單樁水平靜載試驗(yàn)試驗(yàn)方案

1、溫溫福福鐵鐵路路浙浙江江段段 標(biāo)標(biāo)平平陽陽特特大大橋橋工工程程單單 樁樁 水水 平平 靜靜 載載 試試 驗(yàn)驗(yàn)孔孔形形、超超聲聲波波檢檢測(cè)測(cè) 中鐵大橋局溫福鐵路浙江段工程指揮部中鐵大橋局溫福鐵路浙江段工程指揮部2007 年 2 月目目 錄錄1 1 單樁水平靜載試驗(yàn)單樁水平靜載試驗(yàn).11.11.1 試驗(yàn)?zāi)康脑囼?yàn)?zāi)康?.11.21.2 檢測(cè)方法：?jiǎn)蜗蚨嘌h(huán)加載法檢測(cè)方法：?jiǎn)蜗蚨嘌h(huán)加載法 .11.3.1.3.加載程序和試驗(yàn)設(shè)備加載程序和試驗(yàn)設(shè)備.21.3.11.3.1 加載程序加載程序 .21.3.21.3.2 試驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)設(shè)備 .21.4.1.4.試驗(yàn)提交成果試驗(yàn)提交成果.22.2.孔形檢測(cè)孔形檢

2、測(cè).32.12.1 測(cè)試儀器及測(cè)試原理測(cè)試儀器及測(cè)試原理 .32.22.2 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) .32.32.3 測(cè)試結(jié)果的分析方法測(cè)試結(jié)果的分析方法 .32.3.12.3.1 孔徑分析孔徑分析 .32.3.22.3.2 傾斜度分析傾斜度分析 .43 3 基樁超聲檢測(cè)基樁超聲檢測(cè).53.13.1 測(cè)試原理測(cè)試原理 .53.23.2 測(cè)試儀器測(cè)試儀器 .53.33.3 測(cè)試步驟測(cè)試步驟 .53.43.4 數(shù)據(jù)分析及結(jié)果判定方法數(shù)據(jù)分析及結(jié)果判定方法 .64.4.質(zhì)量目標(biāo)及保證措施質(zhì)量目標(biāo)及保證措施.6質(zhì)量目標(biāo)質(zhì)量目標(biāo).6保證措施保證措施.61 單樁水平靜載試驗(yàn)單樁水平靜載試驗(yàn)1.11.1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

3、試驗(yàn)?zāi)康牟捎媒咏谒绞芰兜膶?shí)際工作條件的試驗(yàn)方法確定單樁的水平承載力和地基土的水平抗力系數(shù)或?qū)こ虡兜乃匠休d力進(jìn)行檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)；當(dāng)埋設(shè)有樁身應(yīng)力測(cè)量元件時(shí)，可測(cè)定出樁身應(yīng)力變化，并由此求得樁身彎矩分布。1.21.2 檢測(cè)方法：?jiǎn)蜗蚨嘌h(huán)加載法檢測(cè)方法：?jiǎn)蜗蚨嘌h(huán)加載法試驗(yàn)裝置見下圖： 圖圖圖 1 .水平靜載試驗(yàn)裝置水平靜載試驗(yàn)裝置試驗(yàn)采用千斤頂施加水平力,水平力作用線通過地面標(biāo)高處(地面標(biāo)高與實(shí)際工程樁基承臺(tái)底面標(biāo)高一致)。在千斤頂與試樁接觸處宜安置一球形鉸座，以保證千斤頂作用力能水平通過樁身軸線。樁的水平位移用大量程百分表測(cè)量，每一試樁在力的作用水平面上和在該平面以上 50cm 左右各安

4、裝二只百分表，其中下表測(cè)量樁身在地面處的水平位移，上表測(cè)量樁頂水平位移，根據(jù)兩表位移差與兩表距離的比值可求得地面以上樁身的轉(zhuǎn)角。如果樁身露出地面較短，可只在力的作用水平面上安裝百分表測(cè)量水平位移。固定百分表的基準(zhǔn)樁設(shè)于試樁側(cè)面靠位移的反方向，與試樁的凈距不少于 1 倍試樁直徑。1.3.1 加載程序加載程序1. 荷載分級(jí)：取預(yù)估水平極限承載力的 1/10-1/15 作為每級(jí)荷載的加載增量。2. 加載程序與位移觀測(cè)：每級(jí)荷載施加后，恒載 4min 測(cè)讀水平位移，然后卸載至零，停測(cè) 2min 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 次便完成一級(jí)荷載的試驗(yàn)觀測(cè)。加載時(shí)間應(yīng)盡量縮短，測(cè)量位移

5、的間隔時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格準(zhǔn)確，試驗(yàn)不得中途停歇。3.終止試驗(yàn)的條件：當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，即可終止加載：a、樁身水平推力超限值；b、水平位移超過設(shè)計(jì)值。1.3.2 試驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)設(shè)備1. 單樁水平臨界及極限荷載基準(zhǔn)梁（6m 長）2 根；電動(dòng)油泵 1 臺(tái)；壓力表（060MPa）1 只；100 噸級(jí)千斤頂 1 臺(tái)；百分表（050mm）4 只；磁性表座 4 個(gè)；高壓油管 3 根。2.樁身應(yīng)力、應(yīng)變測(cè)試VW104A 型振弦讀數(shù)儀； 埋入式混凝土應(yīng)變計(jì)；（1）通過單樁水平荷載與水平位移曲線的測(cè)試及研究，繪制 H曲線，推求單樁容許承載力和水平極限承載力。實(shí)測(cè)各級(jí)荷載作用下沿樁身的實(shí)測(cè)應(yīng)力分布圖；各級(jí)荷載作用下樁身彎

6、矩分布圖。（2）繪制樁身彎矩圖，確定試樁在各級(jí)水平荷載作用下彎矩分布規(guī)律。（3）推求樁側(cè)土的地基系數(shù)的比例系數(shù) m 值；分析單樁的水平位移。2.12.1 測(cè)試儀器及測(cè)試原理測(cè)試儀器及測(cè)試原理測(cè)試采用日本進(jìn)口 KE-20 型超聲波孔壁回聲儀，它由主機(jī)、繞線器和絞車三大部分組成，其測(cè)試原理是利用超聲波在均勻介質(zhì)中傳播速度恒定理論，通過實(shí)測(cè)超聲波的發(fā)射，接收時(shí)間差直接得到探測(cè)器至孔壁距離。實(shí)際檢測(cè)過程中，由絞車將探測(cè)器自動(dòng)放下并靠探測(cè)器自重保持測(cè)試中心處于鉛垂位置，各種測(cè)試數(shù)據(jù)由記錄儀做同步放大并產(chǎn)生高壓脈沖電流，利用記錄筆的高壓放電在專用記錄紙上同時(shí)記錄兩孔壁信號(hào)。2.22.2 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)根

7、據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范 （JGJ94-94）表 6.2.5 規(guī)定：（1） 泥漿護(hù)壁鉆孔樁 d1000mmm，樁徑容許偏差-50mm；d1000mm，樁徑容許偏差-0.1d 且小于等于-50mm。（2）垂直度容許偏差 1%。2.32.3 測(cè)試結(jié)果的分析方法測(cè)試結(jié)果的分析方法2.3.1 孔徑分析孔徑分析如圖 1(a)所示，假設(shè)某截面測(cè)試的兩個(gè)方向 AB 與 CD，孔為圓形，o 為圓心，半徑為 R1，O為測(cè)試探頭中心，LA、LB、LC、LD分別為 O點(diǎn)到A、B、C、D 點(diǎn)的距離，于是可導(dǎo)出計(jì)算 R 的公式為：4/)()()()(2222DCBAABDCLLLLLLLLR孔的直徑為 2R。探頭中心偏離孔的

8、中心距離 OO為：225 . 0DCBALLLLOOS按上式計(jì)算出孔口截面探頭中心偏離孔的中心距離 S0以及任一截面探頭中心偏離孔的中心距離 S，兩者之差即為該截面偏離孔口中心軸線的距離。OSSL(b)傾斜度計(jì)算示意圖OO為孔中心偏移距離L(a)任一截面計(jì)算示意圖AB與CD為相互垂直的兩個(gè)剖面=OOS頂=OO虛線圓為孔底截面實(shí)線圓為孔口截面S底S=OOO為測(cè)試探頭中心O為圓心底L圖一 測(cè)試原理圖圖圖 2 測(cè)試計(jì)算示意圖測(cè)試計(jì)算示意圖2.3.2 傾斜度分析傾斜度分析通過按上述方法分析計(jì)算出孔口中心軸的距離 L底，L底與孔深 H 之比的百分率即為傾斜度,如圖 4(b)。傾斜度=（L底/H）100%

9、3 基樁超聲檢測(cè)基樁超聲檢測(cè)3.13.1 測(cè)試原理測(cè)試原理超聲波檢測(cè)可以測(cè)試出混凝土灌注樁中任何兩個(gè)豎直聲測(cè)管之間大體積混凝土的聲學(xué)性能指標(biāo)。超聲波發(fā)射和接收探頭分別放入兩根平行豎直聲測(cè)管中。聲測(cè)管中必須充滿水來充當(dāng)探頭和管壁之間聲波傳遞的介質(zhì)。發(fā)射探頭發(fā)出聲波脈沖信號(hào)，然后由接收探頭接收此信號(hào)。反映某一深度聲波傳播特性的聲學(xué)參數(shù)如下：（1） 聲波在兩探頭之間的傳播時(shí)間；（2） 接收信號(hào)的波幅。在平行測(cè)管中，對(duì)于密實(shí)均勻的混凝土，聲波在兩探頭間是直線傳播。聲波測(cè)試結(jié)果表現(xiàn)為在深度方向有一致的聲時(shí)和波幅。如果兩探頭中間有彈模遠(yuǎn)小于混凝土的材料，則聲波將衍射過去而使傳播路線不再是直線。這造成聲時(shí)因

10、傳播距離增加而增大，波幅因傳播路線的背離而衰減。根據(jù)這些參數(shù)的變化就可判斷樁身混凝土的質(zhì)量。此方法對(duì)混凝土強(qiáng)度測(cè)試的結(jié)果不可靠。3.23.2 測(cè)試儀器測(cè)試儀器采用武漢巖海公司生產(chǎn)的 RS-ST01C 數(shù)字聲波儀。該儀器操作簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)處理方便，與計(jì)算機(jī)連接可傳輸數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析。檢測(cè)探頭線采用湘潭產(chǎn)的探頭頻率為 35kHZ 的 100m 長探頭線一套。采用美國產(chǎn)的 CHI 跨孔分析儀，主機(jī)直接由計(jì)算機(jī)控制，自動(dòng)記錄，附帶深度計(jì)數(shù)器，可直觀反映出樁身質(zhì)量。檢測(cè)探頭線采用自配的 150m 長探頭線一套。此兩種儀器為目前國內(nèi)外較先進(jìn)的測(cè)樁儀器。3.33.3 測(cè)試步驟測(cè)試步驟（1）在聲測(cè)管中注滿干凈的水；

11、（2）將發(fā)射探頭和接收探頭放入聲測(cè)管中；（3）開動(dòng)機(jī)器，測(cè)量兩聲測(cè)管間的距離，并將結(jié)果輸入計(jì)算機(jī)中；（4）開始測(cè)試。測(cè)試時(shí)從樁頂開始。發(fā)射探頭和接收探頭必須在同一豎直高度。間隔一定距離的落下探頭直至管底。3.43.4 數(shù)據(jù)分析及結(jié)果判定方法數(shù)據(jù)分析及結(jié)果判定方法數(shù)據(jù)分析及結(jié)果判定依據(jù)中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程 （CECS21：2000）和基樁低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)規(guī)程 （JGJ/T93-95）規(guī)定進(jìn)行。 我院對(duì)此工程的質(zhì)量目標(biāo)是：（1）讓業(yè)主滿意；（2）測(cè)試成果真實(shí)可靠，研究報(bào)告具體詳實(shí)。貫徹 GB/T19001-2000 標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)我院質(zhì)量手冊(cè) 程序文件開展各項(xiàng)工作。 （1）橋科院的監(jiān)控組織體系為：院管理層 院室總體管理層 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作人員；（2）