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静荷载基桩检测原理及应用技术

2020-04-02 10:16:46

        一、前言

        桩基检测方法主要有静载试验、钻芯、低应变、高应变、声波透射法等。静载试验在确定单桩极限承载力方面,是目前最为准确、可靠的  检验方法。静荷载试验堆载及安装示意见下图。

        二、检测机理及应用

 

        2.1检测准备

 

        静荷载试验检测时间应满足如下条件:桩身强度需达到设计要求,同时检测休止时间还应满足沙土不少于7d、粉土不少于10天、非饱和粘性土不少于15d,对于淤泥或淤泥质土等饱和粘性土不少于25d;泥浆护壁灌注桩宜延长休止时间。

        检测数量应满足如下要求:(1)在同一条件下桩基分项工程的试桩数量不应少于总桩数的1%,且不应少于3根;当总桩数在50根以内时不应少于2根。

        竖向静载试验的试桩和锚桩可利用工程桩,预估最大试验荷不得大于锚桩钢筋的设计强度。

 

        2.2机理研究

 

        基桩可将上部结构荷载通过桩身传递到地基土中,使建筑物能够稳固地在地基上,同时不发生较大的沉降。静荷载试验受力过程如下:

        (1)当竖向载荷开始逐步施加桩顶时,桩身上部首先受到压缩而产生向下位移,这时,桩侧面开始受到土的向上摩阻力。

        (2)桩顶荷载在沿着桩身向下传递的过程中必须不断地克服这种摩阻力,因此桩身的轴向力随着深度增大而减少。

        (3)荷载逐渐增大,随着桩身位移的增大,侧摩阻力逐渐发挥出来。直到桩身位移量增达到一定数值,桩侧摩擦力达到极限值。若桩身进一步下沉,则在桩与周围土之间将产生相对滑动,侧摩阻力不再增加,甚至稍有降低。

        (4)桩身各断面的位移量是不相等的,在位移最大的桩顶部摩阻力首先达到极限值,随着荷载的增加,下部桩身的侧摩阻力也逐渐增大,桩底土受到压缩而产生桩端承载力,由于桩端土受到压缩,增加了桩土相对位移,从而使摩阻力进一步得到发挥。

        (5)随着荷载的增加,桩端阻力逐渐增大,当桩身侧摩阻力全部达到极限以后,再增加的荷载将全部由桩端阻力承担。

        (6)荷载进一步增加,桩端持力层进一步被压缩,位移继续增大,直到最后出现破坏,桩就进入破坏阶段。桩端阻力达到极限,桩的承载力也相对达到极限承载力,这时作用于桩顶的荷载就是桩的极限荷载。

        桩侧摩阻力达到极限值时,桩与土体的相对极限位移与土质有关:对于粘性土约为5mm~10mm;对于砂类土、粉土约为10mm;对于杂填土等松软土体可能小于5mm。

        桩端阻力达到极限时的桩底下沉量与土类及桩径有关:一般粘性土约为0.25D;硬粘土约为0.1D;中密以上的砂土约为(0.08~0.1)D。一般桩径都在300mm以上,所以桩端下沉达到30mm以上时,桩端阻力才能充分发挥。对于钻孔桩还应考虑沉渣和虚土的影响,当沉渣或虚土较多时,所需下沉压密位移就更大。

        预制桩接头脱节等会导致承载力偏低也属于桩质量问题;桩帽制作不符合要求,如桩帽与原桩身不对中、桩帽混凝土强度低,均会导致试验无法顺利进行则属于广义的桩身破坏。

 

        2.3应用分析

 

        静载试验桩的破坏模式:包括桩身结构强度破坏和地基土强度破坏。土对桩的抗力分为桩测阻力和桩端阻力。完整试桩可分为四个阶段:第一阶段以桩身压缩产生侧摩阻力,桩端阻力未产生;第二阶段桩身不断下沉,侧摩阻力不断加大至极限,端阻力不断加大,桩端土逐渐压密,但仍处于弹性压密状态;第三阶段侧摩阻力已处于极限状态,力值不再增大,端阻力继续加大,桩端土剪切变形逐步形成塑性区;第四阶段桩端土塑性区形成,桩端土挤出或下沉。

        桩头处理:试验过程中桩头部位往往承受较高的竖向荷载和偏心荷载,此时一般应对桩头进行处理。

        单桩极限承载力的统计:按参加统计的试桩数,取极限承载力的试验算术平均值,并要求其极差不超过算术平均值的30%。

        单桩竖向承载力特征值的确定:用确定的单桩竖向抗压承载力除以安全系数2。


        三、智博联ZBL-Q500A静力载荷测试仪

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