張曉莉抗壓靜載試驗

1、單樁豎向抗壓靜載荷試驗主講人：張曉莉 概述 基本原理 試驗設(shè)備 試驗方法 資料整理 確定單樁豎向抗壓承載力單樁豎向抗壓靜載荷試驗一、概述 工程實踐中，樁基礎(chǔ)以承受豎向下壓荷載為主。單樁豎向抗壓靜載荷試驗，就是采用接近于豎向抗壓樁實際工作條件的試驗方法，確定單樁的豎向抗壓承載力。當(dāng)樁身中埋設(shè)有量測元件時，還可以實測樁周各土層的側(cè)阻力和樁端阻力。 a 為設(shè)計提供依據(jù) b 為工程驗收提供依據(jù) c 驗證檢測 d 其他目的二、基本原理 單樁豎向抗壓靜載試驗，是一種原位測試方法，其基本原理是將豎向荷載均勻的傳至建筑物基樁上，通過實測單樁在不同荷載作用下的樁頂沉降，得到靜載試驗的Qs 曲線及slg t等輔助

2、曲線，然后根據(jù)曲線推求單樁豎向抗壓承載力特征值等參數(shù) 。三、試驗設(shè)備 加載裝置 測試儀表 樁身測量元件加載裝置 1、錨樁橫梁反力裝置； 2、堆重平臺反力裝置； 3、錨樁堆重聯(lián)合反力裝置； 4、地錨反力裝置；錨樁橫梁反力裝置 一般錨樁至少要用4根，用灌注樁作為錨樁時，其鋼筋籠要沿樁身通長配置，如用預(yù)制長樁作錨樁，要加強接頭的鏈接，錨樁的設(shè)計參數(shù)應(yīng)按抗拔樁的規(guī)定計算確定。 采用工程樁做錨樁時，錨樁的數(shù)量不應(yīng)少于4根，并應(yīng)監(jiān)測錨樁上拔量。另外，橫梁的剛度、強度以及錨桿鋼筋總斷面等在試驗前都要進(jìn)行驗算。當(dāng)樁身承載力較大時，橫梁自重有時很大，這時應(yīng)放置在其他工程樁之上，而且基準(zhǔn)梁應(yīng)放置在其他工程樁上比較

3、穩(wěn)妥。壓重平臺反力裝置 堆載材料一般為鐵錠沙袋或混凝土塊。堆載在實驗前應(yīng)一次加足，并穩(wěn)固地放置在平臺上。壓重施加于地基的壓應(yīng)力不宜大于地基承載力特征值的1.5倍。在軟土地基上放置大量堆載將引起地面較大下沉，這時基準(zhǔn)梁要支撐在其他工程樁之上并遠(yuǎn)離沉降影響范圍。作為基準(zhǔn)梁的工字鋼應(yīng)盡量長一些，但其高跨比以不小于1/40為宜。 堆載的優(yōu)點是能對試樁進(jìn)行隨機抽樣，適合不配筋或少配筋的樁。不足之處是測試費用高，壓重材料運輸?shù)跹b費時費力。錨樁堆重聯(lián)合反力裝置 當(dāng)試樁最大加載重量超過錨樁的抗拔能力時，可在錨樁或者橫梁上配重，由錨樁與堆重共同承擔(dān)上拔力。由于堆載的作用，錨樁混凝土裂縫的開展就可以得到有效的控制

4、。這種反力裝置的缺點是桁架或橫梁上掛重或堆重的存在使得由于樁的突發(fā)性破壞所引起的振動、反彈對安全不利。千斤頂應(yīng)平放在試樁中心，并保持嚴(yán)格的物理對中。采用千斤頂?shù)男吞?、?guī)格應(yīng)相同。當(dāng)采用兩個千斤頂并聯(lián)加載的時候，其上下部應(yīng)設(shè)置足夠剛度的鋼墊箱，千斤頂?shù)暮狭χ行膽?yīng)與樁軸線重合。地錨反力裝置測試儀表 荷載測量可用放置在千斤頂上的荷重傳感器直接測定；或采用并聯(lián)于千斤頂油路的壓力表或壓力傳感器測定油壓，根據(jù)千斤頂率定曲線換算荷載。傳感器的測量誤差不應(yīng)大于1%，壓力表精度應(yīng)優(yōu)于或等于0.4 級。試驗用壓力表、油泵、油管在最大加載時的壓力不應(yīng)超過規(guī)定工作壓力的80%。 沉降測量宜采用位移傳感器或大量程百分表

5、，并應(yīng)符合下列規(guī)定： 1 測量誤差不大于0.1% FS ，分辨力優(yōu)于或等于0.01mm。 2 直徑或邊寬大于500 mm 的樁，應(yīng)在其兩個方向?qū)ΨQ安 置4 個位移測試儀表，直徑或邊寬小于等于500mm 的樁可對稱安置2 個位移測試儀表。 3 沉降測定平面宜在樁頂200mm 以下位置，測點應(yīng)牢固地固定于樁身。 4 基準(zhǔn)梁應(yīng)具有一定的剛度，梁的一端應(yīng)固定在基準(zhǔn)樁上，另一端應(yīng)簡支于基準(zhǔn)樁上。 5 固定和支撐位移計（百分表）的夾具及基準(zhǔn)梁應(yīng)避免氣溫、振動及其他外界因素的影響。 樁身測量元件 為了比較準(zhǔn)確的了解樁頂荷載作用下樁側(cè)土的阻力及樁端阻力的變化情況，需要在樁身中土層變化部位的樁端埋設(shè)測量元件。這

6、些元件主要有振弦式鋼筋應(yīng)力計、電阻應(yīng)變片和測桿式應(yīng)變計。四、試驗方法1.試樁要求 為保證試驗?zāi)艽笙薅鹊哪M實際工作條件，使試驗結(jié)果更加準(zhǔn)確，試樁要滿足一下要求： 試樁的成樁工藝和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與工程樁一致； 混凝土樁應(yīng)鑿掉樁頂部的破碎層和軟弱混凝土，樁頭頂面應(yīng)平整，樁頭中軸線與樁身上部的中軸線應(yīng)重合； 樁頭主筋應(yīng)全部直通至樁頂混凝土保護(hù)層之下，各主筋應(yīng)在同一高度上； 距樁頂1倍樁徑范圍內(nèi)，宜用35mm厚的鋼板圍裹，或距樁頂1.5倍樁徑范圍內(nèi)設(shè)置箍筋，間距不宜大于100mm。樁帽應(yīng)設(shè)置鋼筋網(wǎng)片23層，間距60100mm； 樁帽混凝土強度等級宜比樁身混凝土提高12級，且不低于C30； 對于預(yù)制樁，

7、如果樁頭出現(xiàn)破損，其頂部要在外加封閉箍后澆搗高細(xì)石混凝土予以加強； 開始試驗時間：預(yù)制樁在砂土中沉樁7天后；黏土中不得少于15天；飽和軟粘土中不少于15天；灌注樁應(yīng)在樁身混凝土達(dá)到設(shè)計強度后方可進(jìn)行； 在試樁間歇期間內(nèi)，試樁區(qū)周圍30m范圍內(nèi)盡量不要產(chǎn)生能造成樁間土中孔隙水壓力上升的干擾，如打樁等。2.加載要求建筑樁基檢測技術(shù)規(guī)范4.3.4 試驗加卸載方式應(yīng)符合下列規(guī)定： 加載應(yīng)分級進(jìn)行，采用逐級等量加載；分級荷載宜為最 大加載量或預(yù)估極限承載力的1/10，其中第一級可取分級荷載的2 倍。 卸載應(yīng)分級進(jìn)行，每級卸載量取加載時分級荷載的2 倍，逐級等量卸載。 加、卸載時應(yīng)使荷載傳遞均勻、連續(xù)、無

8、沖擊，每級荷載在維持過程中的變化幅度不得超過分級荷載的10%。 4.3.5 為設(shè)計提供依據(jù)的豎向抗壓靜載試驗應(yīng)采用慢速維持荷載法。 4.3.6 慢速維持荷載法試驗步驟應(yīng)符合下列規(guī)定： 1 每級荷載施加后按第5、15、30、45、60min 測讀樁頂沉降量，以后每隔30min 測讀一次。 2 試樁沉降相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：每一小時內(nèi)的樁頂沉降量不超過0.1mm，并連續(xù)出現(xiàn)兩次（從分級荷載施加后第30min 開始，按1.5h 連續(xù)三次每30min 的沉降觀測值計算）。 3 當(dāng)樁頂沉降速率達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時，再施加下一級荷載。 4 卸載時，每級荷載維持lh，按第15、30、60min 測讀樁頂沉降量后，即可

9、卸下一級荷載。卸載至零后，應(yīng)測讀樁頂殘余沉降量，維持時間為3h，測讀時間為第15， 30min，以后每隔30min 測讀一次。 4.3.7 施工后的工程樁驗收檢測宜采用慢速維持荷載法。當(dāng)有成熟的地區(qū)經(jīng)驗時，也可采用快速維持荷載法。 快速維持荷載法的每級荷載維持時間至少為1h，是否延長維持荷載時間應(yīng)根據(jù)樁頂沉降收斂情況確定。 4.3.8 當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，可終止加載： 1 某級荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的5 倍。 注：當(dāng)樁頂沉降能相對穩(wěn)定且總沉降量小于40mm 時，宜加載 至樁頂總沉降量超過40mm。 2 某級荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的2 倍，且

10、經(jīng)24h 尚未達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。 3 已達(dá)到設(shè)計要求的最大加載量。 4 當(dāng)工程樁作錨樁時，錨樁上拔量已達(dá)到允許值。 5 當(dāng)荷載.沉降曲線呈緩變型時，可加載至樁頂總沉降量60 80mm；在特殊情況下，可根據(jù)具體要求加載至樁頂累計沉降量超過80mm。 五、資料整理 靜載試驗資料應(yīng)準(zhǔn)確計錄。試驗前應(yīng)收集工程地質(zhì)資料、設(shè)計資料、施工資料等，填寫樁靜載試驗概況表（表5-2） 。試驗過程記錄表可按表5-3記錄，應(yīng)及時記錄百分表調(diào)表等情況，如果沉降量突然增大，荷載無法穩(wěn)定，還應(yīng)記錄樁“破壞”時的殘余油壓值。繪制成果曲線 確定單樁豎向抗壓承載力時，應(yīng)整理荷載沉降匯總表，繪制豎向荷載-沉降（Q-S）、沉降-時間

11、對數(shù)（S-lgt）曲線，需要時還應(yīng)繪制S-lgQ及其他輔助分析所需曲線。 在單樁豎向抗壓靜載荷試驗的各種曲線中，不同地基土、不同樁型的Q-S曲線具有不同的特征六、確定單樁豎向抗壓承載力建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范（JGJ 106-2003）按下列方法綜合分析確定單樁豎向抗壓極限承載力Qu：(1)根據(jù)沉降隨荷載變化的特征確定：對于陡降型的QS曲線，取其發(fā)生明顯陡降的起始點對應(yīng)的荷載值；(2)根據(jù)沉降隨時間變化的特征確定：取Slgt曲線尾部出現(xiàn)明顯向下彎曲的前一級荷載值；(3)某級荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級荷載作用下沉降的2倍，且經(jīng)24h尚達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，則取前一級荷載值；(4)對于緩變型QS曲線可根據(jù)沉降量確定，宜取S=40mm對應(yīng)的荷載值；當(dāng)樁長大于40m時，宜考慮樁身彈性壓縮量；對于直徑大于或等于800mm的樁，可取S=0.05D（D為樁端直徑）對應(yīng)的荷載值；(5)當(dāng)按上述四條判定樁的豎向抗壓承載力未達(dá)到極限時，樁的豎向抗壓極限承載力應(yīng)取最大試驗荷載值。Q-SQ-S曲線曲線 lgtlgtS S曲線曲線 單樁豎向抗壓承載力特征值的確定建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范（GB500072002）規(guī)定的單樁豎向抗壓承載力特征值R按單樁豎向抗壓極限承載力Qu統(tǒng)計值除