巖土工程原位測試之基樁靜載試驗

巖土工程原位測試技術(shù)第6章基樁靜載荷試驗1第6章內(nèi)容6.1基樁豎向抗壓靜載試驗6.2基樁豎向抗拔靜載試驗6.3基樁橫向靜載試驗26.1基樁豎向抗壓靜載試驗6.1.1試驗設(shè)備和方法6.1.2基本測試原理6.1.3資料分析36.1.1設(shè)備與試驗方法設(shè)備與試驗方法與地基靜載試驗基本相同，不同之處在于：1）荷載的量級通常較大，設(shè)備安裝的要求較高。2）測試的類型（抗壓、抗拔、抗推）和項目（樁身應(yīng)力和土抗力）較復(fù)雜。3）依據(jù)的規(guī)范不同，試驗過程與控制標準有一些差異。4）影響因素較多，分析過程較復(fù)雜。為了保證測試數(shù)據(jù)的準確性，試樁、錨樁（或堆載平臺支墩的內(nèi)邊緣）和基準樁之間應(yīng)滿足一定的間距要求。4試樁、錨樁和基準樁的平面布置5試樁、錨樁和基準樁之間的中心距離反力系統(tǒng)A（或壓重平臺支墩邊）ＢC（或壓重平臺支墩邊）錨樁橫梁反力裝置壓重平臺反力裝置4d且≮2.0m4d且≮2.0m4d且≮2.0m678910111．軸向受受力樁的典典型破壞模模式樁土體系的的典型破壞壞模式有樁樁材破壞、、樁周土破破壞和樁土土間的界面面破壞三種種。6.1.2基本本測試原理理樁材破壞樁樁周土（（界面）破破壞1213由上述分析析，樁的破破壞過程可可以分為兩兩大類，即即漸進型破破壞和急進進型破壞，，與它們相相對應(yīng)的曲曲線分別稱稱為緩變型型曲線和陡陡降型曲線線。對于陡陡降型試樁樁曲線，可可以通過確確定極限荷荷載的方法法來獲取其其容許承載載力；而對對于緩變型型試樁曲線線，因為極極限荷載不不易確定，，所以在實實用中通常常按規(guī)定其其容許沉降降量的方法法來直接確確定其容許許承載力。。142．樁土體體系的荷載載傳遞軸向受力樁樁的土抗力力分為兩種種，即作用用于樁側(cè)壁壁的摩阻力力和作用于于樁底端的的端阻力。。摩阻和端端阻都是通通過樁土間間的界面?zhèn)鱾鬟f到樁上上的，所以以樁土間界界面的狀態(tài)態(tài)對于樁的的承載力是是至關(guān)重要要的。樁所受到的的荷載向土土層中的傳傳遞過程可可以描述如如下：樁身身受荷載的的作用產(chǎn)生生向下的位位移，同時時通過樁土土間的摩擦擦力帶動樁樁周的環(huán)形形土體向下下運動，這這種運動通通過土體間間的剪應(yīng)力力和剪應(yīng)變變一環(huán)一環(huán)環(huán)地向外擴擴散（圖6-9），，直到離樁樁心比較遠遠的位置時時才收斂為為零。另外外，當樁向向下運動而而使樁端土土層產(chǎn)生壓壓縮時，樁樁端土也會會產(chǎn)生相應(yīng)應(yīng)的抗力。。這兩種抗抗力合稱為為軸力樁的的土阻抗。。一般而言言，樁的土土阻抗由樁樁身位移而而產(chǎn)生，隨隨其發(fā)展而而增長，一一直到達其其極限。如如果外荷載載繼續(xù)增加加，樁土體體系便進入入破壞狀態(tài)態(tài)。1516于是，樁、、土體系的的荷載傳遞遞過程實質(zhì)質(zhì)上就是土土對樁的側(cè)側(cè)摩阻和端端阻的發(fā)揮揮過程。在在樁頂豎向向荷載的作作用下，樁樁產(chǎn)生壓縮縮并向下運運動，樁身身荷載通過過逐步發(fā)揮揮出來的摩摩阻力和端端承力傳遞遞到土層中中去。一般般而言，樁樁身上部的的摩阻力先先于下部土土層的摩阻阻力發(fā)揮，，而摩阻力力又先于端端阻力發(fā)揮揮。3．阻抗的的分布與發(fā)發(fā)揮特性（（略）17資料的整理理分析與地地基靜載試試驗基本相相同。不同同之處在于于當需要確確定摩阻力力和端阻時時，其分析析計算過程程要復(fù)雜得得多。1．確定單單樁極限承承載力（1）摩擦擦樁的極限限承載力1）根據(jù)P-s曲線或s-logP曲線的顯著著陡降特征征確定極限荷載可可取為P-s曲線陡降起起始點的荷荷載；或取取P-s曲線上明顯顯向下彎折折點的荷載載；或取這這樣的荷載載，過此荷荷載后，荷荷載不再增增加而樁頂頂位移持續(xù)續(xù)發(fā)展；或或取為最大大荷載（即即破壞荷載載）。6.1.3資料料分析182）根據(jù)樁樁頂下沉隨隨時間發(fā)展展的規(guī)律確確定圖6-13P-s曲線上上的幾個特特征點（2）確定定摩擦—端端承樁的極極限承載力力1）根據(jù)曲曲線出現(xiàn)顯顯著轉(zhuǎn)折來來確定192）根據(jù)曲曲線下沉增增量與荷載載增量的比比值確定3）根據(jù)樁樁頂總下沉沉量確定太沙基（Terzaghi））指出：““除非樁的的下沉量至至少等于10%的樁樁徑，否則則達不到破破壞荷載””。此后，，不少國家家的規(guī)范和和研究者等等都規(guī)定或或建議以樁樁頂下沉量量等于10%樁徑時時的對應(yīng)的的樁頂荷載載為極限荷荷載。沈保漢建議議對直徑為為0.3~0.5m的鉆孔灌灌注樁，也也可采用樁樁頂下沉量量等于10%樁徑時時的荷載為為極限荷載載，對于鉆鉆孔擴底灌灌注樁取樁樁頂下沉量量等于擴大大頭直徑7%時的荷荷載為極限限荷載?？履嵛?、魏魏西克建議議對于打入入樁和灌注注樁分別采采用樁頂下下沉量等于于10%和和25%樁樁徑時的荷荷載為極限限荷載。4）外推法法20（3）端承承樁的極限限承載力端承樁的極極限承載力力通常取決決于樁身的的材料強度度。在靜載載試驗時，，樁身材料料破壞時的的變形發(fā)展展很快，表表現(xiàn)在P-s曲線上將出出現(xiàn)明顯的的陡降段。。所以此類類樁的極限限承載力的的確定方法法與摩擦樁樁相同。2．樁側(cè)摩摩阻力和樁樁端阻力的的分配最好的途徑徑是在樁身身中設(shè)置應(yīng)應(yīng)力測試元元件，通過過試驗過程程中對樁身身中應(yīng)力的的測量，可可以推求樁樁身軸向力力和樁側(cè)摩摩阻力沿樁樁身的分布布規(guī)律，也也可以確定定樁端阻力力隨荷載變變化的規(guī)律律。另外一一個辦法是是在樁底埋埋設(shè)壓力盒盒，測試樁樁端的壓應(yīng)應(yīng)力，進一一步可推求求樁端的總總阻力和樁樁側(cè)的總摩摩阻力。關(guān)關(guān)于這些內(nèi)內(nèi)容請閱讀讀相關(guān)文獻獻。下面介介紹樁身中中未埋測試試元件時常常用的切線線法和s-logP法。21（1）切線線法切線法假定定，在極限限荷載以前前，樁頂下下沉量與樁樁端阻力保保持比例關(guān)關(guān)系，在極極限荷載以以后，樁側(cè)側(cè)摩阻力不不再增加而而成定值。。具體做法法如下：從原點引一一直線OA’平行于于過極限荷荷載點的切切線AD，，再畫曲線線A’B’’平行于極極限荷載點點以下的試試樁曲線AB。OA’B’曲曲線左部為為樁端阻力力，OA’’B’曲線線與OAB曲線之間間為樁側(cè)摩摩阻力（圖圖6-15）。國內(nèi)內(nèi)不少單位位將此法應(yīng)應(yīng)用于劃分分打入式預(yù)預(yù)制樁的樁樁側(cè)摩阻力力和樁端阻阻力。但此此法實測依依據(jù)少，作作切線有不不小的任意意性。2223（2）s-logP法基本前提：：達到極限限荷載時，，樁側(cè)摩阻阻力已充分分發(fā)揮，極極限荷載以以后，樁側(cè)側(cè)摩阻力不不再增加而而成定值。。具體做法法如下：1）將s-logP曲線末段的的直線段（（該直線段段的起點為為極限荷載載）延長，，與橫坐標標相交，相相應(yīng)于所得得截距的荷荷載值為總總的樁側(cè)極極限摩阻力力Qsu，剩余部分分為樁端極極限阻力QPu（圖6-16）。沈沈保漢對45根埋有有測試元件件的鉆孔灌灌注樁的試試驗結(jié)果的的分析表明明，樁側(cè)極極限摩阻力力的圖解劃劃分值與實實測值的均均方差為5.14%。2）在