單樁豎向抗拔試驗(yàn)

1、單樁豎向抗拔試驗(yàn)單樁豎向抗拔試驗(yàn) 2014 2014年年1111月月2626日日一、適用范圍一、適用范圍v 單樁豎向抗拔靜載荷試驗(yàn)就是采用接近于豎單樁豎向抗拔靜載荷試驗(yàn)就是采用接近于豎向抗拔樁實(shí)際工作條件的試驗(yàn)方法，確定單樁的向抗拔樁實(shí)際工作條件的試驗(yàn)方法，確定單樁的豎向抗拔極限承載能力，是最直觀、最可靠的方豎向抗拔極限承載能力，是最直觀、最可靠的方法。迄今為止，樁基礎(chǔ)上拔承載力的計(jì)算還是一法。迄今為止，樁基礎(chǔ)上拔承載力的計(jì)算還是一個(gè)沒(méi)有從理論上解決的問(wèn)題，在這種情況下，現(xiàn)個(gè)沒(méi)有從理論上解決的問(wèn)題，在這種情況下，現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)在確定單樁豎向抗拔承載力中的作用場(chǎng)原位試驗(yàn)在確定單樁豎向抗拔承載力中的

2、作用就更為重要。就更為重要。v 基礎(chǔ)承受上拔力的建基礎(chǔ)承受上拔力的建( (構(gòu)構(gòu)) )筑物主要有以下幾種類(lèi)筑物主要有以下幾種類(lèi)型：型：v(1)(1)高壓送電線路塔；高壓送電線路塔；v(2)(2)電視塔等高聳構(gòu)筑物；電視塔等高聳構(gòu)筑物；v(3)(3)承受浮托力為主的地下工程和人防工程，如深承受浮托力為主的地下工程和人防工程，如深水泵房、水泵房、( (防空防空) )地下室或其他工業(yè)建筑、深坑；地下室或其他工業(yè)建筑、深坑；v(4)(4)在水平力作用下出現(xiàn)上拔力的建在水平力作用下出現(xiàn)上拔力的建( (構(gòu)構(gòu)) )筑物。筑物。v(5)(5)膨脹土地基上的建筑物；膨脹土地基上的建筑物；v(6)(6)海上石油鉆井

3、平臺(tái)；海上石油鉆井平臺(tái)；v(7)(7)索拉橋和斜拉橋中所用的錨樁基礎(chǔ)；索拉橋和斜拉橋中所用的錨樁基礎(chǔ)；v(8)(8)修建船舶的船塢底板。修建船舶的船塢底板。二、破壞模式二、破壞模式v 在上拔荷載作用下，樁身首先將荷載以摩阻力的形式在上拔荷載作用下，樁身首先將荷載以摩阻力的形式傳遞到周?chē)林?，其?guī)律與承受豎向下壓荷載時(shí)一樣，只傳遞到周?chē)林?，其?guī)律與承受豎向下壓荷載時(shí)一樣，只不過(guò)方向相反。初始階段，上拔阻力主要由淺部土層提供不過(guò)方向相反。初始階段，上拔阻力主要由淺部土層提供，樁身的拉應(yīng)力主要分布在樁的上部，隨著樁身上拔位移，樁身的拉應(yīng)力主要分布在樁的上部，隨著樁身上拔位移量的增加，樁身應(yīng)力逐漸向

4、下擴(kuò)展，樁的中、下部的上拔量的增加，樁身應(yīng)力逐漸向下擴(kuò)展，樁的中、下部的上拔土阻力逐漸發(fā)揮。當(dāng)樁端位移量超過(guò)某一數(shù)值土阻力逐漸發(fā)揮。當(dāng)樁端位移量超過(guò)某一數(shù)值( (通常為通常為6 610mm)10mm)時(shí)，就可以認(rèn)為整個(gè)樁身的土層抗拔阻力達(dá)到極限時(shí)，就可以認(rèn)為整個(gè)樁身的土層抗拔阻力達(dá)到極限，其后抗拔阻力就會(huì)下降。此時(shí)，如果繼續(xù)增加上拔荷載，其后抗拔阻力就會(huì)下降。此時(shí)，如果繼續(xù)增加上拔荷載，就會(huì)產(chǎn)生破壞。，就會(huì)產(chǎn)生破壞。v 影響單樁堅(jiān)向抗拔承載力的因素很多，歸納起來(lái)有以影響單樁堅(jiān)向抗拔承載力的因素很多，歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方面：下幾個(gè)方面：v (1)(1)樁周土體的影響：樁周土體的影響：v 樁周土的

5、性質(zhì)、土的抗剪強(qiáng)度、側(cè)壓力系數(shù)和土的應(yīng)樁周土的性質(zhì)、土的抗剪強(qiáng)度、側(cè)壓力系數(shù)和土的應(yīng)力歷史等都會(huì)對(duì)單樁豎向抗拔承載力產(chǎn)生一定的影響。一力歷史等都會(huì)對(duì)單樁豎向抗拔承載力產(chǎn)生一定的影響。一般說(shuō)來(lái)，在粘土中，樁的抗拔極限側(cè)阻力與土的不排水抗般說(shuō)來(lái)，在粘土中，樁的抗拔極限側(cè)阻力與土的不排水抗剪強(qiáng)度接近；在砂土中，樁的抗拔極限側(cè)阻力可用有效應(yīng)剪強(qiáng)度接近；在砂土中，樁的抗拔極限側(cè)阻力可用有效應(yīng)力法來(lái)估計(jì)，砂土的抗剪強(qiáng)度越大，樁側(cè)單位面積的極限力法來(lái)估計(jì)，砂土的抗剪強(qiáng)度越大，樁側(cè)單位面積的極限抗拔側(cè)阻力也就越大?？拱蝹?cè)阻力也就越大。v (2)(2)樁自身因素的影響：樁自身因素的影響：v 樁側(cè)表面的粗糙程度越

6、大，則樁的抗拔承載力就越大樁側(cè)表面的粗糙程度越大，則樁的抗拔承載力就越大，且這種影響在砂土中比在粘土中更明顯；此外，樁截面，且這種影響在砂土中比在粘土中更明顯；此外，樁截面形狀、樁長(zhǎng)、樁的剛度和樁材的泊松比等都會(huì)對(duì)單樁豎向形狀、樁長(zhǎng)、樁的剛度和樁材的泊松比等都會(huì)對(duì)單樁豎向抗拔承載力產(chǎn)生不同程度的影響?？拱纬休d力產(chǎn)生不同程度的影響。v (3)(3)施工因素的影響：在施工過(guò)程中，樁周土體的擾動(dòng)、施工因素的影響：在施工過(guò)程中，樁周土體的擾動(dòng)、打人樁中的殘余應(yīng)力、樁身完整性、樁的傾斜角度等也將打人樁中的殘余應(yīng)力、樁身完整性、樁的傾斜角度等也將影響單樁豎向抗拔承載力的大小。影響單樁豎向抗拔承載力的大小。

7、v (4)(4)休止時(shí)間的影響：從成樁到開(kāi)始試驗(yàn)之間的休止時(shí)間休止時(shí)間的影響：從成樁到開(kāi)始試驗(yàn)之間的休止時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)單樁豎向抗拔承載力影響是明顯的；另外、樁頂?shù)拈L(zhǎng)短對(duì)單樁豎向抗拔承載力影響是明顯的；另外、樁頂?shù)募虞d方式、荷載維持時(shí)間、加載卸載過(guò)程等對(duì)單樁豎向抗加載方式、荷載維持時(shí)間、加載卸載過(guò)程等對(duì)單樁豎向抗拔承載力也有影響。拔承載力也有影響。三、儀器設(shè)備三、儀器設(shè)備v 單樁豎向抗拔靜載荷試驗(yàn)的設(shè)備裝置基本上與單樁豎單樁豎向抗拔靜載荷試驗(yàn)的設(shè)備裝置基本上與單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)裝置相同，但是其使用及安裝方式不盡一向抗壓靜載試驗(yàn)裝置相同，但是其使用及安裝方式不盡一樣。樣。v 1 1反力裝置反力裝置v

8、 抗拔試驗(yàn)反力裝置宜采用反力樁抗拔試驗(yàn)反力裝置宜采用反力樁( (或工程樁或工程樁) )提供支座提供支座反力，也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采用天然地基提供支座反力；反反力，也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采用天然地基提供支座反力；反力架系統(tǒng)應(yīng)具有不小于力架系統(tǒng)應(yīng)具有不小于1 12 2倍的安全系數(shù)。倍的安全系數(shù)。v 采用反力樁采用反力樁( (或工程樁或工程樁) )提供支座反力時(shí)，反力樁頂面提供支座反力時(shí)，反力樁頂面應(yīng)平整并具有一定的強(qiáng)度。為保證反力梁的穩(wěn)定性，應(yīng)注應(yīng)平整并具有一定的強(qiáng)度。為保證反力梁的穩(wěn)定性，應(yīng)注意反力樁頂面直徑意反力樁頂面直徑( (或邊長(zhǎng)或邊長(zhǎng)) )不宜小于反力梁的梁寬，否則不宜小于反力梁的梁寬，否則，應(yīng)加

9、墊鋼板以確保試驗(yàn)設(shè)備安裝的穩(wěn)定性。，應(yīng)加墊鋼板以確保試驗(yàn)設(shè)備安裝的穩(wěn)定性。v 采用天然地基提供反力時(shí)，兩邊支座處的地基強(qiáng)度應(yīng)采用天然地基提供反力時(shí)，兩邊支座處的地基強(qiáng)度應(yīng)相近，且兩邊支座與地面的接觸面積宜相同，施加于地基相近，且兩邊支座與地面的接觸面積宜相同，施加于地基的壓應(yīng)力不宜超過(guò)地基承載力特征值的的壓應(yīng)力不宜超過(guò)地基承載力特征值的1 15 5倍，避免加載倍，避免加載過(guò)程中兩邊沉降不均造成試樁偏心受拉，反力梁的支點(diǎn)重過(guò)程中兩邊沉降不均造成試樁偏心受拉，反力梁的支點(diǎn)重心應(yīng)與支座中心重合。心應(yīng)與支座中心重合。v 2 2加載裝置加載裝置v 加載裝置采用油壓千斤頂。千斤頂?shù)陌惭b有兩種方式加載裝置采

10、用油壓千斤頂。千斤頂?shù)陌惭b有兩種方式：一種是千斤頂放在試樁的上方、主梁的上面，因拔樁試：一種是千斤頂放在試樁的上方、主梁的上面，因拔樁試驗(yàn)時(shí)千斤頂安放在反力架上面，比較適用于一個(gè)千斤頂?shù)尿?yàn)時(shí)千斤頂安放在反力架上面，比較適用于一個(gè)千斤頂?shù)那闆r，特別是穿心張拉千斤頂，當(dāng)采用兩臺(tái)以上千斤頂加情況，特別是穿心張拉千斤頂，當(dāng)采用兩臺(tái)以上千斤頂加載時(shí)，應(yīng)采取一定的安全措施，防止千斤頂傾倒或其他意載時(shí)，應(yīng)采取一定的安全措施，防止千斤頂傾倒或其他意外事故發(fā)生。如對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁進(jìn)行抗拔試驗(yàn)時(shí)，可采用穿外事故發(fā)生。如對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁進(jìn)行抗拔試驗(yàn)時(shí)，可采用穿心張拉千斤頂，將管樁的主筋直接穿過(guò)穿心張拉千斤頂?shù)男膹埨Ы镯敚?/p>

11、將管樁的主筋直接穿過(guò)穿心張拉千斤頂?shù)母鱾€(gè)孔，然后鎖定，進(jìn)行試驗(yàn)。另一種是將兩個(gè)千斤頂分各個(gè)孔，然后鎖定，進(jìn)行試驗(yàn)。另一種是將兩個(gè)千斤頂分別放在反力樁成支承墩的上面、主梁的下面，千斤頂頂主別放在反力樁成支承墩的上面、主梁的下面，千斤頂頂主梁，如下圖所示，通過(guò)梁，如下圖所示，通過(guò)“抬抬”的形式對(duì)試樁施加上拔荷載的形式對(duì)試樁施加上拔荷載。對(duì)于大直徑、高承載力的樁，宜采用后一種形式。對(duì)于大直徑、高承載力的樁，宜采用后一種形式。v 3 3荷載量測(cè)裝置荷載量測(cè)裝置v 荷載可用放置于千斤頂上的應(yīng)力環(huán)、應(yīng)變式壓力傳荷載可用放置于千斤頂上的應(yīng)力環(huán)、應(yīng)變式壓力傳感器直接測(cè)定，也可采用連接于千斤頂上的標(biāo)準(zhǔn)壓力表測(cè)感

12、器直接測(cè)定，也可采用連接于千斤頂上的標(biāo)準(zhǔn)壓力表測(cè)定油壓，根據(jù)千斤頂荷載定油壓，根據(jù)千斤頂荷載油壓串定曲線換算出實(shí)際荷載油壓串定曲線換算出實(shí)際荷載值。一般說(shuō)來(lái)，樁的抗拔承載力遠(yuǎn)低于抗壓承載力，在選值。一般說(shuō)來(lái)，樁的抗拔承載力遠(yuǎn)低于抗壓承載力，在選擇千斤頂和壓力表時(shí)，應(yīng)注意量程問(wèn)題，特別是試驗(yàn)荷載擇千斤頂和壓力表時(shí)，應(yīng)注意量程問(wèn)題，特別是試驗(yàn)荷載較小的試驗(yàn)樁，采用較小的試驗(yàn)樁，采用“抬抬”的形式時(shí)應(yīng)選擇相適應(yīng)的小的形式時(shí)應(yīng)選擇相適應(yīng)的小噸位千斤頂。對(duì)于大直徑、高承載力的試樁，可采用兩臺(tái)噸位千斤頂。對(duì)于大直徑、高承載力的試樁，可采用兩臺(tái)或四臺(tái)千斤頂對(duì)其加載。當(dāng)采用兩臺(tái)及兩臺(tái)以上千斤頂加或四臺(tái)千斤頂對(duì)

13、其加載。當(dāng)采用兩臺(tái)及兩臺(tái)以上千斤頂加載時(shí)，為了避免受檢樁偏心受載，千斤頂型號(hào)、規(guī)格應(yīng)相載時(shí)，為了避免受檢樁偏心受載，千斤頂型號(hào)、規(guī)格應(yīng)相同且應(yīng)并聯(lián)同步工作。同且應(yīng)并聯(lián)同步工作。v 4 4位移量測(cè)裝置位移量測(cè)裝置v 1)1)基準(zhǔn)樁基準(zhǔn)樁v 基準(zhǔn)樁的安裝按照單樁豎向抗壓的要求執(zhí)行，要注意安基準(zhǔn)樁的安裝按照單樁豎向抗壓的要求執(zhí)行，要注意安裝距離。裝距離。v 2)2)基準(zhǔn)梁基準(zhǔn)梁v 基準(zhǔn)梁的一端應(yīng)固定在基準(zhǔn)樁上，另一端應(yīng)簡(jiǎn)支于基準(zhǔn)樁基準(zhǔn)梁的一端應(yīng)固定在基準(zhǔn)樁上，另一端應(yīng)簡(jiǎn)支于基準(zhǔn)樁上，并采取有效遮擋措施。上，并采取有效遮擋措施。v 3)3)百分表或位移傳感器百分表或位移傳感器v 樁頂上拔量測(cè)量平面必須

14、在樁頂或樁身位置，安裝在樁樁頂上拔量測(cè)量平面必須在樁頂或樁身位置，安裝在樁頂時(shí)應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離主筋，嚴(yán)禁在混凝土樁的受拉鋼筋上設(shè)頂時(shí)應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離主筋，嚴(yán)禁在混凝土樁的受拉鋼筋上設(shè)置位移觀測(cè)點(diǎn)，避免因鋼筋變形導(dǎo)致上拔量觀測(cè)數(shù)據(jù)失實(shí)置位移觀測(cè)點(diǎn)，避免因鋼筋變形導(dǎo)致上拔量觀測(cè)數(shù)據(jù)失實(shí)。v v 試樁、反力支座和基準(zhǔn)樁之間的中心距離的試樁、反力支座和基準(zhǔn)樁之間的中心距離的規(guī)定與單樁抗壓靜載試驗(yàn)相同。在采用天然地基規(guī)定與單樁抗壓靜載試驗(yàn)相同。在采用天然地基提供支座反力時(shí)，拔樁試驗(yàn)加載相當(dāng)于給支座處提供支座反力時(shí)，拔樁試驗(yàn)加載相當(dāng)于給支座處地面加載，支座附近的地面也因此會(huì)出現(xiàn)不同程地面加載，支座附近的地面也因此

15、會(huì)出現(xiàn)不同程度的沉陷。荷載越大，這種變形越明顯。為防止度的沉陷。荷載越大，這種變形越明顯。為防止支座處地基沉降對(duì)基推梁的影響，一是應(yīng)使基準(zhǔn)支座處地基沉降對(duì)基推梁的影響，一是應(yīng)使基準(zhǔn)樁與反力支座、試樁各自之間的間距滿足樁與反力支座、試樁各自之間的間距滿足JGJ106-JGJ106-20142014規(guī)范中的表規(guī)范中的表4.2.64.2.6的規(guī)定，二是基準(zhǔn)樁需打入的規(guī)定，二是基準(zhǔn)樁需打入試坑地面以下一定深度試坑地面以下一定深度( (一般不小于一般不小于1m)1m)。四、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)四、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)vJGJ106-2014JGJ106-2014規(guī)范對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的規(guī)定條文：規(guī)范對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的規(guī)定條文：v5.3.1

16、5.3.1 對(duì)混凝土灌注樁、有接頭的預(yù)制樁，宜在拔樁試對(duì)混凝土灌注樁、有接頭的預(yù)制樁，宜在拔樁試驗(yàn)前采用低應(yīng)變法檢測(cè)受檢樁的樁身完整性。為設(shè)計(jì)提驗(yàn)前采用低應(yīng)變法檢測(cè)受檢樁的樁身完整性。為設(shè)計(jì)提供依據(jù)的抗拔灌注樁施工時(shí)應(yīng)進(jìn)行成孔質(zhì)量檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)供依據(jù)的抗拔灌注樁施工時(shí)應(yīng)進(jìn)行成孔質(zhì)量檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)樁身中、下部位有明顯擴(kuò)徑的樁不宜作為抗拔試驗(yàn)樁；樁身中、下部位有明顯擴(kuò)徑的樁不宜作為抗拔試驗(yàn)樁；對(duì)有接頭的預(yù)制樁，應(yīng)驗(yàn)算接頭強(qiáng)度。對(duì)有接頭的預(yù)制樁，應(yīng)驗(yàn)算接頭強(qiáng)度。v5.3.2 5.3.2 單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)宜采用慢速維持荷載法。單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)宜采用慢速維持荷載法。設(shè)計(jì)有要求時(shí)，也可采用多循環(huán)加、卸載方

17、法或恒載法設(shè)計(jì)有要求時(shí)，也可采用多循環(huán)加、卸載方法或恒載法。慢速維持荷載法的加卸載分級(jí)、試驗(yàn)方法及穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。慢速維持荷載法的加卸載分級(jí)、試驗(yàn)方法及穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按應(yīng)按JGJ106-2014JGJ106-2014規(guī)范第規(guī)范第4.3.34.3.3條和條和4.3.54.3.5條規(guī)定執(zhí)行。條規(guī)定執(zhí)行。5.3.3 5.3.3 當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，可終止加載：當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，可終止加載：v（1 1）在某級(jí)荷載作用下，樁頂上拔量大于前一級(jí)上拔荷）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載作用下的上拔量5 5倍。倍。v（2 2）按樁頂上拔量控制，當(dāng)累計(jì)樁頂上拔量超過(guò)）按樁頂上拔量控制，

18、當(dāng)累計(jì)樁頂上拔量超過(guò)100mm100mm時(shí)。時(shí)。v（3 3）按鋼筋抗拉強(qiáng)度控制，鋼筋應(yīng)力達(dá)到鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)）按鋼筋抗拉強(qiáng)度控制，鋼筋應(yīng)力達(dá)到鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，或某根鋼筋拉斷。值，或某根鋼筋拉斷。v（4 4）對(duì)于驗(yàn)收抽樣檢測(cè)的工程樁，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大）對(duì)于驗(yàn)收抽樣檢測(cè)的工程樁，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大上拔荷載值。上拔荷載值。五、檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與判定五、檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與判定v5.4.15.4.1繪制上拔荷載繪制上拔荷載- -樁頂上拔量（樁頂上拔量（U-U-）關(guān)系曲線和樁關(guān)系曲線和樁頂上拔量頂上拔量與時(shí)間與時(shí)間t t之間的曲線（之間的曲線（-lglgt t曲線）。曲線）。v5.4.25.4.2單樁豎向抗拔極限承載力可按下列方法綜合判定：?jiǎn)螛敦Q向抗拔極限承載力可按下列方法綜合判定：v（1 1）根據(jù)上拔量隨荷載變化的特征確定：對(duì)陡變型）根據(jù)上拔量隨荷載變化的特征確定：對(duì)陡變型U-U-曲線，取陡升起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載值；曲線，取陡升起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載值；v（2 2）根據(jù)上拔量隨時(shí)間變化的特征確定：應(yīng)?。└鶕?jù)上拔量隨時(shí)間變化的特征確定：應(yīng)取-lglgt t曲曲線斜率明顯變陡或曲線尾部明顯彎曲的前一級(jí)荷載值。線斜率明顯變陡或曲線尾部明顯彎曲的前一級(jí)荷載值。v（3 3）當(dāng)在某級(jí)荷載下抗拔鋼筋斷裂時(shí)，應(yīng)取其前一級(jí)荷）當(dāng)在某級(jí)荷載下抗拔鋼筋斷裂