單樁水平靜載試驗(yàn)

1、單樁水平靜載試驗(yàn)6.1適用范圍本方法適用于樁頂自由時(shí)的單樁水平靜載試驗(yàn)；其他形式的水平靜載試驗(yàn)可參照使用。【條文說明】樁的水平承載力靜載試驗(yàn)除了樁頂自由的單樁試驗(yàn)外，還有帶承臺(tái)樁的水平靜載試驗(yàn)（考慮承 臺(tái)的底面阻力和側(cè)面抗力，以便充分反映樁基在水平力作用 下的實(shí)際工作狀況）、樁頂不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的不同約束條件及 樁頂施加垂直荷載等方法這一切都可根據(jù)設(shè)計(jì)的特殊要求 給予滿足，并參考本方法進(jìn)行。本方法可檢測(cè)單樁的水平承載力，推定地基土水平 抗力系數(shù)的比例系數(shù)。【條文說明】樁的抗彎能力取決于樁和土的力學(xué)性能、樁的自由長(zhǎng)度、抗彎剛度、樁寬、樁頂約束等因素。 試驗(yàn)條件應(yīng)盡可能和實(shí)際工作條件接近，將各種影響降

2、低到 最小的程度，使試驗(yàn)成果能盡量反映工程樁的實(shí)際情況。通 常情況下，試驗(yàn)條件很難做到和工程樁的情況完全一致，此 時(shí)應(yīng)通過試驗(yàn)樁測(cè)得樁周土的地基反力特性，即地基土的水 平抗力系數(shù)。它反映了樁在不同深度處樁側(cè)土抗力和水平位 移之間的關(guān)系，可視為土的固有特性。根據(jù)實(shí)際工程樁的情 況（如不同樁頂約束、不同自由長(zhǎng)度），用它確定土抗力大 小，進(jìn)而計(jì)算單樁的水平承載力和彎矩。因此，通過試驗(yàn)求 得地基土的水平抗力系數(shù)具有更實(shí)際、更普遍的意義當(dāng)樁身埋設(shè)有應(yīng)變測(cè)量傳感器時(shí)，可測(cè)定樁身橫截面的彎曲應(yīng)變，并由此計(jì)算樁身彎矩以及確定鋼筋混凝土樁 受拉區(qū)混凝土開裂時(shí)對(duì)應(yīng)的水平荷載。為設(shè)計(jì)提供依據(jù)的試驗(yàn)宜加載至樁頂出現(xiàn)較

3、大水 平位移或樁身結(jié)構(gòu)破壞；驗(yàn)收性檢測(cè)，可按設(shè)計(jì)要求的水平 位移允許值控制加載。單樁水平靜載試驗(yàn)宜根據(jù)工程樁實(shí)際受力特性使 用維持荷載標(biāo)準(zhǔn)程序，也可采用單向多循環(huán)加載程序或也設(shè) 計(jì)要求的其他加載程序。需要測(cè)量樁身橫截面彎曲應(yīng)變的試 驗(yàn)宜使用維持荷載標(biāo)準(zhǔn)程序?！緱l文說明】由于結(jié)構(gòu)物承受的實(shí)際荷載異常復(fù)雜， 所以當(dāng)需考慮長(zhǎng)期水平荷載作用影響時(shí)，宜采用第4章規(guī)定的維持荷載標(biāo)準(zhǔn)程序。單向多循環(huán)加載程序，主要是為了模 擬實(shí)際結(jié)構(gòu)的受力形式，但單向多循環(huán)荷載的施加會(huì)給樁身 內(nèi)力帶來不穩(wěn)定因素。水平試驗(yàn)樁通常以結(jié)構(gòu)破壞為主，為 縮短試驗(yàn)時(shí)間，也可采用港口工程樁基規(guī)范（樁的水平承載力設(shè)計(jì)）JTJ254-98規(guī)

4、定的每級(jí)荷載維持時(shí)間20min。6.2儀器設(shè)備單樁水平靜載試驗(yàn)使用的荷載測(cè)量?jī)x器、力口、卸載設(shè)備、變形測(cè)量?jī)x器應(yīng)符合本規(guī)程第條的規(guī)定。試驗(yàn)反力裝置宜采用相鄰工程樁或?qū)ｉT設(shè)置的反力結(jié)構(gòu)，應(yīng)符合下列規(guī)定：1試驗(yàn)反力裝置的承載能力和剛度不得小于最大試驗(yàn)荷 載的1.2倍；2當(dāng)采用頂推法加載時(shí)，反力結(jié)構(gòu)與試樁之間的凈距不 應(yīng)小于5D ；3采用牽引法加荷時(shí)，其凈距不應(yīng)小于10D，并不小于6m。示下:頂意622【條文說明】試驗(yàn)反力裝置應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選用。6.2.3水平位移測(cè)量的基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在與作用力方向垂直且 與位移方向相反的試樁側(cè)面，基準(zhǔn)點(diǎn)與試樁凈距不應(yīng)小于1倍樁徑。當(dāng)需要測(cè)量樁身應(yīng)變時(shí)， 各測(cè)試斷面的測(cè)

5、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10。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10倍樁徑（樁寬） 深度，測(cè)試斷面間距可適當(dāng)加大。624【條文說明】為保證各測(cè)試斷面的應(yīng)力最大值及相應(yīng)彎矩的測(cè)量精度，試樁設(shè)置時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制測(cè)點(diǎn)的縱剖面 與力作用方向之間的偏差。對(duì)承受水平荷載的樁而言，樁的 破壞是由于樁身彎矩引起的結(jié)構(gòu)破壞。因此對(duì)中長(zhǎng)樁而言， 淺層土的性質(zhì)起了重要作用，在這段范圍內(nèi)的彎矩變化也最 大。為找出最大彎矩及其位置，應(yīng)加密測(cè)試斷面。6.3現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)水平力作用點(diǎn)宜與實(shí)際工

6、程的樁基承臺(tái)底面標(biāo)高 一致；千斤頂和試驗(yàn)樁接觸處應(yīng)安置球形鉸支座，千斤頂作 用力應(yīng)水平通過樁身軸線；千斤頂與試樁的接觸處宜適當(dāng)補(bǔ)631【條文說明】 若水平力作用點(diǎn)位置高于基樁承臺(tái)底標(biāo)高，試驗(yàn)時(shí)在相對(duì)承臺(tái)底面處產(chǎn)生附加彎矩，影響測(cè)試 結(jié)果，也不利于將試驗(yàn)成果根據(jù)實(shí)際樁頂?shù)募s束予以修正。 球形鉸支座的作用是在試驗(yàn)過程中，保持作用力的方向始終 水平和通過樁軸線，不隨樁的傾斜或扭轉(zhuǎn)而改變。在水平力作用平面的受檢樁兩側(cè)應(yīng)對(duì)稱安裝兩個(gè) 位移計(jì)；當(dāng)需要測(cè)量樁頂轉(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)對(duì)稱安裝兩個(gè)位移計(jì)。水平試驗(yàn)采用維持荷載標(biāo)準(zhǔn)程序時(shí)，加卸載分級(jí)、 試驗(yàn)方法及穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按本規(guī)程第

7、433-435條有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。6.3.4水平試驗(yàn)采用單向多循環(huán)試驗(yàn)程序時(shí)，分級(jí)荷載小于等于預(yù)估水平極限承載力或最大試驗(yàn)荷載的1/10，每級(jí)荷載施加后即記錄實(shí)測(cè)荷載和水平位移量，荷載的變化幅度不 得超過分級(jí)荷載的-5% +15%，維持荷載4分鐘后再記錄一 次，然后卸載至零，停 2分鐘再記錄一次，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)荷載的試驗(yàn)。中間不得 停頓。當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，可終止加載：1樁身折斷；2 水平位移超過3040mm （軟土或大直徑樁取40mm);3水平位移達(dá)到設(shè)計(jì)要求的水平位移允許值。635【條文說明】 對(duì)抗彎性能較差的長(zhǎng)樁或中長(zhǎng)樁而 言，承受水平荷載樁的破壞特征是

8、彎曲破壞，即樁身發(fā)生折 斷，此時(shí)試驗(yàn)自然終止。在工程樁水平承載力驗(yàn)收檢測(cè)中， 終止加荷條件可按設(shè)計(jì)要求或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定的水平位移允 許值控制?？紤]軟土的側(cè)向約束能力較差以及大直徑樁的抗 彎剛度大等特點(diǎn)，終止加載的變形限可取上限值。當(dāng)測(cè)試樁身橫截面彎曲應(yīng)變等參數(shù)時(shí)，宜與實(shí)測(cè)荷 載和水平位移量同步記錄。6.4檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與判定檢測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)按下列要求整理：1 采用維持荷載標(biāo)準(zhǔn)程序時(shí)，應(yīng)繪制水平力-力作用 點(diǎn)位移（H-丫。）關(guān)系曲線、水平力-位移梯度（H-AY。/ H） 關(guān)系曲線、力作用點(diǎn)位移 -時(shí)間對(duì)數(shù)（Yo-lgt）關(guān)系曲線和水 平力-力作用點(diǎn)位移雙對(duì)數(shù)（IgH-lgYo）關(guān)系曲線。2 采用單向多循環(huán)

9、試驗(yàn)程序時(shí)，應(yīng)繪制水平力-時(shí)間-作用點(diǎn)位移（H-t-丫。）關(guān)系曲線和水平力-位移梯度（H-AYo/ AH）關(guān)系曲線。3 繪制水平力、水平力作用點(diǎn)水平位移-地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)的關(guān)系曲線（H-m、Yo-m）。當(dāng)樁頂自由且水平力作用位置位于地面處時(shí)，m值可按F列公式確定:5313boY。(El)(641 -1)1“需（）式中 m地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)（ kN/m4）;a樁的水平變形系數(shù)（m -）;V樁頂水平位移系數(shù)，由式（）試算a,當(dāng) a陰4.0寸（h為樁的入土深度），Vy =2.441 ;H 作用于地面的水平力（kN）;丫0水平力作用點(diǎn)的水平位移（m）;EI樁身抗彎剛度（kN -m2）;其中E為樁身材料彈性模量，I為樁身換算截面慣性矩;bo樁身計(jì)算寬度（m）;對(duì)于圓形樁：當(dāng)樁徑 D 1m時(shí)