单桩垂直静荷载试验

 一、概 述

基桩的一个重要的作用是用来承担竖向荷载, 因此在实际工 程中,大量的基桩试验为单桩竖向承载力试验。 静荷载试验目的是采用接近竖向抗压桩的实际工作条件的试 验方法,确定单桩竖向 (抗压) 极限承载力, 作为设计依据, 或对工程桩的承载力进行抽样检验和评价。当埋设有桩底反力和桩身应 力、应变测量元件或桩底试验箱时, 还可直接测定桩周各土层的极 限侧阻力和极限端阻力。除对于以桩身承载力控制极限承载力的 工程桩试验加载至承载力设计值的 1 .5～2 倍外, 其余试桩均应加 载至破坏。 

二、试验装置及试验要求 

试验加载装置:一般采用油压千斤顶加载。千斤顶的加载反力装置可根据现场实际条件取下列三种形式之一。

1 .锚桩横梁反力装置锚桩、反力梁装置能提供的反力应不小于预估最大试验荷载 的 1 .2～1 .5 倍。 采用工程桩作锚桩时,锚桩数量不得少于 4 根, 并应对试验过程锚桩上拔量进行监测。 压重平台反力装置:压重量不得少于预估最大试验荷载的1 .2 倍;压重应在试验开始前一次加上, 并均匀稳固放置于平台上。 锚桩压重平台反力装置; 当试桩最大压力超过锚桩的抗拔能 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。 

千斤顶平放于试桩中部,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。 荷载与沉降的量测仪表:荷载可用放置于千斤顶上的应力环、 应变式压力传感器直接测定, 或采用联于千斤顶的压力表测定油 压,根据千斤顶率定曲线换算荷载。

试桩沉降一般采用百分表或 电子位移计测量。对于大直径桩应在其 2 个正交直径方向对称安 置 4 个位移测试仪表, 中等和小直径桩径可安置 2 个或 3 个位移 测试仪表。沉降测定平面离桩顶距离不应小于 0 .5 倍桩径, 固定 和支承百分表的夹具和基准梁在构造上应确保不受气温、振动及 其他外界因素影响而发生竖向变位。 

试桩、锚桩( 压重平台支墩) 和基准桩之间的中心距离应符合 表 3-1 的规定。

2 .试桩制作要求 试桩顶部一般应加强, 可在桩顶配置加密钢筋网 2～3 层, 或 以薄钢板圆筒做成劲箍与桩顶混凝土浇成一体, 用高标号砂浆将 桩顶抹平。对于预制桩,若桩顶未破损可不另作处理。

为安置沉降测点和仪表, 试桩顶部露出试坑地面高度不宜小 于 600mm, 试坑地面宜与桩承台底设计标高一致。 

试桩的成桩工艺和质量控制标准应与工程桩一致。为缩短试 桩养护时间,混凝土强度等级可适当提高, 或掺入早强剂。 从成桩到开始试验的间歇时间: 在桩身强度达到设计要求的 前提下,对于砂类土, 不应少于 10d; 对于粉土和粘性土,不应少于 15d; 对于淤泥或淤泥质土,不应少于 25d。 试验加载方式: 采用慢速维持荷载法, 即逐级加载, 每级荷载 达到相对稳定后加下一级荷载, 直到试桩破坏, 然后分级卸载到 零。当考虑结合实际工程桩的荷载特征可采用多循环加、卸载法 (每级荷载达到相对稳定后卸载到零 )。当考虑缩短试验时间, 对 于工程桩的检验性试验,可采用快速维持荷载法, 即一般每隔一小 时加一级荷载。 

3 .加卸载与沉降观测 加载分级: 每级加载为预估极限荷载的 1/ 10～1/ 15, 第一级 可按 2 倍分级荷载加荷; 沉降观测: 每级加载后间隔 5min、10min、15min 测读一次, 以 后每隔 15min 测读一次, 累计 1h 后每隔 30min 测读一次, 每次测 读值记入试验记录表。 

4 .沉降相对稳定标准 每一小时的沉降不超过 0 .1mm, 并连续出现两次( 由 1 .5h 内 连续三次观测计算) , 认为已达到相对稳定,可加下一级荷载。 

5 .终止加载条件 当出现下列情况之一时,即可终止加载:

(1 )某级荷载作用下, 桩的沉降量为前一级荷载作用下沉降量 的 5 倍; 

(2 )某级荷载作用下, 桩的沉降量大于前一级荷载作用下沉降 量的 2 倍,且经 24h 尚未达到相对稳定;

(3 )已达到锚桩最大抗拔力或压重平台的最大重量时。 

6 .卸载与卸载沉降观测 每级卸载值为每级加载值的 2 倍。每级卸载后隔 15min 测读 一次残余沉降, 读两次后, 隔 30min 再测读一次, 即可卸下一级荷 载,全部卸载后, 隔 3～4h 再读一次。 

7 .试验报告内容及资料整理 单桩竖向抗压静载试验整理成表格形式 (表 3-2, 表 3-3, 表 3- 4, 表 3-5, 表 3-6 ) , 并应对成桩和试验过程出现的异常现象作补充说明。