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静载液压设备
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静载液压设备

    静载液压设备是指在桩顶部逐级施加竖向压力、竖向上拔力或水平推力,观测桩顶部随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移,以确定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力或单桩水平承载力的试验方法。

    静载液压设备采用接近于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、应变测量元件时,尚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。

    仪器

    反力装置:设计承载力特征值均为200kPa,反力设备按大60t~80t准备,在如图1所示的事先砌筑的砖墙上放置8根6m长的工字钢作为载荷平台,载荷平台上周围用土袋码砌,然后装入砂土作为荷重。

    测力装置:采用100t油压千斤顶加压,千斤顶型号:QYL100,额定起重量:100t,低度≤335㎜,起重高度≥180㎜。

    载荷板:荷载板采用1㎡的方形钢板和圆形钢板以及0.866㎡的圆形钢板。为防止载荷板产生翘曲变形,又在载荷板上面放置边长为0.8m的方形钢板和直径为0.8m的圆形钢板。

    变形测量装置:百分表(精度0.01㎜)

    静载液压设备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。

    锚桩横梁反力装置(图C-1):

    锚桩、反力梁装置能提供的反力应不小于预估试验荷载的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试桩破坏荷载的1.2倍;压重应在试验开始后分级施加,并均匀 稳固放置于平台上;

    锚桩压重联合反力装置:当试桩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。

    千斤顶平放于试桩中心,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。

    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。

    制作

    试桩顶部一般应予加强,可在桩顶配置加密钢筋网2-3层,或以薄钢板圆筒作成加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的高度不宜小于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。

    加载方式

    静载液压设备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。

    沉降观测

    加载分级:每级加载为预估极限荷载的1/10-1/15,可按2倍分级荷载加荷;

    沉降观测:每级加载后间隔5、10、15min各测读一次,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;

    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内连续三次观测值计算), 认为已达到相对稳定,可加下一级荷载。

    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)已达到锚桩抗拔力或压重平台的重量时。

    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再读一次,即可卸下一级荷载,全部卸载后隔3-4h再读一次。

    报告内容

    确定单桩竖向极限承载力:一般应绘Q-s,s-lgt曲线,以及其他辅助分析所需曲线:

    当进行桩身应力、应变和桩底反力测定时,应整理出有关数据的记录表和绘制桩身轴力分布、侧阻力分 布、桩端-阻力荷载、桩端阻力-沉降关系等曲线;

    按第C.0.10条和第C.0.11条确定单桩竖向极限承载力标准值。

    分析

    根据沉降随荷载的变化特征确定极限承载力:对于陡降型Q-s曲线取Q-s曲线发生明显陡降的起始点;

    根据沉降量确定极限承载力:对于缓变型Q-s曲线一般可取s=40-60mm对应的荷载,对于大直径桩可取 s=0.03-0.06D(D为桩端直径,大桩径取低值,小桩径取高值)所对应的荷载值;对于细长桩(l/d>80)可取 s=60-80mm对应的荷载;

    根据沉降随时间的变化特征确定极限承载力,取s-lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值。

    优缺点

    优点:技术简单,而结果明确。

    缺点:费时费力和成本高,检测数少。


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