1、單樁水平靜載試驗單樁水平靜載試驗 2014 2014年年1111月月2626日日一、適用范圍一、適用范圍v 單樁水平靜載試驗一般以樁頂自由的單樁為對象，采單樁水平靜載試驗一般以樁頂自由的單樁為對象，采用接近于水平受荷樁實際工作條件的試樁方法來達到以下用接近于水平受荷樁實際工作條件的試樁方法來達到以下目的：目的：v (1)(1)確定試樁的水平承載力。檢驗和確定試樁的水平承載確定試樁的水平承載力。檢驗和確定試樁的水平承載能力是單樁水平靜載試驗的主要目的。能力是單樁水平靜載試驗的主要目的。v (2)(2)確定試樁在各級水平荷載作用下樁身彎矩的分配規(guī)律確定試樁在各級水平荷載作用下樁身彎矩的分配規(guī)律v

2、(3)(3)確定彈性地基系數(shù)。在進行水平荷載作用下單樁的受確定彈性地基系數(shù)。在進行水平荷載作用下單樁的受力分析時，彈性地基系數(shù)的選取至關重要。力分析時，彈性地基系數(shù)的選取至關重要。v (4)(4)推求樁側土的水平抗力和樁身撓度之間的關系曲線。推求樁側土的水平抗力和樁身撓度之間的關系曲線。通過試驗可直接獲得不同深度處地基土的抗力和撓度之間通過試驗可直接獲得不同深度處地基土的抗力和撓度之間的關系，繪制樁身不同深度處的水平抗力和樁身撓度曲線的關系，繪制樁身不同深度處的水平抗力和樁身撓度曲線，并用它來分析工程樁在水平荷載作用下的受力情況。，并用它來分析工程樁在水平荷載作用下的受力情況。二、工作性能二、

3、工作性能v 水平承載樁的工作性能是樁水平承載樁的工作性能是樁- -土相互作用的問題、樁土相互作用的問題、樁在水平荷載作用下發(fā)生變形，促使樁周土發(fā)生相應的變形在水平荷載作用下發(fā)生變形，促使樁周土發(fā)生相應的變形而產(chǎn)生抗力。這一抗力阻止了樁變形的進一步發(fā)展。當荷而產(chǎn)生抗力。這一抗力阻止了樁變形的進一步發(fā)展。當荷載水平較低時，這一抗力主要由靠近地面的土提供，而且載水平較低時，這一抗力主要由靠近地面的土提供，而且土的變形主要為彈性的，則樁周土處于彈性壓縮階段。土的變形主要為彈性的，則樁周土處于彈性壓縮階段。v 隨著水平荷載的增大，樁的變形加大，表層土將產(chǎn)生隨著水平荷載的增大，樁的變形加大，表層土將產(chǎn)生塑

4、性屈服，使荷載間更深部位傳遞。當樁周土失去穩(wěn)定、塑性屈服，使荷載間更深部位傳遞。當樁周土失去穩(wěn)定、或樁體發(fā)生破壞、或樁的變形超過建筑物的允許值時，水或樁體發(fā)生破壞、或樁的變形超過建筑物的允許值時，水平荷載也就達到極限，樁土體系宣告破壞。由此可見，水平荷載也就達到極限，樁土體系宣告破壞。由此可見，水平荷載下樁的工作性狀取決于樁平荷載下樁的工作性狀取決于樁土之間的相互作用。土之間的相互作用。v 在水平荷載下，按照樁土相對剛度的不向可分為剛性在水平荷載下，按照樁土相對剛度的不向可分為剛性樁、半剛性樁和柔性樁。樁、半剛性樁和柔性樁。v 三、試驗儀器與設備三、試驗儀器與設備v 1 1反力裝置反力裝置v

5、反力裝置的選用應考慮充分利用試樁周圍的現(xiàn)有條件反力裝置的選用應考慮充分利用試樁周圍的現(xiàn)有條件，但必須滿足其承載力應大于最大預估荷載的倍的要求，但必須滿足其承載力應大于最大預估荷載的倍的要求，其作用力方向上的剛度不應小于試樁本身的剛度。其作用力方向上的剛度不應小于試樁本身的剛度。v 常用的方法是利用試樁周圍的工程樁或豎向靜荷載試常用的方法是利用試樁周圍的工程樁或豎向靜荷載試驗用的錨樁作為反力墩，也可根據(jù)需要把兩根或更多根樁驗用的錨樁作為反力墩，也可根據(jù)需要把兩根或更多根樁連成一體作為反力墩，條件許可時也可利用周圍現(xiàn)有結構連成一體作為反力墩，條件許可時也可利用周圍現(xiàn)有結構物作反力。必要時，也可澆筑

6、專門支墩來作反力。物作反力。必要時，也可澆筑專門支墩來作反力。v 2 2加載裝置加載裝置v 試樁時一般都采用臥式千斤頂加載試樁時一般都采用臥式千斤頂加載( (見上圖見上圖) )，加載能，加載能力不小于最大試驗荷載的力不小于最大試驗荷載的1 12 2倍，用測力環(huán)或測力傳感器倍，用測力環(huán)或測力傳感器測定施加的荷載值，對往復式循環(huán)試驗可采用雙向往復式測定施加的荷載值，對往復式循環(huán)試驗可采用雙向往復式油壓千斤頂，水平力作用線應通過地面標高處油壓千斤頂，水平力作用線應通過地面標高處( (地面標高地面標高處應與實際工程樁基承合地面標高一致處應與實際工程樁基承合地面標高一致) )。為了防止樁身。為了防止樁身

7、荷載作用點處局部的擠壓破壞，一舶需用鋼塊對荷載作用荷載作用點處局部的擠壓破壞，一舶需用鋼塊對荷載作用點進行局部加強或?qū)ηЫ镯斉c試樁接觸處進行補強。點進行局部加強或?qū)ηЫ镯斉c試樁接觸處進行補強。v 單樁水平靜載試驗的千斤頂一般應有較大的行程。為單樁水平靜載試驗的千斤頂一般應有較大的行程。為了保證千斤頂施加的作用點能水平通過樁身曲線，宜在千了保證千斤頂施加的作用點能水平通過樁身曲線，宜在千斤頂與試樁接觸安置一球形鉸座。斤頂與試樁接觸安置一球形鉸座。v 3 3荷載量測裝置荷載量測裝置v 荷載量測可用放置在千斤頂上的荷重傳感器直接測定荷載量測可用放置在千斤頂上的荷重傳感器直接測定，或采用并聯(lián)與千斤頂油

8、路的壓力表或壓力傳感器測定油，或采用并聯(lián)與千斤頂油路的壓力表或壓力傳感器測定油壓；根據(jù)千斤頂率定曲線換算成荷載；荷載傳感器在使用壓；根據(jù)千斤頂率定曲線換算成荷載；荷載傳感器在使用的過程中，注意傳感器的計量等問題。的過程中，注意傳感器的計量等問題。v 4 4位移量測裝置位移量測裝置v 1)1)基準樁基準樁v 搭設基難樁宜將基準樁搭設在試樁側面靠位移的反方向搭設基難樁宜將基準樁搭設在試樁側面靠位移的反方向，與試樁的凈距不應小于，與試樁的凈距不應小于1 1倍試樁直徑，位移測量的基準倍試樁直徑，位移測量的基準點設置在作用力方向垂直且與位移方向相反的試驗側面。點設置在作用力方向垂直且與位移方向相反的試驗

9、側面。v 設置在與作用力方向垂直與位移方向相反的試樁側面設置在與作用力方向垂直與位移方向相反的試樁側面，基準點與試樁凈距不應小于且不小于，基準點與試樁凈距不應小于且不小于2m2m。v v 2)2)基準梁基準梁v 基準梁的一端應固定在基準樁上，另一端應簡支于基基準梁的一端應固定在基準樁上，另一端應簡支于基準樁上，以減少溫度變化引起的基準梁撓曲變形，并采取準樁上，以減少溫度變化引起的基準梁撓曲變形，并采取有效的遮擋措施減少環(huán)境變化對位移的影響。有效的遮擋措施減少環(huán)境變化對位移的影響。v 3 3）百分表和位移傳感器架設）百分表和位移傳感器架設v 樁的水平位移測量宜采用大量程位移計。在水平力作樁的水平

10、位移測量宜采用大量程位移計。在水平力作用平面的受撿樁兩側應對稱安裝兩個位移計，以測量地面用平面的受撿樁兩側應對稱安裝兩個位移計，以測量地面處的樁水平位移；當需測量樁頂轉角時，還應在水平力作處的樁水平位移；當需測量樁頂轉角時，還應在水平力作用平面以上用平面以上50cm50cm的受檢樁兩側對稱地安裝兩個位移計，利的受檢樁兩側對稱地安裝兩個位移計，利用上下位移計差與位移計距離的比值可求得地面用上下位移計差與位移計距離的比值可求得地面以上樁的以上樁的轉角。轉角。v 固定位移計的基準點宜設置在試驗影響范圍之外，與固定位移計的基準點宜設置在試驗影響范圍之外，與作用力方向垂直且與位移方向相反的試樁側面，基準

11、點與作用力方向垂直且與位移方向相反的試樁側面，基準點與試樁凈距不小于試樁凈距不小于l l倍樁徑?？捎萌胪帘稑稄??？捎萌胪? 15m5m的鋼釬或型鋼作的鋼釬或型鋼作為基準點，同組試樁的基誰點一般不少于為基準點，同組試樁的基誰點一般不少于2 2個。擱置在基個。擱置在基準點上的基準梁要有一定的剛度，以減少晃動，整個基準準點上的基準梁要有一定的剛度，以減少晃動，整個基準裝置系統(tǒng)應保持相對獨立。為減少溫度對測且的影響，基裝置系統(tǒng)應保持相對獨立。為減少溫度對測且的影響，基準梁應采取簡支的形式，頂上有篷布遮陽。準梁應采取簡支的形式，頂上有篷布遮陽。四、現(xiàn)場檢測四、現(xiàn)場檢測v JGJ106-2014JGJ10

12、6-2014規(guī)范對現(xiàn)場檢測的規(guī)定有：規(guī)范對現(xiàn)場檢測的規(guī)定有：v 加載方法宜根據(jù)工程樁實際受力特性，選用單向多循環(huán)加加載方法宜根據(jù)工程樁實際受力特性，選用單向多循環(huán)加載法或本規(guī)范第載法或本規(guī)范第4 4章規(guī)定的慢速維持荷載法，當對試樁樁章規(guī)定的慢速維持荷載法，當對試樁樁身橫截面彎曲應變進行測量時，宜采用維持荷載法。身橫截面彎曲應變進行測量時，宜采用維持荷載法。 v 6.3.2 6.3.2 試驗加、卸載方式和水平位移測量應符合下列規(guī)試驗加、卸載方式和水平位移測量應符合下列規(guī)定：定：v 1.1.單向多循環(huán)加載法的分級荷載，不應大于預估水平極限單向多循環(huán)加載法的分級荷載，不應大于預估水平極限承載力或最大

13、試驗荷載的承載力或最大試驗荷載的1/101/10；每級荷載施加后，恒載；每級荷載施加后，恒載4min4min后可測讀水平位移，然后卸載至零，停后可測讀水平位移，然后卸載至零，停2min2min測讀殘余測讀殘余水平位移，至此完成一個加卸載循環(huán)。如此循環(huán)水平位移，至此完成一個加卸載循環(huán)。如此循環(huán)5 5次，完次，完成一級荷載的位移觀測。試驗不得中間停頓。成一級荷載的位移觀測。試驗不得中間停頓。v 2.2.慢速維持荷載法的加卸載分級、試驗方法及穩(wěn)定標準應慢速維持荷載法的加卸載分級、試驗方法及穩(wěn)定標準應按按JGJ106-2014JGJ106-2014規(guī)范第條和條有關規(guī)定執(zhí)行。規(guī)范第條和條有關規(guī)定執(zhí)行。v

14、 6.3.3 6.3.3 當出現(xiàn)下列情況之一時，可終止加載：當出現(xiàn)下列情況之一時，可終止加載：v 1 1 樁身折斷；樁身折斷；v 2 2 水平位移超過水平位移超過303040mm; 40mm; 軟土中的樁或大直徑樁時可軟土中的樁或大直徑樁時可取高值取高值v 3 3 水平位移達到設計要求的水平位移允許值。水平位移達到設計要求的水平位移允許值。v 6.3.4 6.3.4 檢測數(shù)據(jù)可按檢測數(shù)據(jù)可按JGJ106-2014JGJ106-2014規(guī)范附錄規(guī)范附錄C C附表的格式附表的格式記錄。記錄。五、檢測數(shù)據(jù)分析與判定五、檢測數(shù)據(jù)分析與判定v檢測數(shù)據(jù)應按下列要求整理：檢測數(shù)據(jù)應按下列要求整理：v1.1.

15、采用單向多循環(huán)加載法時應繪制水平力采用單向多循環(huán)加載法時應繪制水平力- -時間時間- -作用點作用點位移（位移（H-t-YH-t-Y0 0）關系曲線和水平力）關系曲線和水平力- -位移梯度（位移梯度（H H- -YY0 0/ /HH）關系曲線。）關系曲線。 v2 2、采用慢速維持荷載法時應繪制水平力、采用慢速維持荷載法時應繪制水平力- -力作用點位移力作用點位移（H-YH-Y0 0）關系曲線、水平力）關系曲線、水平力- -位移梯度（位移梯度（H H- -YY0 0/ /HH）關）關系曲線、力作用點位移系曲線、力作用點位移- -時間對數(shù)（時間對數(shù)（Y Y0 0- -lglgt t）關系曲線和）關

16、系曲線和水平力水平力- -力作用點位移雙對數(shù)（力作用點位移雙對數(shù)（lglgH H-lg-lgY Y0 0）關系曲線。）關系曲線。 v3 3、繪制水平力、水平力作用點水平位移、繪制水平力、水平力作用點水平位移- -地基土水平抗地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)的關系曲線力系數(shù)的比例系數(shù)的關系曲線( (H-mH-m、Y Y0 0 m m) )。v 當樁頂自由且水平力作用位置位于地面處時，當樁頂自由且水平力作用位置位于地面處時，m m值應按下值應按下列公式確定：列公式確定：323535)(00yEIYbHm323535)(00yEIYbHm510EImbv 式中式中 mm地基土水平土抗力系數(shù)的比例系數(shù)；地

17、基土水平土抗力系數(shù)的比例系數(shù)；4/mkN4/mkN 樁的水平變形系數(shù)；樁的水平變形系數(shù)； 1my樁頂水平位移系數(shù)，由式（）試算樁頂水平位移系數(shù)，由式（）試算 ，當當h時（時（h為樁的入土深度），其值為；為樁的入土深度），其值為； H 作用于地面的水平力（作用于地面的水平力（kN）；）；Y0水平力作用點的水平位移（水平力作用點的水平位移（m）；）；EI樁身抗彎剛度（樁身抗彎剛度（kNm2）；其中）；其中E為樁身材料為樁身材料彈性模量，彈性模量，I為樁身換算截面慣性矩；為樁身換算截面慣性矩；b0樁身計算寬度（樁身計算寬度（m）；對于圓形樁：當樁徑）；對于圓形樁：當樁徑D1m時，時，b（D）；當樁徑

18、）；當樁徑D1m時，時，b0=（D+1）。）。對于矩形樁：當邊寬對于矩形樁：當邊寬B1m時，時，bB+；當邊寬當邊寬B1m時，時，b0=B+1。v對進行樁身橫截面彎曲應變測定的試驗，應繪制下列曲對進行樁身橫截面彎曲應變測定的試驗，應繪制下列曲線，并列表給出相應的數(shù)據(jù)：線，并列表給出相應的數(shù)據(jù)：v1 1、各級水平力作用下的樁身彎矩分布圖；、各級水平力作用下的樁身彎矩分布圖；v2 2、水平力、水平力- -最大彎矩截面鋼筋拉應力（最大彎矩截面鋼筋拉應力（H-H-s）曲線。）曲線。v單樁的水平臨界荷載可按下列方法綜合確定：單樁的水平臨界荷載可按下列方法綜合確定：v1 1、取單向多循環(huán)加載法時的、取單向

19、多循環(huán)加載法時的H-t-YH-t-Y0 0曲線產(chǎn)生明顯陡降的曲線產(chǎn)生明顯陡降的前一級，或慢速維持荷載法時的前一級，或慢速維持荷載法時的H H- -Y Y0 0曲線發(fā)生明顯陡降曲線發(fā)生明顯陡降的起始點對應的水平荷載值。的起始點對應的水平荷載值。 v2 2、慢速維持荷載法時的、慢速維持荷載法時的Y Y0-lgt0-lgt曲線尾部出現(xiàn)明顯彎曲的曲線尾部出現(xiàn)明顯彎曲的前一級水平荷載值。前一級水平荷載值。 v3 3、取、取H-H-Y Y0 0/ /H H曲線或曲線或lgH-lgYlgH-lgY0 0 曲線上第二拐點對應曲線上第二拐點對應的水平荷載值。的水平荷載值。v4 4、取樁身折斷或受拉鋼筋屈服時的前一