中心、边缘坡面的中点和距边缘一倍宽度处分别设三组深层沉降观测组。在堆载范围的中心处，设深层沉降和孔隙水压力的观测组，在边缘坡面中点和边缘外一倍宽度处，各设深层沉降、孔隙水压力和水平位移的观测组。
堆载范围内的地面，在中心点设置地面沉降观测标，边缘坡面中点设置地面沉降观测标3个，在堆载范围以外，沿径向设9个地面沉降观测标。
深层沉降环设置在原地面、第②1、第③j 、第③、第④、第⑤1-1和第⑤1-2层顶面处，埋深27m 处，共计24 个。
孔隙水压力传感器布置在各主要土层第②1 、第③j 、第③、第④、第⑤1-1 和埋深27m 处，即深度分别为2. 9m 、5. 6m 、10. 0m 、16. 0m 和21. 5m 和27. 0m 处，共计18 个。
堆载中心的地面沉降随堆载量的变化曲线见图1-1 ，从图中可见，当第二级堆载完成后，地面堆载量达63kPa 左右，此时出现了荷载一沉降曲线上的拐点，而后第四级荷载施加后地面沉降大幅增加，出现类似于天然地基载荷试验曲线所示的非线形变化阶段。第四级荷载作用下沉降随时间增长的曲线见图1-2，加载后10日的沉降速率还有2mm/d ，沉降稳定的速度非常缓慢。这表明，试验所在场地软土层的结构强度在60kPa 左右，这与上海地区长期的工程经验非常一致。继续增加荷载将使土体出现非线形大幅沉降变形，可以认为在本场地进行大面积堆载，不宜超过60kPa ，即地面堆载高度不宜超过3.5m 。
2. 桩基足尺试验
重点分析堆载对临近环境和建筑物的影响，并分析堆载建筑物桩基工作性状的影响。
试验中完全按照工程的要求打桩、制作箱形承台，上部结构采用等代量加重物的方法模拟实际荷载的分布。本试验中采用在基础箱体顶板上堆载的形式，并根据别墅上部结构施工的时间过程进行堆载。施工至±0. 000 及结构海凝土养护期满后，采用在一层地板上堆载的方法模拟上部结构荷载。按照单层荷载1.6t/m2计，堆载量约480t。
别墅上部结构荷载施加完成后，在别墅四周堆土至4.5m 高度。堆载范围为以建筑物中心为圆心，建筑物西侧至半径为33. 35m 的1/4 圆形区域内，边坡坡度1: 1 ，则堆载范围占地面积约830m2，本次试验要求分四级加载，第1 和第2 级厚度各1.25m ，第3 和第4 级厚度各1m 。
桩基足尺试验的主要监测内容：建筑物的沉降、不均匀沉降和水平位移监测。选择不同位置桩进行轴力监测，同时在桩的附近进行深层孔隙水压力和深层沉降观测。在桩基承台底面埋设压力盒量测基础底面反力的变化规律。
在堆载与建筑物之间埋设测斜管两处，分别位于堆载中点和边坡中点，监测堆载引起的原地面侧向位移。在别墅四周堆载范围内外，设地面沉降观测标监测堆载引起的沉降量。
堆载3.5m ，预测建筑物西侧最终沉降量可达7cm ，东侧最终沉降量可达l.5cm左右，预计最终差异沉降可以达到5cm 左右，则建筑物倾斜可达到0.42%，将超过规范允许值。
建筑物西侧、中心和东侧的固结度在堆载3.5m 两个月后可达到40% 左右，可以预测，若预堆载3个月，则建筑物两侧的差异沉降可降低40% ～ 50% ，即建筑物倾斜量也可减少40%～ 50% ，从堆载3.5m 的0.42%减少到0.2% ～ 0.3% 。若预堆载6个月，则可减少大部分的建筑物倾斜，保障建筑物的正常使用功能。
若工期条件许可，建议采取提前堆土、后造建筑物的施工安排，以达到先期堆载预压消除部分土体变形的目的，可以有效降低建筑物的工后差异沉降和减少工后的桩基负摩阻力及下拉荷载，将差异沉降控制在设计规范允许的限值以内。
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liufen
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在上海，曾经为类似工程做过现场大型堆高试验，堆山对桩基影响的原型足尺试验。根据研究结果将原来的4.5m 堆高，减少到3.5m ，不然不仅沉降量大，而且影响范围很大，沉降长期不能稳定。堆山引起建筑物桩基的负摩擦力影响与距离的关系十分明显。现在这个项目正在建造之中，建筑物观测仍在进行之中。
1.大型堆载试验
研究大面积荷载作用下地基中孔隙水压力的积累与消散规律，各土层压缩量，与水平位移的分布规律及地面变形的分布规律。
为了便于研究分析，这次试验采用圆形堆载。因上海地区第⑥层暗绿色粉质黏土层面在地面下25m左右，其上是厚层的软土层。根据上海地区天然地基的一般压缩层厚度的经验，堆载的直径不宜小于第⑥层暗绿色粉质黏土层的埋藏深度。根据拟建场地的岩土工程勘察报告和这次试验前的补勘工作所揭示的地层，取堆载的平均直径为26m ，堆载的高度为4.5m ，边坡坡度1 : 1 ，则堆载的底面直径30.5m ，顶面直径21.5m 。
这次试验堆载土体选用均匀粉质黏土，控制堆载时土体的含水率尽量接近最佳含水率，每次堆虚土厚度40cm ，采用12t 振动压路机碾压3 遍，压实后厚度在25cm 左右，要求压实度达到90% 以上并满足土体重度达18.0kN／m3以上。堆载时分四级加载，第1和第2级堆土压实后厚度1. 25m ，第3和第4级堆土压实后厚度1m。
在堆载范围的中心、边缘坡面的中点和距边缘一倍宽度处分别设三组深层沉降观测组。在堆载范围的中心处，设深层沉降和孔隙水压力的观测组，在边缘坡面中点和边缘外一倍宽度处，各设深层沉降、孔隙水压力和水平位移的观测组。
堆载范围内的地面，在中心点设置地面沉降观测标，边缘坡面中点设置地面沉降观测标3个，在堆载范围以外，沿径向设9个地面沉降观测标。
深层沉降环设置在原地面、第②1、第③j 、第③、第④、第⑤1-1和第⑤1-2层顶面处，埋深27m 处，共计24 个。
孔隙水压力传感器布置在各主要土层第②1 、第③j 、第③、第④、第⑤1-1 和埋深27m 处，即深度分别为2. 9m 、5. 6m 、10. 0m 、16. 0m 和21. 5m 和27. 0m 处，共计18 个。
堆载中心的地面沉降随堆载量的变化曲线见图1-1 ，从图中可见，当第二级堆载完成后，地面堆载量达63kPa 左右，此时出现了荷载一沉降曲线上的拐点，而后第四级荷载施加后地面沉降大幅增加，出现类似于天然地基载荷试验曲线所示的非线形变化阶段。第四级荷载作用下沉降随时间增长的曲线见图1-2，加载后10日的沉降速率还有2mm/d ，沉降稳定的速度非常缓慢。这表明，试验所在场地软土层的结构强度在60kPa 左右，这与上海地区长期的工程经验非常一致。继续增加荷载将使土体出现非线形大幅沉降变形，可以认为在本场地进行大面积堆载，不宜超过60kPa ，即地面堆载高度不宜超过3.5m 。
2. 桩基足尺试验
重点分析堆载对临近环境和建筑物的影响，并分析堆载建筑物桩基工作性状的影响。
试验中完全按照工程的要求打桩、制作箱形承台，上部结构采用等代量加重物的方法模拟实际荷载的分布。本试验中采用在基础箱体顶板上堆载的形式，并根据别墅上部结构施工的时间过程进行堆载。施工至±0. 000 及结构海凝土养护期满后，采用在一层地板上堆载的方法模拟上部结构荷载。按照单层荷载1.6t/m2计，堆载量约480t。
别墅上部结构荷载施加完成后，在别墅四周堆土至4.5m 高度。堆载范围为以建筑物中心为圆心，建筑物西侧至半径为33. 35m 的1/4 圆形区域内，边坡坡度1: 1 ，则堆载范围占地面积约830m2，本次试验要求分四级加载，第1 和第2 级厚度各1.25m ，第3 和第4 级厚度各1m 。
桩基足尺试验的主要监测内容：建筑物的沉降、不均匀沉降和水平位移监测。选择不同位置桩进行轴力监测，同时在桩的附近进行深层孔隙水压力和深层沉降观测。在桩基承台底面埋设压力盒量测基础底面反力的变化规律。
在堆载与建筑物之间埋设测斜管两处，分别位于堆载中点和边坡中点，监测堆载引起的原地面侧向位移。在别墅四周堆载范围内外，设地面沉降观测标监测堆载引起的沉降量。
堆载3.5m ，预测建筑物西侧最终沉降量可达7cm ，东侧最终沉降量可达l.5cm左右，预计最终差异沉降可以达到5cm 左右，则建筑物倾斜可达到0.42%，将超过规范允许值。
建筑物西侧、中心和东侧的固结度在堆载3.5m 两个月后可达到40% 左右，可以预测，若预堆载3个月，则建筑物两侧的差异沉降可降低40% ～ 50% ，即建筑物倾斜量也可减少40%～ 50% ，从堆载3.5m 的0.42%减少到0.2% ～ 0.3% 。若预堆载6个月，则可减少大部分的建筑物倾斜，保障建筑物的正常使用功能。
若工期条件许可，建议采取提前堆土、后造建筑物的施工安排，以达到先期堆载预压消除部分土体变形的目的，可以有效降低建筑物的工后差异沉降和减少工后的桩基负摩阻力及下拉荷载，将差异沉降控制在设计规范允许的限值以内。