桩基检测静载试验教材ppt.ppt

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1、静 载 试 验 2011年福建省基桩检测上岗证培训 福建省建筑科学研究院 许国平 电话： 83705449 手机： 13600891976 E-mail： XGP QQ: 584023468 许国平制作 福建省建筑科学研究院 静载试验分类 桩基静载试验 单桩竖向抗压静载试验 单桩竖向抗拔静载试验 单桩水平静载试验 依据为 建筑基桩检测技术规范 (JGJ106-2003) 公路桥涵施工技术规范 (JTJ 041-2000) 港口工程基桩静载荷试验规程 (JTJ 255-2002) 铁路工程基桩检测技术规程 (TB 10218-2008) 地基土载荷试验 浅层平板载荷试验、深层平板载荷试验、螺旋板

2、载荷试验 依据为 建筑地基基础设计规范 (GB50007-2002） 岩土工程勘察规范 （ GB 50021-2001） 许国平制作 福建省建筑科学研究院 静载试验分类 复合地基静载荷试验 依据为 建筑地基处理技术规范 (JGJ79-2002) 锚杆 (土钉 )拉拔试验 依据为 建筑地基基础设计规范 （ GB50007-2002） 建筑基坑支护技术规范 (JGJ120-99) 建筑基坑工程技术规范 （ YB9258-97） 建筑边坡工程技术规范 （ GB50330-2002） 锚杆喷射混凝土支护技术规范 （ GB50086-2001） 岩土锚杆 (索 )技术规程 （ CECS22： 2005）

3、 许国平制作 福建省建筑科学研究院 地基土载荷试验 浅层平板载荷试验可适用于确定浅部地基土层的承压板下 应力主要影 响范围内 的承载力。承压板面积不应小于 0.25m2，对于 软土 不应小于 0.5m2 。试坑宽度 不应小于 承压板宽度或直径的 三倍 ，应保持试验土层 的原状结构和天然湿度，宜在拟试压表面用粗砂或中砂层找平中砂层 找平， 厚度不超过 20mm。 深层平板载荷试验可适用于确定 深部地基土及大直径桩桩端土层 在承 压板下应力主要影响范围内的承载力。承压板采用直径为 0.8m的刚性 板 ，紧靠承压板周围外侧的土层高度应 不少于 80cm 。 加荷分级不应少于 8级。最大加载量不应小于

4、设计要求的两倍。 每级加载后 ,按间隔 10、 10、 10、 15、 15min，以后为每隔半小时测读一 次沉降量，当在 连续两小时内，每小时的沉降量小于 0.1mm时，则认为 已趋稳定 ,可加下一级荷载。 对于浅层平板试验，当出现下列情况之一时，即可终止加载： 1.承压板周围的土明显地侧向挤出； 2.沉降 s急骤增大， p-s曲线出现现陡降段； 3.在某一级荷载下， 24小时内沉降速率不能达到稳定； 4.沉降量与承压板宽度或直径的之比大于或等于 0.06； 当满足 前 3种 情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。 许国平制作 福建省建筑科学研究院 地基土载荷试验 对于深层平板试验，

5、当出现下列情况之一时，可终止加载： 1.沉降 s急骤增大，荷载沉降曲线上有可判定极限承载力的陡降段，且 沉降量超过 0.04d(d为承压板直径）； 2.在某级荷载下， 24小时内沉降速率不能达到稳定； 3.本级沉降量大于前一级沉降量的 5倍 ； 4.当持力层土层坚硬，沉降量很小时，最大加载量不小于设计要求的 2倍。 当满足 前 3种 情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。 承载力特征值的确定应符合下列规定： 1.当 p-s曲线上有 比例界限 时，取该比例界限所对应的荷载值； 2.当 极限荷载小于对应比例界限荷载值的 2倍 时，取极限荷载值的 一半； 3.当不能按上述二款要求确定时，可取

6、s/b=0.01 0.015所对应的荷载， 但其值 不应大于最大加载量的一半 。 同一土层参加统计的试验点不应少于三点，当试验实测值的极差不超 过其平均值的 30%时，取此平均值作为该土层的地基承载力特征值 fak。 许国平制作 福建省建筑科学研究院 复合地基载荷试验 各种地基处理方法的承载力检验 对于灰土地基、砂和砂石地基、土工合成材料地基、粉煤 灰地基、强夯地基、注浆地基、预压地基，地基承载力检 验应采用 地基土平板 载荷试验，检验数量为每单位工程不 小于 3点； 对于水泥土搅拌桩复合地基、高压喷射注浆桩复合地基、 砂桩地基、振冲桩复合地基、土和灰土挤密桩复合地基、 水泥粉煤灰碎石桩复合地

7、基及夯实水泥土桩复合地基，地 基承载力检验应采用 复合地基 载荷试验，其承载力检验， 数量为总数的 0.5% 1%，但不应小于 3点。 许国平制作 福建省建筑科学研究院 复合地基载荷试验 单桩复合地基载荷试验的承压板可用 圆形或方形 ，面积为一根桩承 担的处理面积；多桩复合地基载荷试验的承压板可用 方形或矩形 ， 其尺寸按实际桩数所承担的 处理面积 确定。 每加一级荷载前后均应各读记承压板沉降量一次，以后每半个小时 读记一次。当 一小时内沉降量小于 0.1mm时，即可加下一级荷载。 当出现下列情况之一时，即可终止加载： 1 沉降急剧增大，土被挤出或承压板周围出现明显的隆起； 2 承压板的累计沉

8、降量已大于其宽度或直径的 6： 3 当达不到极限荷载，而最大加载压力已大于设计要求压力值的 2 倍。 承载力特征值的确定应符合下列规定： 1. 当 Q-s曲线上极限荷载能确定，而其值不小于对应比例界限的 2倍 时，可取比例界限；当其值小于对应比例界限的 2倍时，可取极限 荷载的一半 ； 许国平制作 福建省建筑科学研究院 复合地基载荷试验 一根桩承担的处理面积可按如下方法计算： 对于矩形布桩，一根桩承担的处理面积等于两个方向的桩距的乘积； 对于等边三角形布桩，一根桩承担的处理面积等于 0.866乘以桩距的 平方； 对于梅花形布桩，一根桩承担的处理面积等于桩的行距与排距的乘 积。 桩 行距 行距

9、桩距 排距 排距 桩距 排距 排距 图 2 - 3 复合地基的几种典型布桩方式 许国平制作 福建省建筑科学研究院 复合地基载荷试验 2.按相对变形值确定： 1）对砂石桩、振冲桩复合地基或强夯置换墩：当以 粘性土 为主的地 基，可取 s/b或 s/d等于 0.015所对应的压力；当以 粉土或砂土 为主 的地基，可取 s/b或 s/d等于 0.01所对应的压力。 2）对土挤密桩。 石灰 桩或 柱锤冲扩 桩复合地基，可取 s/b或 s/d等于 0.012所对应的压力；对 灰土挤密 桩复合地基，可取 s/b或 s/d等于 0.008所对应的压力。 3）对 水泥粉煤灰碎石 桩或 夯实水泥土 桩复合地基，

10、当以 卵石、圆砾、 密实粗中砂 为主的地基，可取 s/b或 s/d等于 0.008所对应的压力； 当以 粘性土、粉土 为主的地基，可取 s/b或 s/d等于 0.01所对应的压 力。 4）对 水泥土搅拌 桩或 旋喷 桩复合地基，可取 s/b或 s/d等于 0.006所对 应的压力。 5）对有经验的地区，也可按 当地经验 确定相对变形值。 按相对变形 值确定的承载力特征值不应大于最大加载压力的 一半 。 试验点不应少于 三点 ，当试验实测值的极差不超过其平均值的 30% 时，取此平均值作为该复合地基承载力特征值。 许国平制作 福建省建筑科学研究院 桩基静载试验 桩的基本知识 桩的分类： 按成桩对

11、地基土影响程度分：非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩 按桩的功能分：抗压桩、抗拔桩、水平受荷桩 按成桩方法分：打（压）入桩、灌注桩，而灌注桩又分沉管灌 注桩、钻（冲）孔灌注桩、人工挖孔桩、挤扩多支盘灌注桩等。 桩的承载机理： 单桩竖向抗压极限承载力由以下二个因素决定：一是桩身材 料强度；二是地基土对桩的极限支承能力。一般由第二因素决定。 在竖向受压荷载作用下，桩顶荷载由桩侧摩阻力和桩端阻力承担，在初始受荷阶 段，桩顶位移小，荷载由桩上侧表面的土阻力承担，以剪应力形式传递给桩周土体， 桩身应力和应变随深度递减。随着荷载的增大，桩顶位移加大，桩侧摩阻力由上而下 逐步被发挥出来，在达到极限值后，继续增加的

12、荷载则全部由桩端上阻力承担，随着 桩端持力层的压缩和塑性挤出，桩顶位移增长速度加大，在桩端阻力达到极限值后， 位移迅速增大而破坏，此时桩所承受的荷载就是桩的极限承载力。 许国平制作 福建省建筑科学研究院 桩基静载试验 桩的选型误区： （ 1）凡嵌岩桩必为端承桩（ ） 导致嵌岩深度加大，工期延长， 造价提高 （ 2）将挤土沉管灌注桩用于高层建筑（ ） 由于挤土效应造成断桩、缩颈、上浮，事故频发且严重 （ 3）预制桩质量稳定性高于灌注桩（ ） 优于沉管灌注桩是肯定的。但有以下三点应特别注意： 沉桩挤土效应； 无法穿透硬夹层，桩长受限制； 单桩承载力可调范围小，难于实现变刚度调平设计。 许国平制作

13、福建省建筑科学研究院 桩基静载试验 桩的选型误区： （ 4） 人工挖孔桩质量可靠（ ） 地下水位以上人工挖孔桩可实现彻底清孔、直观检查持力层，且 无断桩缩颈现象。 存在隐患： 边挖孔边抽水，细颗粒流失，地面下沉，乃至护壁整体脱落 临近新灌注混凝土桩抽水，带走水泥，造成离析 在流动性淤泥中挖孔，引起淤泥侧向流动，导致土体失稳滑移， 桩体倾斜断桩 （ 5） 灌注桩不适当扩底（ ） 岩石 fr混凝土 fc情况下扩底，不必要； 桩侧土层较好、桩长较大情况下扩底，既损失扩底端以上部分侧 阻力，又增加扩底费用，可能得失相当或失大于得； 将扩底端置于有软弱下卧层的薄硬层上，增大沉降。 许国平制作 福建省建筑

14、科学研究院 桩基静载试验 桩的质量通病 冲钻孔灌注桩： 通常存在以下两方面问题：一是属于桩身完整性，常见的缺陷为夹泥、断裂、缩径、 扩径、混凝土离析及桩顶混凝土密实度较差等；二是嵌岩桩，影响桩底支承条件的 质量问题，主要是灌注混凝土前清孔不彻底，桩底沉渣厚度超标，影响承载力。 人工挖孔桩： 混凝土浇筑不当造成离析，如未采用串筒或串筒距离过大； 孔底地下水未抽干就灌注混凝土，造成桩底混凝土离析； 边抽水边挖孔，造成地下水位下降，对护壁造成不利影响，影响桩侧阻力发挥。 PHC管桩： 锤击拉应力引起桩身开裂； 接头焊接质量差或冷却时间不够，造成接头断裂； 打桩或压桩时偏心，容易造成桩身断裂； 桩间距

15、小，沉桩造成的挤桩效应导致桩上浮，影响桩竖向承载力； 短桩长的压桩力控制不当，造成承载力不足。 许国平制作 福建省建筑科学研究院 单桩静载试验的破坏模式 桩承载力一般取决于土对桩的支承能力，即土强度发挥程度，桩侧阻和 端阻是否充分发挥和桩 土间相对位移密切相关，侧阻力充分发挥的位移 约 3 7mm，端阻力充分发挥的位移和桩型有关，打入桩较小，而灌注桩 要大得多。桩侧阻力的发挥一般是桩体和土之间的剪切破坏，而端阻力 发挥有的是 “ 刺入 ” 破坏，有的是 “ 压剪 ” 破坏（大直径桩）。 常见的几种 Q-s曲线： 软弱土层的摩擦桩，一般桩端呈刺入破坏，桩端阻力分担比例小，曲线呈 陡降型，破坏特征

16、点明显；如图 a 桩端持力层为砂土、粉土，发挥端阻所需位移大，曲线呈缓变型，如图 b 扩底桩，端阻破坏所需位移量过大，端阻占比例大，曲线呈缓变型，如图 c 桩端有较厚沉渣的钻孔桩，桩端呈刺入破坏，曲线呈陡降型，如图 d 桩周为加工软化型土无硬持力层的桩，侧阻在较小位移发挥并出现软化现 象桩端承载力低，曲线呈突变陡降型，与图 d相似 孔底有虚土，或有一定沉渣的钻孔桩，随着孔底虚土或沉渣压缩，曲线坡 度变缓，形成“台阶形”，如图 e 嵌岩短桩，由于桩身材料强度破坏导致桩承载力破坏，曲线呈突变陡降 型，如图 f 许国平制作 福建省建筑科学研究院 3.1.1 工程桩应进行 单桩承载力 和 桩身完整性

17、抽样检测。 3.2.3 应根据调查结果和确定的检测目的，选择检测方法，制定检测方 案。检测方案宜包含以下内容： 工程概况，检测方法及其依据的标准， 抽样方案，所需的机械或人工配合，试验周期 。 3.2.4 检测前应对 仪器设备 检查调试。 3.2.5 检测用计量器具必须在 计量检定周期 的有效期内。 3.2.6 检测开始时间应符合下列规定： 承载力检测前的休止时间除应满足受检桩的混凝土龄期达到 28d或预留 同条件养护试块强度达到 设计强度 ，尚不应少于表 3.2.6规定的时间。 预制桩施工过程中对桩周土扰动，降低土体强度，也引起桩的承载 力下降；随着休止时间的增加，土体重新固结，强度逐渐恢复

18、提高， 桩的承载力也恢复。受超孔隙水压力消散速率的影响，砂土中桩的承 载力恢复随时间增加较快且增幅较小，黏性土中则较慢且增幅较大。 施工后，宜先进行工程桩的桩身完整性检测，后进行承载力检测 。 桩基检测基本规定 许国平制作 福建省建筑科学研究院 桩基检测基本规定 3.3.1 当设计有要求或满足下列条件之一时， 施工前 应采用静载试验确定 单桩竖向抗压承载力特征值： 1.设计等级为 甲级、乙级 的建筑桩基。 2.地质条件复杂、施工质量可靠性低 的建筑桩基。 3.本地区采用的 新桩型或新工艺 。 检测数量在同一条件下不应少于 3根，且不宜少于总桩数的 1%；当工程 桩 总数在 50根以内时，不应少

19、于 2根。 3.3.5 对单位工程内且在同一条件下的工程桩，当符合下列条件之一时， 应进行单桩竖向抗压承载力静载 验收检测 ： 1.设计等级为 甲级 的建筑桩基； 2. 地质条件复杂、施工质量可靠性低 的建筑桩基； 3. 本地区采用的 新桩型或新工艺 ； 4. 挤土群桩施工产生 挤土效应 。 抽检数量不应少于总桩数的 1%，且不少于 3根；当总桩数在 50根以内时， 不应少于 2根。 3.3.3 单桩承载力验收抽样检测的受检桩选择宜符合下列规定： 1.施工 质量有疑问 的桩； 2.设计方认为重要的桩； 3.局部地质条件 出现异 常 的桩； 4.施工工艺不同 的桩； 5.承载力验收检测时适量选择

20、完整性 检测中判定的 类桩 ； 6.除上述规定外，同类型桩宜均匀 随机分布 。 许国平制作 福建省建筑科学研究院 桩基检测基本规定 3.3.6 对第 3.3.5条规定条件外的 预制桩 和 满足高应变法适用检测范围 的 灌注桩，可采用高应变法进行单桩竖向抗压承载力验收检测。当有 本地 区相近条件 的 对比验证资料 时，高应变法也可作为第 3.3.5条规定条件下 单桩竖向抗压承载力验收检测的 补充 。抽检数量不宜少于总桩数的 5%， 且不得少于 5根 。 3.3.7 对于 端承型大直径灌注桩 ，当受设备或现场条件限制无法检测单 桩竖向抗压承载力时，可采用 钻芯法 测定桩底沉渣厚度并钻取桩端持力 层

21、岩土芯样检验桩端持力层。抽检数量不应少于总桩数的 10%，且不少 于 10根 。 3.3.8 对于承受拔力和水平力较大的建筑桩基，应进行单桩竖向抗拔、 水平承载力检测。检测数量不应少于总桩数的 1%，且不少于 3根 。 许国平制作 福建省建筑科学研究院 单桩竖向抗压静载试验 适用范围 检测单桩的竖向抗压承载力，测定桩分层侧阻力和端阻力或桩身截面 的位移量 工程桩检测，应加载至单桩承载力特征值的 2.0倍 （ 特别注意：施工终压桩力不等于极限承载力！） 仪器设备安装 千斤顶并联同步工作 加载反力装置，包含反力结构的验算、提供量、支座承载力、锚桩 钢梁的强度和变形验算 同一根钢梁，当用于锚桩横梁反

22、力装置和用于压重平台反力装置，允 许使用的最大试验荷载是不同的 。压重平台反力装置的主梁和次梁是 受均布荷载作用，而锚桩横梁反力装置的主梁和次梁受集中荷载作用 ， 一般情况下，使用于锚桩横梁仅为压重平台的 1/2 许国平制作 福建省建筑科学研究院 单桩竖向抗压静载试验 仪器设备安装 锚桩压重联合反力装置 应注意两个问题，一是当各锚桩的抗拔力不一样时，重物应相对集中 在抗拔力较小的锚桩附近 ;二是重物和锚桩反力的同步性问题，拉杆应 预留足够的空隙，保证试验前期锚桩暂不受力，先用重物作为试验荷 载，试验后期联合反力装置共同起作用。 荷载测量，传感器误差 1%、压力表精度优于 0.4级、不超过工作压

23、力 80%，千斤顶使用量程 采用以下两种形式，一是通过用放置在千斤顶上的荷重传感器直接测 定，二是通过并联于千斤顶油路的压力表或压力传感器测定油压，根 据千斤顶率定曲线换算荷载。用荷重传感器测力，不需考虑千斤顶活 塞摩擦对出力的影响 ;用油压表 (或压力传感器 )间接测量荷载需对千斤 顶出力进行率定，受千斤顶活塞摩擦的影响，不能简单地根据油压乘 活塞面积计算荷载 单向阀应安装在压力表和油泵之间，才能监控千斤顶的实际油压值 许国平制作 福建省建筑科学研究院 单桩竖向抗压静载试验 仪器设备安装 沉降测量，误差 0.1%FS、分辨力优于 0.01mm，安装个数、测量位置 基准梁、表座、基准桩的安装

24、基准桩应打入地面以下足够的深度，一般不小于 1m。基准 梁应一端固定，另一端简支，这是为减少温度变化引起的 基准梁挠曲变形。在满足表 4 2 5的规定条件下，基准梁 不宜过长，并应采取有效遮挡措施，以减少温度变化和刮 风下雨的影响，尤其在昼夜温差较大且白天有阳光照射时 更应注意。 许国平制作 福建省建筑科学研究院 单桩竖向抗压静载试验 现场检测 试桩准备 加卸载方式 为设计提供依据的竖向抗压静载试验应采用慢速维持荷载法 加载数据测读时间 终止加载条件 数据分析与判定 数据整理，需提供 Q-s、 s-lgt曲线，轴力图和桩侧阻力、桩端阻力值 单桩竖向抗压极限承载力的判定 单桩竖向抗压极限承载力统

25、计值的确定 单桩竖向抗压承载力特征值 报告内容需提供桩周土层柱状图、试桩设计施工参数 许国平制作 福建省建筑科学研究院 单桩竖向抗压静载试验的几个问题 主梁压实千斤顶 支座承载力不足，造成试验前主梁压实千斤顶，前几级的沉降非常小， 试验记录不真实，造成结果误判。 边堆载边试验 为了避免试验前主梁压实千斤顶，或出现安全事故，可边堆载边试验， 应满足规范规定的“每级荷载在维持过程中的变化幅度不得超过分级 荷载的土 10 ”，试验结果应该是可靠的。 偏心问题 造成偏心的因素： 制作的桩帽轴心与原桩身轴线严重偏离； 支墩下的地基土不均匀变形； 用于锚桩的钢筋预留量不匹配，锚桩之间承受荷载不同步； 采用

26、多个千斤顶，千斤顶实际合力中心与桩身轴线严重偏离。 是否存在偏心受力 ，可以通过四个对称安装的百分表或位移传感器的测量 数据分析得出。 4个测点的沉降差不宜大于 35mm，不应大于 10mm。 许国平制作 福建省建筑科学研究院 单桩竖向抗压静载试验的几个问题 严禁采用静力压桩机做静载试验加载反力装置 省建设厅下文明确规定（闽建建 200417号 ） 存在主要问题： 一是“基准桩中心与锚桩中心（或压重平台支墩边）的距离”违反 JGJ106 2003规范第 4.2.5条“基准桩中心与锚桩中心（或压重平台支墩边）的距 离 4D且 2.0m” 的要求； 二是“加、卸载时荷载的传递”达不到 JGJ106

27、 2003规范第 4.3.4条第 3款“加、 卸载时应使荷载传递均匀、连续、无冲击，每级荷载在维持过程中的 变化幅度不得超过分级荷载的 10%” 的要求。 混凝土桩的桩头处理 距 桩顶 1倍桩径 范围内，宜用厚度为 3 5mm的钢板围裹或距桩顶 1.5倍桩 径范围内设置箍筋，间距不宜大于 100mm。桩顶应设置钢筋网片 2 3层，间 距 60 100mm。 桩头混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高 1 2级 ，且不得低于 C30。 许国平制作 福建省建筑科学研究院 单桩竖向抗拔静载试验 适用范围 仪器设备安装 试验反力装置，利用反力桩（工程桩）或地基土提供反力 现场检测 现场检测 加卸载要求同抗压

28、的 终止加载条件 数据分析与判定 提供 U-、 -lgt曲线 单桩竖向抗拔极限承载力的判定 许国平制作 福建省建筑科学研究院 单桩水平静载试验 适用范围 桩顶自由时的单桩水平静载试验 检测单桩的水平承载力，推定地基土抗力系数的比例系数，测量桩身 应力，计算桩身弯矩 设计试桩加载至桩顶出现较大水平位移或桩身结构破坏，工程桩检测 以水平位移允许值控制 仪器设备安装 反力由相邻桩提供，反力结构 1.2倍 作用点与承台标高一致 接触处应安置球形支座， 作用是在试验过程中，保持作用力的方向始 终水平和通过桩轴线，不随桩的倾斜或扭转而改变。保证千斤顶对试 桩的施力点在试验过程中保持不变 许国平制作 福建省

29、建筑科学研究院 单桩水平静载试验 仪器设备安装 位移计安装， 在水平力作用平面对称安装 两个位移计测量水平位移；当需要测量转 角 ,在以上 50cm安装位移计，利用上下位 移计差与位移计距离的比值可求得地面以 上桩的转角 基准点应设置在试验影响范围之外与作用 力方向垂直且与位移方向相反的试桩侧面， 净距不小于 1倍桩径 如图 6-2 传感器安装远离中性轴，夹角不大于 10 地面下 10倍桩径为主要测量范围，断面间 距不大于 1倍桩径 许国平制作 福建省建筑科学研究院 单桩水平静载试验 现场检测 单向多循环加载法，应力应变试验应采用维持荷载法 加卸载方式和位移测量 终止加载条件 数据分析与判定

30、数据整理，需提供 H-t-Y0 、 H-Y0/H关系曲线、 H-m、 Y0m 曲 线 应力测试应提供桩身弯矩图、 H-s曲线 单桩临界荷载的判定 单桩的水平临界荷载 Hcr指桩身受拉区砼明显退出工作前、桩身 产生开裂时所能承受的最大荷载 单桩极限承载力的判定 单桩水平极限承载力 Hu指桩身材料破坏前或产生结构所能承受 变形前的最大荷载 1#桩 单桩水平静载H-t -Y0 曲线 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 时间t ( m i n ) 水平位移 Y 0(mm) 1# 桩H - Y 0

31、 / H 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 水平力H （k N） 位移梯度 Y0/ H（ mm/ kN） 许国平制作 福建省建筑科学研究院 单桩水平静载试验 单桩水平承载力特征值的确定 106规范 ： 按桩身强度控制，取水平临界荷载； 长期作用且不允许开裂，取水平临界荷载的 0.8倍 94新规范 ： 预制桩、钢桩和配筋率 0.65灌注桩，取位移 10mm（敏感的取 6mm）对应的荷载的 75； 配筋率 0.65灌注桩，取水平临界荷载的 75 水平荷载作用下，桩土变形主要发生在桩上部分，最大弯矩位 置约为桩

32、径的 3 5倍。因此，提高承台底回填土的密实度，加 强桩顶部分截面刚度，可很好地改善 PHC管桩水平承载性状 许国平制作 福建省建筑科学研究院 桩身内力测试 适用范围 基桩内力测试适用于混凝土预制桩、钢桩、组合型桩，也可用于桩身断 面尺寸基本恒定或已知的混凝土灌注桩。 对竖向抗压静载试验桩，可得到桩侧各土层的 分层抗压摩阻力和桩端支 承力 ；对竖向抗拔静荷载试验桩，可得到桩侧土的 分层抗拔摩阻力 ；对水 平静荷载试验桩，可求得 桩身弯矩分布、最大弯矩位置 等；对打入式预制 混凝土桩和钢桩，可得到打桩过程中桩身各部位的 锤击压应力、锤击拉应 力 。基桩内力测试宜采用 应变式 传感器或 钢弦式 传

33、感器。 传感器设置 传感器宜放在两种不同性质土层的 界面处 ，以测量桩在不同土层中的分 层摩阻力。在地面处 (或以上 )应设置一个测量断面作为传感器 标定断面 。 传感器埋设断面距桩顶和桩底的距离不宜小于 1倍桩径 。 在同一断面处可对称设置 2 4个 传感器，当桩径较大或试验要求较高时 取高值。 许国平制作 福建省建筑科学研究院 桩身内力测试 传感器制作 应变式传感器优先采用 全桥方式 制作；导线的对地绝缘电阻值应在 500M以上 ；电阻应变计及其连接电缆均应有可靠的防潮绝缘防护措施， 正式试验前电阻应变计及电缆的系统绝缘电阻不应低于 200M；电阻应变 测量所用的电阻应变仪宜具有多点自动测

34、量功能，仪器的分辨力应优于或等 于 1。 弦式钢筋计应按主筋直径大小选择，仪器的可测频率范围应大于桩在最 大加载时的频率的 1.2倍 ；带有接长杆弦式钢筋计可 焊接在主筋 上；不宜采 用螺纹连接。弦式钢筋计通过与之匹配的频率仪进行测量，频率仪的分辨力 应优于或等于 1Hz。 测试数据整理 采用应变式传感器测量时，应对实测应变值进行导线电阻修正； 各断面处的桩身轴力计算，应按 标定面的应力应变关系 进行拟合计算 分层极限摩阻力和极限端阻力计算 许国平制作 福建省建筑科学研究院 锚杆抗拔试验 分级加荷值和位移测读时间、稳定标准 各个规范差别较大，应按 设计要求 采用何种规范的规定进行。 竖向抗拔岩

35、石、土层锚杆： 建筑地基基础设计规范 （ GB50007-2002） 基坑支护锚杆： 建筑基坑支护技术规范 (JGJ120-99) 建筑基坑工程技术规范 （ YB9258-97） 锚杆喷射混凝土支护技术规范 （ GB50086-2001） 边坡锚杆： 建筑边坡工程技术规范 （ GB50330-2002） 岩土锚杆 (索 )技术规程 （ CECS22： 2005） 验收合格标准 1、锚头位移 相对稳定 ，试验进展顺利，未出现异常现象； 2、在最大试验荷载作用下的弹性变形值大于 自由段 长度变形计 算值的 80%，且小于 自由段长度与 1/2锚固段长度之和的弹性变 形 计算值。 许国平制作 福建省

36、建筑科学研究院 多台千斤顶同步并联加载计算 多台千斤顶同步并联工作，连接各台千斤顶的油路压力相等，试验荷 载等于各台千斤顶出力之和，其荷载压力值关系方程为 式中 y多台千斤顶联合加载的油路压力 x要求的试验荷载 ai千斤顶标定方程系数，单个千斤顶标定方程 bi千斤顶标定方程系数 n千斤顶个数 11 1( ) /nni iiii byx aa iiy a x b 12 1 12 1 12 ( . ) 1 1 1 1 ( . ) n in i n i in bbbb a a a a a a a a 许国平制作 福建省建筑科学研究院 采用静力载荷测试仪自动加载的标定系数计算 采用 JCQ-503A型

37、静力载荷测试仪进行自动加载时，由并联于千斤顶油 路的压力传感器测定油压力，通过设定的标定系数换算为试验荷载。 标定系数 的计算方法如下： 式中： D - 千斤顶工作压力，单位： MPa（对应前面的 y） C - 传感器额定工作压力，单位： MPa 常用的压力传感器的额定工作压力为 80MPa - 千斤顶出力，单位： kN （对应前面的 x） - 仪器满量程输出，单位： mV 仪器满量程输出 : 式中： S - 传感器灵敏度系数，单位： mV/V Q - 传感器供桥电压 =12V K - 放大器放大系数 =100 由上我们可以得出计算标定系数的一个简化公式： 标定系数压力 /荷载 15 灵敏度系

38、数 ( ) ( )DCA P V P Q QV S V K 许国平制作 福建省建筑科学研究院 单桩竖向承载力特征值 kua QKR 1 式中 Quk 单桩竖向极限承载力标准值； Ra 单桩竖向承载力特征值； K 安全系数， K =2。 以综合安全系数 K取代原规范的荷载分项系 数 G、 Q和抗力分项系数 s、 p 建筑桩基技术规范 JGJ94-2008修订 许国平制作 福建省建筑科学研究院 采用经验参数法计算单桩竖向极限承载力 根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定： u k s k p k s i k i p k pQ Q Q u q l q A 式中 Quk 单桩竖向极限承载力标准

39、值； qsik 桩侧第 i层土的极限侧阻力标准值； qpk 桩端极限端阻力标准值 u -桩身周长 li -桩周第 i层土的厚度 Ap -桩端面积 新规范对侧阻力、端阻力的参数表做了较多改动。 建筑桩基技术规范 JGJ94-2008修订 许国平制作 福建省建筑科学研究院 试验反力装置的结构强度计算 一般采用钢梁平台或横梁作为加载反力装置，钢梁平台 或横梁一般分为主梁和次梁，均用钢材制作而成，反力 平台堆重一般采用预制块或袋装砂。 钢梁强度计算应满足： 式中 M反力平台堆重或锚桩拉力施加于钢梁的截面弯矩计算值 Mu钢梁正截面受弯承载力 主梁弯矩计算 堆载 锚桩 式中 Q最大试验荷载 L0主梁的长度

40、 L主梁单边悬臂段计算长度，一般为主梁长度减去垫箱宽度后的 1/2 uMM 2 02 QMl l 2 QMl 许国平制作 福建省建筑科学研究院 试验反力装置的结构强度计算 主梁正截面受弯承载力 式中 f钢材的强度设计值， Q235钢为 215， 16Mn钢为 300 315 x截面塑性发展系数，对于工字钢或箱形取 1.05 Wnx正截面抵抗矩 堆载重量计算时，对于预制块的密度取 2.35 2.4t/m3 ，对于袋装砂 密度取 1.4 1.5t/m3 x n xM u f W 压重平台反力装置的结构强度和变形验算 本工程最大试验荷载为 1 5 0 0 0 k N 的反力装置结构的主梁 和次梁的截

41、面如下： 图 1 主梁和次梁截面 钢梁的受力模式一般为简支梁或悬臂梁，其抗弯强度应 按下式计算： yx x n x y n y MM f WW 式中 Mx 、 My 同一截面处绕 x 轴、 y 轴的弯矩 W n x 、 W n y 对 x 轴、 y 轴的净截面模量 r x 、 r y 截面塑性发展系数，工字形截面 r x 1 .05 ， r y 1 .20 ，箱形截面 r x r y 1 .05 主梁采用 Q3 4 5 钢板（ 16 Mn 钢板），抗弯强度设计值 f 2 9 5 N/ m m 2 （厚度为 16 35 ），次梁采用 56b 工字钢并两 端加固 2 0 m m 厚钢板，抗弯强度设

42、计值 f 2 1 5 N/m m 2 ， E 2 .06 10 5 N/ m m 2 。 主梁截面的惯性矩 3 3 3 9 4 1 3 0 0 9 0 0 2 6 8 7 9 0 7 .2 1 1 0 1 2 1 2 x bh I m m 主梁的净截面模量 9 6 3 2 7 .2 1 1 0 4 5 0 1 6 .0 2 1 0 x nx I W m m h 主梁跨中处的极限抵抗弯矩 6 1.0 5 16. 02 10 295 496 3 u x nx M W f k N m 主梁长度 l 为 10m ，垫箱宽度为 1 .20 m ，当加载至最大试验 荷载时钢梁呈悬臂梁受力模式，此时钢梁的悬

43、臂计算长度 l 0 为 (10 - 1 .2)/2 4 .40 m ，堆载产生的弯矩 2 2 0 0 1 2 2 1 0 u Ql M q l M Q 为单根主梁承受的最大试验荷载， 22 0 20 4 9 6 3 2 0 5127 4 .4 u M Q k N l 试桩要求的最大试验荷载为 15000kN ，因此需要 3 根主梁。 主梁悬臂梁状态的挠度 4 4 1 2 59 5 0 0 4 . 4 1 0 1 5 . 7 5 8 8 2 . 0 6 1 0 7 . 2 1 1 0 a ql f m m EI ，满足要求。 谢谢！再见 本课件已经保存在 邮箱内，密码为 2010zjjc，请各位 同学自行提取。