樁基工程 樁的靜載試驗(yàn)

樁基工程樁的靜載試驗(yàn)靜載試驗(yàn)是獲得樁的豎向抗壓、抗拔以及水平承載力的最基本而可靠的樁基檢測方法。通過現(xiàn)場靜載試驗(yàn)確定單樁的豎向極限承載力，作為設(shè)計(jì)依據(jù)，或?qū)こ虡兜某休d力進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)。樁的靜載試驗(yàn)，是模擬實(shí)際荷載情況，通過靜載加壓，得出一系列關(guān)系曲線，綜合評(píng)定確定其容許承載力，它能較好地反映單樁的實(shí)際承載力。荷載試驗(yàn)有多種類型，通常采用的是單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)和單樁水平靜載試驗(yàn)。受檢樁的混凝土齡期達(dá)到28d或預(yù)留同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。當(dāng)無成熟的地區(qū)經(jīng)驗(yàn)時(shí)，尚不應(yīng)少于表1規(guī)定的時(shí)間。不同土類型的休止時(shí)間表1土的類型休止時(shí)間（d）砂土7粉土10黏性土非飽和15飽和25注：對(duì)于泥漿護(hù)壁灌注樁，宜適當(dāng)延長休止時(shí)間。檢測數(shù)量：在同一條件下不應(yīng)少于3根，且不宜少于總樁數(shù)的1%;當(dāng)工程樁總數(shù)在50根以內(nèi)時(shí)，不應(yīng)少于2根。單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)法（1）基本規(guī)定1）當(dāng)設(shè)計(jì)有要求或滿足下列條件之一時(shí)，施工前應(yīng)采用靜載試驗(yàn)確定單樁豎向抗壓承載力特征值：①設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)、乙級(jí)的樁基；②地質(zhì)條件復(fù)雜、樁施工質(zhì)量可靠性低；③本地區(qū)采用的新樁型或新工藝。2）對(duì)單位工程內(nèi)且在同一條件下的工程樁，當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，應(yīng)采用單樁豎向抗壓承載力靜載試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)收檢測：①設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的樁基；②地質(zhì)條件復(fù)雜、樁施工質(zhì)量可靠性低；③本地區(qū)采用的新樁型或新工藝；④擠土群樁施工產(chǎn)生擠土效應(yīng)。（2）試驗(yàn)設(shè)備儀器及安裝1）試驗(yàn)加載裝置單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)一般采用油壓千斤頂加載，當(dāng)采用兩臺(tái)及兩臺(tái)以上千斤頂加載時(shí)應(yīng)并聯(lián)同步工作，應(yīng)采用同型號(hào)、同規(guī)格的千斤頂，千斤頂?shù)暮狭χ行膽?yīng)與樁軸線重合。千斤頂?shù)募虞d反力裝置可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際條件采取下述四種方法之一：①錨樁橫梁反力裝置錨樁橫梁反力裝置由四根錨樁、主梁、次梁、油壓千斤頂以及測量儀表等組成。錨樁、反力梁裝置能提供的反力應(yīng)不得小于最大加載量的1.2倍。應(yīng)對(duì)主次梁進(jìn)行強(qiáng)度和變形驗(yàn)算。應(yīng)對(duì)錨樁抗拔力（地基土、抗拔鋼筋、樁的接頭）進(jìn)行驗(yàn)算；采用工程樁作錨樁時(shí)，錨樁數(shù)量不應(yīng)少于4根，并應(yīng)監(jiān)測錨樁上拔量。壓重宜在檢測前一次加足，并均勻穩(wěn)固地放置于平臺(tái)上。②壓重平臺(tái)反力裝置壓重平臺(tái)反力裝置由支墩（或墊木）、鋼橫梁、鋼錠、油壓千斤頂及測量儀表等組成。堆載量不得小于預(yù)估試樁破壞荷載的1.2倍。壓重應(yīng)在試驗(yàn)開始前一次加上，并均勻穩(wěn)固的放置于平臺(tái)上。壓重宜在檢測前一次加足，并均勻穩(wěn)固地放置于平臺(tái)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，有條件時(shí)宜利用工程樁作為堆載支點(diǎn)。③錨樁壓重聯(lián)合反力裝置當(dāng)試樁最大加載量超過錨樁的抗拔能力時(shí)，可在錨樁上或主次梁上配重，由錨樁和堆重共同承受千斤頂加壓的反力。為了避免加荷過程中的相互影響，試樁、錨樁（壓重平臺(tái)支墩邊）和基準(zhǔn)樁之間的中心距離應(yīng)符合表2規(guī)定。試樁、錨樁（或壓重平合支墩邊）和墓準(zhǔn)樁之間的中心距離表2試樁中心與錨樁中心（或壓重平臺(tái)支墩邊）試樁中心與基準(zhǔn)樁中心基準(zhǔn)樁中心與錨樁中心（或壓重平臺(tái)支墩邊）錨樁橫梁≥4(3)d且＞2.0m≥4(3)d且＞2.0m≥4(3)d且＞2.0m壓重平臺(tái)≥4d且＞2.0m≥4(3)d且＞2.0m≥4d且＞2.0m地錨裝置≥4d且＞2.0m≥4(3)d且＞2.0m2≥4d且＞2.0m注：a、d為試樁、錨樁或地錨的設(shè)計(jì)直徑或邊寬、取其較大者；b、如試樁或錨樁為擴(kuò)底樁或多支盤樁時(shí)，其中心距上不應(yīng)小于2倍擴(kuò)大端直徑；c、括號(hào)內(nèi)數(shù)值可用于工程樁驗(yàn)收檢測時(shí)多排樁設(shè)計(jì)樁中心距離小于4d的情況；d、軟土場地堆載重量較大時(shí)，宜增加支墩邊與基準(zhǔn)樁中心和試樁中心之間的距離，并在試驗(yàn)過程中觀測基準(zhǔn)④地錨反力裝置對(duì)于單樁承載力較小的摩擦樁可采用土錨作反力，對(duì)于巖層面淺的嵌巖樁，可采用巖錨提供反力。常見單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)裝置見圖1。樁的豎向位移。2）儀表和測試元件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(jí)。試驗(yàn)用壓力表、油泵、油管在最大加載時(shí)的壓力不應(yīng)超過規(guī)定工作壓力的80%。試樁沉降一般宜采用位移傳感器或大量程百分表，并應(yīng)符合下列規(guī)定：測量誤差不大于0.1%FS,分辨力優(yōu)于或等于0.01mm；直徑或邊寬大于500mm的樁，應(yīng)在其兩個(gè)方向?qū)ΨQ安置4個(gè)位移測試儀表，直徑或邊寬小于等于500mm的樁可對(duì)稱安置2個(gè)位移測試儀表；沉降測定平面宜在樁頂200mm以下位置，測點(diǎn)應(yīng)牢固地固定于樁身；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)自由地?cái)R置于基準(zhǔn)樁上；固定和支撐位移計(jì)（百分表）的夾具及基準(zhǔn)梁應(yīng)避免氣溫、振動(dòng)及其他外界因素的影響。（3）單樁的靜載荷試驗(yàn)要點(diǎn)載荷試驗(yàn)時(shí)，為設(shè)計(jì)提供依據(jù)的試驗(yàn)樁，應(yīng)加載至破壞；當(dāng)樁的承載力以樁身強(qiáng)度控制時(shí)，可按設(shè)計(jì)要求的加載量進(jìn)行。對(duì)工程樁抽樣檢測時(shí)，加載量不應(yīng)小于設(shè)計(jì)要求的單樁承載力特征值的2.0倍。1）荷載分級(jí)試驗(yàn)時(shí)加載分級(jí)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(jí)可取分級(jí)荷載的2倍。卸載應(yīng)分級(jí)進(jìn)行，每級(jí)卸載量取加載時(shí)分級(jí)荷載的2倍，逐級(jí)等量卸載。2）試驗(yàn)加載方式采用慢速維持荷載法，即逐級(jí)加載，每級(jí)荷載達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定后加下一級(jí)荷載，直到試樁破壞，然后逐級(jí)等量卸載到零。加、卸載時(shí)應(yīng)使荷載傳遞均勻、連續(xù)、無沖擊，每級(jí)荷載在維持過程中的變化幅度不得超過分級(jí)荷載的±1。％。當(dāng)樁頂沉降速率達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，再施加下一級(jí)荷載。當(dāng)考慮結(jié)合實(shí)際工程樁的荷載特征，也可采用多循環(huán)加、卸載法（每級(jí)荷載達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定后卸載到零）或用等速率貫入法。當(dāng)考慮縮短試驗(yàn)時(shí)間，對(duì)于工程樁的檢驗(yàn)性試驗(yàn)，可采用快速維持荷載法，即一般每隔lh加一級(jí)荷載。3）測讀樁沉降量的間隔時(shí)間每級(jí)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，每次測讀值記入試驗(yàn)記錄表。4）穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)在每級(jí)荷載作用下，每lh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(jí)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(jì)算），認(rèn)為已達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定，可加下一級(jí)荷載。5）終止加荷的條件①某級(jí)荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的5倍。②某級(jí)荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的2倍，且經(jīng)24h尚未達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。③已達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大加載量。④當(dāng)工程樁作錨樁時(shí)，錨樁上拔量已達(dá)到允許值。⑤當(dāng)荷載一沉降曲線呈緩變型時(shí)，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(jì)沉降量超過80mm。6）卸載與卸載沉降觀測卸載時(shí)，每級(jí)荷載維持lh,按第15、30、60min測讀樁頂沉降量后，即可卸下一級(jí)荷載。卸載至零后，應(yīng)測讀樁頂殘余沉降量，維持時(shí)間為3h,測讀時(shí)間為第15、30min,以后每隔30min測讀一次，每次測讀值記入試驗(yàn)記錄表。2.單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)方法在拔力作用下樁的破壞形式有兩種：一是地基變形帶動(dòng)周圍的土體被拔出；二是樁身強(qiáng)度不夠，被拉裂或拉斷。（1）試驗(yàn)加載裝置一般采用油壓千斤頂加載，千斤頂?shù)募虞d反力裝置宜采用反力樁（或工程樁）提供支座反力，也可根據(jù)現(xiàn)場情況采用天然地基提供支座反力。試驗(yàn)設(shè)備主要用油壓千斤頂，把試樁的主筋連接到傳力架上，當(dāng)千斤頂上升時(shí)，產(chǎn)生上拔力把試樁拔升。（2）加載方法一般采用慢速維持荷載法。需要時(shí)，也可采用多循環(huán)加、卸載方法。慢速維持荷載法可參照抗壓靜載試驗(yàn)方法。（3）終止加載條件當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，即可終止加載：1）在某級(jí)荷載作用下，樁頂上拔量大于前一級(jí)上拔荷載作用下的上拔量5倍。2）按樁頂上拔量控制，當(dāng)累計(jì)樁頂上拔量超過100mm時(shí)。3）按鋼筋抗拉強(qiáng)度控制，樁頂上拔荷載達(dá)到鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的0.9倍。4）對(duì)于驗(yàn)收抽樣檢測的工程樁，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大上拔荷載值。3.單樁水平靜載試驗(yàn)方法樁的水平靜載荷試驗(yàn)是采用接近于樁的實(shí)際工作條件進(jìn)行試驗(yàn)，以確定單樁的水平承載力和地基土的水平抗力系數(shù)。當(dāng)樁身埋設(shè)有應(yīng)力測量元件時(shí)，可測出樁身應(yīng)力變化，并由此求得樁身彎矩分布。（1）試驗(yàn)設(shè)備與儀表裝置進(jìn)行單樁水平靜載試驗(yàn)時(shí)，常采取互推法，在兩根樁中間放置千斤頂施加水平荷載,水平作用線應(yīng)通過地面標(biāo)高處（地面標(biāo)高應(yīng)與實(shí)際工作樁基承臺(tái)底面標(biāo)高一致）（圖2）。在千斤頂與試樁接觸處宜安置一球形鉉座，以保證千斤頂作用力能水平通過樁身軸線。用電動(dòng)油泵加荷，用電阻應(yīng)變式傳感器和電子秤控制荷載。在樁外側(cè)地面及地面以上500~1000mm設(shè)置雙層大量程百分表（下表測量樁身在地面處的水平位移，上表測量樁頂水平位移，根據(jù)兩表位移差可求得地面以上樁身轉(zhuǎn)角），以測定樁的水平位移。百分表的基準(zhǔn)樁宜打設(shè)在樁側(cè)面靠位移的反方向，與試樁的凈距不少于1倍試樁直徑。（2）加載方法對(duì)于承受反復(fù)作用的水平荷載的樁基，一般采用單向多循環(huán)加、卸載方法，視受力情況和設(shè)計(jì)要求也可采取慢速維持荷載法及其他加載方法。單向多循環(huán)加載法的分級(jí)荷載應(yīng)小于預(yù)估水平極限承載力或最大試驗(yàn)荷載的1/10。每級(jí)荷載施加后，恒載4min后可測讀水平位移，然后卸載至零，停2min測讀殘余水平位移，至此完成一個(gè)加卸載循環(huán)。如此循環(huán)5次，完成一級(jí)荷載的位移觀測。試驗(yàn)不得