豎向靜載試驗

豎向靜載試驗學(xué)習(xí)情境5任務(wù)5知識點2主講人黎晨工程師知識要點123靜載試驗設(shè)備加載方法檢測數(shù)據(jù)的分析與判定1、靜載試驗設(shè)備單樁靜載試驗設(shè)備由加載裝置與荷載及變形觀測裝置等組成。加載裝置由主梁、次梁、錨樁或壓重等反力裝置，千斤頂及油泵等組成。荷載及變形觀測裝置由壓力表、壓力傳感器或荷重傳感器等組成。一般靜載試驗采用油壓千斤頂加載，荷載測力系統(tǒng)可采用荷重傳感器測量荷重或壓力傳感器測定油壓，實現(xiàn)加卸荷與穩(wěn)壓自動化控制，不僅可減輕人員強(qiáng)度，而且可提高測試精確度。豎向靜載試驗1、靜載試驗設(shè)備（1）加載裝置用千斤頂加載的反力裝置可根據(jù)現(xiàn)場條件選用，主要有錨樁橫梁反力裝置（圖5-35）、壓重平臺反力裝置（圖5-36）、錨樁壓重聯(lián)合反力裝置三種形式。圖5-35錨樁反力梁裝置示意圖圖5-36堆載平臺反力裝置示意圖豎向靜載試驗1、靜載試驗設(shè)備①錨樁橫梁反力裝置。錨樁橫梁反力裝置能提供的反力，應(yīng)不小于預(yù)估最大試驗荷載的1.3~1.5倍。錨樁一般采用4根，如人土較淺或土質(zhì)松軟時，可增至6根。錨樁與試樁的中心間距，當(dāng)試樁直徑（或邊長）小于或等于800mm時，可為試樁直徑（或邊長）的5倍；當(dāng)試樁直徑大于800mm時，上述距離不得小于4m。應(yīng)對加載反力裝置的全部構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度和變形驗算，使其在最大試驗荷載的作用下，避免產(chǎn)生過大的變形，并有足夠的安全儲備。每根錨樁的鋼筋籠要沿樁身通長配置，還應(yīng)對錨樁抗拔力（地基土、抗拔鋼筋、混凝土抗拉能力）進(jìn)行驗算，并監(jiān)測錨樁上拔量。一般情況下，錨樁的上拔量不大于15mm。②壓重平臺反力裝置。利用平臺上壓重作為對樁靜壓試驗的反力裝置。壓重不得小于預(yù)估最大試驗荷載的1.2倍，壓重應(yīng)在試驗前一次加上。試樁中心至壓重平臺支承邊緣的距離與上述試樁中心至錨樁中心距離相同。當(dāng)需加荷載大時，要考慮施加于地基的壓應(yīng)力，不宜大于地基承載力特征值的1.5倍。③錨樁壓重聯(lián)合反力裝置。當(dāng)試樁的最大加載量超過錨樁的抗拔能力時，可在橫梁上放置或懸掛一定重物，由錨樁和重物共同承受千斤頂反力。當(dāng)試樁達(dá)到破壞時，橫梁上的重物容易產(chǎn)生振動反彈，因此要注意安全。豎向靜載試驗1、靜載試驗設(shè)備豎向靜載試驗基準(zhǔn)樁中心與試樁、錨樁中心（或壓重平臺支承邊）的距離宜符合表5-39的要求。（2）荷載測量靜載試驗一般采用油壓千斤頂與油泵相連的形式，由千斤頂施加荷載，千斤頂平放于試樁中心位置。當(dāng)采用兩個以上千斤頂加載時，應(yīng)將千斤頂并聯(lián)同步工作，并使千斤頂?shù)暮狭νㄟ^試樁中心。荷載測量可通過放置在千斤頂上的荷重（應(yīng)變式壓力）傳感器直接測量，也可用壓力傳感器測定油壓，根據(jù)千斤頂率定曲線換算荷載。前者無需考慮千斤頂活塞摩擦對出力的影響；后者受千斤頂活塞摩擦的影響，不能簡單地根據(jù)油壓乘面積計算荷載。在同等情況下，相同油壓時的出力相對誤差約為1%~2%，非正常時高達(dá)5%。近年來，一些單位實現(xiàn)加卸荷與穩(wěn)壓自動化控制，不僅可減輕人員的工作強(qiáng)度，而且可提高測試的精確度。1、靜載試驗設(shè)備豎向靜載試驗（3）沉降觀測基準(zhǔn)梁和基準(zhǔn)樁要嚴(yán)格按相關(guān)規(guī)定執(zhí)行?；鶞?zhǔn)梁宜采用工字鋼，其高跨比不宜小于1/40，尤其是大噸位靜載試驗，要采用較長和剛度較大的基準(zhǔn)梁?；鶞?zhǔn)梁的一端固定在基準(zhǔn)樁上，另一端簡支于基準(zhǔn)樁上，并采取遮擋措施，以減少溫度氣候等對沉降的影響。沉降由安裝在基準(zhǔn)梁與樁身間的大量程百分表或電子位移計測量，測量誤差要求不大于0.1%FS，分辨率不低于0.01。對于直徑或邊寬大于500的樁，應(yīng)在樁徑的兩個正交方向?qū)ΨQ安裝4個位移計測量。1、靜載試驗設(shè)備豎向靜載試驗（4）樁身內(nèi)力測量器件通過樁身內(nèi)力測量可得到樁側(cè)各土層的摩阻力和樁端支承力，基樁內(nèi)力測量可采用應(yīng)變式傳感器（簡稱應(yīng)變計）測量應(yīng)變，鋼弦式傳感器測量力，沉降桿測量位移。需要檢測樁身某斷面或樁底位移時，可在需檢測的斷面設(shè)置沉降桿。樁身應(yīng)力測試器件應(yīng)安放在兩種不同性質(zhì)的地層界面處，以測量樁側(cè)不同土層的側(cè)摩阻力。同一地層應(yīng)根據(jù)樁徑大小對稱設(shè)置2~4只傳感器。樁底的反力，可用埋置于樁端的扁式千斤頂測得。樁（身）端位移測量可通過沉降桿進(jìn)行測量，沉降桿宜采用內(nèi)、外管形式，外管固定在樁身，內(nèi)管（沉降桿）下端固定在需測試的部位，上端高出外管10~20cm，數(shù)據(jù)的觀測應(yīng)與樁頂位移觀測同步。當(dāng)為大直徑灌注樁時，也可采用較大直徑的外管，在其內(nèi)設(shè)置多根沉降桿，同時測量樁身不同深度的位移。1、靜載試驗設(shè)備豎向靜載試驗當(dāng)沉降桿底端固定斷面處的樁身埋設(shè)有內(nèi)力傳感器時，可得到該斷面處的樁身軸力與位移。其計算公式如下：1、靜載試驗設(shè)備豎向靜載試驗（5）荷載與位移的量測儀表采用連接荷載箱的壓力表測定油壓，根據(jù)荷載箱率定曲線換算荷載。樁身位移采用電子位移計測量，并用伸出樁頂?shù)奈灰瓢魷y量向上和向下位移。2、加載方法豎向靜載試驗1）試驗加卸載方式一般都采用慢速維持荷載法逐級加荷，每級荷載達(dá)到相對穩(wěn)定后，再加下一級荷載，直至試樁達(dá)到破壞或終止加載條件時止，然后分級卸載到零。2)試驗的荷載分級、沉降觀測（1）加載分級。加荷分級不宜少于10級。每級加載為最大加載量或預(yù)估極限承載力的1/15~1/10。其中第一級可按2倍分級加荷。最大加載量不應(yīng)小于設(shè)計要求的2倍。（2）沉降觀測。每級加載后，每隔15min觀測一次；累計1h后，每隔30min觀測一次。（3）穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。每級加載下沉量，在下列時間內(nèi)如不大于0.1mm時，即可認(rèn)為穩(wěn)定。①樁端下為巨粒土、砂類土、堅硬豁質(zhì)土，最后30min。②樁端下為半堅硬和細(xì)粒土，最后lh。2、加載方法豎向靜載試驗3)可終止加載的情況當(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形時，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。4)樁的卸荷與回彈量觀測（1）卸荷應(yīng)分級進(jìn)行，每級卸載量為兩個加載級的荷載量。每級卸載后，應(yīng)觀測樁頂?shù)幕貜椓?，觀測辦法與沉降時相同。（2）卸載到零后，至少每隔半小時測讀一次。在第一個半小時內(nèi)，每15min觀測一次。2、加載方法豎向靜載試驗5)試驗記錄所有試驗數(shù)據(jù)應(yīng)按表5-40填寫記錄，繪制靜載試驗曲線，如圖5-37所示，并編寫試驗報告。2、加載方法豎向靜載試驗3、檢測數(shù)據(jù)的分析與判定豎向靜載試驗（1）檢測數(shù)據(jù)的整理①繪制豎向荷載一沉降（P一S）、沉降一時間對數(shù)（S一lgt）曲線。需要時，也可繪制其他輔助分析所需曲線。②當(dāng)進(jìn)行樁身應(yīng)力、應(yīng)變和樁底反力測定時，應(yīng)整理出有關(guān)數(shù)據(jù)的記錄表，并按相應(yīng)規(guī)范繪制樁身軸力分布圖，計算不同土層的分層側(cè)摩阻力和端阻力值。（2）單樁豎向抗壓極限承載力確定單樁豎向抗壓極限承載力是指單樁在豎向荷載作用下達(dá)到破壞狀態(tài)前或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形所對應(yīng)的最大荷載。它包含了樁身結(jié)構(gòu)極限承載力和支承樁側(cè)、樁端地基土的極限承載力兩層含義。3、檢測數(shù)據(jù)的分析與判定豎向靜載試驗單樁豎向抗壓極限承載力的確定應(yīng)符合下列規(guī)定：①根據(jù)沉降隨荷載變化的特征確定：對于荷載一沉降（p-S）曲線呈陡降形時，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：取曲線尾部出現(xiàn)明顯向下彎曲的前一級荷載值。③當(dāng)出現(xiàn)