Ⅰ 桩基静载试验的常见反力装置
静载试验中,作用于桩上的荷载一般由反力装置提供。反力装置的易用程度直接影响着试验的过程和结果,常用的有堆载反力装置和锚桩反力装置。
(1)堆载反力装置就是在桩项使用钢梁设置一承重平台,上堆重物,依靠放在桩头上的千斤顶将平台逐步项起,从而将力施加到桩身。反力装置的主梁可以选用型钢,也可用自行加工的箱梁,平台形状可以根据需要设置为方型或矩形,堆载用的重物可以选用砂袋、混凝土预制块等。
(2)锚桩反力装置在具体的应用中又可根据反力锚的不同分为两种:将反力架与锚桩连接在一起提供反力的,俗称锚桩反力装置。
锚桩反力装置就是将被测桩周围对称的几根锚桩用锚筋与反力架连接起来,依靠桩顶的千斤顶将反力架顶起,由被连接的锚桩提供反力,提供反力的大小由锚桩数量,反力架强度和被连接锚桩的抗拔力决定。锚桩反力装置一般不会受现场条件和加载吨位数的限制,当条件允许,采用工程桩作锚桩是最经济的,但在试验过程中需要观测锚桩的上拔量,以免拔断,造成工程损失。
锚杆反力装置是将几只螺旋钻钻入地下或在岩基中植入锚杆,使用地锚提供反力,俗称锚杆反力装置。小吨位基桩、复合地基以及岩基载荷板试验,小巧易用的地锚就显示出了工程上的便捷性。地锚根据螺旋钻受力方向的不同可分为斜拉式(也即伞式)和竖直式,斜拉式中的螺旋钻受土的竖向阻力和水平阻力的影响,竖直式中的螺旋钻只受土的竖向阻力的影响,而在基岩中植入锚杆主要受基岩自身的强度及植入深度的影响。
Ⅱ 工程桩做静载试验要多长时间
试验周期一般为3~7天。
在测试方法上,我国大部分的检测规范(规定)都制定的是“慢速维持荷载法”,具体作法是按一定要求将荷载分级加到桩上,在桩下沉未达到某一规定的相对稳定标准前,该级荷载维持不变;
当达到稳定标准时,继续加下一级荷载;当达到规定的终止试验条件时终止加载;然后在分级卸载到零。
每一小时的沉降不超过0.1mm,并连续出现两次(由1.5h内连续三次观测值计算),认为已达到相对稳定,可加一级荷载。
(2)静载检测锚杆反力装置图片扩展阅读:
桩基静载试验允许沉降值:
一般情况下直径800mm以上的桩被称为中小型桩,沉降在40mm以下都属于正常。大于800mm的桩称为大型桩,沉降不能大于直径的0.05倍。
静载试验中,作用于桩上的荷载一般由反力装置提供。反力装置的易用程度直接影响着试验的过程和结果,常用的有堆载反力装置和锚桩反力装置。
堆载反力装置就是在桩项使用钢梁设置一承重平台,上堆重物,依靠放在桩头上的千斤顶将平台逐步项起,从而将力施加到桩身。
锚桩反力装置在具体的应用中又可根据反力锚的不同分为两种:将反力架与锚桩连接在一起提供反力的,俗称锚桩反力装置。
Ⅲ 工程桩做静载试验需要多久
试验周期一般为3~7天。
在测试方法上,我国大部分的检测规范(规定)都制定的是“慢速维持荷载法”,具体作法是按一定要求将荷载分级加到桩上,在桩下沉未达到某一规定的相对稳定标准前,该级荷载维持不变;当达到稳定标准时,继续加下一级荷载;当达到规定的终止试验条件时终止加载;然后在分级卸载到零。
《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)和《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)都提供了该试桩方法。但有关试桩入土后的间隔时间、分级标准、测读下沉量间隔时间、试验终止条件以及卸载规定等项目,各规范和标准的规定不尽相同。
《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)规定:每级加载为预估极限的1/10~1/15,第一级可按2倍分级荷载加荷。每级加载后间隔5、10、15min各测读一次,以后每隔15min测读一次,累计1h以后每隔30min测读一次。每次测读值计入试验记录表。
每一小时的沉降不超过0.1mm,并连续出现两次(由1.5h内连续三次观测值计算),认为已达到相对稳定,可加一级荷载。
现存问题
1、 检测人员素质参差不齐,有些单位的检测人员是刚进城的劳务人员,从而造成对标准规范执行的偏差,记录不符合要求,现场操作马虎,有些检测单位甚至是三无单位:无检测资质、无检测人员、无检测设备;
2、 现场准备工作不认真,测试仪表不符合要求,特别是现场基准梁的架设以及锚桩、基准桩、试桩间的布置间距不符合规范的规定,在加载设备方面,受现有设备的限制,采用大千斤顶量测小吨位桩,这就如同大称称轻物,其精度不可能满足测试要求;
3、 不认真执行规范制定的试验步骤,提前加压或记录,卸载时不进行回弹观测;
4、 检测报告不规范,内容过于简单,无工程概况及土层分布情况。
5、 桩基静载试验中的任何试验数据都必须从经过定期计量标定的测量器具上获得,这样的数据才能是真实的数据,但在中国有一定数量的桩基检测单位,其所使用的千斤顶、油压表、百分表、自动化测试仪有的几年不标一次,有的甚至没有计量器具许可证。
Ⅳ 静载荷的静载检测方法
检测方法:利用压重平台反力装置,采用快速维持荷载法。荷载由油泵通过千斤顶施加于桩顶,采用千斤顶并联控制荷载的施加,千斤顶的合力中心应与桩轴线重合。桩顶沉降量由位移传感器测得,全程采用静力荷载测试仪器自动采集数据,最后将原始数据进行室内资料整理。
检测步骤
(1)荷载分级:根据《建筑地基基础检测规范》(DBJ15-60-2008)加载分为10级进行,第一级取分级荷载2倍进行加载。
(2)试验加载方式,在广东地区大多采用快速维持荷载法。快速维持荷载法的试验步骤:
a.每级荷载施加后按第5、15、30min测读沉降量,以后每隔15min测读一次。b.受检桩沉降相对收敛标准:最后15min时间间隔的桩顶沉降量小于相邻15min时间间隔的桩顶沉降量。c.当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时,再施加下一级荷载;d.卸载时,每级卸载量取分级荷载的2倍。每级荷载维持15 min,按第5、15 min测读桩顶沉降量;卸载至零后,应测读桩顶残余沉降量,维持时间2h。
(3)终止加载条件:
a.某级荷载作用下,桩顶沉降量大于或等于40mm,本级荷载大于或等于前一级荷载作用下沉降量的5倍;b.某级荷载作用下,桩顶沉降量大于或等于40mm,本级荷载加上后24h尚未达到稳定标准;c.当达到最大试验荷载。
(4)单桩竖向抗压极限承载力Qu可按下列方法综合分析确定;
a.某级荷载作用下,桩顶沉降量大于或等于40mm,本级荷载大于或等于前一级荷载作用下沉降量的5倍,取此终止荷载前一级的荷载为极限荷载。b.某级荷载作用下,桩顶沉降量大于或等于40mm,本级荷载加上后24h尚未达到稳定标准,取此终止荷载前一级的荷载为极限荷载。c.当达到最大试验荷载,取此的荷载为极限荷载。d.根据沉降随荷载变化的特征确定:对于陡降型Q-s曲线,取其发生明显陡降的起始点所对应的荷载值。e.根据沉降随时间变化的特征确定:取s-lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值。
Ⅳ 单桩竖向抗压静载试验加载反力装置应符合那些规定
加载反力装置可根据现场条件选择锚桩横梁反力装置、压重平台反力装置、锚桩压重联合反力装置、地锚反力装置,并应符合下列规定:
(1) 加载反力装置能提供的反力不得小于最大加载量的1.2 倍。
(2) 应对加载反力装置的全部构件进行强度和变形验算。
(3) 应对锚桩抗拔力(地基土、抗拔钢筋、桩的接头)进行验算;采用工程桩作锚桩时,锚桩数量不应少于4 根,并应监测锚桩上拔量。
(4) 压重宜在检测前一次加足,并均匀稳固地放置于平台上。
(5) 压重施加于地基的压应力不宜大于地基承载力特征值的1.5 倍,有条件时宜利用工程桩作为堆载支点。
Ⅵ 什么是静载试验
静载试验英来文翻译:Static Load Testing。是源指在桩顶部逐级施加竖向压力、竖向上拔力或水平推力,观测桩顶部随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移,以确定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力或单桩水平承载力的试验方法。
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静载试验-试验加载方式
采用慢速维持荷载法,即逐级加载,每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载,直到试桩破坏,现场图片然后分级卸载到零。当考虑结合实际工程桩的荷载特征可采用多循环加、卸载法(每级荷载达到相对稳定后卸载到零)。当考虑缩短试验时间,对于工程桩的检验性试验,可采用快速维持荷载法,即一般每隔一小时加一级荷载。
Ⅶ 三七灰土施工完多久,可做静载实验
面积小的话可以考虑用挖掘机或者铲车拌和后再施工,面积再小点的话人工拌和,拌和时控制含水率,铺完后立即初压整平碾压,达到压实度要求后才可以撒水养护。
静载试验是指在桩顶部逐级施加竖向压力、竖向上拔力或水平推力,观测桩顶部随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移,以确定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力或单桩水平承载力的试验方法。
当埋设有桩底反力和桩身应力、应变测量元件时,尚可直接测定桩周各土层的极限侧阻力和极限端阻力。除对于以桩身承载力控制极限承载力的工程桩试验加载至承载力设计值的1.5-2倍外,其余试桩均应加载至破坏。
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静载实验需要以下四点仪器:
1、反力装置:设计承载力特征值均为200kPa,反力设备按最大60t~80t准备,在如图1所示的事先砌筑的砖墙上放置8根6m长的工字钢作为载荷平台,载荷平台上周围用土袋码砌,然后装入砂土作为荷重。
2、测力装置:采用100t油压千斤顶加压,千斤顶型号:QYL100,额定起重量:100t,最低高度≤335㎜,起重高度≥180㎜。
3、载荷板:荷载板采用1㎡的方形钢板和圆形钢板以及0.866㎡的圆形钢板。为防止载荷板产生翘曲变形,又在载荷板上面放置边长为0.8m的方形钢板和直径为0.8m的圆形钢板。
4、变形测量装置:百分表(精度0.01㎜)
参考资料来源:网络-静载试验
Ⅷ 锚杆静压桩加固法
地基基础加固的主要方法有:加大基础底面积法、加深基础法、注浆加固法、锚杆静压桩法、高压旋喷注浆加固法、钢管桩、树根桩加固法。其中锚杆静压桩法是在原房屋基础设置压桩承台、埋入锚杆,借锚杆反力、利用房屋自重通过千斤顶进行压桩以加固基础。锚杆静压桩加固基础的优点是不需要大的机械,压桩施工时无噪音、无振动、对结构影响很小,桩承载力可靠,压桩时相当于对每一条桩都作了一次静载试验,故该技术在房屋基础加固中得到广泛的应用。
一.锚杆静压桩施工法
锚杆静压桩是将后种锚杆和静力压桩结合起来而形成的一种施工方法。即先在建筑物开凿压桩孔和锚杆孔,用结构胶种植锚杆,然后安装反力架,利用建筑物自重作反力,用千斤顶将钢桩或预制桩逐段压入土中。当压桩力、压入深度达到设计要求后,将桩与基础连结在一起,达到提高地基承载力和控制建筑物沉降的目的。
锚杆静压桩施工优点:
1.能迅速制止沉降和倾斜,施工过程中不会引起附加沉降。
2.压桩施工可在狭小的空间进行压桩作业,适用于大型机具无法进入的工程。
3.可在车间不停产或居民不搬迁的情况下,对沉裂建筑物的托换工程。
4.传荷过程和受力性能明确,能得到每根桩的实际承载力,施工质量可靠。
二、压密注浆施工法
压密注浆是利用注浆泵,在一定的压力下将拌制好的水泥及粉煤灰等混和浆液通过注浆管压入指定深度的土体中,压入土体中的浆液挤压注浆管周围的土体并迫使其排出其中的空气和水分,减小了其孔隙比,从而使土体得到挤密,经过一定时间后浆液凝固,把原来松散的土粒或裂缝固结在一起,形成一种高强的“人造石”新结构,;另一方面,浆液在土体中通过劈裂穿透,凝固后形成空间网状结构的浆脉,成为土体中的骨架;注浆后土体随即形成一道隔水防渗的帷幕体。因此,提高了被加固土体的强度和刚度,并降低了土体的渗透系数。
工艺流程:
放线定位---钻凿引导孔---钻孔---下袖阀管(套壳料、袖阀管、封口)---下锌管(注浆头、管路连接)--浆液拌制(水泥、水、外加剂)---开注浆机---吸浆(混合)--按步距提管---结束、清洗
Ⅸ 静力基桩载荷试验
桩基工程属隐蔽工程,桩基质量直接关系到建筑物安全,出现问题后的加固及处理难度大,因而,桩基检测是桩基工程施工中的一个重要的环节。
基桩检测大致可分为三种方法:
1.直接法
承载力检测包括:单桩竖向抗压(拔)静载试验和单桩水平静载试验。单桩竖向抗压(拔)静载试验,用来确定单桩竖向抗压(拔)极限承载力,判定工程桩竖向抗压(拔)承载力是否满足设计要求,同时可以在桩身或桩底埋设测量应力(应变)传感器,以测定桩侧、桩端阻力;也可以通过埋设位移测量杆,测定桩身各截面位移量。单桩水平静载试验,除用来确定单桩水平临界和极限承载力、判定工程桩水平承载力是否满足设计要求外,还主要用于浅层地基土,求算其水平抗力系数,以便分析工程桩在水平荷载作用下的受力特性;当桩身埋设有应变测量传感器时,也可测量相应荷载作用下的桩身应力,并由此计算桩身弯矩。
2.半直接法
以桩的动态测量为主,在现场原型试验基础上,基于一些理论假设和工程实践经验,并加以综合分析才能最终获得检测项目结果的检测方法。主要包括以下两种:
(1)低应变法。在桩顶面实施低能量的瞬态或稳态激振,使桩在弹性范围内做弹性振动,并由此产生应力波的纵向传播;同时利用波动和振动理论对桩身的完整性做出评价的一种检测方法。有:反射波法、机械阻抗法、水电效应法等。
(2)高应变法。通过在桩顶实施重锤敲击,使桩产生的动位移量级接近常规的静载试桩的沉降量级,以便使桩周土阻力充分发挥,通过测量和计算,判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求及对桩身完整性做出评价的一种检测方法。有:锤击贯入试桩法、波动方程法和静动法等。其中,波动方程法是我国目前常用的高应变检测方法。但这些方法在某些方面仍有较大的局限性,尚不能完全代替静载试验而作为确定单桩竖向抗压极限承载力的设计依据。
3.间接法
依据直接法已取得的试验成果,结合土的物理力学试验或原位测试数据,通过统计分析,以一定的计算模式给出经验公式或半理论、半经验公式的估算方法。如根据地质勘察资料进行单桩承载力与变形的估算。由于地质条件和环境条件的复杂性,及其对边界条件判断有很大的不确定性,所以,本法只适用于工程初步设计的估算。
一、基桩在静力载荷试验中的典型破坏模式及其标准曲线特征
在桩的静力载荷试验中,在相同的荷载条件下,由于不同的地质条件、施工工艺,可能表现出不同的破坏模式,如:在桩的竖向抗压静力载荷试验中常见到以下几种典型的荷载—位移(Q—S)曲线(图2-14)。它们各自有着不同的含义。
图2-14中的图b、图c桩端持力层为密实度和强度都较高的土层(如密实砂层、卵石层等),而桩周土为相对软弱土层,此时端阻所占比例大,Q—S曲线曲线呈缓变型,极限荷载下桩端呈整体剪切破坏或局部剪切破坏;图a桩端与桩身为同类型的一般土层,端阻力不大,Q—S曲线呈陡降型,桩端呈刺入冲剪破坏;如软弱土层中的摩擦桩的冲剪破坏,或者端承桩(尤其是长度较大的嵌岩桩)在极限荷载下由于桩身材料强度的破坏或桩身受压弯曲产生的破坏;图d、图e桩端有虚土或沉渣,该部位桩端土的初始强度低,压缩性高,当桩顶荷载达一定值后,桩底部土被压密,强度提高,Q—S曲线呈台阶状;桩身特定缺陷也可表现为双峰型Q—S曲线(如接桩时接头开裂的预制桩、有水平裂缝的灌注桩等在一定试验荷载作用下逐渐闭合)。
图2-14 相同荷载条件、不同的地质条件和施工工艺导致的基桩不同破坏模式和力学特性
Q—单桩桩顶所受竖向荷载值(kN);S—在竖向荷载作用下,基桩的沉降量(mm);Z—地表以下深度(m);Qsu—单桩侧阻极限值(kN);Qpu—单桩端阻极限值(kN)
典型的Q—S曲线应具有以下4个特征(图2-15):
(1)比例界限Qp(又称第一拐点),是Q—S曲线上起始的近似直线段终点所对应的荷载;
(2)屈服荷载Qy,是曲线上曲率最大点所对应的荷载;
(3)极限荷载Qu,是曲线上某一极限位移Su所对应的荷载,也称为工程上的极限荷载;
(4)破坏荷载Qf,是曲线的切线接近平行于S轴时所对应的荷载,是桩基失稳时的荷载。
在竖向拉、拔荷载作用下,常见的单桩破坏形式是沿桩-土界面间的剪切破坏。桩被拔出或者呈复合剪切面破坏,桩的下部沿桩-土界面破坏,而上部靠近地面附近,出现锥形剪切破坏,且锥形土体会同下面土体脱离并与桩身一起上移(图2-22)。当桩身材料抗拉强度不足(或配筋不足)时,也可能出现桩身被拉断现象。不同桩型的竖向抗拔力区别较大,如:为提高抗拔桩的竖向抗拔力,可采用人工扩底或机械扩底等施工方法,在桩端形成扩大头,以发挥桩底部的扩头抗拔阻力等。
水平荷载作用下的单桩,其工作性能主要体现在桩与土的相互作用上,当桩产生水平位移时,促使桩周土也产生相应的变形,产生的土抗力会阻止桩水平变形的进一步发展。在桩受荷初期,由靠近地面的地基土提供土抗力,土的变形处于弹性阶段;随荷载增大,桩水平变形量增加,表层土变形量随之增大,地基土开始出现塑性屈服,土抗力逐渐由深部土层提供,且土体塑性区自上而下逐渐扩大,最大弯矩断面随之下移;当桩本身的截面抗矩无法承担外部荷载产生的弯矩或桩侧土强度时,桩身截面受拉而产生侧开裂(折断)破坏。
图2-15 典型的Q—S曲线及其力学特征点
二、单桩静载荷试验的适用范围
在工程桩正式施工前,在地质条件具有代表性的场地上先施工几根桩进行静载试验,以确定设计参数的合理性和施工工艺的可行性(需要时,也可在桩身埋设测量桩身应力、应变、位移、桩底反力的传感器或位移杆,以测定桩分层侧阻力和端阻力)。若试桩直径和桩长均较大,可采用中、小直径桩模拟大直径桩进行静载荷试验,以减少试验成本。国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2002)规定:为保证桩基设计的可靠性,除地基基础设计等级为丙级的建筑物,可采用静力触探及标贯试验参数来确定单桩竖向承载力特征值外,其他建筑物的单桩竖向承载力特征值均应通过单桩竖向静载荷试验确定,且同一条件下的试桩数量,不宜少于总桩数的1%,且不应少于3根;为设计提供依据的静载试验应加载至破坏,试验应进行到能判定单桩极限承载力为止。对于以桩身强度控制承载力的端承桩,可按设计要求的加载量进行试验。检测数量在同一条件下不应少于3根,且不宜少于总桩数的1%;当工程桩总数在50根以内时,不应少于2根。
为确保实际单桩竖向极限承载力标准值达到设计要求,应根据工程重要性、地质条件、设计要求及工程施工情况进行单桩静载荷试验。下列情况之一的桩基工程,应在施工前采用静载试验对工程桩单桩竖向承载力进行检测:
(1)设计等级为甲级、乙级的建筑桩基;
(2)地质条件复杂、施工质量可靠性低的建筑桩基;
(3)本地区采用的新桩型或新工艺。
三、单桩抗压静载荷试验方法
试验方法主要有:压重载荷台静载试验法;锚桩反力静载试验法;Osterberg法(国内称自平衡法,见第九节)。
载荷台静载试验法(图2-16,图2-17)的测试装置主要包括:加荷及反力装置、桩顶沉降观测装置。荷载可由千斤顶、砂包、钢筋混凝土构件、大型水箱、砖、钢锭等压重物提供,千斤顶的反力由锚桩及反力横梁承担,量测桩顶沉降的仪表有千分表或精密水准仪,千分表安装在基准梁上,桩顶则相应设置沉降观测标点。
锚桩横梁反力装置(俗称锚桩法,图2-16)是大直径灌注桩静载试验最常用的加载反力系统,由试桩、锚桩、主梁、次梁、拉杆、锚笼(或挂板)、千斤顶等组成。锚桩、反力梁装置提供的反力不应小于预估最大试验荷载的1.2~1.5倍。当采用工程桩作锚桩时,锚桩数量不得少于4根;当试验加载值较大时,有时需要6根甚至更多的锚桩。具体锚桩数量要通过验算各锚桩的抗拔力来确定。锚桩的具体布置形式既要考虑现有试验设备能力,也要考虑锚桩的抗拔力。
图2-16 单桩抗压静力载荷试验
当采用堆载时应遵守以下规定:
(1)堆载加于地基的压应力,不宜超过地基承载力特征值;
(2)堆载的限值可根据其对试桩和对基准桩的影响确定;
(3)堆载量大时,宜利用桩(可利用工程桩)作为堆载的支点;
(4)试验反力装置的最大抗拔或承重能力,应满足试验加载的要求。
当试桩的最大加载量超过锚桩的抗拔能力时,可采用锚桩压重联合反力装置,在主梁和副梁上堆重或悬挂一定重物,由锚桩和重物共同承受千斤顶加载反力,以满足试验荷载要求。还可采用其他形式的反力装置,如适用于较小直径试桩的地锚反力装置。采用地锚反力装置应注意基准桩、锚杆、试验桩之间的间距应符合规范规定(表2-10);对岩面浅的嵌岩桩,可利用岩锚提供反力;对于静压桩工程,可利用静力压桩机的自重作为反力进行静载试验,但不能直接利用静力压桩机的加载装置,而应架设合适的主梁,采用千斤顶加载,基准桩的设置应符合规范。
图2-17 国内、外单桩抗压静力载荷试验现场工作图
表2-10 试桩、锚桩(或压重平台支墩边)和基准桩之间的中心距离
注:1.D为试桩、锚桩或地锚的设计直径或边宽,取其较大者;2.如试桩或锚桩为扩底桩或多支盘桩时,试桩与锚桩的中心距不应小于2倍扩大端直径;3.括号内数值可用于工程桩验收检测时,多排桩设计桩中心距离小于4D的情况;4.软土场地压重平台堆载重量较大时,宜增加支墩边与基准桩中心和试桩中心之间的距离、观测基准桩的竖向位移。
沉降测量宜采用位移传感器或大量程千分表,对于机械式大量程(50mm)千分表,全程示值误差和回程误差分别应不超过40 μm和8 μm,相当于满量程测量误差不大于0.1%FS,分辨力优于或等于0.01mm。
试验过程中,桩头部位往往承受较高的竖向荷载和偏心荷载,为保证不因桩头破坏而终止试验,一般应对桩头进行处理。其处理方法及解决方法是:
对预制方桩和预应力管桩,如果未进行截桩处理、桩头质量正常且单桩设计承载力合理时,可不进行处理;对预应力管桩、尤其是进行了截桩处理的预应力管桩,可采用桩头向下填芯处理,填芯高度一般为1~2m,也可在填芯时放置钢筋(笼),以增加桩头强度;填芯用的混凝土宜按C25~C30配制。
图2-18 桩帽结构示意图
还可以制作钢卡箍或用钢筋混凝土桩帽,套在桩头上进行保护。桩帽(图2-18)制作使用的具体方法如下:
混凝土桩桩头处理:应先凿掉桩顶部的松散破碎层和低强度混凝土,露出主筋后,冲洗干净桩头再浇注桩帽,并应符合下列规定:.
(1)桩帽顶面应水平、平整,桩帽中轴线与原桩身上部的中轴线严格对中,桩帽面积应大于或等于原桩身截面积,桩帽截面形状可为圆形或方形;
(2)桩帽主筋应全部直通至桩帽混凝土保护层之下,如原桩身露出主筋长度不够时,应通过焊接加长主筋;各主筋应在同一高度上,桩帽主筋应与原桩身主筋按规定焊接;
(3)距桩顶1倍桩径范围内,宜用3~5mm厚的钢板围裹,或距桩顶1.5倍桩径范围内设置箍筋,间距不宜大于150mm。桩帽应设置水平钢筋网片3~5层,间距80~150mm。以增加其整体强度;
(4)桩帽混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高1~2级,且不得低于C30。
单桩静载荷试验开始时间的规定:预制桩打入地基后,如为砂土,需7d后进行;如为粘性土,需视土的强度恢复情况而定,一般不得少于15d;对于饱和软粘性土,不得少于25d;灌注桩应在桩身混凝土达到设计强度后,才能进行。
四、单桩静力载荷试验过程及其成果
在所有试验设备安装完毕之后,应进行一次全面检查。先对试桩施加一较小的荷载进行预压,目的是消除整个量测系统和被检桩本身由于安装、桩头处理等人为因素造成的间隙而引起的非桩身沉降;排除千斤顶和管路中之空气;检查管路接头、阀门等是否漏液等。一切正常后再卸载归零,待千分表读数稳定后记录千分表初始读数并做记录,便可开始进行正式加载试验。
桩的静载试验一般采用维持荷载法。我国静载试验的传统做法是采用慢速维持荷载法,但在工程桩验收检测中,也允许采用快速维持荷载法。1985年ISSMFE(International Society for Soil Mechanics and Foundation Engineering,国际土壤力学与基础工程学会)根据世界各国的静载试验有关规定,在推荐的试验方法中,建议快速维持荷载法加载为每小时一级,稳定标准为0.1mm/20min。常用试验记录表格见表2-11。根据所进行的测试内容不同(抗压、抗拉、水平载荷试验),规范也对维持荷载法的具体方法作了相应规定。
下面介绍几种常见的单桩抗压静载荷承载力试验方法。
单桩抗压静载荷承载力试验方法:
(1)慢速维持荷载法:具体做法是,按一定要求将荷载分级加到试桩上,每级荷载维持不变直到桩顶下沉量达到某一规定的相对稳定标准(每小时的沉降不超过0.1mm,并连续出现2次),然后继续加下一级荷载。当达到规定的终止试验条件时,停止加荷,再分级卸荷直到零载,试验周期3~7d。
表2-11 单桩抗压静载荷试验记录表
(2)快速维持荷载法:试验加载不要求每级的下沉量达到相对稳定,而以等时间间隔、连续加载。终止加载条件为:出现可判定极限荷载的陡降段或桩顶产生不停下沉,无法继续加载。
(3)等贯入速率法:试验以保持桩顶等速贯入土中,连续加载,按荷载-下沉量曲线确定极限荷载。
(4)循环加载卸载试验法:有的在慢速维持荷载中,在部分荷载区间进行加载卸载循环,有的在每一级荷载达到稳定后,重复加载卸载循环;也有以快速维持荷载法为基础对每一级荷载进行重复加载卸载循环。
1.慢速维持荷载法
按下列规定进行加载卸载和竖向变形观测:
(1)加载分级:加载应该分级进行,采用逐级等量加载。分级荷载量宜为最大加载量或预估极限承载力的1/10,其中第一级可取分级荷载的2倍。修订后的《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2002)规定加载分级不应小于8级。分级荷载宜为预估极限承载力的1/8~1/10;《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—94)规定,分级荷载为预估极限承载力的1/10~1/15。显然,不同规范、不同行业标准对分级荷载的取值规定是不同的。
其他的特殊规定和要求:①桩底支承在坚硬岩(土)层上,桩的沉降量很小时,最大加载量不应小于设计荷载的2倍。②湿陷性黄土地区单桩竖向承载力静载荷浸水试验的加载有着特殊要求:
在进行单桩竖向承载力静载荷浸水试验加荷前,应确认该地基是否充分浸水。要求加载前和加载至单桩竖向承载力的预估值后,向试坑内昼夜浸水,以使桩身周围和桩底端持力层内的土均达到饱和状态。否则,单桩竖向静载荷试验测得的承载力偏大,且不安全。
(2)变形观测:每级加载后,间隔5min、10min、15min各测读一次,以后每隔15min测读一次,累计1h后每隔30min测读一次,并记录桩身外露部分裂缝开裂情况。
(3)卸载观测:每级卸载值为加载值的2倍。卸载时,每级荷载维持1h,按第15min、30min、60min测读桩顶沉降量后,即可卸下一级荷载;卸载至零后,应测读桩顶残余沉降量,维持时间为3h,测读时间为第15min、30min,以后每隔30min测读一次。
(4)变形相对稳定标准:连续2h每小时内的变形值都不超过0.1mm,认为已达到相对稳定,可加下一级荷载。
(5)终止加载条件:当出现下列情况之一时,即可终止加载:①当荷载—沉降(Q—S)曲线上有可判定极限承载力的陡降段,且桩顶总沉降量超过40mm;②用快速法时,在某级荷载作用下,桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍;③用慢速法时,在某级荷载作用下,桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍(即:ΔSn+1/ΔSn≥2;ΔSn为第n级荷载的沉降增量;ΔSn+1为第n+1级荷载的沉降增量)且经24h尚未达到稳定;④已达到反力装置的最大加载量;⑤已达到设计要求的最大加载量;⑥当荷载—沉降曲线呈缓变型时,可加载至桩顶总沉降量60~80mm,特殊情况下可根据具体要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm。非嵌岩的长(超长)桩和大直径(扩底)桩的Q—S曲线,一般呈缓变型。由于非嵌岩的长(超长)桩的长细比大、桩身较柔,弹性压缩量大,桩顶沉降较大时,桩端位移还很小;而大直径(扩底)桩虽桩端位移较大,但尚不足以使端阻力充分发挥,在桩顶沉降达到40mm时,桩端阻力一般不能充分发挥。国际上普遍认为:当沉降量达到桩径的10%时,才可能达到破坏荷载;⑦当工程桩作锚桩时,锚桩上拔量已达到允许值;⑧ 桩顶荷载为桩受拉钢筋总极限承载力的0.9倍时。
2.快速维持荷载法
按下列规定进行观测:
(1)每级荷载施加后,按第5min、15min、30min测读桩顶沉降量,以后每隔15min测读一次;
(2)试桩沉降相对稳定标准:加载时每级荷载维持时间不少于1h,最后以15min时间间隔的桩顶沉降增量小于相邻15min时间间隔的桩顶沉降增量;
(3)当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时,再施加下一级荷载;
(4)卸载时,每级荷载维持15min,在第5min、15min测读桩顶沉降量后,即可卸下一级荷载;卸载至零后,应测读桩顶残余沉降量,测读时间为第5min、10min、15min、30min,以后每隔30min测读一次,总维持时间为2h。
五、单桩竖向极限承载力确定方法
(1)作荷载—沉降(Q—S)曲线、S—lgt曲线和其他辅助分析所需的曲线;
(2)当陡降段明显时,取相应于陡降段起点的荷载值为单桩竖向极限承载力;
(3)如果在某级荷载作用下,桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍,且经24h尚未达到稳定标准,单桩竖向抗压极限承载力值取前一级荷载值;
(4)Q—S曲线呈缓变型时,取桩顶总沉降量S=40mm所对应的荷载值为单桩竖向极限承载力,当桩长大于40m时,宜考虑桩身的弹性压缩。根据沉降量确定极限承载力的基本原则是,尽可能挖掘桩的极限承载力而又保证有足够的安全储备。对直径D大于或等于800mm的桩,可取Q—S曲线上S=0.05 D对应的荷载值;
(5)单桩竖向抗压极限承载力,取S—lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值;
(6)如果因为已达加载反力装置或设计要求的最大加载量,或锚桩上拔量已超出允许值而终止加载时,若桩的总沉降量不大,桩的竖向抗压极限承载力取值为不小于实际最大试验荷载值;
(7)参加统计的试桩,当满足其极差不超过平均值的30%时,可取其平均值作为单桩竖向极限承载力。极差超过平均值的30%时,宜增加试桩数量并分析离差过大的原因,并结合工程具体情况,确定极限承载力(对桩数为3根及3根以下的柱下桩台,取最小值);
(8)以外推法求桩的竖向抗压极限承载力:在许多情况下,桩的静载试验加载往往达不到极限荷载而终止试验;对工程桩的试验也不允许将桩压至极限破坏状态,这给判定桩的极限承载力造成一定困难。根据研究和大量经验对比,已经建立了一些拟合数学模型和应用实测Q—S曲线的作图方法,用来推测终止试验后的Q—S曲线,并确定桩的极限承载力。
1.作图法
在Q—S曲线段上,选取曲率变化较大的一段曲线,在该曲线段两侧取两点(如图2-19中M1,M6),把这2点对应的桩顶沉降等分成若干相等的沉降量ΔS(一般不少于四等分),过各等分点作Q轴平行线与Q— S曲线相交得点M2、M3、M4……,过上述各交点作S轴的平行线与Q轴相交,得P1、P2、P3、P4……,过上述各点作与Q轴成45 度的斜线P1A、P2B、P3C、P4D……,P1A 与 M2P2的上延长线交于A点、P2B与M3P3的上延长线交于B点、P3C与M4P4的上延长线交于C点……,作一条过上述各点的直线AG,上述各点大致落在一条直线上,该直线与Q轴的交点F对应的Q值,即为单桩竖向抗压极限承载值Qu,如图2-19所示。
图2-19 作图法求单桩竖向抗压极限承载值Qu
2.双曲线法
双曲线法又称斜率倒数法。假设桩的静载试验Q—S曲线为一双曲线,其方程可写成:
土体原位测试与工程勘察
式中:M,C为待定参数。其确定方法是:在Q—S曲线的已知段选取两个点(Q1,S1),(Q2,S2),按式(2-32)、式(2-33)求得待定参数M,C为:
土体原位测试与工程勘察
土体原位测试与工程勘察
3.最小二乘法
用最小二乘法对实测Q—S数据进行拟合,则有:
土体原位测试与工程勘察
土体原位测试与工程勘察
土体原位测试与工程勘察
式中:Si为桩测点处桩身沉降量(mm);Qi为测点处的桩身轴力(kPa)。
在数学意义上,桩的极限承载力值Qf为:
土体原位测试与工程勘察
工程中,桩的极限承载力值Qu为:
土体原位测试与工程勘察
也可取沉降量等于40mm所对应的荷载做为桩的极限承载力值:
土体原位测试与工程勘察
4.指数方乘法
假设Q—S曲线为指数曲线时,则有如下的方程式:Q=Qu(1-e-αs),经数学变换后得:
土体原位测试与工程勘察
式中:Q为桩所受轴向静荷载(kPa);Qu同上;α为拟合系数,取值详见国家标准 GB/T19496-2004《钻心检测离心高强混凝土抗压强度试验方法》。
图2-20 用指数方乘法求桩的极限承载力值
S-lg(1-Q/Qu)为一直线,根据Qu可能的大概范围,可假设若干个Qu,再根据静载试验结果(Qi,Si),计算出lg(1-Q/Qu),用S-lg(1 Q/Qu)法可以绘出若干根指数曲线。若Qu小于真实值时,曲线向上弯曲;若Qu大于真实值时,曲线向下弯曲。在上弯与下弯曲线之间必可得一根近似直线,对应于该近似直线的Qu,即为桩的极限荷载(图2-20)。
六、单桩竖向抗压承载力特征值Ra的确定
无论加载速率的快慢,应按参加统计的试桩数取试验值的平均值,并要求其极差不得超过平均值的30%。取此平均值的一半作为单桩竖向抗压承载力特征值Ra。
《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2002)规定,单桩竖向抗压承载力特征值Ra为单桩竖向抗压极限承载力统计值的1/2(即:单桩竖向抗压极限承载力统计值除以安全系数2)。
七、多年冻土地基单桩竖向静载荷试验
多年冻土中试桩施工后,应待冻土地温恢复正常后再进行载荷试验。试验桩宜经过一个冬期后再进行试验。试桩时间宜选在夏末、冬初,地温出现最高值的一段时间内进行。
单桩静载荷试验视试验条件和试验要求不同,可选用:慢速维持荷载法或快速维持荷载法进行试验:
A.采用慢速维持荷载法时,应符合下列要求:
加载级数不应少于6级,第一级荷载应为预估极限荷载的1/4倍,以后各级荷载可为极限荷载的0.15倍,累计试验荷载不得小于设计荷载的2倍;
在某级荷载作用下,桩在最后24h内的下沉量不大于0.5mm时,应视为下沉已稳定,方可施加下一级荷载;在某级荷载作用下,连续10d达不到稳定时,应视为桩-地基系统已遭破坏,可终止加载;
试验的测读时间,应符合下列规定:
a)沉降:加载前读一次,加载后读一次,此后每2h读一次。在高载下,当桩下沉加快时,观测次数应增加,缩短间隔时间;
b)地温:每24h观测一次。
卸载时的每级荷载值为加载值的两倍。卸载后应立即测读桩的变位,此后每2h测读一次,每级荷载的延续时间为12h,卸载期间应照常观测地温。
B.采用快速维持荷载法时,应符合下列要求:
快速加荷时每级荷载的间隔时间,应视桩周冻土类型和冻土条件确定,一般不得小于24h,且每级荷载的间隔时间应相等;
加载的级数一般不得少于6~7级,荷载级差可采用预估极限荷载的0.15倍。当桩在某级荷载作用下产生迅速下沉时,或桩头总下沉量超过40mm时,即可终止试验;
快速加载时,桩顶下沉和地温的观测要求,应与上述慢速加载时相同。
C.多年冻土地基单桩竖向极限承载力的确定,应符合下列规定:
慢速加载时,破坏荷载的前一级荷载,即为桩的极限荷载;
快速加载时,找出每级荷载下桩的稳定下沉速度(即稳定蠕变速率),并绘制桩的流变曲线图(图2-21),曲线延长线与横坐标的交点F应作为桩的极限长期承载力。
图2-21 桩的流变曲线示意图
多年冻土地基单桩竖向静载荷试验设计值的取值,应符合下列规定:
慢速加载时,应按参加统计的试桩数,取试验值的平均值,并要求其极差不得超过平均值的30%,取此平均值的一半作为单桩承载力的设计值。
快速加载时,应按参加统计的试桩数取试验值的平均值,并要求其极差不得超过平均值的30%,取此平均值的一半作为单桩承载力的设计值。
Ⅹ 吊具进行静载荷试验时取其额定起重量的()倍
吊具进行静载荷试验时取其额定起重量的1.25倍。
索取单肢、分肢极限工作载荷的2倍,试验方法:试验载荷应逐加上去,起升至距离地面100 200mm高处,悬空时间不得少于lOmin;卸载后进行目测检查,当试验如此重复三次后,如果结构未出现裂纹、永久变形,连接处未出现异常松动或损坏,即认为静载试验合格。
(10)静载检测锚杆反力装置图片扩展阅读:
根据试验对象可分为地基土浅层平板载荷试验、深层平板载荷试验、复合地基载荷试验、岩基载荷试验、桩(墩)基载荷试验、锚杆(桩)试验;根据加载方式可分为:竖向抗压试验、竖向抗拔试验、水平载荷试验。
试验使用设备:千斤顶荷重传感器位移传感器百分表
对于地基基础设计等级为甲级或地质条件复杂、成桩质量可靠性低的灌注桩所形成的地基及复合地基,应采用进行静载荷试验检验。