第四章第四節(jié)主講人應(yīng)江虹副教授基樁承載力檢測橋梁工程試驗(yàn)與檢測土木工程檢測技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫Contents目錄橋梁工程試驗(yàn)與檢測1234基樁靜載試驗(yàn)一般規(guī)定單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)單樁水平靜載試驗(yàn)5高應(yīng)變檢測技術(shù)Contents目錄單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)橋梁工程試驗(yàn)與檢測基本原理試驗(yàn)檢測儀器設(shè)備現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)分析與結(jié)果判定1234三、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)1、基本原理單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)指在樁基上逐級或者循環(huán)施加豎向上拔力，觀測樁基頂部隨時間產(chǎn)生的上拔量以確定相應(yīng)的樁基豎向抗拔承載力試驗(yàn)方法。土木工程檢測技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫

樁基在豎向上拔荷載作用下，初始階段，上拔阻力主要由淺部土層提供，樁身的拉應(yīng)力主要分布在樁的上部，隨著樁身上拔位移量的增加，樁身應(yīng)力逐漸向下擴(kuò)展，樁的中、下部的上拔土阻力逐漸發(fā)揮。三、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)1、基本原理樁的抗拔承載力由樁側(cè)阻力、樁身重力組成，樁端真空吸引力一般不予考慮。樁周阻力的大小，受樁土界面的幾何特征、土層的物理力學(xué)特性等較多因素的影響。粘性土中的抗拔樁在長期荷載作用下，隨上拔量的增大，會出現(xiàn)應(yīng)變軟化的現(xiàn)象，即抗拔荷載達(dá)到峰值后會下降，而最終趨于定值。當(dāng)樁端位移量超過某一數(shù)值（通常為6～10mm）時，就可以認(rèn)為整個樁身的土層抗拔阻力達(dá)到極限，其后抗拔阻力就會下降。此時，如果繼續(xù)增加上拔荷載，就會產(chǎn)生破壞。土木工程檢測技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫三、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)1、基本原理樁的抗拔承載力主要影響因素

樁周圍土體：樁周土的性質(zhì)、抗剪強(qiáng)度、側(cè)壓力系數(shù)和土的應(yīng)力歷史。樁自身因素：樁側(cè)表面的粗糙程度、樁截面形狀、樁長、樁的剛度和樁材的泊松比。

施工因素：施工過程中樁周土體的擾動、打入樁中的殘余應(yīng)力、樁身完整性、樁的傾斜角度。休止時間：從成樁到開始試驗(yàn)之間的休止時間長短。

試驗(yàn)方法：樁頂?shù)募虞d方式、荷載維持時間、加載卸載過程等對試驗(yàn)結(jié)果也有影響。土木工程檢測技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫2、試驗(yàn)檢測儀器設(shè)備單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)檢測系統(tǒng)主要由加載反力裝置、加載裝置、荷載測量裝置、變形測量裝置、儀器控制采集裝置等組成。加載反力裝置形式：宜采用工程樁反力裝置，也可采用地基反力裝置。土木工程檢測技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫三、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)2、試驗(yàn)檢測儀器設(shè)備單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)檢測系統(tǒng)加載反力裝置要求：（1）反力裝置所能提供的承載能力應(yīng)不小于最大抗拔加載量的1.3倍。（2）采用反力樁（或工程樁）提供反力時，反力樁頂面應(yīng)平整并具有足夠的強(qiáng)度。（3）采用天然地基提供反力時，兩邊支座處的地基強(qiáng)度應(yīng)相近，且兩邊支座與地面的接觸面積宜相同，施加于地基的壓應(yīng)力不應(yīng)超過地基承載力容許值的1.5倍，反力梁的支點(diǎn)重心應(yīng)與支座中心重合。土木工程檢測技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫三、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)三、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)2、試驗(yàn)檢測儀器設(shè)備單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)檢測系統(tǒng)加載裝置：加載裝置采用油壓千斤頂，千斤頂?shù)陌惭b有兩種方式。（1）一種是千斤頂放在試樁的上方、主梁的上面；（2）另一種是將兩個千斤頂分別放在反力樁或支承墩的上面、主梁的下面，千斤頂頂升主梁。千斤頂安放在反力架上面，采用二臺以上千斤頂加載時，需采取一定的安全措施，防止千斤頂傾倒或其他意外事故發(fā)生。加載用油泵的選取，按照單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)中的選擇方式進(jìn)行。土木工程檢測技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫2、試驗(yàn)檢測儀器設(shè)備荷載測量裝置（同抗壓靜載試驗(yàn)）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)于千斤頂油路的壓力表或壓力傳感器測定油壓，根據(jù)千斤頂與配套的壓力表率定曲線換算荷載。荷重傳感器的測量誤差不應(yīng)大于1%，壓力表精度應(yīng)優(yōu)于或等于0.4級。試驗(yàn)用壓力表、油泵、油管在加載時的壓力不應(yīng)超過額定工作壓力的80%，且不應(yīng)小于額定工作壓力的20%。土木工程檢測技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫壓力表壓力傳感器荷重傳感器三、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)2、試驗(yàn)檢測儀器設(shè)備變形（樁頂上拔量測量）測量裝置安裝位置：樁頂上拔量測量平面必須在樁頂或樁身位置，上拔量測量點(diǎn)宜設(shè)置在樁頂以下不小于1倍樁徑的樁身上，不得設(shè)置在受拉鋼筋上。對于大直徑灌注樁，可設(shè)置在鋼筋籠內(nèi)側(cè)的樁頂面混凝土上，避免因鋼筋變形導(dǎo)致上拔量觀測數(shù)據(jù)失實(shí)。測量系統(tǒng)：試樁、反力支座和基準(zhǔn)樁之間的中心距離的規(guī)定與單樁抗壓靜載試驗(yàn)相同?；鶞?zhǔn)樁需打入試坑地面以下一定深度，保證在試驗(yàn)過程中基準(zhǔn)樁不變形（一般不小于1m）。土木工程檢測技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫三、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)試樁中心與錨樁中心(或壓重平臺支墩邊)試樁中心與基準(zhǔn)樁中心基準(zhǔn)樁中心與錨樁中心(或壓重平臺支墩邊)≥4（3）D，且＞2.0m≥4（3）D，且＞2.0m≥3D，且＞2.0m2、試驗(yàn)檢測儀器設(shè)備變形（樁頂上拔量測量）測量裝置測量儀器技術(shù)要求：同單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)。宜采用位移傳感器或大量程百分表，并應(yīng)符合下列規(guī)定。精度：測量誤差不應(yīng)大于0.1%FS，分辨力應(yīng)優(yōu)于或等于0.01mm；數(shù)量：直徑或邊寬大于500mm的樁，在其兩個方向?qū)ΨQ安裝4個位移測試儀表，直徑或邊寬小于或等于500mm的樁，對稱安置2個位移測試儀表。土木工程檢測技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫三、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)3、現(xiàn)場檢測檢測準(zhǔn)備工作調(diào)查收集資料收集工程相關(guān)資料確定被檢樁樁位確定試驗(yàn)可行性制定檢測方案工程概況抽樣方案所需機(jī)械人員樁頭的加固處理試驗(yàn)周期樁的試驗(yàn)方案檢查設(shè)備儀器選擇合理試驗(yàn)設(shè)備儀器設(shè)備檢查調(diào)試計(jì)量器具、配套設(shè)備的檢查或模擬測試現(xiàn)場準(zhǔn)備場地的平整樁頭（試點(diǎn)）的處理搭建反力裝置測試系統(tǒng)搭建設(shè)備采集連接開始試驗(yàn)土木工程檢測技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫三、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)3、現(xiàn)場檢測最大加載量及檢測數(shù)量

工程樁抽樣檢測和評價(jià)：按設(shè)計(jì)要求確定最大加載量，檢測數(shù)量應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，不宜少于3根。

設(shè)計(jì)提供依據(jù)試驗(yàn)樁：加載至樁側(cè)土破壞或樁身結(jié)構(gòu)破壞，試驗(yàn)樁數(shù)量應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，且不應(yīng)少于3根。加卸載分級、試驗(yàn)方法及穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)同單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)土木工程檢測技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫三、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)3、現(xiàn)場檢測加卸載方式分級加載，采用逐級等量加載；分級荷載宜為最大加載量或預(yù)估極限承載力的1/10～1/15，第一級可取分級荷載的2倍。分級卸載，采用逐級等量卸載；每級卸載量取加載時分級荷載的2倍。加、卸載時應(yīng)使荷載傳遞均勻、連續(xù)、無沖擊，每級荷載在維持過程中的變化幅度不得超過分級荷載的±10%。土木工程檢測技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫三、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)3、現(xiàn)場檢測慢速維持荷載法步驟公路基樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)采用慢速維持荷載法。

樁頂上拔量：每級荷載施加后按第5、15、30、45、60min測讀，以后每隔30min測讀一次。相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：每一小時內(nèi)的樁頂上拔量不超過0.1mm，并連續(xù)出現(xiàn)兩次（從分級荷載施加后的30min開始，按1.5h連續(xù)三次每30min的觀測值計(jì)算）。當(dāng)樁頂上拔達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時，再施加下一級荷載。卸載：每級荷載應(yīng)維持1h，分別按第15、30、60min量測樁頂?shù)幕貜椓浚纯尚断乱患壓奢d。卸載至零后：維持時間不得少于3h。樁端為砂類土?xí)r，應(yīng)在開始30min內(nèi)每15min測讀一次；樁端為黏質(zhì)土?xí)r，應(yīng)在開始60min內(nèi)每15min測讀一次，以后每隔30min測讀一次樁頂殘余上拔量。土木工程檢測技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫三、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)3、現(xiàn)場檢測終止加載條件出現(xiàn)所列四種情況之一時，可終止加載。被檢樁在某級荷載作用下的上拔量大于前一級荷載上拔量的5倍。按樁頂上拔量控制時，累計(jì)樁頂上拔量超過100mm。按鋼筋抗拉強(qiáng)度控制時，樁頂上拔荷載達(dá)到受拉鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。抽樣檢測的工程樁，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大上拔荷載或最大上拔位移。

若在較小荷載下出現(xiàn)某級荷載的樁頂上拔量大于前一級荷載下的5倍時，需綜合分析原因，再決定是否繼續(xù)加載；若是為設(shè)計(jì)提供依據(jù)的試驗(yàn)樁，必要時可繼續(xù)加載；因混凝土樁當(dāng)樁身出現(xiàn)多條環(huán)向裂縫后，其樁頂位移可能會出現(xiàn)小的突變，此時并非達(dá)到樁側(cè)土的極限抗拔力。土木工程檢測技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫三、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)4、數(shù)據(jù)分析與結(jié)果判定檢測數(shù)據(jù)記錄

土木工程檢測技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫本級上拔量累計(jì)上拔量三、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)4、數(shù)據(jù)分析與結(jié)果判定檢測數(shù)據(jù)整理

檢測數(shù)據(jù)整理應(yīng)繪制上拔荷載-樁頂上拔量（U-δ）關(guān)系曲線和樁頂上拔量-時間對數(shù)（δ-lgt）關(guān)系曲線，必要時可繪制其他輔助分析曲線。土木工程檢測技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫三、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)4、數(shù)據(jù)分析與結(jié)果判定單樁豎向抗拔極限承載力確定根據(jù)上拔量隨荷載變化的特征確定：對陡升型U-δ曲線，取陡升起始點(diǎn)對應(yīng)的荷載值。根據(jù)上拔量隨時間變化的特征確定：取δ-lgt曲線斜率明顯變陡或曲線尾部明顯向上彎曲的前一級荷載值。當(dāng)在某級荷載下抗拔鋼筋斷裂時，取其前一級荷載值。對抽樣檢測的工程樁在最大加載量下，未出現(xiàn)以上三款情況，且樁頂上拔量達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時，可取最大加載量。土木工程檢測技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫三、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)4、數(shù)據(jù)分析與結(jié)果判定為設(shè)計(jì)提供依據(jù)的單樁豎向抗拔極限承載力統(tǒng)計(jì)值當(dāng)極差不超過平均值的30%，取平均值為單樁抗拔極限承載力的統(tǒng)計(jì)值。當(dāng)極差超過平均值的30%，應(yīng)分析極差過大的原因，結(jié)合工程具體情況綜合確定，必要時可增加試樁數(shù)量。樁數(shù)為3根或3根以下獨(dú)立承臺的基樁，應(yīng)取低值。單位工程同一條件的單樁豎向抗拔容許承載力按單樁豎向抗拔極限承載力統(tǒng)計(jì)值的一半取值。當(dāng)工程樁不允許帶裂縫工作時，應(yīng)取樁身開裂前一級荷載作為單樁豎向抗拔承載力容許值，并與統(tǒng)計(jì)值的一半取值相比后取小值。土木工程檢測技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫三、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)4、數(shù)據(jù)分析