常用桩基静载荷试验方法详解

上海岩联 · 发表于 2018-12-17 16:11:53

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基桩工程质量的好坏主要取决于两个因素，即承载能力与桩身质量，而承载力是二者中的主要因素。单桩承载力的准确测试对于各类建筑物基础设计乃至上部结构的设计都起着举足轻重的作用。
长期以来，国内外确定单桩承载力的方法很多，总的可分为两大类：第一类是对工程现场试桩进行静载荷试验和动力检测；第二类是通过其它手段，分别得出桩端阻力和桩身的侧阻力后计算求得。
岩土领域常用桩基静载荷测试方法如下：
堆载法
堆载反力梁装置就是在桩顶使用钢梁设置一承重平台，上堆重物，依靠放在桩头上的千斤顶将平台逐步顶起，从而将力施加到桩身。反力装置的主梁可以选用型钢，也可用自行加工的箱梁。平台形状可以根据需要设置为方形或矩形，堆载用的重物可以选用砂袋、混凝土预制块、钢锭、甚至就地取土装袋，也有的用水箱。如图1

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锚桩法
锚桩反力梁装置在具体的应用中又可根据反力锚的不同分为两种：将反力架与锚桩连接在一起提供反力的，俗称锚桩反力梁装置；将几只螺旋钻钻入地下使用地锚提供反力，俗称锚杆反力梁装置。锚桩反力梁装置就是将被测桩周围对称的几根锚桩用锚筋与反力架连接起来，依靠桩顶的千斤顶将反力架顶起，由被连接的锚桩提供反力。提供反力的大小由锚桩数量、反力架强度和被连接锚桩的抗拔力决定。锚桩反力梁装置一般不会受现场条件和加载吨位数的限制，当条件允许时采用工程桩作锚桩是最经济的，但在试验过程中需要观测锚桩的上拔量，以免拔断，造成工程损失。如图2
在小吨位基桩和复合地基试验中，小巧易用的地锚就显示出了工程上的便捷性。地锚根据螺旋钻受力方向的不同可分为斜拉式（也即伞式）和竖直式，斜拉式中的螺旋钻受土的竖向阻力和水平阻力，竖直式中的螺旋钻只受土的竖向阻力。地锚提供反力的大小由螺旋钻叶片大小和地层土质有关。虽然有不少单位使用地锚进行复合地基试验，但由于试验过程中，地锚会对复合地基土产生扰动，这一点需要引起足够重视。另外，还有一些反力装置比如锚桩与堆重平台联合装置，以及利用现有建筑物或特殊地形提供反力的。
自平衡法
自平衡试桩法是接近于竖向抗压桩实际工作条件的试验方法，是将一种特制的加载设备——荷载箱与钢筋笼相接，埋入桩的指定位置，并将荷载箱的高压油管和位移棒一起引到地面，由高压油泵向荷载箱充油而加载。荷载箱通过厚钢板将力传递到桩身，无应力集中现象；用其上部桩身的摩擦力与下部桩身的摩擦力及端阻力相平衡（自平衡）来维持加载。根据向上向下Ｑ－ｓ曲线判断桩承载力、桩基沉降、桩弹性压缩和岩土塑性变形。
基桩自平衡试验开始后，荷载箱产生的荷载沿着桩身轴向上、向下传递。假设基桩受荷后，桩身结构完好（无破损，混凝土无离析、断裂现象），则在各级荷载作用下混凝土产生的应变量等于钢筋产生的应变量，通过量测预先埋置在桩体内的钢筋计算，可以实测到各钢筋应力计在每级荷载作用下所得的应力－应变关系，可以推出相应桩截面的应力－应变关系，那么相应桩截面微分单元内的应变量亦可求。由此便可在各级荷载作用下各桩截面的桩身轴力、摩阻力随荷载和深度变化的传递规律。如图3

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