樁基靜載試驗(yàn)自平衡法

樁基靜載試驗(yàn)自平衡法發(fā)電廠樁基靜載試驗(yàn)（自平衡法）測(cè)試報(bào)告1、概述1.1工程概況據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察成果反映，該場(chǎng)地上部黃土具有濕陷性，屬三級(jí)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(duì)111級(jí)自重濕陷性場(chǎng)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(jì)要求，勢(shì)必要增加一定的樁長(zhǎng)，給施工帶來(lái)困難。經(jīng)論證，認(rèn)為在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下取得最佳效果和經(jīng)濟(jì)效益，首先應(yīng)消除該場(chǎng)區(qū)的濕陷性。所以在地基處理試驗(yàn)中，采用天然與人工挖孔擴(kuò)底灌注樁和先進(jìn)行孔內(nèi)深層強(qiáng)夯素土樁后再進(jìn)行人工挖孔擴(kuò)底灌注樁的組合樁型進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。根據(jù)國(guó)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(duì)其中4根試樁采用自平衡法，結(jié)合樁身內(nèi)力測(cè)試進(jìn)行基樁靜載荷試驗(yàn)。試樁的尺寸、編號(hào)及平面位置由勘測(cè)設(shè)計(jì)院和東南大學(xué)共同確定。單樁試驗(yàn)預(yù)估加載值為單樁設(shè)計(jì)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(hào)樁身直徑（mm）擴(kuò)底直徑（mm）設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)（m）持力層預(yù)估加載值（kN）荷載箱距樁端距離（m）試驗(yàn)方法1000140020m細(xì)砂層__21.8自平衡法、內(nèi)力測(cè)試1000180020m細(xì)砂層3000x2,2022年急0,1.8自平衡法、內(nèi)力測(cè)試1200無(wú)擴(kuò)底20m細(xì)砂層5000x20自平衡法1200無(wú)擴(kuò)底20m細(xì)砂層5000x20自平衡法、內(nèi)力測(cè)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(duì)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(jí)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(cè)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(qiáng)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(zhǎng)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(yè)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(yè)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(shí)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(tái)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(jí)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(jí)階地上。廠區(qū)地勢(shì)東北高西南低，廠址區(qū)地面標(biāo)高366.2?371.3m。整個(gè)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(cè)試(標(biāo)貫、靜力觸探、波速測(cè)試)情況，將場(chǎng)地地基土43.5m深度范圍內(nèi)巖土層劃分為3個(gè)大層4個(gè)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(gè)場(chǎng)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(gè)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(gè)場(chǎng)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(gè)場(chǎng)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(shí)，礦物成份主要為長(zhǎng)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(gè)場(chǎng)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(cè)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(duì)鋼筋混凝土無(wú)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(tái)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(shí)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(jì)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(jì)韓陽(yáng)一帶，在永濟(jì)縣境內(nèi)長(zhǎng)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(dòng)。它對(duì)中條山隆起起著重要的控制作用。運(yùn)城盆地沉降帶：沉降帶貫穿整個(gè)運(yùn)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(jì)虞鄉(xiāng)一帶，據(jù)地質(zhì)部第三石油普查大隊(duì)在永濟(jì)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(tái)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(qiáng)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(zhǎng)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(dòng)斷裂。朝邑?cái)嗔?該斷裂展布于近場(chǎng)西部，呈隱伏狀態(tài)，走向NE，傾向NW，長(zhǎng)10Km，屬正斷層，斷層主要錯(cuò)斷晚更新世以前的地層，晚更新世以來(lái)趨于穩(wěn)定。渭河斷裂：渭河斷裂西起寶雞西，經(jīng)武功、咸陽(yáng)、渭南、華縣，至潼關(guān)北黃河邊逐漸消失，總體走向NEE,長(zhǎng)約350Km,寬達(dá)2?10Km，該斷裂為一條隱伏的高角度正傾滑活動(dòng)斷裂，歷史地震活動(dòng)明顯，幾乎集中了渭河盆地歷史強(qiáng)震的三分之一，為全新世活動(dòng)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(guò)黃河進(jìn)入山西境內(nèi)，總體走向EW，傾向S，傾角50—70°長(zhǎng)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(lái)垂直運(yùn)動(dòng)幅度在2022年m以上，為全新世活動(dòng)斷裂。1.2.5黃土濕陷性評(píng)價(jià)通過(guò)勘探和試驗(yàn)可知，焦蘆廠址勘測(cè)場(chǎng)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(jì)算自重濕陷量Azs=p05ZSihi，其中陽(yáng)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(yáng)取0.7?？紤]到2x600MW機(jī)組基地壓力較大，本次室內(nèi)土工試驗(yàn)測(cè)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?jí)毫?9.3?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(jì)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(jì)算表表4.1.1-1o孔號(hào)自重濕陷量（cm）200Kpa總濕陷量（cm）300Kpa總濕陷量（cm）計(jì)算濕陷性黃土厚度（m）濕陷性黃土層底標(biāo)高（m）濕陷等級(jí)F253.2343.9452.8227.8342.72III級(jí)自重F332.9791.33116.2520.5III級(jí)自重F578.04126.05162.9127.0342.07IV級(jí)自重F762.6055.7360.9025.6342.73IV級(jí)自重F947.5383.60107.6020.0IV級(jí)自重F1644.9852.9255.7824.0342.21III級(jí)自重由上表可以看出，廠址勘測(cè)場(chǎng)地為III?IV級(jí)自重濕陷性黃土場(chǎng)地。根據(jù)已有資料，勘測(cè)場(chǎng)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(jí)自重濕陷性黃土，濕陷性黃土厚度23.8?28.6m，勘測(cè)場(chǎng)地為III?IV級(jí)自重濕陷性黃土場(chǎng)地。2、試樁目的和試驗(yàn)依據(jù)2.1試樁目的根據(jù)大唐運(yùn)城發(fā)電廠建設(shè)方的要求以及有關(guān)會(huì)議精神，本次試驗(yàn)以確保試驗(yàn)質(zhì)量為原則，盡量減少試驗(yàn)量，并采用新技術(shù)，以節(jié)省投資和縮短工期。通過(guò)本次試驗(yàn)工作達(dá)到以下目的：1） 選擇經(jīng)濟(jì)、合理的地基處理方式。2） 通過(guò)試驗(yàn)獲得地基處理設(shè)計(jì)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析資料，明確地基施工中的技術(shù)問(wèn)題，為地基優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工提供依據(jù)。3） 為設(shè)計(jì)提供施工階段所必需的設(shè)計(jì)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(yàn)采用單樁浸水試驗(yàn)，測(cè)定濕陷性黃土的負(fù)摩阻力。2.2試驗(yàn)依據(jù)1） 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ__-2022年）；2） 《建筑基樁檢測(cè)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(cè)試技術(shù)規(guī)程》（DB32/T291-1999）；5） 《工程地質(zhì)勘察報(bào)告》和設(shè)計(jì)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(diǎn)試樁嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙施工。同時(shí)，由于自平衡測(cè)樁法的需要,做到以下幾點(diǎn)：1） 試樁成孔后，垂直度用可靠的檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)；2） 地面上綁扎和焊接鋼筋籠。由施工單位負(fù)責(zé)，測(cè)試單位配合，位移棒與鋼筋籠綁扎成整體，確保護(hù)管不滲泥漿；3） 吊車將測(cè)試設(shè)備與鋼筋籠放入樁底；4） 埋荷載箱前檢查樁徑，樁長(zhǎng)（包括荷載箱）油管及鋼管長(zhǎng)度，鋼管距離；5） 埋完荷載箱，保護(hù)油管及鋼管封頭，以防雜物漏入；天然土靜載荷試驗(yàn)采用單樁浸水試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程中注意滲水孔的設(shè)置、淺標(biāo)點(diǎn)的埋設(shè)、機(jī)械深標(biāo)點(diǎn)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(kuò)底徑1400mm,擴(kuò)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(kuò)底徑1800mm，擴(kuò)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(yàn)方法4.1試驗(yàn)原理測(cè)試原理：自平衡試樁法是接近于豎向抗壓樁實(shí)際工作條件的試驗(yàn)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(yàn)時(shí)，從樁頂用高壓油泵通過(guò)高壓油管對(duì)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(dòng)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(cè)試：基樁自平衡試驗(yàn)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(wú)破損，混凝土無(wú)離析、斷裂現(xiàn)象)，則在各級(jí)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(guò)量測(cè)預(yù)先埋置在樁體內(nèi)的鋼筋計(jì)，可以實(shí)測(cè)到各鋼筋應(yīng)力計(jì)在每級(jí)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(jí)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(yàn)儀器及設(shè)備：基樁自平衡試驗(yàn)采用的設(shè)備有：荷載箱（經(jīng)江蘇省建科院中心試驗(yàn)室標(biāo)定，標(biāo)定記錄見附件）、電動(dòng)油泵、電子百分表（由江蘇省計(jì)量測(cè)試研究標(biāo)定）數(shù)據(jù)采集儀等。軸向應(yīng)力測(cè)試采用的儀器設(shè)備有：鋼筋應(yīng)力計(jì)和頻率接收儀。4.2測(cè)試系統(tǒng)加載采用荷載箱，通過(guò)高壓油泵輸油加載（圖4-1）；試樁的位移量測(cè)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(shí)，每根樁架設(shè)4只表，兩只測(cè)荷載箱向下位移，兩只測(cè)荷載箱向上位移。雙荷載箱加載時(shí)，每根樁架設(shè)6只表，兩只測(cè)下荷載箱的向下位移，兩只測(cè)上荷載箱的向上位移，另外兩只測(cè)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(cè)并在電腦屏幕上實(shí)時(shí)顯示（Q—S）曲線和（S—lgT）曲線和（S—lgQ）曲線。4.3測(cè)試規(guī)程加載采用慢速維持荷載法，測(cè)試按中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基樁檢測(cè)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(yàn)辦法”和江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)《樁承載力自平衡測(cè)試技術(shù)規(guī)程》（DB32/T291-1999）進(jìn)行，即：（1） 成樁至試驗(yàn)間隙時(shí)間：在樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求并不應(yīng)少于15天。（2） 荷載分級(jí)：由于試樁噸位大，故專家們建議每級(jí)加載為極限承載力的1/10,第一級(jí)按兩倍荷載分級(jí)加載，卸載仍分5級(jí)進(jìn)行。（3） 位移觀測(cè)：每級(jí)加載后在第1h內(nèi)分別于5、10、15、30、45、60min各測(cè)讀一次，以后每隔30min測(cè)讀一次。電子位移傳感器連接到電腦，直接由電腦控制測(cè)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(jí)加載下沉量，在下列時(shí)間內(nèi)如不大于0.1mm時(shí)即可認(rèn)為穩(wěn)定：1） 樁端下為巨粒土、砂類土、堅(jiān)硬粘質(zhì)土，最后30min。2） 樁端下為半堅(jiān)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(jí)荷載的位移量大于或等于前一級(jí)荷載的位移量的5倍時(shí)，加載即可終止。取此終止時(shí)荷載小一級(jí)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(jí)荷載作用下位移量的2倍，且本級(jí)荷載加上后24h未達(dá)穩(wěn)定，加載即可終止。取此終止時(shí)荷載小一級(jí)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(jì)荷載x設(shè)計(jì)規(guī)定的安全系數(shù)，加載即可終止。取此時(shí)的荷載為極限荷載。（6） 卸載及測(cè)試1） 卸載應(yīng)分級(jí)進(jìn)行，每級(jí)卸載量為2個(gè)加載級(jí)的荷載值，逐級(jí)等量卸載。2） 卸載時(shí)，每級(jí)荷載維持1h，按15、30、60min測(cè)讀位移量后，即可卸下一級(jí)荷載。卸載到零后，至少在1.5h內(nèi)每15min觀測(cè)一次，開始30min內(nèi)，每15min觀測(cè)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(cè)試技術(shù)規(guī)程》（DB32/T291-1999）根據(jù)實(shí)測(cè)荷載箱上、下位移計(jì)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(shí)測(cè)極限值，按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-94）“試樁試驗(yàn)辦法”確定；Q:荷載箱下部樁的實(shí)測(cè)極限值，按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-94）“試樁試驗(yàn)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(duì)于粘性土、粉土g=0.8,對(duì)于砂土g=0.7o該判斷方法適用于測(cè)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(guò)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(jìn)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(jí)荷載為承載力極限值Qu；緩變型曲線取最后一級(jí)對(duì)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(cè)試設(shè)備進(jìn)行測(cè)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(cè)試結(jié)果與分析5.1測(cè)試情況試樁S7樁徑1000mm，擴(kuò)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(jí)加載為極限承載力的1/10,第一級(jí)按兩倍荷載分級(jí)加載，每級(jí)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(shí)，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(jí)荷載(2x6000kN)時(shí)，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(jí)荷載(2__kN)，向下位移超過(guò)40mm，位移也難以穩(wěn)定住，故加載終止，開始卸載。由現(xiàn)場(chǎng)測(cè)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(jí)加載值__kN。測(cè)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(jí)表試樁編號(hào)加載級(jí)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(jí)加載為極限承載力的1/10,第一級(jí)按兩倍荷載分級(jí)加載，每級(jí)加載值見表5-1。上荷載箱預(yù)估加載值2x3000kN，每級(jí)加載為極限承載力的1/10,第一級(jí)按兩倍荷載分級(jí)加載，每級(jí)加載值見表5-1。由現(xiàn)場(chǎng)測(cè)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(jí)加載值4200kN；下部樁的極限承載力取第14級(jí)加載值4200KN；下荷載箱下部樁的極限承載力取第15級(jí)加載值3000kN。測(cè)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(jí)加載為極限承載力的1/10,第一級(jí)按兩倍荷載分級(jí)加載，每級(jí)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(shí)，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(jí)荷載(2X4500KN)時(shí)，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(chǎng)測(cè)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(jí)加載值6000kN。測(cè)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(jí)加載為極限承載力的1/10,第一級(jí)按兩倍荷載分級(jí)加載，每級(jí)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(shí)，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(jí)荷載(2X4500KN)時(shí)，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(chǎng)測(cè)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(jí)加載值5500kN。測(cè)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(cè)試結(jié)果各樁有關(guān)測(cè)試情況、測(cè)試結(jié)果見表5-2、表5-3：試樁編號(hào)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(shí)測(cè)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(yàn)成果分析表試樁編號(hào)S7S8S12S13樁身直徑(mm)__擴(kuò)底直徑(mm)14001800無(wú)擴(kuò)底無(wú)擴(kuò)底樁長(zhǎng)(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(zhǎng)度(m)18.218.22020荷載箱上部樁自重(kN)214214339339荷載箱上部樁的實(shí)測(cè)極限承載力Qu上(kN)56504200(5396)142204220荷載箱下部樁的實(shí)測(cè)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(kuò)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(kuò)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(guò)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：?jiǎn)螛敦Q向抗壓極限承載力Qu的計(jì)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(kuò)大頭）。對(duì)于擴(kuò)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(kuò)大頭上部荷載箱向上實(shí)測(cè)極限值。各試樁向下位移達(dá)2cm左右時(shí)，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(kuò)底后，達(dá)上述位移時(shí)，換算得出的單樁承載力及樁端阻力如下：S7試樁（按擴(kuò)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(kuò)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(kuò)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(kuò)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(cè)試及相關(guān)指標(biāo)的計(jì)算方法鋼筋應(yīng)力計(jì)主要依據(jù)試樁區(qū)范圍內(nèi)的地基土組成特點(diǎn)和試樁技術(shù)要求進(jìn)行豎向布置的。鋼筋應(yīng)力計(jì)在出廠前已作了室內(nèi)率定，并作了編號(hào)與記錄，在焊接前后與澆注前后均進(jìn)行了量測(cè)；鋼筋應(yīng)力計(jì)的觀測(cè)與試樁位移同步進(jìn)行，觀測(cè)間隔為每級(jí)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(jì)算方法如下。5.2.1軸力計(jì)算鋼筋計(jì)的應(yīng)變量可由其相應(yīng)的壓應(yīng)力求得，其計(jì)算公式為：（3）（4）（5）式中：——鋼筋應(yīng)力計(jì)在某級(jí)荷載作用下的應(yīng)變量；——鋼筋應(yīng)力計(jì)在某級(jí)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(jì)在某級(jí)荷載作用下所受的壓力（kN）； 鋼筋應(yīng)力計(jì)系數(shù)（kN/Hz2）；——鋼筋應(yīng)力計(jì)埋設(shè)后加載前的量測(cè)值（Hz）；——鋼筋應(yīng)力計(jì)在某級(jí)荷載作用下的量測(cè)值（Hz）；——主筋截面積（m2）。在同級(jí)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(jì)算公式如下：（6）（7）式中：——某級(jí)荷載作用下樁身截面微單元產(chǎn)生的應(yīng)變量；——某級(jí)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(jí)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(jí)荷載作用下，截面樁身軸向力PZ與該截面鋼筋應(yīng)力計(jì)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(cè)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(jì)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(cè)截面之間的軸向力QZ之差值（kN）；△F——樁身量測(cè)截面之間樁段的側(cè)表面積（m2）。5.2.3截面位移計(jì)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(shí)測(cè)的傳遞函數(shù)qs—S關(guān)系，需確定各計(jì)算深度處樁身位移Si值，方法如下：（10）式中：——第i計(jì)算截面處的沉降量（mm）；——i+1計(jì)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(jì)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(zhǎng)度（m）；——樁身?yè)Q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(jì)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(jī)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(duì)自平衡荷載（Q上二Q下）施加于自平衡點(diǎn)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(lái)平衡。雖類似于抗拔樁，但應(yīng)注意的是由于上托力作用點(diǎn)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(diǎn)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(jiǎn)稱受壓樁）承載力的轉(zhuǎn)換問(wèn)題，可簡(jiǎn)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(wèn)題，對(duì)此，定義為簡(jiǎn)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(jī)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(diǎn)處向上及向下的荷載；—系數(shù)，對(duì)于粘土、粉土，=0.8；對(duì)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(wèn)題，如何將自平衡法得出的向上、向下兩條Q?S曲線轉(zhuǎn)