樁基靜荷載檢測技術(shù)

   日期：2017-06-30

01 ?預(yù)制樁，灌注樁的試樁要求

① 預(yù)制樁在樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的前提下，對(duì)于沙類土不應(yīng)少于10d（天），對(duì)于粉土和粘性土不應(yīng)少于15d，對(duì)于淤泥或淤泥質(zhì)土不應(yīng)少于25d ，待樁身與土體的結(jié)合基本趨于穩(wěn)定，才能進(jìn)行試驗(yàn)。

② 灌注樁應(yīng)在樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)等級(jí)的前提下，對(duì)于沙類土不少于10d，對(duì)一般粘性土不少于20d，對(duì)于淤泥或者淤泥質(zhì)土不少于30d，才能進(jìn)行試驗(yàn)。

02 試樁選擇?

① 在同一條件下的試樁數(shù)量、豎向或水平靜載試樁數(shù)量不易少于樁數(shù)的1%，且不應(yīng)少于3根。當(dāng)工程樁總數(shù)在50根以內(nèi)時(shí)不應(yīng)少于2根。

② 豎向靜載試驗(yàn)的試樁和錨樁可利用工程樁，但錨樁的抗拔力應(yīng)經(jīng)演算滿足要求，水平靜載試驗(yàn)不宜利用工程樁做試樁。?

01 樁的受力機(jī)理

樁的作用就是將上層結(jié)構(gòu)的載荷通過樁承臺(tái)。樁身傳遞到地基層中去，使建筑物能夠穩(wěn)固地支承在地基上，不至發(fā)生過大的沉降和保持穩(wěn)定。其受力過程為：?

① 當(dāng)豎向載荷開始逐步施加樁頂時(shí)，樁身上部首先受到壓縮而產(chǎn)生相對(duì)于圖的向下位移。這時(shí)，樁側(cè)面開始受到土的向上摩阻力。

② 樁頂荷載在沿著樁身向下傳遞的過程中必須不斷地克服這種摩阻力，因此樁身的軸向力隨著深度增大而減少。

③ 荷載逐漸增大，隨著樁身位移的增大，側(cè)摩阻力逐漸發(fā)揮出來。直到樁身位移量增達(dá)到一定數(shù)值，樁側(cè)摩擦力達(dá)到極限值，這時(shí)若樁身進(jìn)一步下沉。則在樁與周圍土之間將產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，側(cè)摩阻力不在增大，甚至稍有降低。

④ 由于樁身壓縮量的累積，樁身各斷面的位移量是不相等的。在位移最大的頂部摩阻力首先達(dá)到極限值，隨著荷載的增加，下部樁身的側(cè)摩阻力也逐漸增大，樁底土受到壓縮而產(chǎn)生樁端承載力，由于樁端土受到壓縮，增加了樁土相對(duì)位移，從而使摩阻力進(jìn)一步得到發(fā)揮。

⑤ 隨著荷載的增加，樁端阻力逐漸增大，當(dāng)樁身側(cè)摩阻力全部達(dá)到極限以后，在增加的荷載將全部由樁端阻力平衡。?

⑥荷載進(jìn)一步增加，樁端持力層土的大量壓縮，位移迅速增大，直到最后塑性擠出，樁就進(jìn)入破壞階段，樁端阻力達(dá)到極限，樁也達(dá)到極限承載力。這時(shí)作用于樁頂?shù)暮奢d就是樁的極限荷載。

樁側(cè)摩阻力達(dá)到極限值時(shí)，樁與土體的相對(duì)極限位移Su與土質(zhì)有關(guān)：對(duì)于粘性土約為5mm~10mm；對(duì)于砂類土、粉土約為10mm；對(duì)于雜填土等松軟土體Su可能小于5mm。?

樁的端阻力，達(dá)到極限時(shí)的樁下沉量與土類狀況及樁的直徑有關(guān)：一般粘性土約為0.25D;硬粘土約為0.1D；中密以上的砂土約為（0.08~0.1）D，一般樁徑都在300mm以上，所以中有樁端下沉達(dá)到30mm以上時(shí)，樁端阻力才能充分發(fā)揮。

對(duì)于鉆孔樁應(yīng)、還應(yīng)考慮虛土的影響，當(dāng)虛土較多時(shí)，所需下沉壓密位移就更大。?

樁身強(qiáng)度破壞包括：樁身縮頸、離析、是松散、夾泥、混凝土強(qiáng)度低。 灌注樁樁底沉渣太厚，預(yù)制樁接頭脫節(jié)等會(huì)導(dǎo)致承載力偏低也屬于樁質(zhì)量問題；樁帽制作不符合要求，如樁帽與原樁身不對(duì)中、樁帽混凝土強(qiáng)度低，導(dǎo)致試驗(yàn)無法順利進(jìn)行則屬于廣義的樁身破壞。

02 靜載試驗(yàn)樁的破壞模式：包括樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度破壞和地基土強(qiáng)度破壞。

03 土對(duì)樁的抗力分為：樁測阻力和樁端阻力。?

04 一個(gè)理想完整的試樁曲線可分為四個(gè)階段：

第一階段以樁身壓縮產(chǎn)生側(cè)摩阻力，樁端阻力未產(chǎn)生；

第二階段樁身不斷下沉，側(cè)摩阻力不斷加大至極限，端土逐漸壓密，處彈性壓密狀態(tài)，端阻力不斷加大；

第三階段側(cè)摩阻力至極限不在增大，端阻力加大端土剪切變形逐步形成塑性區(qū)；

第四階段端土塑性區(qū)形成，端土擠出下沉急劇。?

05 鉆土灌注樁的Q~S曲線主要取決于端莊土的特性。樁的摩阻力與端阻力從受力開始就能協(xié)調(diào)一致的工作。曲線1為樁端部虛土厚的情況，故此樁的承載幾乎完全靠摩阻力，他類似于樁端土層很軟的摩擦樁情況。曲線2為多數(shù)鉆孔灌注樁的情況。其第一、二拐點(diǎn)件有時(shí)出現(xiàn)反拐彎點(diǎn)而第一拐點(diǎn)于反彎拐點(diǎn)件的沉降量差取決于樁尖部虛土厚度與處理程度。

06 挖空灌注樁的承載力主要由端阻力構(gòu)成。

07 位移測讀設(shè)備： 錨樁試驗(yàn)一般可用量程1厘米的百分表。其準(zhǔn)梁一般用4m~5m的型鋼，。直徑或邊寬大于500mm樁應(yīng)在兩個(gè)方向?qū)ΨQ安置4個(gè)極品位移傳感器。直徑或邊寬小于500mm的樁可對(duì)稱安置2個(gè)百分表或位移傳感器。

08 預(yù)制樁測試及記錄：對(duì)于飽和的軟泥、粉砂、砂質(zhì)粘土應(yīng)在打試樁后‘歇息’兩天后，進(jìn)行復(fù)打動(dòng)載荷試驗(yàn)。作此試驗(yàn)時(shí)，錘擊3~5下。將每次錘擊之貫入度分別測記。靜載實(shí)驗(yàn)對(duì)于砂性土應(yīng)在打入7天后進(jìn)行。如為粘性土應(yīng)視土的強(qiáng)度恢復(fù)而定，一般不得少于15天，對(duì)于飽和軟粘土不得少于25天。?

09 試樁樁頭的處理實(shí)驗(yàn)過程中樁頭部位往往承受較高的豎向荷載和偏心荷載，此時(shí)一般應(yīng)對(duì)樁頭進(jìn)行處理。樁頭標(biāo)高宜高出土面500mm以上，以便進(jìn)行加固處理及進(jìn)行樁基沉降量測試。對(duì)于控孔樁和預(yù)制樁樁頭露出地面200mm。?

10 沉降觀測制度：慢速試樁法、快速試樁法和多次循環(huán)回零加載法三種觀測發(fā)。?

11 沉降相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)： 每一小時(shí)的沉降量不超過0.1mm，對(duì)砂類土中的樁可放寬到半小時(shí)沉降部超過0.1mm，并連續(xù)出現(xiàn)2次。?

12 終止加荷條件：

① 在某級(jí)荷載作用下，樁的沉降增量為前一級(jí)荷載作用下的3倍（砂類土）與5倍（粘性土）。
② 樁頂縱沉降量大于10%D（D為樁底徑）且繼續(xù)加載2級(jí)無明顯陡降。
③ 錨樁錨筋較多拉斷或錨樁上拔量大于極限值:直樁10mm；擴(kuò)底樁15mm。
④ 達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大加載量。
⑤ 在某級(jí)荷載作用下。樁頂沉降量大于土級(jí)加載量2倍。

13 單樁極限承載力的分析：按參加統(tǒng)計(jì)的試樁數(shù)，取極限承載力的實(shí)驗(yàn)平均值，并要求其極差不超過平均值的30%。對(duì)于柱下柱數(shù)位3根及3根一下的樁，取最小值。?

14 單樁豎向承載力特征值的確定：

① 用選定的極限荷載除以安全系數(shù)2作為承載力特征值，其對(duì)應(yīng)沉降量不超過3%D（一般小樁）或2.5%D（大樁徑灌注樁）。
② 當(dāng)極限荷載難以確定時(shí)，可以Q~S曲線上取下列沉降之對(duì)應(yīng)荷載為承載力特征值：預(yù)制樁及高壓注漿樁：取1.2%D 鉆孔灌注樁：取1.3%D 沉管樁：1.25%D ? 挖孔樁：取1.3%D?

15 冬季對(duì)樁基檢測的影響：當(dāng)氣溫低于2℃，土將會(huì)冰潔，在土凍結(jié)時(shí)做靜載試驗(yàn)則相對(duì)于所加荷載增大，以致試驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。?

16 打入式預(yù)制樁由下列條件要求之一時(shí)，應(yīng)采用高應(yīng)變法進(jìn)行試打樁過程檢測。

① 控制打樁過程中的樁身應(yīng)力；
② 選擇沉樁設(shè)備和確定工藝參數(shù)；
③ 選擇樁端持力層，在相同施工工藝和相近地質(zhì)條件下，試打樁數(shù)量不應(yīng)少于3根。