基樁豎向抗拔靜載試驗

基樁豎向抗拔靜載試驗高壓輸電線塔、海上石油平臺、懸索橋的錨碇以及一些特定情況下的橋梁的橋臺等結(jié)構(gòu)會受到巨大的上拔荷載的作用，因而需要設(shè)置抗拔基礎(chǔ)。使用樁來承擔(dān)基礎(chǔ)承受的上拔力是工程界常見的做法，該類樁也就稱為抗拔樁。因為樁易于設(shè)置，樁土（巖）間的結(jié)合面較大，可以較好地利用土巖阻力，特別是在巖層中利用干施工方法成孔時，混凝土與巖石可以很好地結(jié)合，使該種樁型具有良好的抗拔性能。雖然用樁做成的抗拔基礎(chǔ)具有許多優(yōu)點，但由于目前對于抗拔樁的研究無論在深度上還是在廣度上均未達(dá)到令人滿意的程度，也未形成完整的體系，其成果遠(yuǎn)不能滿足工程的需要，這又在某種程度上限制了抗拔樁的使用。由于理論研究的不成熟，加上抗拔樁的破壞多具有突然性，因而對于抗拔樁的檢驗和測試就成為整個工程中必不可少的重要一環(huán)。試驗設(shè)備和方法（一）試驗設(shè)備進行樁的抗拔試驗所使用的設(shè)備與抗壓試驗適用的設(shè)備相似，均包含加載系統(tǒng)、反力系統(tǒng)和量測系統(tǒng)。但抗拔試驗所需反力的方向是向上的，因而在抗拔試驗中除地面過于軟弱和有可以利用的工程樁的情況外一般不需設(shè)置反力樁，更沒有堆載的必要。因為所需的反力方向相反，故抗拔試驗與抗壓試驗的主要不同之處在于加載系統(tǒng)和反力系統(tǒng)的布置上。圖6-17為某現(xiàn)場試驗中所使用的加載系統(tǒng)與反力系統(tǒng)的布置圖。（二）試驗方法一般采用慢速法。當(dāng)需要考慮循環(huán)荷載對于工程樁的影響時，也可采用多循環(huán)加載卸載法進行試驗。從整體上看，除了施加荷載的方向外，抗拔試驗的其它方面與樁的豎向抗壓試驗相同。為說明試驗方法，下面列出《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-94附錄D中的條文。需要注意的是，不同行業(yè)的規(guī)范在具體細(xì)節(jié)上有不同的規(guī)定，在具體工作中應(yīng)按相應(yīng)規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行。D.0.1試驗?zāi)康模翰捎媒咏谪Q向抗拔樁的實際工作條件的試驗方法，確定單樁抗拔極限承載力。D.0.2試驗加載裝置：一般采用油壓千斤頂加載，千斤頂?shù)姆戳ρb置可根據(jù)現(xiàn)場情況確定，應(yīng)盡量利用工程樁為支座反力，抗拔試樁與支座樁的最小間距可根據(jù)表C-1（注：即表6-1）確定。圖6-17某抗拔樁現(xiàn)場試驗的設(shè)備布置反力梁鋼鉸線反力梁鋼鉸線C30砼支墩千斤頂組蓋帽a）平面單位：cmb）立面單位：cmC30砼支墩反力梁蓋帽試樁D.0.4從成樁到開始試驗的間歇時間：在確定樁身強度達(dá)到要求的前提下，對于砂類土，不應(yīng)少于10d；對于粉土和粘性土，不應(yīng)少于15d；對于淤泥或淤泥質(zhì)土，不應(yīng)少于25d。D.0.5試驗加載方式：一般采用慢速維持荷載法（逐級加載，每級荷載達(dá)到相對穩(wěn)定后加下一級荷載，直到試樁破壞，然后逐級卸載到零）。當(dāng)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（每級荷載達(dá)到相對穩(wěn)定后卸載到零）。D.0.6慢速維持荷載法按下列規(guī)定進行加、卸載和豎向變形觀測：D.0.6.1加載分級：每級荷載為預(yù)估極限荷載的1/10~1/15。D.0.6.2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，略），并記錄樁身外露部分裂縫開展情況。D.0.6.3變形相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：每一小時內(nèi)的變形值不超過0.lmm，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(rèn)為已達(dá)到相對穩(wěn)定，可加下一級荷載。D.0.6.4終止加載條件：當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，即可終止加載：（1）樁頂荷載為樁受拉鋼筋總極限承載力的0.9倍時；（2）某級荷載作用下二樁頂變形量為前一級荷載作用下的5倍；（3）累計上拔量超過100mm。D.0.7單樁豎向抗拔靜載試驗分析報告的資料整理內(nèi)容：D.0.7.1單樁豎向抗拔靜載試驗概況：整理成表格形式（宜按表C-2）（略），成樁的試驗過程出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象作補充說明；D.0.7.2單樁豎向抗拔靜載試驗記錄表（宜按表C-3）（略）；D.6.7.3單樁豎向抗拔靜載試驗變形匯總表（宜按表C-4）（略）；D.0.7.4繪制單樁豎向抗拔試驗荷載-變形（U-）曲線圖；D.0.7.5當(dāng)進行樁身應(yīng)力、應(yīng)變測試時，應(yīng)整理出有關(guān)數(shù)據(jù)的記錄表及繪制樁身應(yīng)力變化、樁側(cè)阻力與荷載-變形等關(guān)系曲線。D.0.8單樁豎向抗拔極限承載力的判定：D.0.8.1對于陡變形U-曲線，取陡升起始點荷載為極限荷載；D.0.8.2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二級荷載為極限荷載?；緶y試原理抗拔樁的工作機理是：荷載施加于抗拔主筋上，主筋通過其與混凝土的相互作用，包括粘著作用、摩擦作用以及不同材料間的機械咬合作用，將荷載傳遞到樁身，然后再由樁身混凝土與巖層間的相互作用將荷載傳遞到周圍的巖層中。巖層中抗拔樁的典型破壞模式有：（1）抗拔樁的主筋拉斷；（2）抗拔樁的主筋被拔出；（3）沿樁土（巖）交界面剪切破壞；（4）地基內(nèi)部的剪切破壞；（5）抗拔樁樁身混凝土破壞。上述各種基本破壞模式既可能單獨發(fā)生，也可能以某種組合的形式發(fā)生，總之，抗拔樁的實際破壞模式是比較復(fù)雜的。受上拔荷載作用的抗拔樁的荷載傳遞機理不同于承壓樁，如圖6-18，其不同之處在于：（1）一般而言，在樁的底端，承壓樁為持力層，而抗拔樁則為自由空間。這不但使得承壓樁的承載力中多了端承力部分，而且承壓樁因壓縮將引起樁身側(cè)向膨脹，這使樁土界面間的摩阻力有增大的趨勢，因此在設(shè)計抗拔樁時，摩阻力的選用自然要比承壓樁低。（2）對于嵌巖的抗拔樁，如樁端做成了擴大頭，則抗拔樁與一般的承壓樁一樣具有端承力?？拱螛兜亩顺辛碓从趦蓚€方面，一個是在樁端設(shè)置擴大頭時所產(chǎn)生的端承力，另一個是樁端與巖層有良好粘結(jié)作用時所產(chǎn)生的粘結(jié)力，這主要發(fā)生于在巖層中進行干施工的情況，特別是人工成孔時。此時抗拔樁的承載力決定于樁周摩阻力與端承力之和。但由粘結(jié)作用產(chǎn)生的端承力具有脆性破壞的特征，這是一種不可靠的端承力，設(shè)計時一般不應(yīng)納入計算，但可以將其作為安全儲備。（a）軸向受拉樁（抗拔樁）（b）軸向承壓樁圖6-18抗拔樁與軸向承壓樁的工作機理比較（3）巖層中的抗拔樁當(dāng)巖體完整時還存在一種真空吸力的作用。但人們對此研究尚不充分，沒有太大的把握，設(shè)計時一般不予考慮。從上述分析可以看出，抗拔樁的破壞基本上可以歸結(jié)為兩種類型：樁身材料破壞和樁周介質(zhì)破壞（包括樁土界面的破壞）。和抗壓樁的破壞不同的是這兩種破壞都具有突然性，因而相應(yīng)的完整的測試曲線都具有陡降型的特征。也正因為如此，在考慮其承載力時，抗拔樁需要比抗壓樁更高的安全儲備。當(dāng)然，在實際工作中，由于多方面條件的限制，樁的抗拔試驗有時不能做到破壞，其所獲得的荷載-位移曲線因缺少后半段而成為緩變型曲線?？拱螛兜撵o載試驗也就是采用類同于抗拔樁的實際工作條件的方式對之進行測試，根據(jù)不同荷載作用下樁的反應(yīng)（位移、應(yīng)力）確定樁的承載力并研究阻抗沿樁身的分布規(guī)律以及阻抗隨荷載的發(fā)揮規(guī)律。資料分析通過抗拔樁的靜載試驗可以獲得樁頂上拔量與荷載之間的關(guān)系和每一級荷載作用下的樁頂上拔量與時間的關(guān)系，當(dāng)樁身中埋有測試元件時還可以獲得每一級荷載作用下樁身中應(yīng)力沿深度的分布情況。根據(jù)這些測試成果可以繪制成相關(guān)的測試曲線，進一步推求樁的抗拔極限承載力、確定樁側(cè)各土層的極限抗拔摩阻力并研究在上拔荷載作用下樁側(cè)摩阻力沿樁身的分布規(guī)律和隨時間（或荷載）的發(fā)揮規(guī)律。1.試樁抗拔極限承載力的確定和承壓樁的P-s曲線相似，由試驗獲得的抗拔樁的U-曲線也表現(xiàn)為兩大類型，即陡降（升）型和緩變型。相應(yīng)的確定樁的抗拔極限承載力的方法與承壓樁類似。2.確定樁身各測試截面的軸向力和樁側(cè)摩阻力只有在樁身中埋設(shè)測試元件，才能確定樁身各測試截面的應(yīng)變和應(yīng)力，由此可以推出各截面的軸向力，進一步可以確定各截面的軸力差并算得各測試截面間的平均摩阻力。具體方法請參見相關(guān)參考書。出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此誠危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報之于陛下也。誠宜開張圣聽，以光先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費祎、董允等，此皆良實，志慮忠純，是以先帝簡拔以遺陛下：愚以為宮中之事，事無大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補闕漏，有所廣益。將軍向?qū)?，性行淑均，曉暢軍事，試用于昔日，先帝稱之曰“能”，是以眾議舉寵為督：愚以為營中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。親賢臣，遠(yuǎn)小人，此先漢所以興隆也；親小人，遠(yuǎn)賢臣，此后漢所以傾頹也。先帝在時，每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、靈也。侍中、尚書、長史、參軍，此悉貞良死節(jié)之臣，愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計日而待也。臣本布衣，躬耕于南陽，茍全性命于亂世，不求聞達(dá)于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顧臣于草廬之中，咨臣以當(dāng)世之事，由是感激，遂許先帝以驅(qū)馳。后值傾覆，受任于敗軍之際，奉命于危難之間，爾來二十有一年矣。先帝知臣謹(jǐn)慎，故臨崩寄臣以大事也。受命以來，夙夜憂嘆，恐托付不效，以傷先帝