樁基靜載實驗作業(yè)指導書-

樁基靜載試驗作業(yè)指導書1編制依據(jù)1.1《施工圖設計文件》；1.2《公路橋涵施工技術標準》(JTJ041-2000)；1.3《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》(JTGF80/1-2004)；1.4《建筑地基根底設計標準》〔GBJ7－89〕；1.5《建筑樁基技術標準》〔JGJ94－94〕；1.6《橋梁樁基計算和檢測》趙明華，北京：人民交通出版社，2000；1.7《樁承載力自平衡測試法，巖土工程學報》龔維明、蔣永生、翟晉；1.8《樁基靜載荷檢測中存在的問題，工程質(zhì)量》季宜海、鄧壯志；2試驗工程2.1樁基承受外部荷載時的變形情況；2.2樁基的允許承載力和極限承載力；2.3計算劃分樁身摩阻力和樁端阻力；2.4實測樁身摩阻力和樁端阻力〔對研究性試驗〕；2.5分析判斷樁身質(zhì)量。3試驗前的準備工作3.1調(diào)查研究與方案制定3.1.1通過甲方或設計人員了解試樁的根本情況〔如長度、砼強度等級、施工時間、施工方式等〕，了解試樁處工程地質(zhì)情況，及樁的預估極限承載力值。3.1.2在充分征求設計人員及甲方對試樁的試驗要求和進度要求后，制定出比擬祥細的試樁方案〔含錨樁布置、樁頭處理、承臺制作等〕。3.2試驗準備3.2.1試驗前應將試驗所用的千斤頂，油泵調(diào)試好，將所用的荷載傳感器、應變儀等試驗儀器在標準壓力機下經(jīng)過嚴格率定，并認真填寫率定記錄表。3.2.2在試驗設備、儀器儀表的運輸過程中應確保其不遭損傷，以保證現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)的準確無誤。3.2.3現(xiàn)場吊裝安置加載設備時，應采取必要的平安措施，保證設備的安放位置正確和人員設備的平安。3.2.4反力架的安裝和焊接要牢固可靠，對于不符合要求的反力裝置不能進行正式試驗加載工作。3.3試驗儀器儀表的安裝調(diào)試3.3.1試驗現(xiàn)場必須搭起能防雨、遮陽的臨時帳篷或設施，以保護儀器設備。3.3.2試驗用的應變儀、高壓油泵等儀器設備應按照就近、方便、平安的原那么安放，應變儀等精密儀器必須安放在工作桌〔臺〕上。3.3.3試驗現(xiàn)場所接電源必須符合臨時架設電源線路的要求，禁止亂拉亂扯電源、電線、防止漏電，觸電等事故發(fā)生。3.3.4百分表的安裝調(diào)試符合靜載試驗要求，百分表應安裝固定在支承于相對不動根底上的基準梁上，百分表的安裝應使表軸線平行于被測位移的方向，不得傾斜。3.3.5荷載傳感器與電阻應變儀接通后應進行調(diào)試，檢查其工作狀態(tài)和性能，調(diào)試完畢后應記下所用儀器儀表的型號規(guī)格及其初始讀數(shù)值。4試驗

4.1在前述試驗準備工作完成前方可進行正式試驗。4.2樁基試驗的加卸程序和樁頂沉降測讀時間間隔嚴格遵守標準中的有關規(guī)定和相應試驗規(guī)程。4.3試驗過程中應注意記錄現(xiàn)場天氣變化情況及其對基準梁的影響，并將其在測量數(shù)據(jù)中消除。對試驗過程中出現(xiàn)的各種意外或異常情況，應及時向試驗現(xiàn)場負責人反映，并同甲方和設計人員及時協(xié)商處理。5單樁垂直靜載試驗本作業(yè)指導書適用于混凝土預制樁和以各種形式成孔的混凝土灌注樁的單樁垂直靜載試驗。單樁靜載試驗方案的制定，要考慮樁的類型、試驗方法、反力形式等多方面因素，做到先進、經(jīng)濟、合理，試驗結(jié)果準確、可靠。單樁垂直靜載試驗加載方法主要有：慢速維持荷載法；多循環(huán)加、卸載法；快速維持荷載法。根據(jù)現(xiàn)行標準〔JGJ106-2003J256-2003、DBJ02-202-92〕規(guī)定，混凝土樁基一般應進行樁的垂直靜載試驗，以確定其垂直承載力，對某些情況還必須進行樁的水平及上拔靜載試驗。5.1試驗準備試驗加載裝置的選擇：試樁所承受的荷載一般由油壓千斤頂加載系統(tǒng)施加。加載反力裝置可根據(jù)現(xiàn)場實際情況以及試樁的預估極限加載量大小來決定，一般可采用錨樁橫梁反力裝置、堆重平臺反力裝置及錨樁加堆重反力裝置三種形式。錨樁橫梁反力裝置：錨樁數(shù)、錨樁尺寸、錨筋以及橫梁的承載力設計均應滿足1.2～1.4倍的試樁預估極限加載量。錨樁的抗拔承載力由有關標準計算確定，錨樁數(shù)量可為2根、4根、6根。當采用工程樁作錨樁時，錨樁數(shù)量應不少于4根，并應在試驗過程中對錨樁上拔量進行監(jiān)測。錨樁與反力橫梁間用錨拉鋼筋聯(lián)結(jié)，鋼筋焊接搭接長度；單面施焊時不小于10d，采用雙面施焊時不小于5d〔d為鋼筋直徑〕。堆重平臺反力裝置：配置荷載量不得少于試樁預估極限加載量的1.2～1.5倍，配置荷載應在試驗開始前一次加上，并均勻放置于平臺上。也可將上述兩種反力裝置聯(lián)合使用，形成錨樁堆重平臺聯(lián)合反力裝置。試樁制作要求：試樁頂部一般應予以加強：可在樁頂配置f6加密鋼筋網(wǎng)2～3層，樁身鋼筋應伸入樁頭，或以薄鋼板圓筒做成加強箍與樁頂混凝土澆注成一體，用高標號砂漿將樁頂抹平。試樁的成樁工藝和質(zhì)量控制標準應與工程樁一致，為縮短試樁養(yǎng)護時間，混凝土強度等級可適當提高，或摻入早強劑。5.1.3試樁用千斤頂千斤頂應平放于試樁中心，當采用兩個或兩個以上千斤頂施加荷載時，宜選擇相同型號、相同類型的千斤頂，將千斤頂并聯(lián)同步工作并使千斤頂?shù)暮狭νㄟ^試樁中心線。千斤頂?shù)臋z查：千斤頂加載系統(tǒng)主要包括千斤頂、高壓油泵及油路三個局部，試樁前宜對加載系統(tǒng)進行檢查。檢查目的在于檢查千斤頂、油泵工作是否正常，油路有無漏油。荷載與沉降的量測儀表施加于樁頂?shù)暮奢d宜用放置于千斤頂上的壓力環(huán)，或應變式壓力傳感直接測定。也可采用安裝在千斤頂油壓系統(tǒng)上的壓力表測定油壓并根據(jù)千斤頂率定曲線換算荷載值的方法。試樁沉降一般采用百分表測量。試驗時應在樁的2個正交直徑方向?qū)ΨQ安置4個百分表，小直徑樁也可安置2個或3個百分表，固定和支承百分表的夾具和基準梁在構(gòu)造上應確保不受氣溫的影響而變形，同時應防止振動、雨水、陽光照射等。溫度對沉降測量的影響，主要由于溫度變化會使基準粱產(chǎn)生變形，為消除這種影響可采用以下幾種方法：基準梁宜采用剛度較大的型鋼制做，且必須簡支在基準樁上；用一百分表支在基準梁跨中附近某一相對不動體上，對基準梁的變形進行監(jiān)測，以便對樁頂沉降測量值進行修正；利用圍護物將試樁場地圍護起來，防止基準梁受陽光直射及減小溫差。試樁、錨樁〔堆重平臺支墩〕和基準樁之間的中心距離要求如下：反力系統(tǒng)試樁與錨樁〔或堆重平臺支墩邊緣〕試樁與基準樁基準樁與錨樁〔堆重平臺支墩邊緣〕，錨樁橫梁反力裝置≥4d且≮2.0m≥4d且≮2.0m≥4d且≮2.0m，準重平臺反力裝置≮2.0m≮2.0m≮2.0m注：d–試樁或錨樁設計直徑，取其較大者〔如試樁或錨樁為擴底樁時，試樁與錨樁的中心距離不應小于2位擴大端直徑〕。5.2試驗從試樁入土到開始試驗的間歇時間：預制樁，砂性土中為14天，對粉土或粘性土，應視土的強度恢復而定，一般不少于28天，對于淤泥或淤泥質(zhì)土不得少于28天；對灌注樁，其樁身砼強度應到達設計等級。試驗加載方式慢速維持荷載法：逐漸加載，每級荷載下的樁頂沉降到達相對穩(wěn)定后再加下一級荷載，直到滿足試驗加載終止條件，然后逐級卸載至零。多循環(huán)加、卸載法：每級荷載下的樁頂沉降到達相對穩(wěn)定后，再卸荷至零。然后進行下一循環(huán)，直至滿足試驗加載終止條件?？焖倬S持荷載法：每級荷載維持一小時后，再施加下一荷載，直到滿足試驗加載終止條件，然后分級卸載至零。要用慢速維持荷載法進行試驗，應按以下規(guī)定進行加載、卸載和沉降觀測。加載分級：每級加載量為試樁預計最大試驗荷載的1/10～1/12,逐漸加載，第一級那么可取兩倍加載量進行加載。測讀樁頂沉降量的間隔時間：每級加載后，隔5min，10min，15min測讀一次，以后每隔15min測讀一次，累計一小時后每隔半小時測讀一次。沉降相對穩(wěn)定標準：在每級荷載作用下，樁頂?shù)某两盗吭诿啃r內(nèi)不大于0.1mm，并、連續(xù)出現(xiàn)兩次。終止加載條件：當出現(xiàn)以下情況之一時，即可終止加載：某級荷載作用下，樁頂?shù)某两盗繛榍耙患壓奢d作用下沉降量的5倍；某級荷載作用下，樁頂?shù)某两盗看笥谇耙患壓奢d作用下沉降量的2倍，且經(jīng)24小時尚未到達相對穩(wěn)定；到達設計要求最大加載量且沉降到達穩(wěn)定，或已達樁身材料的極限強度，以及試樁樁頂出現(xiàn)明顯的破損現(xiàn)象；試樁樁頂總沉降量超過10cm時，假設樁長大于40m，那么控制的總沉降量可按樁長每增加10m相應增加1cm；已到達錨樁最大抗拔力或壓重平臺的最大重量時；卸載時樁頂沉降觀測規(guī)定：①慢速法—每級卸載值為每級加載值的2倍，每卸一級荷載后隔15分鐘測讀一次，讀兩次后，隔半小時再讀一次，即可卸下一級荷載。卸載至零后，隔3～4小時再讀一次；②快速法—卸載時，每級荷載維持15分鐘，觀測時間為5,15分鐘；卸載至零后測讀兩小時，測讀時間為5,15,30,60,90,120分鐘。5.3試驗資料的整理在現(xiàn)場進行試驗的同時，應對試驗資料進行初步的整理，繪制荷載–沉降〔Q–S〕曲線圖，以便及時發(fā)現(xiàn)試驗中所出現(xiàn)的問題。將單樁垂直靜載試驗概況整理成表格形式，并應對成樁和試驗過程中出現(xiàn)的異常情況作補充說明。作好單樁垂直靜載試驗的數(shù)據(jù)記錄，試驗數(shù)據(jù)應準確、清晰，不得隨意涂改。繪制有關試驗成果曲線，以確定單樁的極限承載力，一般需繪制Q–S。S–lgt，S–lgQ曲線，以及其它輔助分析所需的曲線。當進行樁身應力、應變和樁端阻力測定時，應整理出有關數(shù)據(jù)的記錄表和繪制樁身軸力分布圖、摩阻力分布圖、樁端阻力與荷載關系等曲線。劃分樁側(cè)總摩阻力和樁端阻力極限值，并由此求出樁側(cè)平均極限摩阻力〔當進行分層試驗時，應求出各層土的極限摩阻力，然后再取平均值確定樁側(cè)平均摩阻力〕。5.4單樁垂直抗壓承載力的判定可根據(jù)以下方法確定極限承載力：取S–lgt曲線尾部出現(xiàn)明顯向下曲折的前一級荷載值為極限承載力；取Q–S曲線發(fā)生明顯陡降的起始點〔第二拐點〕所對應的荷載值為極限承載力；取S–lgQ曲線出現(xiàn)陡降直線段的起始點所對應的荷載值為極限承載力；根據(jù)沉降控制確定極限承載力；根據(jù)其它方法確定極限承載力。6單樁抗拔靜載試驗本作業(yè)指導書適用于砼預制樁和以各種形式成孔的砼灌注樁的單樁豎向抗拔靜載試驗。6.1試驗前首先應對場地工程地質(zhì)情況及試樁的設計內(nèi)容有較詳細的了解，并認真制定試驗方案，做好試驗前的準備工作。6.2單樁豎向抗拔靜載試驗的加載方法主要有：慢速維持荷載法；快速循環(huán)加卸載法。6.3屬于以下情況之一者應進行樁的豎向抗拔靜載試驗：經(jīng)常承受上拔力的樁根底；以承受風荷載為主的鐵塔，高聳構(gòu)筑物的樁根底。6.4試驗準備試驗加載裝置的選擇：現(xiàn)場試驗中試樁所需上拔荷載一般由油壓千斤頂加載系統(tǒng)施加，千斤頂加載所需反力裝置可采用橫梁承壓臺反力裝置。試驗中上拔荷載量值的控制，宜用應變式壓力傳感器或應力環(huán)。樁的上拔量由百分表測量。

設備、儀表的安裝千斤頂安裝：千斤頂應放置在試樁中心軸線的垂直延長線上，并盡量使其合力與試樁中心垂直線重合。在試樁樁面兩個正交直徑方向上對稱安置4個百分表。固定和支承百分表的夾具和基準梁，在構(gòu)造上應確保不受外界因素影響〔具體措施詳見單樁垂直靜載試驗規(guī)程第2.5條〕。試樁、承重臺和基準樁之間的中心距的規(guī)定，如下：反力系統(tǒng)試樁與錨樁〔或堆重平臺支墩邊緣〕試樁與基準樁；基準樁與錨樁〔堆重平臺支墩邊緣〕；錨樁橫梁反力裝置≥4d且≮2.0m≥4d且≮2.0m≥4d且≮2.0m；壓重平臺反力裝置≮2.0m≮2.0m≮2.0m。注：d為試樁設計直徑。在樁身混凝土到達設計強度前方可進行樁的抗拔試驗。試樁預留鋼筋與拔力筋焊接搭接長度：雙面焊時不小于5d，單面焊時不小于10d〔d為受力筋直徑〕。7試驗7.1從成樁到開始試驗的間歇時間：在確定樁身強度到達要求的前提下，對于砂土類不應少于10天；對于粉土或粘性土，不應少于15天；對于淤泥或淤泥質(zhì)土不得少于25天。7.2試驗加載方式慢速維持荷載法：逐漸加載，每級荷載到達相對穩(wěn)定后加下一級荷載，直至試樁破壞，然后逐漸卸載到零。當考慮結(jié)合實際工程樁的荷載特征時，也可采用多循環(huán)加卸載法〔每級荷載到達相對穩(wěn)定后卸載到零〕。慢速維持荷載法按以下規(guī)定進行加、卸載和豎向變形觀測；加載分級：每級加載為預估極限荷載的1/10～1/15。變形觀測：每級加載后間隔5、10、15min各測讀一次，以后每隔15min測讀一次，累計1h后每隔30min測讀一次。每次測讀值記入試驗記錄表〔見表C-3〕，并記錄樁身外露局部裂縫開展情況。變形相對穩(wěn)定標準：每一小時內(nèi)的變形值不超過0.1mm，并連續(xù)出現(xiàn)兩次〔由1.5h內(nèi)連續(xù)三次觀測值計算〕，認為已到達相對穩(wěn)定，可加下一級荷載。終止加載條件：當出現(xiàn)以下情況之一時，即可終止加載：樁頂荷載為樁受拉鋼筋總極限承載力的0.9倍時；某級荷載作用下，樁頂變形量為前一級荷載作用下的5倍；累計上拔量超過100mm。7.3資料整理及承載力判定單樁豎向抗拔靜載試驗分析報告的資料整理內(nèi)容：單樁豎向抗拔靜載試驗概況：整理成表格形式，并對成樁的試驗過程出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象補充說明；單樁豎向抗拔靜載試驗記錄表；a單樁豎抗拔靜載試驗變形匯總表；b繪制單樁豎向抗拔試驗荷載-變形；c當進行樁身應力、應變試驗時，應整理出有關數(shù)據(jù)的記錄表及繪制樁身應力變化、樁側(cè)阻力與荷載-變形等關系曲線。單樁豎向抗拔極限承載力的判定；對于陡變形U-△曲線，取陡升起始點荷載為極限荷載；對于緩變形U-△曲線，根據(jù)上拔量和△-lgt曲線變化綜合判定，即取△-lgt曲線尾部顯著彎曲的前一級荷載為極限荷載。8單樁水平靜載試驗8.1本作業(yè)指導書適用于混凝土灌注樁或預制樁的水平靜載試驗。試驗前應首先對場地工程地質(zhì)情況及試樁的設計內(nèi)容有較詳細的了解，并認真制定試驗方案，做好試樁前的準備工作。做到技術先進，經(jīng)濟合理，實測數(shù)據(jù)準確、可靠，確保試驗質(zhì)量。8.2屬于以下情況之一者應進行樁的水平靜載試驗：經(jīng)常承受較大水平力的樁基?？拐鹪O防為七度和七度以上的重要的、有紀念性的建筑、高大建筑〔八層以上的高層房屋、高度30米以上的工業(yè)廠房和高聳構(gòu)筑物〕和建筑群?？拐鹪O防為七度和七度以上的，對根底水平位移有特殊限制的建筑。8.3試驗目的：采用接近于樁的實際工作條件的試驗方法確定單樁的水平承載力和地基土的水平抗力系數(shù)。8.4試驗準備試驗所需的水平荷載由千斤頂施加，利用應變式壓力傳感器或壓力環(huán)控制荷載量大小，不宜用油壓表控制。試驗前應對千斤頂、壓力傳感器或壓力環(huán)進行標定。采用千斤頂施加水平力，水平力作用線應通過地面標高處〔地面標高與實際工程樁基承臺底面標高一致〕，在千斤頂作用力能水平通過樁身軸線。樁的水平位移宜采用大量程百分表測量，每一試樁在力的作用水平面上和在該平面以上50厘米左右各安裝一只或二只百分表，下表測量樁身在地面處的水平位移，上表測量樁頂水平位移，根據(jù)兩表位移差距離的比值，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量水平位移。固定百分表的基準樁宜設置在試樁側(cè)面與位移相反的方向，與試樁的凈距離不小于一倍的試樁直徑。試驗中所需反力可通過反力樁或坑壁來實現(xiàn)。8.5試驗模擬水平地震慣性力的周期性，于樁頂?shù)仄禾幨┘右挥行ъo態(tài)水平力，一般采用單向多循環(huán)加卸載法，對于個別受長期水平荷載的樁基也可采用慢速連續(xù)加載法進行試驗。慢速連續(xù)加載的試驗方法可以參考垂直靜載試驗法進行試驗〔包括加載等級、沉降穩(wěn)定標準〕。

多循環(huán)加卸載試驗法，按以下規(guī)定進行加卸載和位移觀測：荷載分級：取預估水平極限承載力的1/10～1/15作為每級荷載的加載增量。根據(jù)樁徑大小可適當考慮土層軟硬，對于直徑300～1000mm的樁，每級荷載增量可取2.5～25kN。加載程序和位移觀測：每級荷載施加后，恒載4分鐘后測讀水平位移，然后卸載至零，停2分鐘測讀剩余水平位移，至此完成一個加卸載循環(huán)，如此循環(huán)5次便完成一級荷載的試驗加載和觀測，加載時間應盡量縮短，測量位移的間隔時間應嚴格準確，試驗不得中途停歇。終止試驗條件：當樁身折斷或水平位移超過30～40毫米〔軟土取40毫米〕時，可終止試驗。

在試驗中應采取措施防止和消除溫度對測量數(shù)據(jù)的影響，同時也應防止陽光直射，雨水及振動等因素的影響。單樁水平靜荷試驗記錄表。8.6試驗結(jié)果判定試驗資料整理將單樁水平靜載試驗概況整理成表格形式，對成樁和試驗過程中發(fā)生的異?，F(xiàn)象應作補充說明。整理單樁水平靜載試驗記錄表。繪制有關試驗成果曲線，一般應繪制：a水平力–時間–位移〔H0–T–x0〕曲線。b水平力–位移梯度〔H0–Dx0/DH0〕曲線。c水平力–位移雙對數(shù)〔lgH0–lgx0〕。當測量樁身應力時，尚應繪制沿樁身分布和水平力–最大彎矩截面鋼筋應力〔H0–sg〕等曲線。

單樁水平臨界荷載及極限荷載的判定取H0–T–x0曲線出現(xiàn)突變〔相同荷載增量的條件下，出現(xiàn)比前一級明顯增大的位移增量〕點的前一級荷載為水平臨界荷載。取H0–Dx0/DH0曲線第一直線段的終點或lgH0–lgx0曲線拐點所對應的荷載為水平臨界荷載。當有鋼筋應力試驗數(shù)據(jù)時，取H0–sg第一突變點對應的荷載為水平臨界荷載。取H0–T–x0曲線明顯陡降的前一級荷載為極限荷載。取H0–Dx0/DH0曲線第二直線段終點對應的荷載為極限荷載。條取樁身折斷或鋼筋應力到達流限的前一級荷載為極限荷載。地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)m可根據(jù)試驗結(jié)果按以下公式確定：m=[(HCr×Vx/xcr)5/3]/[b0×(EI)2/3]式中：m–地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)〔MN/m4〕HCr–單樁水平臨界荷載〔kN〕xcr–水平臨界荷載對應的水平位移〔m〕Vx–樁頂位移系數(shù)〔按規(guī)定選用〕b0–樁身計算寬度〔米〕當D£1米時，b0=0.9(1.5D+0.5)當D>1米時，b0=0.9(D+1)〔D為樁身直徑〕9高壓油