靜載試驗

靜載試驗

建築術語
靜載試驗(Static Load Testing)是指在樁頂部逐級施加豎向壓力、豎向上拔力或水平推力,觀測樁頂部随時間産生的沉降、上拔位移或水平位移,以确定相應的單樁豎向抗壓承載力、單樁豎向抗拔承載力或單樁水平承載力的試驗方法。[1]
  • 中文名:靜載試驗
  • 外文名:Static Load Testing
  • 别名:
  • 測試儀器:反力裝置、測力裝置、載荷闆等
  • 目的:确定單樁豎向(抗壓)極限承載力
  • 優點:技術簡單,而結果明确
  • 缺點:費時費力和成本高,檢測數少

試驗目的

采用接近于豎向抗壓樁的實際工作條件的試驗方法,确定單樁豎向(抗壓)極限承載力,作為設計依據,或對工程樁的承載力進行抽樣檢驗和評價。當埋設有樁底反力和樁身應力、應變測量元件時,尚可直接測定樁周各土層的極限側阻力和極限端阻力。除對于以樁身承載力控制極限承載力的工程樁試驗加載至承載力設計值的1.5-2倍外,其餘試樁均應加載至破壞。

儀器

1、反力裝置:設計承載力特征值均為200kPa,反力設備按最大60t~80t準備,在如圖1所示的事先砌築的磚牆上放置8根6m長的工字鋼作為載荷平台,載荷平台上周圍用土袋碼砌,然後裝入砂土作為荷重。

2、測力裝置:采用100t油壓千斤頂加壓,千斤頂型号:QYL100,額定起重量:100t,最低高度≤335㎜,起重高度≥180㎜。

3、載荷闆:荷載闆采用1㎡的方形鋼闆和圓形鋼闆以及0.866㎡的圓形鋼闆。為防止載荷闆産生翹曲變形,又在載荷闆上面放置邊長為0.8m的方形鋼闆和直徑為0.8m的圓形鋼闆。

4、變形測量裝置:百分表(精度0.01㎜)

試驗裝置

靜載試驗一般采用油壓千斤頂加載,千斤頂的加載反力裝置可根據現場實際條件取。

2.1 錨樁橫梁反力裝置(圖C-1):

錨樁、反力梁裝置能提供的反力應不小于預估最大試驗荷載的1.2-1.5倍。

采用工程樁作錨樁時,錨樁數量不得少于4根,并應對試驗過程錨樁上拔量進行監測。

2.2 壓重平台反力裝置:壓重量不得少于預估試樁破壞荷載的1.2倍;壓重應在試驗開始後分級施加,并均勻 穩固放置于平台上;

2.3 錨樁壓重聯合反力裝置:當試樁最大加載量超過錨樁的抗拔能力時,可在橫梁上放置或懸挂一定重物,由 錨樁和重物共同承受千斤頂加載反力。

千斤頂平放于試樁中心,當采用2個以上千斤頂加載時,應将千斤頂并聯同步工作,并使千斤頂的合力通過試樁中心。

荷載與沉降的量測儀表

荷載可用放置于千斤頂上的應力環、應變式壓力傳感器直接測定,或采用聯于千斤頂的壓力表測定油壓,根據千斤頂率定曲線換算荷載。試樁沉降一般采用百分表或電子位移計測量。對于大直徑樁應在其2個正交直徑方向對稱安置4個位移測試儀表,中等和小直徑樁徑可安置2個或3個位移測試儀表。沉降測定平面離樁頂距離不應小于0.5倍樁徑,固定和支承百分表的夾具和基準梁在構造上應确保不受氣溫、振動及其他外界因素影響而發生豎向變位。

試樁制作要求

4.1 試樁頂部一般應予加強,可在樁頂配置加密鋼筋網2-3層,或以薄鋼闆圓筒作成加勁箍與樁頂混凝土澆成 一體,用高标号砂漿将樁頂抹平。對于預制樁,若樁頂未破損可不另作處理。

4.2 為安置沉降測點和儀表,試樁頂部露出試坑地面的高度不宜小于600mm,試坑地面宜與樁承台底設計标 高一緻。

4.3 試樁的成樁工藝和質量控制标準應與工程樁一緻。為縮短試樁養護時間,混凝土強度等級可适當提高,或 摻入早強劑。

4.4 從成樁到開始試驗的間歇時間:在樁身強度達到設計要求的前提下,對于砂類土,不應少于10d;對于粉 土和粘性土,不應少于15d;對于淤泥或淤泥質土,不應少于25d。

試驗加載方式

采用慢速維持荷載法,即逐級加載,每級荷載達到相對穩定後加下一級荷載,直到試樁破壞,然後分級卸載到零。當考慮結合實際工程樁的荷載特征可采用多循環加、卸載法(每級荷載達到相對穩定後卸載到零)。當考慮縮短試驗時間,對于工程樁的檢驗性試驗,可采用快速維持荷載法,即一般每隔一小時加一級荷載。

加卸載與沉降觀測

6.1 加載分級:每級加載為預估極限荷載的1/10-1/15,第一級可按2倍分級荷載加荷;

6.2 沉降觀測:每級加載後間隔5、10、15min各測讀一次,以後每隔15min測讀一次,累計1h後每隔30min測讀 一次。每次測讀值記入試驗記錄表;

6.3 沉降相對穩定标準:每一小時的沉降不超過0.1mm,并連續出現兩次(由1.5h内連續三次觀測值計算), 認為已達到相對穩定,可加下一級荷載。

6.4 終止加載條件:當出現下列情況之一時,即可終止加載:

(1)某級荷載作用下,樁的沉降量為前一級荷載作用下沉降量的5倍;

(2)某級荷載作用下,樁的沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的2倍,且經24h尚未達到相對穩定;

(3)已達到錨樁最大抗拔力或壓重平台的最大重量時。

6.5 卸載與卸載沉降觀測:每級卸載值為每級加載值的2倍。每級卸載後隔15min測讀一次殘餘沉降,讀兩次 後,隔30min再讀一次,即可卸下一級荷載,全部卸載後隔3-4h再讀一次。

試驗報告

7.1 确定單樁豎向極限承載力:一般應繪Q-s,s-lgt曲線,以及其他輔助分析所需曲線:

7.2 當進行樁身應力、應變和樁底反力測定時,應整理出有關數據的記錄表和繪制樁身軸力分布、側阻力分 布、樁端-阻力荷載、樁端阻力-沉降關系等曲線;

7.3 按第C.0.10條和第C.0.11條确定單樁豎向極限承載力标準值。

單樁豎向極限承載力

8.1 根據沉降随荷載的變化特征确定極限承載力:對于陡降型Q-s曲線取Q-s曲線發生明顯陡降的起始點;

8.2根據沉降量确定極限承載力:對于緩變型Q-s曲線一般可取s=40-60mm對應的荷載,對于大直徑樁可取 s=0.03-0.06D(D為樁端直徑,大樁徑取低值,小樁徑取高值)所對應的荷載值;對于細長樁(l/d>80)可取 s=60-80mm對應的荷載;

8.3 根據沉降随時間的變化特征确定極限承載力,取s-lgt曲線尾部出現明顯向下彎曲的前一級荷載值。

優缺點

優點:技術簡單,而結果明确。

缺點:費事費力和成本高,檢測數少。

檢測質量控制

1 組織管理和質量管理體系

1)根據計量認證評審準則的要求,質檢站應有保證檢測質量的組織機構,有崗位質量職責。作為重要檢測項目的基樁靜載試驗,涉及部門、人員衆多,應明文規定管理、檢測等人員的職責、權力和互相關系;應有熟悉檢測方法和程序、了解檢測目的、懂得如何評價試驗結果、責任心強的技術骨幹擔任質量監督員。為保證檢測判斷的獨立性和誠實性,還應有明文規定,檢測工作不受來自行政、商業、财務等方面的幹預。

2)質檢站應建立與其承擔的檢測範圍、工作量相适應的質量管理體系,形成文件并運行。在體系中,靜載試驗檢測項目應明确質量職能分配,建立檢驗工作流程,并嚴格執行。體系建立并運行後,内審員還要定期對靜載試驗檢測工作進行内審,以檢查其工作對質量體系的符合性。同時應定期進行管理評審,以确保質量體系的适宜性、充分性和有效性。

3)人是影響檢測質量的最重要因素。基樁靜載試驗檢測應配備足夠的熟悉靜載試驗檢測的人員、持證上崗。另外,要根據實際情況,經常開展如技術講座、外送培訓、崗位練兵等職工崗位技術培訓,以提高檢測人員的技術業務水平。對新上崗人員應先經相關主管部門進行培訓,并考核合格後方可上崗。

2 儀器設備計量控制

1)靜載試驗儀器設備的質量是影響靜載試驗質量的重要因素。質檢站要根據本站所開展的檢測項目和工作量,合理配備儀器設備。儀器設備選用應從量程範圍、測定的準确度和穩定性來考慮。選用儀器設備的供應商應具有國家質量技術監督部門頒發的“制造計量器具許可證”,以保證質量,儀器設備出廠應有合格證。新購入的測量儀器在投入使用前,應由具有國家質量技術監督部門授權準予的計量部門檢定合格方可投入使用。

2)儀器設備的日常使用、維護、保養是十分重要的環節。主要或重要儀器設備應有操作規程,如電動油壓泵操作規程、百分表操作規程、壓力表操作規程等。所有儀器設備應有專人負責保管,定期維護保養并有記錄,确保儀器設備始終處于正常狀态。測力傳感器、百分表、靜力荷載測試儀應定期由計量檢定部門進行檢定,檢定合格應貼“合格”标識,并注明檢定日期和有效期。對不符合要求的應停止使用,并進行标識圾時按程序處置。檢定周期一般為半年或一年。檢定結果均應記入台帳。

3)使用自動化數據采集及處理系統,是提高檢測質量的有效手段。随着自動化程度的提高和普及,本站靜載試驗采用了ZZY型測力傳感器和JCQ一503A靜力荷載測試儀。試驗時,在油壓千斤頂的作用下分級進行自動加、卸載和自動記錄沉降量,減少了南于人工操作、記數、計算帶來的誤差。自動化測試儀器和計算機的操作人員都必須獲得相應的授權,未經授權不得使用自動化測試儀器和計算機。

3 測試過程控制

靜載試驗的測試過程控制包括“簽訂檢測合同,接受委托一調查、資料收集,制定檢測方案一前期準備一現場檢測一計算分析、結果評價,出具檢測報告”。每個環節出現差錯都可能影響靜載試驗質量。

1)實際執行檢測程序巾,由于不可預知的原因,如委托要求的變化、現場調查情況與委托方介紹的不符,或在現場檢測尚未全部完成就已發現質量問題而需要進一步排查,都可能使原檢測方案中的抽檢數量、受檢樁樁位、檢測方法發生變化。因此,檢測方案可根據實際情況動态調整。調查階段應盡可能詳細地了解和搜集有關的技術資料,明确委托方的具體要求和現場實施的可行性,有些情況需要檢測技術人員到現場了解和搜集。

2)把好受檢樁位的放點關,防止“貨不對闆”。檢測方案确定後,檢測現場确定受檢樁的樁位應有委托方的監理人員确認,以免在複雜的建築施工現場定錯樁位,造成實際檢測樁與受委托檢測樁不符。

3)把好堆載物的安裝關舫止堆載量不夠和“加載偏心”。受檢樁的樁位确定後,進入設備儀器安裝階段。

4)把好方法選擇關,防止“快慢不分”。設備儀器安裝好後,檢測人員在自動化數據采集及處理系統操作巾,在選擇慢速或快速維持荷載法時特别要注意。開展靜載試驗多年,有相對成熟的地區經驗,近年來對工程樁驗收檢測多采用了快速維持荷載法,但用于指導設計和有争議的基樁工程的靜載試驗應采用慢速維持荷載法。

5)把好加載重量和加載時間關,防止“偷工減料”。檢測人員應按規範要求進行測試,遵守儀器操作規程,認真記錄試驗現象和數據。倚載不夠要及時補足荷載,如果中途因故停止試驗後,恢複試驗時,應加載至前一級荷載,穩定後繼續進行試驗,同時應在原始記錄巾,詳細說明試驗巾斷原因、起止時間、處理過程。

6)質量監督員要随時注意試驗人員操作情況、儀器運轉情況,發現問題要及時采取補救措施。對試驗中出現的異常數據應進行糾偏.認真分析原因,必要時重新試驗。當未達到委托方“要求最大試驗荷載”就出現滿足規範終止加載條件的情況時,應立即通知委托方、質檢站主管靜載試驗的技術負責人,在得到有關人員确認後,方可終止加載,作進一步處理。

7)現場檢測完成後,試驗數據記錄卡、原始記錄等應及時移交給報告編制人員。

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