一、前 言
我公司于2016年01月29日至2016年02月01日对贵州惠水百鸟河双创园项目3根0.8米直径试桩进行荷载箱安装预埋,整个安装预埋工作都在现场技术人员的指导监督下顺利进行; 2016年02月16日至2016年02月19日分别对3根试桩进行了静载荷试验现场测试工作。试验采用自平衡法,按预先制定的试验方案严格遵照测试规程进行,现场测试顺利,试验得到了建设单位、设计单位与施工单位的配合。
二、桩基检测目的
为验证单桩竖向抗压极限承载力能否达到10000kN,共进行3根0.8m直径钻孔灌注桩单桩竖向抗压静载荷试验。
三、单桩竖向抗压静载试验
(一)试验原理
自平衡法由1960年代的以色列Afar Vasela 公司开创并于1979年申请了专利。其检测原理是将一种特制的加载装置——荷载箱,在混凝土浇注之前和钢筋笼一起埋入桩内相应的位置(具体位置根据试验的不同目的而定),将加载箱的加压管以及所需的其他测试装置(位移等)从桩体引到地面,然后灌注成桩。由加压泵在地面向荷载箱加压加载,荷载箱产生上下两个方向的力,并传递到桩身。由于桩体自成反力,我们将得到相当于两个静载试验的数据:荷载箱以上部分,我们获得反向加载时上部分桩体的相应反应系列参数;荷载箱以下部分,我们获得正向加载时下部分桩体的相应反应参数.通过对加载力与这些参数(位移等)之间关系的计算和分析,我们不仅可以获得桩基承载力,而且可以获得每层土层的侧阻系数、桩的侧阻、桩端承力等一系列数据。这种方法可以用于为设计提供数据依据,也可用于工程桩承载力的检验。 1980年代中期,自平衡法传入了美国,并在国际基础工程行业进行了广泛的使用。1990年代后期,通过美国和中国的学术交流,这种方法也被引入了中国,其原理被国内业界称为自平衡法。
(二)实验装置
1.加载系统
包括加载泵站、荷载箱以及加压管。
采用的试验荷载箱,其特点为:
设计时,荷载箱的形状、布局形式等参数,充分考虑灌浆等任务预留实施空间。
荷载箱直径和加载面积的设计,充分兼顾加载液压的中低压力和桩体试验后的高承载能力。
荷载箱通过内置的特殊增压技术设计,以很低的油压压强,产生很大的加载力,从而能够极大地降低加载系统的故障率。
环形荷载箱
2.荷载箱的安装埋设
为保证桩基质量和试桩的成功,埋设荷载箱时,将有以下安全措施:
为保证桩体因加载产生应力集中而破坏,荷载箱附近钢筋笼箍筋适当加密。
荷载箱与上下钢筋笼连接强度适当,以方便试验时打开荷载箱。
3.数据采集
记录内容包括:油压,荷载箱上部桩体位移,荷载箱下部桩体位移,桩顶位移等。
(三)试验方法
1.加载方法
如原理所述:以流体为加载介质,向埋设于桩基内一定深度位置的荷载箱中加压,从而对荷载箱上下两部分桩体同时施加载荷。
为保证试验数据和试验结论的可比性,加载具体方法(包括加载级别、加载时间、稳定状态判断条件、停止加载条件以及卸载步骤等)应符合相关试验规范的规定。
试验时,对各种试验参数进行如实记录。
试验出现意外情况时,应及时与设计单位和委托单位进行沟通,以保证试验相关各方对意外情况的同等的知情权,并就试验的以后进程达成共识。
2.试验加/卸载方法
根据国内规范和相关设计要求,采用慢速载荷维持法进行加载。
加载:分9级级加载,每级加载为预估承载力的1/10
卸载:分5级卸载,每级卸载为加载级别的2倍
加载数据记录:每级加载后在第1h内观察第5、15、30、45、60min的位移值,以后每隔30min观察一次,以判断稳定状态。
位移相对稳定标准:每1 h 内的位移量不超过0.1 mm,并连续出现两次(从分级荷载施加后第30 min开始,按1.5 h连续三次每30 min的位移量计算)。
卸载数据记录:每级荷载维持1 h,按第15 min、30 min、60 min 测读位移量后,即可卸下一级荷载。卸载至零后,应测读残余位移量,维持时间为3 h,测读时间为第15 min、30 min,以后每隔30 min 测读一次。
终止加载条件:
(1)某级荷载作用下,位移量大于前一级荷载作用下位移量的5倍。但位移能相对稳定且上、下位移量均小于40 mm时,宜加载至位移量超过40 mm。
(2)某级荷载作用下,位移量大于前一级荷载作用下位移量的2倍,且经24 h 尚未达到相对稳定标准。
(3)已达到设计要求的最大加载量。
(4)当荷载—位移曲线呈缓变型时,可加载至位移量60 mm~80 mm;在特殊情况下,根据具体要求,可加载至累计位移量超过80 mm。
3. 单桩竖向抗压极限承载力的确定
实测得到荷载箱上段桩的极限承载力Q和荷载箱下段桩的极限承载力Q,按照相关自平衡技术规程中的承载力计算公式得到单桩竖向抗压极限承载力:
Qu = + Q 公式(1)
式中:
Qu :单桩竖向抗压极限承载力(kN);
Q:荷载箱上段桩的加载极限值(kN);
Q:荷载箱下段桩的加载极限值(kN);
W :荷载箱上段桩的自重;
:荷载箱上段桩侧阻力修正系数,对于粘土、粉土 取0.8,对于砂土取0.7。
4. 试验依据
《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2014)
《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)
《桩承载力自平衡法测试技术规程》(DB45/T564-2009)
《贵州惠水百鸟河双创园项目地质勘察报告》