樁基靜載試驗自平衡法

樁基靜載試驗自平衡法發(fā)電廠樁基靜載試驗（自平衡法）測試報告1、概述1.1工程概況據(jù)現(xiàn)場勘察成果反映，該場地上部黃土具有濕陷性，屬三級自重濕陷性黃土。根據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范（GBJ25-90）中要求，對111級自重濕陷性場地，甲類建筑物應(yīng)消除地基濕陷性或穿透全部濕陷性土層。采用常規(guī)的樁基形式，由于濕陷性造成的負(fù)摩阻力，要滿足設(shè)計要求，勢必要增加一定的樁長，給施工帶來困難。經(jīng)論證，認(rèn)為在滿足設(shè)計要求的前提下取得最佳效果和經(jīng)濟效益，首先應(yīng)消除該場區(qū)的濕陷性。所以在地基處理試驗中，采用天然與人工挖孔擴底灌注樁和先進行孔內(nèi)深層強夯素土樁后再進行人工挖孔擴底灌注樁的組合樁型進行對比試驗。根據(jù)國家規(guī)范和有關(guān)規(guī)定，受__發(fā)電有限責(zé)任公司的委托，由東南大學(xué)對其中4根試樁采用自平衡法，結(jié)合樁身內(nèi)力測試進行基樁靜載荷試驗。試樁的尺寸、編號及平面位置由勘測設(shè)計院和東南大學(xué)共同確定。單樁試驗預(yù)估加載值為單樁設(shè)計承載力的兩倍，工程試樁有關(guān)參數(shù)見表1-1。表1-1試樁參數(shù)一覽表試樁編號樁身直徑（mm）擴底直徑（mm）設(shè)計樁長（m）持力層預(yù)估加載值（kN）荷載箱距樁端距離（m）試驗方法1000140020m細(xì)砂層__21.8自平衡法、內(nèi)力測試1000180020m細(xì)砂層3000x2,2022年急0,1.8自平衡法、內(nèi)力測試1200無擴底20m細(xì)砂層5000x20自平衡法1200無擴底20m細(xì)砂層5000x20自平衡法、內(nèi)力測試1.2地質(zhì)條件1.2.1地形地貌廠址位于風(fēng)陵渡以西1.0Km，地處三門峽盆地西北端，中條山為中高山區(qū)，相對高差一千余米，最高峰為雪花山，海拔1993.6m，最低處為黃河海拔302m。焦蘆廠址地貌上屬黃河II級階地。區(qū)內(nèi)河流除黃河外，均為季節(jié)性河溝。從中條山發(fā)育的數(shù)條溝澗，由東向西呈樹枝排列。根據(jù)氣象站資料，廠址土壤最大凍結(jié)深度為0.31m。1.2.2地層測區(qū)老地層出露不全，主要有太古界（Ar）、震旦系（Z）、寒武系（E）、奧陶系（0）、第三系（N）及第四系（Q）地層，分布不均，現(xiàn)由老到新分述如下：1） 太古界涑水雜巖（Ars），為一套遭受強烈變質(zhì)作用及混合巖化作用的副變質(zhì)片麻巖系，巖性以黑云母斜長片麻巖、片巖、石英巖和大理巖為主，僅在中條山區(qū)出露?？偤穸?500m左右。2） 上元古界震旦系（Z），巖性主要為石英巖、石英狀砂巖、灰綠色、紫紅色砂頁巖及灰白色硅質(zhì)灰?guī)r。分布于中條山區(qū)，出露厚度大于750m。3） 古生界寒武系（E），巖性主要為中厚層狀白云巖、灰質(zhì)白云巖、鮞狀灰?guī)r、泥質(zhì)條帶狀灰?guī)r及紫紅色頁巖，分布于中條山東部，出露厚度大于800m。4） 古生界奧陶系（0），主要為青灰色中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r，薄層狀灰?guī)r與泥質(zhì)白云巖互層，分布于中條山東部，出露厚度大于60?80m。5） 新生界地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，厚度很大，據(jù)物探資料，在虞鄉(xiāng)一帶最大厚度5000?6000m，各地質(zhì)時代的地層，在不同地貌單元，巖性、巖相、成因類型均有較大差異：a）上新統(tǒng)（N2）巖性主要為深紅色及棕紅，紫紅色粘土，含鈣質(zhì)結(jié)核和鐵錳質(zhì)薄膜，局部半膠結(jié)。中下部泥巖、中粗砂巖。出露厚度5?35m。b） 下更新統(tǒng)（QI）主要出露于黃土臺地溝谷中及黃河沿岸的太安村至馬頭巖一帶。屬河湖相沉積地層。分上、下兩段，與下伏地層（N）呈平行不整合接觸。c） 中更新統(tǒng)（Q2）該層出露較廣，在溝谷中多能見到，成因多為洪、沖積相，與下伏地層（Q1）呈平行不整合接觸。巖性多為褐色，紅黃色粉質(zhì)粘土，粉土互層夾棕紅色密集的古土壤7?12層，一般厚0.5?2.5m，含鈣質(zhì)結(jié)核及結(jié)核層，一般厚0.3?0.5m，并夾砂礫石透鏡體。底部多為中粗砂，砂礫石層。d） 上更新統(tǒng)（Q3）該層分布廣泛，成因較多。部分地段呈披蓋式覆于中更新統(tǒng)或下更新統(tǒng)之上，中條山前一帶，多為坡洪積物，巖性主要為黃白、褐黃，土黃色粉土，結(jié)構(gòu)疏松，易碎，具有大孔隙。在黃河二、三階地上系沖積物，為淡黃，淺褐色粉土，底部夾有粉細(xì)砂，中細(xì)砂層。厚度10?30m。e） 全新統(tǒng)（Q4）該層分布于黃河一級階地、河漫灘及較大的溝谷底部，以現(xiàn)代沖積的粉細(xì)砂為主，溝澗底部為砂礫石、卵石，礫卵石成分與上游基巖山區(qū)的巖性相同。厚5?10m。1.2.3工程地質(zhì)條件廠址位置屬靈寶盆地北部邊緣，中條山南麓的黃河III級階地上。廠區(qū)地勢東北高西南低，廠址區(qū)地面標(biāo)高366.2?371.3m。整個廠址區(qū)地形平坦開闊。根據(jù)已有資料，廠區(qū)第四系松散層厚度一般大于200m。松散層以沖洪積沉積為主，巖性多為粉土、粉質(zhì)粘土、砂、卵礫石等。根據(jù)廠區(qū)工程地質(zhì)鉆探、井探和原位測試(標(biāo)貫、靜力觸探、波速測試)情況，將場地地基土43.5m深度范圍內(nèi)巖土層劃分為3個大層4個亞層。各地基土層性質(zhì)敘述如下：層，黃土狀粉土(Q4al+pl)，棕褐?黃褐色，稍密，稍濕，發(fā)育蟲孔及針狀孔隙，見少量生物螺殼，上部植物根系發(fā)育，含有少量粉細(xì)砂，土質(zhì)較均勻。壓縮系數(shù)為0.81Mpa-1,為高壓縮性土層，該層分布于整個場地，層底埋深2.5?7.3m，層底標(biāo)高360.87?366.57m。由北向南緩傾。(2-1)層，黃土(粉土)(Q3al+pl)，棕黃?褐黃色，稍密，稍濕，發(fā)育蟲孔及針狀孔隙，見少量白色鈣質(zhì)條紋，個別地段含少量小姜石，含生物螺殼，土質(zhì)較均勻。壓縮系數(shù)為0.33Mpa-1,為中等壓縮性土層，該層分布于整個場地，厚度一般為6.0?12.0m，層底埋深12.0?16.8m，層底標(biāo)高350.78?357.71m。由北向南緩傾。(2-2)層，黃土(粉土)(Q3al+pl)，灰黃?淺黃色，底部為棕黃色，中密，稍濕，發(fā)育蟲孔及針狀孔隙，含少量小姜石,見少量白色鈣質(zhì)菌絲，含生物螺殼，土質(zhì)較均勻。壓縮系數(shù)為0.22Mpa-1,為中等壓縮性土層，該層分布于整個場地，厚度一般為9.4?15.0m，層底埋深23.8?28.6m，層底標(biāo)高341.57?344.20m。(3)層，細(xì)砂(Q3al+pl)，黃褐?桔黃?黃白色，密實，礦物成份主要為長石，其次為石英，顆粒均勻，局部地段可相變?yōu)橹猩?。局部地段夾薄層卵石及粉土透鏡體，該層分布于整個場地，本次勘探未揭穿，最大揭露厚度為17.30m。其頂板埋深23.8?28.6m，層頂標(biāo)高341.57?344.20m。本次勘測在勘探深度范圍內(nèi)未見地下水位，廠址的地下水位埋深大于50m，地下水對鋼筋混凝土無腐蝕性。1.2.4地質(zhì)構(gòu)造從大地構(gòu)造而言，本區(qū)位于山西陸臺的最南端，屬于祁呂賀蘭山字型構(gòu)造北東翼的一部分，同時受秦嶺東西向構(gòu)造的影響，其主要構(gòu)造有：中條山隆起帶：分布永濟南部、芮城北部的基巖山區(qū)，其主要斷裂有中條山山麓大斷裂自聞喜后宮經(jīng)夏縣到永濟韓陽一帶，在永濟縣境內(nèi)長達(dá)50km，走向北東東，為高角度正斷層，斷面傾角67°以上，北盤下降，南盤上升，斷距近千米，現(xiàn)仍在活動。它對中條山隆起起著重要的控制作用。運城盆地沉降帶：沉降帶貫穿整個運城盆地，呈北東南西向展布，北西側(cè)沉降小，南東側(cè)沉降大，為一向斜構(gòu)造。沉降中心在永濟虞鄉(xiāng)一帶，據(jù)地質(zhì)部第三石油普查大隊在永濟石橋鉆探，孔深1168.5m，新生界堆積尚未揭穿。靈寶斷陷盆地：分布于中條山隆起山地南側(cè)，根據(jù)地貌、巖性、地層又劃分為北部芮城凸起區(qū)和南部的潼關(guān)凹陷區(qū)，地貌上表現(xiàn)為坡度較大向南傾的黃土臺源區(qū)，地表出露的地層主要為上更新統(tǒng)至下更新統(tǒng)的湖積和沖洪積黃土，由于受到較強的剝蝕，形成了密集平行分布的南北向侵蝕沖溝，深達(dá)幾十米。黃河谷地垂直下降，形成了掩埋階地。與擬選廠址有關(guān)的構(gòu)造形跡主要有：華山山前斷裂：該斷裂西起陜西藍(lán)田經(jīng)華縣向東止于河南靈寶山前，全長170Km，東段走向近EW，西段走向NE，為靈寶斷陷盆地西南邊界，為全新世活動斷裂。朝邑斷裂:該斷裂展布于近場西部，呈隱伏狀態(tài)，走向NE，傾向NW，長10Km，屬正斷層，斷層主要錯斷晚更新世以前的地層，晚更新世以來趨于穩(wěn)定。渭河斷裂：渭河斷裂西起寶雞西，經(jīng)武功、咸陽、渭南、華縣，至潼關(guān)北黃河邊逐漸消失，總體走向NEE,長約350Km,寬達(dá)2?10Km，該斷裂為一條隱伏的高角度正傾滑活動斷裂，歷史地震活動明顯，幾乎集中了渭河盆地歷史強震的三分之一，為全新世活動斷裂。（4）口鎮(zhèn)—關(guān)山斷裂：口鎮(zhèn)—關(guān)山斷裂，西起口鎮(zhèn)西，向東經(jīng)魯橋、閻良、關(guān)山固市過黃河進入山西境內(nèi)，總體走向EW，傾向S，傾角50—70°長約100Km，該斷裂在衛(wèi)星影像上呈明顯的線性特征，口鎮(zhèn)以東被第四系覆蓋成為隱伏斷裂，新生代以來垂直運動幅度在2022年m以上，為全新世活動斷裂。1.2.5黃土濕陷性評價通過勘探和試驗可知，焦蘆廠址勘測場地（1）層黃土狀粉土和（2-1）層黃土（粉土）及（2-2）層黃土（粉土）具有濕陷性，自重濕陷系數(shù)0.015-0.097，根據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范（GBJ25-90），計算自重濕陷量Azs=p05ZSihi，其中陽取0.7。根據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GBJ25-90）,建筑物的基礎(chǔ)埋深按1.5m考慮，其基底下各層土的總濕陷量As=p5Sihi，其中6基底下5m深度內(nèi)取1.5,基底下5m深度以下按陽取0.7?？紤]到2x600MW機組基地壓力較大，本次室內(nèi)土工試驗測定濕陷系數(shù)的壓力采用100KPa?300Kpa，濕陷系數(shù)0.015?0.171，總濕陷量43.94?162.91cm。該濕陷性土層厚23.8?28.6m，濕陷起始壓力19.3?386.0KPa。根據(jù)土分析結(jié)果，濕陷系數(shù)及濕陷厚度，根據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GBJ25-90）,計算自重濕陷量及總濕陷量結(jié)果見表4.1.1-1o廠址黃土濕陷性計算表表4.1.1-1o孔號自重濕陷量（cm）200Kpa總濕陷量（cm）300Kpa總濕陷量（cm）計算濕陷性黃土厚度（m）濕陷性黃土層底標(biāo)高（m）濕陷等級F253.2343.9452.8227.8342.72III級自重F332.9791.33116.2520.5III級自重F578.04126.05162.9127.0342.07IV級自重F762.6055.7360.9025.6342.73IV級自重F947.5383.60107.6020.0IV級自重F1644.9852.9255.7824.0342.21III級自重由上表可以看出，廠址勘測場地為III?IV級自重濕陷性黃土場地。根據(jù)已有資料，勘測場地內(nèi)（1）層黃土狀粉土、（2-1）層黃土（粉土）和（2-2）層黃土（粉土）具有濕陷性，為III?IV級自重濕陷性黃土，濕陷性黃土厚度23.8?28.6m，勘測場地為III?IV級自重濕陷性黃土場地。2、試樁目的和試驗依據(jù)2.1試樁目的根據(jù)大唐運城發(fā)電廠建設(shè)方的要求以及有關(guān)會議精神，本次試驗以確保試驗質(zhì)量為原則，盡量減少試驗量，并采用新技術(shù)，以節(jié)省投資和縮短工期。通過本次試驗工作達(dá)到以下目的：1） 選擇經(jīng)濟、合理的地基處理方式。2） 通過試驗獲得地基處理設(shè)計的技術(shù)和經(jīng)濟分析資料，明確地基施工中的技術(shù)問題，為地基優(yōu)化設(shè)計和施工提供依據(jù)。3） 為設(shè)計提供施工階段所必需的設(shè)計參數(shù)。4） 提供單樁極限承載力、樁身軸向應(yīng)力、分層土側(cè)摩阻力、極限端阻力、荷載與沉降變形關(guān)系等。5） 天然土靜載荷試驗采用單樁浸水試驗，測定濕陷性黃土的負(fù)摩阻力。2.2試驗依據(jù)1） 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GBJ__-2022年）；2） 《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)程》，（JGJ106-2022年）；3） 《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-94）；4） 《樁承載力自平衡測試技術(shù)規(guī)程》（DB32/T291-1999）；5） 《工程地質(zhì)勘察報告》和設(shè)計院試樁圖；6） 《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GBJ25-90）。3施工情況3.1基樁施工要點試樁嚴(yán)格按設(shè)計圖紙施工。同時，由于自平衡測樁法的需要,做到以下幾點：1） 試樁成孔后，垂直度用可靠的檢測設(shè)備檢測；2） 地面上綁扎和焊接鋼筋籠。由施工單位負(fù)責(zé)，測試單位配合，位移棒與鋼筋籠綁扎成整體，確保護管不滲泥漿；3） 吊車將測試設(shè)備與鋼筋籠放入樁底；4） 埋荷載箱前檢查樁徑，樁長（包括荷載箱）油管及鋼管長度，鋼管距離；5） 埋完荷載箱，保護油管及鋼管封頭，以防雜物漏入；天然土靜載荷試驗采用單樁浸水試驗，試驗過程中注意滲水孔的設(shè)置、淺標(biāo)點的埋設(shè)、機械深標(biāo)點的埋設(shè)等。3.2施工情況本次四根樁施工情況正常。S7試樁樁徑1000mm，擴底徑1400mm,擴底高1800mm，樁頂標(biāo)高360.00m，樁底標(biāo)高340.00m，荷載箱標(biāo)高341.80m。成樁日期2022年12月29日。S8試樁樁徑1000mm，擴底徑1800mm，擴底高1800mm，樁頂標(biāo)高360.00m，樁底標(biāo)高340.00m，上荷載箱標(biāo)高341.80m，下荷載箱標(biāo)高340.00m。成樁日期2022年12月29日。S12試樁樁徑1200mm，樁頂標(biāo)高360.00m，樁底標(biāo)高340.00m，荷載箱標(biāo)高340.00m。成樁日期2022年12月15日。S13試樁樁徑1200mm，樁頂標(biāo)高360.00m，樁底標(biāo)高340.00m，荷載箱標(biāo)高340.00m。成樁日期2022年12月15日。4、自平衡試驗方法4.1試驗原理測試原理：自平衡試樁法是接近于豎向抗壓樁實際工作條件的試驗方法，其加載設(shè)備采用東南大學(xué)土木工程學(xué)院研制的專利產(chǎn)品——荷載箱，它與鋼筋籠連接后安裝在樁身，并將高壓油管和位移棒一起引到地面。試驗時，從樁頂用高壓油泵通過高壓油管對荷載箱內(nèi)腔施加壓力，箱頂與箱底被推開，產(chǎn)生向上與向下的推力，從而調(diào)動樁周土的側(cè)阻力與樁端土的端阻力，直至破壞。將樁周土的側(cè)阻力與樁端土的端阻力迭加，即得到樁的抗壓極限承載力。軸向應(yīng)力測試：基樁自平衡試驗開始后，荷載箱產(chǎn)生的荷載沿著樁身軸向往上、往下傳遞。假設(shè)基樁受荷后，樁身結(jié)構(gòu)完好(無破損，混凝土無離析、斷裂現(xiàn)象)，則在各級荷載作用下混凝土產(chǎn)生的應(yīng)變量等于鋼筋產(chǎn)生的應(yīng)變量，通過量測預(yù)先埋置在樁體內(nèi)的鋼筋計，可以實測到各鋼筋應(yīng)力計在每級荷載作用下所得的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系，可以推出相應(yīng)樁截面的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系，那么相應(yīng)樁截面微分單元內(nèi)的應(yīng)變量亦可求的。由此便可求得在各級荷載作用下各樁截面的樁身軸力值及軸力、摩阻力隨荷載和深度變化的傳遞規(guī)律。（3）試驗儀器及設(shè)備：基樁自平衡試驗采用的設(shè)備有：荷載箱（經(jīng)江蘇省建科院中心試驗室標(biāo)定，標(biāo)定記錄見附件）、電動油泵、電子百分表（由江蘇省計量測試研究標(biāo)定）數(shù)據(jù)采集儀等。軸向應(yīng)力測試采用的儀器設(shè)備有：鋼筋應(yīng)力計和頻率接收儀。4.2測試系統(tǒng)加載采用荷載箱，通過高壓油泵輸油加載（圖4-1）；試樁的位移量測采用電子百分表。試樁S7的荷載箱設(shè)置于距樁端1.8m處；試樁S8設(shè)雙荷載箱，上荷載箱設(shè)置樁身于距樁端1.8m處;下荷載箱設(shè)置于樁端處；試樁S12的荷載箱設(shè)置于樁端處。試樁S13的荷載箱設(shè)置于樁端處。荷載箱加載時，每根樁架設(shè)4只表，兩只測荷載箱向下位移，兩只測荷載箱向上位移。雙荷載箱加載時，每根樁架設(shè)6只表，兩只測下荷載箱的向下位移，兩只測上荷載箱的向上位移，另外兩只測上荷載箱的向下位移。經(jīng)應(yīng)變儀與電腦相聯(lián)，由電腦控制量測并在電腦屏幕上實時顯示（Q—S）曲線和（S—lgT）曲線和（S—lgQ）曲線。4.3測試規(guī)程加載采用慢速維持荷載法，測試按中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2022年）和《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-94）“試樁試驗辦法”和江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)《樁承載力自平衡測試技術(shù)規(guī)程》（DB32/T291-1999）進行，即：（1） 成樁至試驗間隙時間：在樁身強度達(dá)到設(shè)計要求并不應(yīng)少于15天。（2） 荷載分級：由于試樁噸位大，故專家們建議每級加載為極限承載力的1/10,第一級按兩倍荷載分級加載，卸載仍分5級進行。（3） 位移觀測：每級加載后在第1h內(nèi)分別于5、10、15、30、45、60min各測讀一次，以后每隔30min測讀一次。電子位移傳感器連接到電腦，直接由電腦控制測讀，在電腦屏幕上顯示Q-S、S-lgt、S-lgQ曲線。（4） 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、堅硬粘質(zhì)土，最后30min。2） 樁端下為半堅硬和細(xì)粒土，最后1h。（5） 終止加載條件1）位移量大于或等于40mm，本級荷載的位移量大于或等于前一級荷載的位移量的5倍時，加載即可終止。取此終止時荷載小一級的荷載為極限荷載。2） 位移量大于或等于40mm，樁的位移量大于前一級荷載作用下位移量的2倍，且本級荷載加上后24h未達(dá)穩(wěn)定，加載即可終止。取此終止時荷載小一級的荷載為極限荷載。3） 總下沉量小于40mm，但荷載以大于或等于設(shè)計荷載x設(shè)計規(guī)定的安全系數(shù)，加載即可終止。取此時的荷載為極限荷載。（6） 卸載及測試1） 卸載應(yīng)分級進行，每級卸載量為2個加載級的荷載值，逐級等量卸載。2） 卸載時，每級荷載維持1h，按15、30、60min測讀位移量后，即可卸下一級荷載。卸載到零后，至少在1.5h內(nèi)每15min觀測一次，開始30min內(nèi)，每15min觀測一次。（7） 單樁豎向抗壓極限承載力判斷標(biāo)準(zhǔn)1）《樁承載力自平衡測試技術(shù)規(guī)程》（DB32/T291-1999）根據(jù)實測荷載箱上、下位移計算承載力公式為：Qu=+Q（1）Qu:單樁豎向抗壓極限承載力；Q:荷載箱上部樁的實測極限值，按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-94）“試樁試驗辦法”確定；Q:荷載箱下部樁的實測極限值，按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-94）“試樁試驗辦法”確定；W:荷載箱上部樁自重；g:荷載箱上部樁側(cè)阻力修正系數(shù)，對于粘性土、粉土g=0.8,對于砂土g=0.7o該判斷方法適用于測出上、下段樁的極限承載力的情況。2）等效轉(zhuǎn)換曲線如圖4-2所示，將自平衡法獲得的向上、向下兩條Q—S曲線通過轉(zhuǎn)換等效為相應(yīng)的傳統(tǒng)靜載方法獲得的一條Q—S曲線（等效轉(zhuǎn)換曲線），根據(jù)等效轉(zhuǎn)換曲線進行判斷。等效轉(zhuǎn)換曲線分為兩類，為陡變型和緩變型曲線，如圖4-3所示。陡變型曲線取陡變的前一級荷載為承載力極限值Qu；緩變型曲線取最后一級對應(yīng)的荷載為承載力極限值Qu。該判斷方法適用于樁身預(yù)埋應(yīng)力測試設(shè)備進行測試的樁，根據(jù)每層土體摩阻力一應(yīng)變的本構(gòu)關(guān)系推導(dǎo)極限承載力，其結(jié)果比較準(zhǔn)確。鑒于本工程的重要性，應(yīng)以等效轉(zhuǎn)換曲線取值為準(zhǔn)。5、自平衡測試結(jié)果與分析5.1測試情況試樁S7樁徑1000mm，擴底徑1400mm,樁頂標(biāo)高360.00m，樁底標(biāo)高340.00m,荷載箱底標(biāo)高341.80m。成樁日期2022年12月29日。預(yù)估加載值2__kN,每級加載為極限承載力的1/10,第一級按兩倍荷載分級加載，每級加載值見表5-1。考慮到側(cè)摩阻力比較小，在其充分發(fā)揮時，樁端阻力還未完全發(fā)揮，所以利用臨近的錨樁在樁頂施加反力。當(dāng)加至第6級荷載(2x6000kN)時，作為反力的千斤頂壓力開始上升至5Mpa(350KN)。故判斷，荷載箱上部樁側(cè)摩阻力約為(6000KN-350KN=5650KN)。繼續(xù)加載至第11級荷載(2__kN)，向下位移超過40mm，位移也難以穩(wěn)定住，故加載終止，開始卸載。由現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)給得的Q?S曲線和S?lgt曲線，根據(jù)有關(guān)規(guī)范：荷載箱上部樁的極限承載力取5650kN；荷載箱下部樁的極限承載力取第10級加載值__kN。測試數(shù)據(jù)及曲線詳見附圖集二。表5-1試樁預(yù)估加載值分級表試樁編號加載級數(shù)S7S8S12S13200604010010030090601501504001208020020050015010025025060018012030030070021014035035080024016040040090027018045045010003002005005001100330220550550360240600600390260650650420280700700300試樁S8樁徑1000mm，樁頂標(biāo)高360.00m，樁底標(biāo)高340.00m,上荷載箱底標(biāo)高341.80m,下荷載箱底標(biāo)高340.00m。成樁日期2022年12月29日。下荷載箱預(yù)估加載值2x2022年kN,每級加載為極限承載力的1/10,第一級按兩倍荷載分級加載，每級加載值見表5-1。上荷載箱預(yù)估加載值2x3000kN，每級加載為極限承載力的1/10,第一級按兩倍荷載分級加載，每級加載值見表5-1。由現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)給得的Q?S曲線和S?lgt曲線，根據(jù)有關(guān)規(guī)范：上荷載箱上部樁的極限承載力取第14級加載值4200kN；下部樁的極限承載力取第14級加載值4200KN；下荷載箱下部樁的極限承載力取第15級加載值3000kN。測試數(shù)據(jù)及曲線詳見附圖集二。試樁S12樁徑1200mm，樁頂標(biāo)高360.00m，樁底標(biāo)高340.00m，荷載箱底標(biāo)高340.00m。成樁日期2022年12月15日。預(yù)估加載值2x5000kN，每級加載為極限承載力的1/10,第一級按兩倍荷載分級加載，每級加載值見表5-1?？紤]到側(cè)摩阻力比較小，在其充分發(fā)揮時，樁端阻力還未完全發(fā)揮，所以利用臨近的錨樁在樁頂施加反力。當(dāng)加至第九級荷載(2X4500KN)時，作為反力的千斤頂壓力開始上升至4Mpa(280KN)。故判斷，荷載箱上部樁側(cè)摩阻力約為(4500KN-280KN=4220KN)。由現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)給得的Q?S曲線和S?lgt曲線，根據(jù)有關(guān)規(guī)范：荷載箱上部樁的極限承載力取4220KN；荷載箱下部樁的極限承載力取第12級加載值6000kN。測試數(shù)據(jù)及曲線詳見附圖集二。試樁S13樁徑1200mm，樁頂標(biāo)高360.00m，樁底標(biāo)高340.00m，荷載箱底標(biāo)高340.00m。成樁日期2022年12月15日。預(yù)估加載值2x5000kN,每級加載為極限承載力的1/10,第一級按兩倍荷載分級加載，每級加載值見表5-1?？紤]到側(cè)摩阻力比較小，在其充分發(fā)揮時，樁端阻力還未完全發(fā)揮，所以利用臨近的錨樁在樁頂施加反力。當(dāng)加至第九級荷載(2X4500KN)時，作為反力的千斤頂壓力開始上升至4Mpa(280KN)。故判斷，荷載箱上部樁側(cè)摩阻力約為(4500KN-280KN=4220KN)。由現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)給得的Q?S曲線和S?lgt曲線，根據(jù)有關(guān)規(guī)范：荷載箱上部樁的極限承載力取4220kN；荷載箱下部樁的極限承載力取第11級加載值5500kN。測試數(shù)據(jù)及曲線詳見附圖集二。5.1.5各試樁樁型尺寸布置如下圖：5.1.6測試結(jié)果各樁有關(guān)測試情況、測試結(jié)果見表5-2、表5-3：試樁編號S7S8(上)S8(下)S12S13預(yù)定加載值(kN)2__2x30002x2022年2x50002x5000最終加載值(kN)2__2x42002x30002x70002x7000荷載箱處向上位移(mm)10.517.24023.384.14向上殘余位移(mm)3.353.6508.041.02上部樁土體系彈性變形(mm)7.163.59015.343.12荷載箱處向下位移(mm)39.8511.6442.6236.1340.58向下殘余位移(mm)27.484.9732.7021.4830.23下部樁土體系彈性變形(mm)12.376.679.9214.6510.35表5-2試樁實測位移結(jié)果注：表中S8(上)是指試樁S8的上荷載箱；S8(下)是指試樁S8的下荷載箱表5-3試樁自平衡靜載荷試驗成果分析表試樁編號S7S8S12S13樁身直徑(mm)__擴底直徑(mm)14001800無擴底無擴底樁長(m)20202020荷載箱底板直徑(mm)140080011001100荷載箱位置距樁端1.8m處距樁端1.8米處(上)樁端(下)樁端樁端荷載箱上部樁段長度(m)18.218.22020荷載箱上部樁自重(kN)214214339339荷載箱上部樁的實測極限承載力Qu上(kN)56504200(5396)142204220荷載箱下部樁的實測極限承載力Qu下(kN)-300060005500樁周平均側(cè)阻力qs(kpa)98.8194.3755.9755.97極限端阻力qp(kpa)__樁端極限承載力(kN) 69346356荷載箱上部樁側(cè)摩阻力修正系數(shù)Y0.80.80.80.8單樁豎向抗壓極限承載力Qu(kN)(5650-214)/0.8+__=__(5396-214)/0.8+__=_ (4220-339)/0.8+6934=_ (4220-339)/0.8+6356=__qpk(kpa)__分別換算成擴底2.2m、2.4m樁端極限承載力(kN)__(2.2m)__(2.2m)__(2.4m)2022年1(2.4m)分別換算成擴底2.2m、2.4m單樁極限承載力(kN)__(2.2m)__(2.2m)__(2.4m)__(2.4m)注1：在試樁S8上荷載箱加載過程中，荷載箱只加載到4200kN,未達(dá)極限值，所以由該試樁上荷載箱Q?S曲線近似推出極限值Qu上為5396kN。2：各試樁QU上及QU下的相關(guān)取值如前所述并參照附錄圖集二3：單樁豎向抗壓極限承載力Qu的計算：Qu=+Q(1)(荷載箱位于樁身)Qu=+qpk-Ap-(2)(荷載箱位于樁底)qpk=(3)=(0.8/d)1/3(4)=（0.8/D）1/3（5）d：荷載箱底板直徑；D：樁底直徑（含擴大頭）。對于擴大頭上部和樁底均設(shè)荷載箱的情況，Qu仍可按式（2）確定，QU上取擴大頭上部荷載箱向上實測極限值。各試樁向下位移達(dá)2cm左右時，換算得出的單樁承載力及樁端阻力如下：S7試樁：向下位移達(dá)26.19mm，換算得該試樁的樁端阻力為7872KN，單樁承載力為KN；S8試樁：向下位移達(dá)26.19mm，換算得該試樁的樁端承載力為8656KN，單樁承載力為KN；S12試樁：向下位移達(dá)21.71mm，換算得該試樁的樁端承載力為6176KN，單樁承載力為9125KN；S13試樁：向下位移達(dá)21.71mm，換算得該試樁的樁端承載力為5267KN,單樁承載力為8231KN；各試樁分別擴底后，達(dá)上述位移時，換算得出的單樁承載力及樁端阻力如下：S7試樁（按擴底2.2m）：向下位移達(dá)26.19mm，換算得該試樁的樁端阻力為_KN，單樁承載力為_KN；S8試樁（按擴底2.2m）:向下位移達(dá)26.19mm，換算得該試樁的樁端承載力為9255KN，單樁承載力為KN；S12試樁（按擴底2.4m）：向下位移達(dá)21.71mm，換算得該試樁的樁端承載力為__KN,單樁承載力為2022年5KN；S13試樁（按擴底2.4m）：向下位移達(dá)21.71mm，換算得該試樁的樁端承載力為_KN,單樁承載力為__KN；5.2基樁軸向力測試及相關(guān)指標(biāo)的計算方法鋼筋應(yīng)力計主要依據(jù)試樁區(qū)范圍內(nèi)的地基土組成特點和試樁技術(shù)要求進行豎向布置的。鋼筋應(yīng)力計在出廠前已作了室內(nèi)率定，并作了編號與記錄，在焊接前后與澆注前后均進行了量測；鋼筋應(yīng)力計的觀測與試樁位移同步進行，觀測間隔為每級加載前10分鐘。相關(guān)指標(biāo)包括軸力、摩阻力及各截面的位移計算方法如下。5.2.1軸力計算鋼筋計的應(yīng)變量可由其相應(yīng)的壓應(yīng)力求得，其計算公式為：（3）（4）（5）式中：——鋼筋應(yīng)力計在某級荷載作用下的應(yīng)變量；——鋼筋應(yīng)力計在某級荷載作用下壓應(yīng)力值（kN/m2）；——鋼筋的彈性模量（kN/m2）；——鋼筋應(yīng)力計在某級荷載作用下所受的壓力（kN）； 鋼筋應(yīng)力計系數(shù)（kN/Hz2）；——鋼筋應(yīng)力計埋設(shè)后加載前的量測值（Hz）；——鋼筋應(yīng)力計在某級荷載作用下的量測值（Hz）；——主筋截面積（m2）。在同級荷載作用下，試樁內(nèi)混凝土所產(chǎn)生的應(yīng)變量等于鋼筋所產(chǎn)生的應(yīng)變量，相應(yīng)樁截面微單元內(nèi)的應(yīng)變量即為鋼筋的應(yīng)變量，其計算公式如下：（6）（7）式中：——某級荷載作用下樁身截面微單元產(chǎn)生的應(yīng)變量；——某級荷載作用下樁身截面微單元產(chǎn)生的應(yīng)力值（kN/m2）；——樁截面面積（m2）；——某級荷載作用下樁身某截面的軸向力（kN）；——樁混凝土彈性模量（kN/m2）。由式（3）、（4）、（5）、（6）、（7）可得：（8）從公式（8）中可以看出，每級荷載作用下，截面樁身軸向力PZ與該截面鋼筋應(yīng)力計所受壓力Qsi存在正比關(guān)系。在建立試樁標(biāo)定截面處的QZ?Qsi相關(guān)方程后，各量測截面的樁身軸向力QZ值便可由相應(yīng)的相關(guān)方程求得。5.2.2摩阻力計算各土層樁側(cè)摩阻力qs可根據(jù)下式求得:（9）式中：qs 樁側(cè)各土層的摩阻力（kN/m2）；△QZ——樁身量測截面之間的軸向力QZ之差值（kN）；△F——樁身量測截面之間樁段的側(cè)表面積（m2）。5.2.3截面位移計算為了解樁側(cè)土摩阻力qs隨樁身沉降S的變化規(guī)律。即求得樁側(cè)實測的傳遞函數(shù)qs—S關(guān)系，需確定各計算深度處樁身位移Si值，方法如下：（10）式中：——第i計算截面處的沉降量（mm）；——i+1計算截面處的沉降量（mm）；——第i+1截面到第i截面間樁身的彈性壓縮量（mm），按下式計算：（11）——第i截面樁身軸向力（kN）；——第i+1截面至第i截面處樁段長度（m）；——樁身換算截面面積：。式中，d 試樁直徑（mm）；n 主鋼筋根數(shù)； 單根主筋面積。各試樁計算結(jié)果及圖表見附圖集。5.3轉(zhuǎn)換方法豎向受壓樁（圖5-2（a）），樁頂受軸向荷載Q，樁頂荷載由樁側(cè)摩阻力和樁端阻力共同承擔(dān)。傳統(tǒng)的抗拔樁則有圖（5-2（c））所示的受力機理，即樁頂拉拔力僅由負(fù)摩阻力與樁自重平衡。而自平衡樁（圖5-2（b）），由一對自平衡荷載（Q上二Q下）施加于自平衡點的下段樁頂和上段樁底，其荷載傳遞分上、下段樁分析。下段樁，由于荷載箱通常靠近樁端，樁身較短，樁頂荷載由樁端阻力和小部分的樁側(cè)阻力提供；而上段樁樁底的托力由樁側(cè)負(fù)摩阻力與樁自重來平衡。雖類似于抗拔樁，但應(yīng)注意的是由于上托力作用點在上段樁樁底，其樁側(cè)負(fù)摩阻力的分布是很不相同的，在極限狀態(tài)下的負(fù)摩阻力要大些。如果以自平衡樁的平衡點作分界，將下段樁視為端承樁，則由自平衡承載力等效為靜載受壓樁（以下簡稱受壓樁）承載力的轉(zhuǎn)換問題，可簡化成僅將自平衡的上段樁側(cè)負(fù)摩阻力轉(zhuǎn)換為相同條件下受壓樁的正摩阻力問題，對此，定義為簡化轉(zhuǎn)換法。設(shè)傳統(tǒng)靜載受壓樁的承載力Q為總摩阻力Qs與總端阻力Qp之和，即Q=Qs+Qp（1）（a）受壓樁3）自平衡樁（c）抗拔樁圖5-2荷載傳遞機理經(jīng)轉(zhuǎn)換后的自平衡樁承載力亦為Q,Q為等效的上、下段樁承載力之和，上、段等效的承載力應(yīng)考慮修正系數(shù)，則有Q=+Q下（2）式中，Q上、Q下一分別為平衡點處向上及向下的荷載；—系數(shù)，對于粘土、粉土，=0.8；對于砂土，=0.7；W—上段樁的自重。上述轉(zhuǎn)換原理已解決了承載力的轉(zhuǎn)換問題，如何將自平衡法得出的向上、向下兩條Q?S曲線轉(zhuǎn)