教你做單樁豎向抗拔靜載荷試驗(yàn)
一、適用范圍
單樁豎向抗拔靜載荷試驗(yàn)就是采用接近于豎向抗拔樁實(shí)際工作條件的試驗(yàn)方法,，確定單樁的豎向抗拔極限承載能力,，是最直觀(guān)、最可靠的方法,。迄今為止,，樁基礎(chǔ)上拔承載力的計(jì)算還是一個(gè)沒(méi)有從理論上解決的問(wèn)題，在這種情況下,，現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)在確定單樁豎向抗拔承載力中的作用就更為重要,。
基礎(chǔ)承受上拔力的建(構(gòu))筑物主要有以下幾種類(lèi)型：
(1)高壓送電線(xiàn)路塔；
(2)電視塔等高聳構(gòu)筑物,；
(3)承受浮托力為主的地下工程和人防工程,，如深水泵房、(防空)地下室或其他工業(yè)建筑,、深坑,；
(4)在水平力作用下出現(xiàn)上拔力的建(構(gòu))筑物。
(5)膨脹土地基上的建筑物,；
(6)海上石油鉆井平臺(tái),；
(7)索拉橋和斜拉橋中所用的錨樁基礎(chǔ)；
(8)修建船舶的船塢底板,。
二,、破壞模式
在上拔荷載作用下，樁身首先將荷載以摩阻力的形式傳遞到周?chē)林?，其?guī)律與承受豎向下壓荷載時(shí)一樣,，只不過(guò)方向相反。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,。當(dāng)樁端位移量超過(guò)某一數(shù)值(通常為6～10mm)時(shí),，就可以認(rèn)為整個(gè)樁身的土層抗拔阻力達(dá)到極限，其后抗拔阻力就會(huì)下降,。此時(shí),，如果繼續(xù)增加上拔荷載，就會(huì)產(chǎn)生破壞,。
影響單樁堅(jiān)向抗拔承載力的因素很多,，歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方面：
(1)樁周土體的影響：
樁周土的性質(zhì)、土的抗剪強(qiáng)度,、側(cè)壓力系數(shù)和土的應(yīng)力歷史等都會(huì)對(duì)單樁豎向抗拔承載力產(chǎn)生一定的影響,。一般說(shuō)來(lái)，在粘土中,，樁的抗拔極限側(cè)阻力與土的不排水抗剪強(qiáng)度接近,；在砂土中，樁的抗拔極限側(cè)阻力可用有效應(yīng)力法來(lái)估計(jì),，砂土的抗剪強(qiáng)度越大,，樁側(cè)單位面積的極限抗拔側(cè)阻力也就越大。
(2)樁自身因素的影響：
樁側(cè)表面的粗糙程度越大,，則樁的抗拔承載力就越大,，且這種影響在砂土中比在粘土中更明顯,；此外，樁截面形狀,、樁長(zhǎng),、樁的剛度和樁材的泊松比等都會(huì)對(duì)單樁豎向抗拔承載力產(chǎn)生不同程度的影響。
(3)施工因素的影響：在施工過(guò)程中,，樁周土體的擾動(dòng),、打人樁中的殘余應(yīng)力、樁身完整性,、樁的傾斜角度等也將影響單樁豎向抗拔承載力的大小,。
(4)休止時(shí)間的影響：從成樁到開(kāi)始試驗(yàn)之間的休止時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)單樁豎向抗拔承載力影響是明顯的；另外,、樁頂?shù)募虞d方式,、荷載維持時(shí)間、加載卸載過(guò)程等對(duì)單樁豎向抗拔承載力也有影響,。
三,、儀器設(shè)備
單樁豎向抗拔靜載荷試驗(yàn)的設(shè)備裝置基本上與單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)裝置相同，但是其使用及安裝方式不盡一樣,。
1．反力裝置
抗拔試驗(yàn)反力裝置宜采用反力樁(或工程樁)提供支座反力,，也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采用天然地基提供支座反力；反力架系統(tǒng)應(yīng)具有不小于1．2倍的安全系數(shù),。
采用反力樁(或工程樁)提供支座反力時(shí),，反力樁頂面應(yīng)平整并具有一定的強(qiáng)度。為保證反力梁的穩(wěn)定性,，應(yīng)注意反力樁頂面直徑(或邊長(zhǎng))不宜小于反力梁的梁寬,，否則，應(yīng)加墊鋼板以確保試驗(yàn)設(shè)備安裝的穩(wěn)定性,。
采用天然地基提供反力時(shí),，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)力不宜超過(guò)地基承載力特征值的1．5倍,，避免加載過(guò)程中兩邊沉降不均造成試樁偏心受拉，反力梁的支點(diǎn)重心應(yīng)與支座中心重合,。
2．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：一種是千斤頂放在試樁的上方、主梁的上面,，因拔樁試驗(yàn)時(shí)千斤頂安放在反力架上面,，比較適用于一個(gè)千斤頂?shù)那闆r，特別是穿心張拉千斤頂，當(dāng)采用兩臺(tái)以上千斤頂加載時(shí),，應(yīng)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。如對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁進(jìn)行抗拔試驗(yàn)時(shí),，可采用穿心張拉千斤頂,，將管樁的主筋直接穿過(guò)穿心張拉千斤頂?shù)母鱾€(gè)孔,，然后鎖定,，進(jìn)行試驗(yàn)。另一種是將兩個(gè)千斤頂分別放在反力樁成支承墩的上面,、主梁的下面,，千斤頂頂主梁，如下圖所示,，通過(guò)“抬”的形式對(duì)試樁施加上拔荷載,。對(duì)于大直徑、高承載力的樁,，宜采用后一種形式,。
3．荷載量測(cè)裝置
荷載可用放置于千斤頂上的應(yīng)力環(huán)、應(yīng)變式壓力傳感器直接測(cè)定,，也可采用連接于千斤頂上的標(biāo)準(zhǔn)壓力表測(cè)定油壓,，根據(jù)千斤頂荷載—油壓串定曲線(xiàn)換算出實(shí)際荷載值。一般說(shuō)來(lái),，樁的抗拔承載力遠(yuǎn)低于抗壓承載力,，在選擇千斤頂和壓力表選自.投標(biāo)書(shū)代寫(xiě)網(wǎng) yipai178.com 時(shí)，應(yīng)注意量程問(wèn)題,，特別是試驗(yàn)荷載較小的試驗(yàn)樁,，采用“抬”的形式時(shí)．應(yīng)選擇相適應(yīng)的小噸位千斤頂。對(duì)于大直徑,、高承載力的試樁,，可采用兩臺(tái)或四臺(tái)千斤頂對(duì)其加載。當(dāng)采用兩臺(tái)及兩臺(tái)以上千斤頂加載時(shí),，為了避免受檢樁偏心受載,，千斤頂型號(hào)、規(guī)格應(yīng)相同且應(yīng)并聯(lián)同步工作,。
4．位移量測(cè)裝置
1)基準(zhǔn)樁
基準(zhǔn)樁的安裝按照單樁豎向抗壓的要求執(zhí)行,，要注意安裝距離。
2)基準(zhǔn)梁
基準(zhǔn)梁的一端應(yīng)固定在基準(zhǔn)樁上,，另一端應(yīng)簡(jiǎn)支于基準(zhǔn)樁上,，并采取有效遮擋措施。
3)百分表或位移傳感器
樁頂上拔量測(cè)量平面必須在樁頂或樁身位置，安裝在樁頂時(shí)應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離主筋,，嚴(yán)禁在混凝土樁的受拉鋼筋上設(shè)置位移觀(guān)測(cè)點(diǎn),，避免因鋼筋變形導(dǎo)致上拔量觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)失實(shí)。
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,。在采用天然地基提供支座反力時(shí)，拔樁試驗(yàn)加載相當(dāng)于給支座處地面加載,，支座附近的地面也因此會(huì)出現(xiàn)不同程度的沉陷,。荷載越大，這種變形越明顯,。為防止支座處地基沉降對(duì)基推梁的影響,，一是應(yīng)使基準(zhǔn)樁與反力支座、試樁各自之間的間距滿(mǎn)足JGJ106-2014規(guī)范中的表4.2.6的規(guī)定,，二是基準(zhǔn)樁需打入試坑地面以下一定深度(一般不小于1m),。
JGJ106-2014規(guī)范對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的規(guī)定條文：
5.3.1 對(duì)混凝土灌注樁、有接頭的預(yù)制樁,，宜在拔樁試驗(yàn)前采用低應(yīng)變法檢測(cè)受檢樁的樁身完整性,。為設(shè)計(jì)提供依據(jù)的抗拔灌注樁施工時(shí)應(yīng)進(jìn)行成孔質(zhì)量檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)樁身中,、下部位有明顯擴(kuò)徑的樁不宜作為抗拔試驗(yàn)樁,；對(duì)有接頭的預(yù)制樁，應(yīng)驗(yàn)算接頭強(qiáng)度,。
5.3.2 單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)宜采用慢速維持荷載法,。設(shè)計(jì)有要求時(shí)，也可采用多循環(huán)加,、卸載方法或恒載法,。慢速維持荷載法的加卸載分級(jí)、試驗(yàn)方法及穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按JGJ106-2014規(guī)范第4.3.3條和4.3.5條規(guī)定執(zhí)行,。
5.3.3 當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí),，可終止加載：
（1）在某級(jí)荷載作用下，樁頂上拔量大于前一級(jí)上拔荷載作用下的上拔量5倍,。
（2）按樁頂上拔量控制,，當(dāng)累計(jì)樁頂上拔量超過(guò)100mm時(shí)。
（3）按鋼筋抗拉強(qiáng)度控制,，鋼筋應(yīng)力達(dá)到鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,，或某根鋼筋拉斷。
（4）對(duì)于驗(yàn)收抽樣檢測(cè)的工程樁,，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大上拔荷載值,。
