第5章桩基础的测试与检测.ppt
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1、第5章 桩基础的测试与检测,第一节 概述,一、桩基的基本知识,(一)桩基的分类,a.摩擦桩 当软土层很厚,桩端达不到坚硬土层或岩层上时,则桩顶的极限荷载主要靠桩身与周围土层之间的摩擦力来支承,桩尖处土层反力很小,可忽略不计。,根据桩的承载性状、施工方法、桩身材料和设置效应等可将其分为多种类型。,1、按承载性状分类:,二、桩的分类,c.摩擦端承桩 桩顶的极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担,但主要由桩端阻力承受。,d.端承摩擦桩 桩顶的极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担,但主要由桩侧阻力承受。,b.端承桩 桩穿过软弱土层,桩端支承在坚硬土层或岩层上时,则桩顶极限荷载主要靠桩尖处坚硬岩土层提供的
2、反力来支承,桩侧摩擦力很小,可以忽略不计。,较坚硬,(a)摩擦桩,(b)端承摩擦桩,较坚硬,土层,坚硬,土层,(c)摩擦端承桩,(d)端承桩,a、挤土桩 实心的预制桩,木桩、 封闭的管桩,打桩时将使桩位处的土大量排挤变形。粘性土受扰动强度降低。 b、部分挤土桩 开口的钢管桩,H型钢桩等对土的挤压不大,对土的物理力学性质影响不大。 c、非挤土桩 先钻孔再打入的预制桩。,3、按设置效应分类:,2、按施工方法分类: 预制桩:钢筋砼桩、钢桩、木桩。 灌注桩:现场桩位钻孔,孔内设钢筋笼 后浇砼。,(二)桩基的设计和选型,1桩基的安全性要求,2桩基设计的合理性。,3桩基设计的经济性。,二、桩基检测方法分类
3、,1单桩竖向抗压静载试验:主要测定桩承受竖向下压荷载能力。(常规试验)。 2单桩竖向抗拔静载试验:主要测定桩承受竖向上拔荷载的能力。(抗浮、抗倾覆要求)。 3单桩水平静载试验:主要测定桩承受水平荷载的能力。(高耸建筑物、构筑物承受地震、风荷载、码头抗水冲击荷载)。,(一)按桩身受荷方式分类,1慢速维持荷载法:即逐级加载,每级荷载达到相对稳定后加下一级,直到试桩破坏,然后卸荷。 2多循加卸载法:每级荷载达到相对稳定后卸载到零。 3快速维持荷载法:即一般每隔一小时加一级荷载。,(二)按加载方式分类,第二节 单桩竖向抗压静载试验,单桩静载荷试验目的是获取桩基设计所必需的计算参数,对桩型和桩基持力层进
4、行比较和选择,充分发挥地基支承力和桩身结构强度,使二者能够匹配,获取最佳的技术经济效果,并通过打桩掌握桩身应力,选择桩锤,研究停锤标准,预估沉桩可能性,为顺利施工创造条件,提供必要的资料,或对工程桩的承载力进行抽样检验和评价。,一、试验目的和试验要求,1初步选定桩型、桩基持力层、试桩和锚桩的尺寸; 2经过技术经济比较,选择不同的桩型和桩材; 3确定的试桩数量; 4预估沉桩的难易程度。确定合适的打桩机械和桩锤,制定沉桩措施,达到沉桩要求; 5预估锚桩的抗拔能力; 6当试桩和锚桩采用标准设计时,应对桩的抗压强度和抗拉强度进行验算; 7根据预估的单桩承载力验算反力架系统结构强度及变形; 8编制详细的
5、试桩大纲。,二、试桩前的准备工作,一般采用油压千斤顶,千斤顶规格有500kN、1000kN、2000kN、3000kN、5000kN。可选用单个千斤顶、多个千斤顶,当采用2个以上千斤顶加载时应将千斤顶并联同步工作,并使千斤顶的合力通过试桩中心。,三、试验设备,(一)加载装置,试验装置,锚桩横梁反力装置,压重平台反力装置,锚桩横梁反力装置,压重平台反力装置,1 锚桩横梁反力装置:四根桩作锚,亦可二桩、六桩、八桩作锚桩。锚桩、反力梁提供反力应不小于预估最大试验荷载的1.21.5倍。采用工程桩作锚时,应对试验过程锚桩上拔量进行监测。 2 压重平台反力装置:压重量不得少于预估试桩破坏荷载的1.2倍,压
6、重应在试验开始前一次加上,并均匀稳固放置于平台上。 3 锚桩压重联合反力装置:当试桩最大加载量超过锚桩的抗拔能力时,可在横梁上放置或悬挂一定重物,由锚桩和重物共同承受千斤顶加载反力。,(二)反力装置,a、四锚桩试验,b、两根锚桩,C、沙包堆重现场,1600吨堆载平台,d、锚桩与堆重联合试验设备,(1)荷载:放置于千斤顶上的应力环、应变式压力传感器直接测定,亦可采用并联于千斤顶上的高精度压力表测定的油压,并根据千斤顶的率定曲线换算成荷载。 (2)沉降观测装置:一般采用百分表或电测位移计。对于大直径桩,应在桩的两正交直径方向对称安装4个位移测试仪表;中、小直径桩可安装2个或3个。沉降测定平面离开桩
7、顶的距离不应小于0.5倍桩径,固定和支承百分表的夹具和横梁在构造上应确保不因气温、振动及其它外界因素的影响而发生竖向变位。,(三)量测装置,1测试仪表,2桩身量测元件,(1)振弦式钢筋应力计,(2)电阻应变片,(3)测杆式应变计,图2.2 测杆式应变仪 1-荷载 2千分表 3空心钢管桩或空心箱形钢柱 4测杆1 5测杆2 6测杆3,1试桩顶部一般应予以加强,凿除浮浆,用高标号砂浆将桩顶抹平; 2对于预制桩顶,如果桩头出现破损,其顶部要在外加封闭箍后浇捣高强细石混凝土予以加强; 3试桩顶部露出地面高度不宜小于60cm,试桩的倾斜度不应大于1%; 4试桩的成桩工艺和质量控制标准应严格遵守有关规程,并
8、与工程桩保持一致; 5从予制桩打入和灌注桩成桩到开始试验的时间间隔,在桩身强度达到设计要求的前提下:对于砂类土,不应少于7d;对于一般粘性土,不应少于15d;对于粘土与砂交互的土层可取中间值;对于淤泥或淤泥质土,不应少于25d; 6在试桩间歇期内,试桩区周围30m范围内尽量不要产生能造成桩间土中孔隙水压力上升的干扰,四、试验方法,(一)试桩要求,试桩的加载量应满足以下要求: (1)对于以桩身承载力控制极限承载力的工程桩试验,加荷至设计承载力2.0倍; (2)对于嵌岩桩,当桩身沉降量很小时,最大加载量不应小于设计承载力的2倍; (3)当以堆载为反力时,堆载重量不应小于试桩预估极限承载力的1.2倍
9、。,(二)加载要求,单桩竖向抗压静载荷试验的加载方式有: 慢速法 快速法 等贯入速率法 循环法等。,(三)加载方式,每级加载后,隔5、10、15min各测读一次读数,以后每隔15min后测读一次,累计1h后每隔0.5h测读一次。,1、慢速法载荷试验沉降测读规定,在每级荷载作用下,桩的沉降量满足连续两次0.1mm/h。在软土地区,这个标准可适当放宽。在上海地区的一些工程中,已采用了新的稳定标准,试桩沉降速率虽然还没有达到0.1mm/h,但在连续观测的半小时沉降量中,出现相邻三次平均沉降速率呈现衰减,即可认为该级荷载下的沉降已趋于稳定。,2、慢速法载荷试验的稳定标准,当试桩过程中出现下列条件之一时
10、,可终止加荷: (1)某级荷载作用下,桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍; (2)某级荷载作用下,桩的沉降量大于等于前一级荷载作用下沉降量的2倍,且经过24h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)当工程桩作锚桩时,锚桩上拔量已达到允许值; (5)当荷载沉降曲线呈缓变型时,可加载至桩顶总沉降量60-80mm,在特殊情况下,可根据具体要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm。,3、慢速载荷试验的试验终止条件,每级卸载值为加载增量的二倍。每级荷载维持1小时,卸载后按第15、30、60min测读一次桩顶沉降量后,即可卸下一级荷载。全部卸载后,维持时间为3h,测读时间为第
11、15、30min,以后每隔30 min读一次。,4、慢速载荷试验的卸荷规定,1.场地准备 平整场地,开挖试桩和锚桩。 2.吊装前准备 设立支墩,铺平桩顶,千斤顶就位。 3.设备吊装 注意吊装顺序:先主梁,后次梁。 4.仪表安装、连接,调试。,五、试验设备安装(锚桩式),1、场地准备,2、设立支墩,3、吊装主梁,4、吊装次梁,5、固定设备、安装仪表,反力装置,距离,试桩、锚桩和基准桩之间的中心距离,六、试验资料整理分析,(一)填写试验记录表,单桩竖向抗压静载荷试验概况表 单桩竖向抗压静载荷试验记录表 单桩竖向抗压静载荷试验结果汇总表。,表2.2 单桩竖向抗压静载荷试验概况表,表2.3单桩竖向抗压
12、静载试验记录表,表2.4 单桩竖向抗压静载试验结果汇总表,为了确定单桩竖向抗压极限承载力,一般应绘制Q-s、s-lgt、 s-lgQ曲线,以及其它进行辅助分析所需的曲线。不对s求lg。,(二)绘制有关试验成果曲线,工程实例1商业大厦Q-S,1商业大厦A1s-lgt,1A 2# s-lgt,1A 3# s-lgt,实例2 预制桩 Q-S,实例3 灌注桩 Q-S,实例3 1#S-lgt,实例3 2# s-lgt,(三)单桩竖向承载力标准值确定,1JGJ106-2003规定: (1)根据沉降随荷载变化的特征确定。对于陡降型Q-s曲线,取明显陡降的起始点。 (2)根据沉降随时间的变化特征确定,取s-l
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