【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，即可測(cè)量相鄰兩點(diǎn)測(cè)環(huán)之間的應(yīng)變。 位移桿樁身變形測(cè)試1. 荷載；2. 百分表；3. 空心鋼管樁或空心箱形鋼柱；4. 測(cè)桿1；5. 測(cè)桿2；6. 測(cè)桿3??? 沉降桿測(cè)量樁身（端）位移樁身（端）位移測(cè)量可通過沉降桿進(jìn)行，沉降桿宜采用內(nèi)、外管形式。外管固定在樁身，內(nèi)管（測(cè)桿）頂端高出外管100～200mm，下端固定在需測(cè)試斷面，這樣即可用百分表量測(cè)測(cè)桿趾部相對(duì)于頂端的下沉量。內(nèi)管內(nèi)可設(shè)置多個(gè)測(cè)桿，同時(shí)測(cè)量樁身不同截面處下沉量，這種方法是美國(guó)材料與試驗(yàn)學(xué)會(huì)（ASTM）所推薦的。實(shí)測(cè)下沉量經(jīng)計(jì)算求得應(yīng)變與荷載。樁身內(nèi)埋測(cè)試元件，國(guó)內(nèi)用得較多的是電阻式應(yīng)變計(jì)和弦式鋼筋計(jì)，用優(yōu)質(zhì)多芯電纜線引出，當(dāng)防潮絕緣處理好時(shí)，元件的完好率可達(dá)95％以上，弦絲頻率式對(duì)環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)些。 單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)? 試驗(yàn)?zāi)康? 單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)主要用于確定單樁豎向抗拔極限承載力；判定豎向抗拔承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求；當(dāng)埋設(shè)有樁身應(yīng)力、應(yīng)變測(cè)量傳感器時(shí)，或樁端埋設(shè)有位移測(cè)量桿時(shí)，可直接測(cè)量樁側(cè)抗拔摩阻力，或樁端上拔量。? 單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)一般按設(shè)計(jì)要求確定最大加載量，為設(shè)計(jì)提供依據(jù)的試樁應(yīng)加載至樁側(cè)土破壞或樁身材料達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。? 破壞模式、極限狀態(tài)? 在上拔荷載作用下，樁身將荷載以摩阻力的形式傳遞到周圍土中，其規(guī)律與承受豎向下壓荷載時(shí)一樣，只不過方向相反。初始階段，上拔阻力由淺部土層提供，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)樁端位移量超過某一數(shù)值時(shí)，就可認(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。? 。? 影響單樁豎向抗拔承載力的因素很多，歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方面：? 樁周圍土體的影響? 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。一般來(lái)說(shuō)，在黏土中，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，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。? 樁自身因素的影響：? 施工工藝：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黏土中更明顯；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。曾有試驗(yàn)證明。? 施工因素的影響? 在施工過程中，樁周土體的擾動(dòng)、打入樁中的殘余應(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。? 休止時(shí)間的影響? 從成樁到開始試驗(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、加載卸載過程等對(duì)單樁豎向抗拔承載力也有影響。 豎向抗拔荷載作用下單樁的破壞形態(tài) 試驗(yàn)裝置及其布置? 單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)由反力裝置、加載裝置、荷載測(cè)量裝置、上拔量測(cè)量裝置組成，下面分別介紹：? ? 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。，并符合下列規(guī)定：? 1)采用反力反力樁（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。? 2)采用天然地基提供支座反力時(shí)，；反力梁的支點(diǎn)重心應(yīng)與支座中心重合。? 。 （或工程樁）提供支座示意圖AA試樁錨樁錨樁基準(zhǔn)梁位移計(jì)反力梁千斤頂工字鋼鋼板鋼板拉桿基準(zhǔn)梁力傳感器試樁反力梁拉桿鋼板工字鋼螺帽螺帽A－A視圖力傳感器? 加載裝置包括千斤頂、油泵。采用千斤頂與油泵相連的形式，由千斤頂對(duì)試樁施加上拔荷載。千斤頂?shù)陌惭b有兩種方式：一種是千斤頂放在試樁上方的主梁上面，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)采用二臺(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。? 荷載測(cè)量裝置包括壓力表、壓力傳感器或荷重傳感器。與單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)一樣，有以下兩種形式：一是用放置在千斤頂上的荷重傳感器直接測(cè)定；二是通過并聯(lián)于千斤頂油路的壓力表或壓力傳感器測(cè)定油壓，根據(jù)千斤頂率定曲線換算荷載。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時(shí)，應(yīng)注意量程問題，特別是試驗(yàn)荷載較小的試驗(yàn)樁。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，這時(shí)，為了避免受檢樁偏心受荷，千斤頂型號(hào)、規(guī)格應(yīng)相同且應(yīng)并聯(lián)同步工作。? 上拔量測(cè)量裝置包括百分表或位移傳感器，以及支撐安放它們的基準(zhǔn)樁、基準(zhǔn)梁。? 樁頂上拔測(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)置位移觀測(cè)點(diǎn)，避免因鋼筋變形導(dǎo)致上拔量觀測(cè)數(shù)據(jù)失實(shí)。? 試樁、反力支承樁和基準(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反力時(shí)，拔樁試驗(yàn)加載相當(dāng)于給支承墩處地面加載。支承墩附近的地面也因此會(huì)出現(xiàn)不同程度的沉降。荷載越大，這種變形越明顯。為防止支承墩處地基沉降對(duì)基準(zhǔn)梁的影響，試樁、支座和基準(zhǔn)樁之間的中心距離應(yīng)符合表41的規(guī)定，且基準(zhǔn)樁需打入試坑地面以下一定深度，一般不小于1m。? ? 同單樁靜載試驗(yàn)方法一樣，當(dāng)試驗(yàn)設(shè)備、儀器儀表安裝完畢后，應(yīng)進(jìn)行一次系統(tǒng)檢查和預(yù)壓，如一切正常，即可開始正式試驗(yàn)。? 、卸載方法? 單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)一般采用慢速維持荷載法。需要時(shí)也可采用多循環(huán)加、卸載方法。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)同單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)一致。? 終止加載條件? 當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，即可終止加載：? 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。? 按樁頂上拔量控制，當(dāng)累計(jì)樁頂上拔量超過100mm時(shí)。? 按鋼筋抗拉強(qiáng)度控制，鋼筋應(yīng)力達(dá)到鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的 。? 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。 試驗(yàn)資料記錄試驗(yàn)資料應(yīng)準(zhǔn)確記錄。試驗(yàn)前應(yīng)收集工程地質(zhì)資料、設(shè)計(jì)資料、施工資料等，填寫靜載試驗(yàn)概況表。試驗(yàn)過程要及時(shí)記錄所發(fā)生的各種情況并填寫靜載試驗(yàn)記錄表。試驗(yàn)資料的收集與記錄可參照豎向抗壓試驗(yàn)的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，記錄表格可按表42和表43的格式記錄。 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析? 單樁豎向抗拔極限承載力的確定? 確定單樁豎向抗拔極限承載力應(yīng)繪制上拔荷載樁頂上拔量（Uδ）關(guān)系曲線和樁頂上拔量時(shí)間對(duì)數(shù)曲線（δ－lgt）曲線。當(dāng)上述兩種曲線難以判別時(shí)，可輔以δ －lgU曲線或lgU －lg δ曲線，以確定拐點(diǎn)位置。? 單樁豎向抗拔極限承載力可按下列方法綜合判定：? ：對(duì)陡變型U－ δ曲線，取陡升起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載值（）。大量試驗(yàn)結(jié)果表明，單樁豎向抗拔U－ δ曲線大致上可劃分為三段：第Ⅰ段為直線段，U－ δ按比例增加；第Ⅱ段為曲線段，隨著樁土相對(duì)位移的增大，上拔位移量比側(cè)阻力增加的速率快；第Ⅲ段又呈直線段，此時(shí)即使上拔荷載增加很小，樁的位移量仍急劇上升，同時(shí)樁周地面往往出現(xiàn)環(huán)向裂縫。第Ⅲ段起始點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的荷載值即為樁的豎向抗拔極限承載力。 陡變型U－曲線確定單樁豎向抗拔極限承載力? ? ?。€斜率明顯變陡或曲線尾部明顯彎曲的前一級(jí)荷載值。? 3. 當(dāng)在某級(jí)荷載下抗拔鋼筋斷裂時(shí)，取其前一級(jí)荷載為該樁的抗拔極限承載力值。這里所指的“斷裂”，是指因鋼筋強(qiáng)度不足情況下的斷裂。如果因抗拔鋼筋受力不均勻，部分鋼筋因受力太大而斷裂時(shí)，應(yīng)視為該樁試驗(yàn)失效，并進(jìn)行補(bǔ)充試驗(yàn)，此時(shí)不能將鋼筋斷裂前一級(jí)荷載作為極限荷載。? 4. 工程樁驗(yàn)收檢測(cè)時(shí)，在最大上拔荷載作用下如未出現(xiàn)上述三種情況，可按設(shè)計(jì)要求判定。一般取最大荷載或取上拔量控制值對(duì)應(yīng)的荷載作為極限荷載（按樁頂上拔量控制，當(dāng)累計(jì)樁頂上拔量超過100mm時(shí)），不能外推。? 單樁豎向抗拔極限承載力統(tǒng)計(jì)值及特征值的確定? 單樁豎向抗拔極限承載力統(tǒng)計(jì)值及特征值的確定同單樁豎向抗壓極限承載力統(tǒng)計(jì)值及特征值的確定原則一致。 單樁水平靜載試驗(yàn)? 試驗(yàn)?zāi)康? 樁所受的水平荷載有多種形式，如風(fēng)力、制動(dòng)力、地震力、船舶撞擊力及波浪力等等。在水平荷載作用下，樁的承載機(jī)理與豎向抗壓、抗拔樁不同，是利用樁身的抗彎強(qiáng)度和樁周土的水平抗力共同承擔(dān)水平荷載，且混凝土樁在水平荷載作用下的破壞模式一般為樁身彎曲破壞，極限承載力由樁身強(qiáng)度控制。? 單樁水平靜載試驗(yàn)的目的是確定單樁水平臨界荷載和極限承載力，推定土抗力參數(shù)；判定水平承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求；當(dāng)樁身埋設(shè)有內(nèi)力及變形元件時(shí)，通過樁身內(nèi)力及變形測(cè)試，測(cè)定樁身彎矩。? 在實(shí)際建筑物中，基樁所受到的水平荷載形式十分復(fù)雜，為了模擬實(shí)際荷載的形式，國(guó)內(nèi)外提出了眾多的加載方法。總的來(lái)說(shuō)，可分為單循環(huán)連續(xù)加載法和多循環(huán)加載法兩大類。? 水平靜載試驗(yàn)一般按設(shè)計(jì)要求的水平位移允許值控制加載，為設(shè)計(jì)提供依據(jù)的試驗(yàn)樁宜加載至樁頂出現(xiàn)較大的水平位移或樁身結(jié)構(gòu)破壞。 試驗(yàn)裝置及安裝? 單樁水平荷載試驗(yàn)裝置應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體條件靈活選定，原則是合理、安全、簡(jiǎn)便。主要包括加載裝置、反力裝置及水平位移測(cè)量裝置三部分。? 加載裝置? 水平推力加載裝置采用臥式油壓千斤頂，置于兩試樁間或試樁與錨樁（反力墩座）等之間進(jìn)行加載。用荷重傳感器直接測(cè)定荷載大小，或用并聯(lián)油路的油壓表或油壓傳感器測(cè)量油壓，根據(jù)千斤頂率定曲線換算荷載。? 水平力作用點(diǎn)宜與實(shí)際工程的樁基承臺(tái)底面標(biāo)高一致。千斤頂與試樁接觸處需安置一球形支座，使水平作用力方向始終水平通過樁身軸線，不隨樁的傾斜和扭轉(zhuǎn)而改變，同時(shí)可以保證千斤頂對(duì)試樁的施力點(diǎn)位置在試樁過程中保持不變。? 試驗(yàn)時(shí)，為防止力作用點(diǎn)受局部擠壓破壞，千斤頂與試樁的接觸處宜適當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)。位移傳感器 試 樁 球鉸 傳力柱 千 斤 頂 錨 樁靜載測(cè)試分析儀 高壓油泵 油壓傳感器 錨樁反力裝置及儀器測(cè)試示意圖? 反力裝置 試樁影響區(qū)? 反力裝置應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件選用，當(dāng)專門設(shè)置反力結(jié)構(gòu)時(shí)。最常見的方法是利用相鄰樁提供反力，即兩根試樁對(duì)頂，也可利用周圍現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)物作為反力裝置或?qū)ｉT設(shè)置反力結(jié)構(gòu)。? 水平位移測(cè)量裝置? 樁的水平位移測(cè)量宜采用大量程位移計(jì)，在水平力作用平面上受檢樁的兩側(cè)應(yīng)對(duì)稱安裝兩個(gè)位移計(jì)，以測(cè)量力作用點(diǎn)處的樁水平位移，當(dāng)需測(cè)量該處斷面轉(zhuǎn)角時(shí)，尚應(yīng)在水平力作用平面以上50cm的受檢樁兩側(cè)也對(duì)稱安裝兩個(gè)位移計(jì)。? 固定位移計(jì)的基準(zhǔn)點(diǎn)宜設(shè)置在試驗(yàn)影響范圍之外，試樁兩側(cè)面靠位移的反方向處，與試樁的凈距不少于1倍試樁直徑。，在港口碼頭工程設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，因水深較大，可采用專門設(shè)置的樁作為基準(zhǔn)點(diǎn)，同組試樁的基準(zhǔn)點(diǎn)一般不少于2個(gè)。擱置在基準(zhǔn)點(diǎn)上的基準(zhǔn)梁要有一定的剛度，以減少晃動(dòng)，整個(gè)基準(zhǔn)裝置系統(tǒng)應(yīng)保持相對(duì)獨(dú)立。為減少溫度對(duì)測(cè)量的影響，基準(zhǔn)梁應(yīng)采取簡(jiǎn)支的形式，頂上有蓬布遮陽(yáng)。? 當(dāng)對(duì)灌注樁或預(yù)制樁測(cè)量樁身應(yīng)力或應(yīng)變時(shí)，各測(cè)試斷面的測(cè)量傳感器應(yīng)沿受力方向?qū)ΨQ布置在遠(yuǎn)離中性軸的受拉和受壓主筋上，埋設(shè)傳感器的縱剖面與受力方向之間的夾角不得大于10176。，以保證各測(cè)試斷面的應(yīng)力最大值及相應(yīng)彎矩的量測(cè)精度。對(duì)承受水平荷載的樁，樁的破壞是由于樁身彎矩引起的結(jié)構(gòu)破壞。對(duì)中長(zhǎng)樁，淺層土對(duì)限制樁的變形起到重要作用，而彎矩在此范圍里變化也最大，為找出最大彎矩及其位置，應(yīng)加密測(cè)試斷面?！督ㄖ鶚稒z測(cè)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，在地面下10倍樁徑（樁寬）的主要受力部分，應(yīng)加密測(cè)試斷面，斷面間距不宜超過1倍樁徑；超過此深度，測(cè)試斷面間距可適當(dāng)加大。? 單樁水平靜載試驗(yàn)應(yīng)根據(jù)工程樁實(shí)際受力特性，選用單向多循環(huán)加載法或單循環(huán)慢速維持荷載法，也可按設(shè)計(jì)要求采用其它加載方法。單向多循環(huán)加載法主要是模擬實(shí)際結(jié)構(gòu)的受力形式，但由于結(jié)構(gòu)物承受的實(shí)際荷載情況異常復(fù)雜，很難達(dá)到預(yù)期目的。對(duì)于長(zhǎng)期承受水平荷載作用的工程樁，加載方式宜采用慢速維持荷載法。對(duì)需測(cè)量樁身應(yīng)力或應(yīng)變的試驗(yàn)樁不宜采取單向多循環(huán)加載法，因?yàn)樗鼤?huì)對(duì)樁身內(nèi)力的測(cè)試帶來(lái)不穩(wěn)定因素，此時(shí)應(yīng)采用慢速或快速維持荷載法。? 水平試驗(yàn)樁通常以樁身結(jié)構(gòu)破壞為主，為縮短試驗(yàn)時(shí)間，可采用更短時(shí)間的快速維持荷載法。? 加卸載方式和水平位移測(cè)量? 單向多循環(huán)加載法的分級(jí)荷載應(yīng)不小于預(yù)估水平極限承載力或最大試驗(yàn)荷載的1/10。每級(jí)荷載施加后，恒載4min測(cè)讀水平位移，然后卸載為零，停2min測(cè)讀殘余水平位移，至此完成一個(gè)加卸載循環(huán)。如此循環(huán)5次，完成一級(jí)荷載的位移觀測(cè)。試驗(yàn)不得中間停頓。? 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)按“單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)”的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。測(cè)量樁身應(yīng)力或應(yīng)變時(shí)，測(cè)定數(shù)據(jù)的測(cè)讀宜與水平位移測(cè)量同步。? 終止加載條件? 當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，可終止加載：? 1. 樁身折斷。對(duì)長(zhǎng)樁和中長(zhǎng)樁，水平承載力作用下的破壞特征是樁身彎曲破壞，即樁發(fā)生折斷，此時(shí)試驗(yàn)自然終止。? 2. 水平位移超過30～40mm（軟土取40mm）。? 3. 對(duì)工程樁驗(yàn)收檢測(cè)時(shí)，水平位移達(dá)到設(shè)計(jì)要求的水平位移允許值。 試驗(yàn)資料整理? 試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄? 試驗(yàn)資料的收集參照單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，試驗(yàn)數(shù)據(jù)按表45格式記錄。表45 單樁水平靜載試驗(yàn)記錄表工程名稱樁號(hào)日期上下表距油壓(MPa)荷載(kN)觀測(cè)時(shí)間循環(huán)數(shù)加載卸載水平位移(mm)加載上下表讀數(shù)差轉(zhuǎn)角備注上表下表上表下表加載卸載16