樁基礎(chǔ)工程樁的檢測(cè)20

1、樁的檢測(cè)成樁的質(zhì)量檢驗(yàn)有兩類基本方法，一類是靜載載荷試驗(yàn)法，另一類為動(dòng)測(cè)法。7-2-9-1靜載試驗(yàn)法靜載試驗(yàn)的目的，是采用接近于樁的實(shí)際工作條件， 通過(guò)靜載加壓，確定單 樁的極限承載力，作為設(shè)計(jì)依據(jù)，或?qū)こ虡兜某休d力進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)。樁的靜載試驗(yàn)，是模擬實(shí)際荷載情況，通過(guò)靜載加壓，得出一系列關(guān)系曲線， 綜合評(píng)定確定其容許承載力，它能較好地反映單樁的實(shí)際承載力。 荷載試驗(yàn)有多 種，通常采用的是單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)、 單樁、豎向抗拔靜載試驗(yàn)和單樁水平 靜載試驗(yàn)。預(yù)制樁在樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的前提下，對(duì)于砂類土，不應(yīng)少于7d;對(duì)于粉土和粘性土，不應(yīng)少于15d;對(duì)于淤泥或淤泥質(zhì)土，不應(yīng)少于 25d

2、,待樁身 與土體的結(jié)合基本趨于穩(wěn)定，才能進(jìn)行試驗(yàn)。就地灌筑樁應(yīng)在樁身混凝土強(qiáng)度達(dá) 到設(shè)計(jì)等級(jí)的前提下，對(duì)砂類土不少于 10d;對(duì)一般粘性土不少于20d;對(duì)淤泥 或淤泥質(zhì)土不少于30d,才能進(jìn)行試驗(yàn)。在同一條件下的試樁數(shù)量不宜少于總樁 數(shù)的 ，且不應(yīng)少于3根，工程總樁數(shù)在50根以內(nèi)時(shí)不應(yīng)少于2根。1. 單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)法單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)一般采用油壓千斤頂加載，千斤頂?shù)募虞d反力裝置可 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件采取下列方法：(1) 錨樁橫梁反力裝置由4根錨樁、主梁、次梁、油壓千斤頂以及測(cè)量?jī)x表等組成(圖7-105)。錨樁、反力梁裝置能提供的反力應(yīng)不小于預(yù)估最大試驗(yàn)荷載的1.21.5倍。436圖7-1

3、05錨樁橫梁靜載試驗(yàn)裝置1-錨樁（4根）；2-錨筋；3-主梁（鋼橫梁或倒置鋼桁架）；4-次梁；5-厚鋼板；6-硬木包鋼皮；7-油壓千斤頂；8-百分表；9-基準(zhǔn)樁；10-基準(zhǔn)梁（一端固定，一端可水平移動(dòng)）；11-試驗(yàn)樁（2）壓重平臺(tái)反力裝置由支墩（或墊木）、鋼橫梁、鋼錠、油壓千斤頂及測(cè)量?jī)x表等組成（圖7-106） 壓重量不得少丁預(yù)估試樁破壞荷載的1.2倍；壓重應(yīng)在試驗(yàn)開(kāi)始前一次加上，并 均勻穩(wěn)固的放置丁平臺(tái)上。圖7-106壓重平臺(tái)靜載試驗(yàn)裝置1-支墩；2-鋼橫梁；3-鋼錠；4-油壓千斤頂；5-百分表；6-試驗(yàn)樁；7-墊木；8-鋼架或厚鋼板（3）錨樁壓重聯(lián)合反力裝置當(dāng)試樁最大加載量超過(guò)錨樁的抗拔能

4、力時(shí)，可在圖7-105所示，橫梁上放置或懸掛一定重物，由錨樁和重物共同承受千斤頂加壓的反力。千斤頂平放丁樁中心，當(dāng)采用2個(gè)以上千斤頂加載時(shí)，應(yīng)將千斤頂并聯(lián)同步 工作，使千斤頂?shù)暮狭νㄟ^(guò)試樁中心。為了避免加荷過(guò)程中的相互影響，錨樁（壓重平臺(tái)支墩）；基準(zhǔn)木樁與試 樁之間的中心距離應(yīng)符合表 7-100的要求。試樁、錨樁和基準(zhǔn)樁之間的中心距離表7-100反力系統(tǒng)試樁與錨樁（或壓重平臺(tái)支墩邊）試樁與基準(zhǔn)樁基準(zhǔn)樁與錨樁（或壓重平臺(tái)支墩邊）錨樁橫梁反力裝置> 4d且> 4d且> 4d且壓重平臺(tái)反力裝置< 2.0m< 2.0m< 2.0m注：d試樁或錨樁的設(shè)計(jì)直徑、取其較大

5、者（如試樁或錨樁為擴(kuò)底樁時(shí)、試樁與錨 樁的中心距不應(yīng)小于 2倍擴(kuò)大端直徑）。試壓時(shí)，荷載可用放置丁千斤頂上的應(yīng)力環(huán)、應(yīng)變式壓力傳感器直接測(cè)定， 或采用聯(lián)丁千斤頂?shù)膲毫Ρ頊y(cè)定油壓，根據(jù)千斤頂率定曲線核算荷載。試樁沉降 般采用白分表或電子位移計(jì)測(cè)量。 對(duì)丁大直徑樁，應(yīng)在其2個(gè)正交直線方向?qū)?稱安置4個(gè)位移測(cè)試儀表，中等和小直徑樁樁徑可安置2個(gè)或3個(gè)位移測(cè)試儀表。 沉降測(cè)定平面離樁頂距離不應(yīng)小丁 0.5倍樁徑，固定和支承白分表的夾具和基準(zhǔn) 梁，在構(gòu)造上應(yīng)確保當(dāng)受到氣溫、振動(dòng)及其他外界因素的影響時(shí)不會(huì)發(fā)生豎向變 位。載荷試驗(yàn)時(shí)，對(duì)以樁身承載力控制極限承載力的工程樁， 試驗(yàn)加載至承載力 設(shè)計(jì)值的1.52

6、倍；其余試樁均應(yīng)加載至破壞。樁靜荷載試驗(yàn)的最大設(shè)計(jì)荷載， 不應(yīng)小丁由靜力計(jì)算得出的單樁設(shè)計(jì)承載力的 2倍。2. 單樁的靜載荷試驗(yàn)要點(diǎn)（1）試驗(yàn)加載方式采用慢速維持荷載法，即逐級(jí)加載，每級(jí)荷載達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定后加下一級(jí)荷載， 直到試樁破壞，然后分級(jí)卸載到零。當(dāng)考慮結(jié)合實(shí)際工程樁的荷載特征， 可采用 多循環(huán)加、卸載法(每級(jí)荷載達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定后卸載到零)。當(dāng)考慮縮短試驗(yàn)時(shí)間， 對(duì)丁工程樁的檢驗(yàn)性試驗(yàn)，可采用快速維持荷載法，即一般每隔1h加一級(jí)荷載。(2) 荷載分級(jí)試驗(yàn)時(shí)加載分級(jí)不應(yīng)小丁 8級(jí),每級(jí)荷載值為宜為預(yù)估極限荷載的1/81/10, 第一級(jí)的加荷值可按2倍分級(jí)荷載加荷。(3) 測(cè)讀樁沉降量的間隔時(shí)間

7、在加每級(jí)加載后，隔5、10、15min各測(cè)讀一次，以后每隔15min測(cè)讀一次， 累計(jì)1h后每隔30min測(cè)讀一次，每次測(cè)讀值記入試驗(yàn)記錄表。(4) 穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)在每級(jí)荷載作用下，樁的沉降量在每1h內(nèi)的沉降不超過(guò)0.1mm時(shí)，并連續(xù) 出現(xiàn)兩次(由1.5h內(nèi)連續(xù)三次觀測(cè)值計(jì)算)，認(rèn)為已達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定，可加下一級(jí) 荷載。(5) 終止加荷的條件1) 當(dāng)荷載-沉降(Q-s)曲線上有可判定極限承載力的陡降段，且樁頂沉降 量超過(guò)40mm。2) 竺世 且經(jīng)24h尚未達(dá)到穩(wěn)定。.S3) 25m以上的非嵌巖樁，Q-s曲線呈緩變型時(shí)，樁頂總沉降量大丁 6080mm。4) 在特殊條件下，可根據(jù)具體要求加載至樁頂總沉降量大丁

8、100mm。注： Sn第n級(jí)荷載的沉降增量； Sn+1 第n+1級(jí)荷載的沉降增量。(6) 卸載與卸載沉降觀測(cè)每級(jí)卸載值為每級(jí)加載值的2倍。每級(jí)卸載后隔15min測(cè)讀一次殘余沉降， 讀兩次后，隔30min再讀一次，即可卸下一級(jí)荷載，全部卸載后，隔34h再讀一次，并作好詳細(xì)記錄。3. 單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)方法在拔力作用下樁的破壞形式有兩種：一是地基變形帶動(dòng)周圍的土體被拔出； 一是樁身強(qiáng)度不夠，被拉裂或拉斷。(1)試驗(yàn)設(shè)備、儀表裝置抗拔靜載試驗(yàn)加載裝置，量測(cè)儀表與豎向抗壓靜載試驗(yàn)相同，只是施加荷載 的方向相反。試驗(yàn)設(shè)備主要用油壓千斤頂，把試樁的主筋連接到傳力架上，當(dāng)開(kāi) 動(dòng)千斤頂上升，產(chǎn)生上拔力把錨樁

9、拔升（圖 7-107）。圖7-107抗拔樁靜載試驗(yàn)裝置1-鋼橫梁；2-傳力架；3-油壓千斤頂；4-木墊座；5-試樁（2）加載方法抗拔靜載試驗(yàn)加載方式，可參照抗壓靜載試驗(yàn)方法。（3）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：1）樁頂荷載為樁受拉鋼筋總極限承載力的 0.9倍時(shí)；2） 某級(jí)荷載作用下，樁頂變形量為前一級(jí)荷載作用下的5倍；3）累計(jì)上拔量超過(guò)100mm。4. 單樁水平靜載試驗(yàn)方法樁的水平靜載荷試驗(yàn)是采用接近丁樁的實(shí)際工作條件進(jìn)行試驗(yàn)， 以確定單樁 的水平承載力和地基土的水平抗力系數(shù)。 當(dāng)樁身埋設(shè)有應(yīng)力測(cè)量元件時(shí)，可測(cè)出 樁身應(yīng)力變化，并由此求得樁身彎矩分布。（1）試驗(yàn)設(shè)備與儀表裝置

10、（圖7-108）進(jìn)行單樁水平靜載試驗(yàn)時(shí)，常采取互推法，在二根樁中間放置千斤頂施加水 平荷載，水平作用線應(yīng)通過(guò)地面標(biāo)高處（地面標(biāo)高應(yīng)與實(shí)際工作樁基承臺(tái)底面標(biāo) 高一致）。在千斤頂與試樁接觸處宜安置一環(huán)形皎座，以保證千斤頂作用力能水平通過(guò)樁身軸線。用電動(dòng)油泵加荷，用電阻應(yīng)變式傳感器和電子秤控制荷載。 在 樁外側(cè)地面及地面以上5001000mm設(shè)置雙層大量程白分表(下表測(cè)量樁身在地 面處的水平位移，上表測(cè)量樁頂水平位移，根據(jù)兩表位移差可求得地面以上樁身 轉(zhuǎn)角)，以測(cè)定樁的水平位移。白分表的基準(zhǔn)樁宜打設(shè)在樁側(cè)面靠位移的反方向， 與試樁的凈距不少丁 1倍試樁直徑。181 T圖7-108單樁水平靜載荷試驗(yàn)裝

11、置1-水平試驗(yàn)樁；2-油壓千斤頂；3-球皎；4-墊塊；5-油壓表；6-百分表；7-基準(zhǔn)梁；8-基準(zhǔn)樁(2)加載方法及終止試驗(yàn)條件對(duì)丁承受反復(fù)作用的水平荷載的樁基， 一般采用單向多循環(huán)加卸載方法。取 設(shè)計(jì)荷載2倍為預(yù)估極限荷載，取預(yù)估水平荷載的1/101/15作為每級(jí)荷載的加 載增量，對(duì)丁直徑3001000mm的樁，每級(jí)荷載增量可取 2.520kN。每級(jí)荷載 施加后，包載4min測(cè)讀水平位移，然后卸載至零，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次便完成一級(jí)荷載的試驗(yàn)觀測(cè)。加載時(shí)間 應(yīng)盡量縮短，測(cè)量位移的間隔時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格準(zhǔn)確，試驗(yàn)不得中途停歇。對(duì)承受長(zhǎng)期作用的水平荷載的樁

12、基，宜采用分級(jí)連續(xù)的加載方式，各級(jí)荷載 的增量同上所述，各級(jí)荷載維持10min,并記錄白分表讀數(shù)后即進(jìn)行下一級(jí)荷載 的試驗(yàn)，如到10min時(shí)的水平位移還未穩(wěn)定，則應(yīng)延長(zhǎng)該級(jí)荷載的維持時(shí)間， 直 至穩(wěn)定為止。其穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)可參照豎向靜載試驗(yàn)方法。終止試驗(yàn)的條件是：當(dāng)樁身折斷或水平位移超過(guò)3040mm (軟土取40mm)時(shí)，可終止試驗(yàn)。7-2-9-2動(dòng)測(cè)法動(dòng)測(cè)法，乂稱動(dòng)力無(wú)損檢測(cè)法，是檢測(cè)樁基承載力及樁身質(zhì)量的一項(xiàng)新技術(shù)， 作為靜載試驗(yàn)的補(bǔ)充。動(dòng)測(cè)法是相對(duì)靜載試驗(yàn)法而言，它是對(duì)樁土體系進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化處理， 建立 起數(shù)學(xué)-力學(xué)模型,借助于現(xiàn)代電子技術(shù)與量測(cè)設(shè)備采集樁-土體系在給定的動(dòng) 荷載作用下所產(chǎn)生的

13、振動(dòng)參數(shù)，結(jié)合實(shí)際樁土條件進(jìn)行計(jì)算，所得結(jié)果與相應(yīng)的 靜載試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，在積累一定數(shù)量的動(dòng)靜試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果的基礎(chǔ)上，找出兩者之間的某種相關(guān)關(guān)系，并以此作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定樁基承載力。 另外，可應(yīng)用波動(dòng) 理論，根據(jù)波在混凝土介質(zhì)內(nèi)的傳播速度，傳播時(shí)間和反射情況，用來(lái)檢驗(yàn)、判 定樁身是否存在斷裂、夾層、頸縮、空洞等質(zhì)量缺陷。一般靜載試驗(yàn)可直觀地反映樁的承載力和混凝土的澆筑質(zhì)量，數(shù)據(jù)可靠。但試驗(yàn)裝置復(fù)雜笨重，裝、卸、操作費(fèi)工費(fèi)時(shí)，成本高，測(cè)試數(shù)量有限，并且易破 壞樁基。動(dòng)測(cè)法試驗(yàn)，則儀器輕便靈活，檢測(cè)快速；單樁試驗(yàn)時(shí)間，僅為靜載試 驗(yàn)的1/50左右；可大大縮短試驗(yàn)時(shí)間；數(shù)量多，不破壞樁基，相對(duì)也較準(zhǔn)確，

14、 可進(jìn)行普查；費(fèi)用低，單樁測(cè)試費(fèi)約為靜載試驗(yàn)的1/30左右，可節(jié)省靜載試驗(yàn)錨樁、堆載、設(shè)備運(yùn)輸、吊裝焊接等大量人力、物力；據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)用動(dòng)測(cè)方法 的試樁工程數(shù)目，已占工程總數(shù)的 70%左右，試樁數(shù)約占全部試樁數(shù)的 90%, 有效地填補(bǔ)了靜力試樁的不足，滿足了樁基工程發(fā)展的需要，因此，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效 益顯著，但動(dòng)測(cè)法也存在需做大量的測(cè)試數(shù)據(jù)， 需靜載試驗(yàn)資料來(lái)充實(shí)完善、編 制電腦軟件，所測(cè)的極限承載力有時(shí)與靜載荷值離散性較大等問(wèn)題。1.承載力檢驗(yàn)單樁承載力的動(dòng)測(cè)方法種類較多，國(guó)內(nèi)有代表性的方法有：動(dòng)力參數(shù)法、錘 擊貫入法、水電效應(yīng)法、共振法、機(jī)械阻抗法、波動(dòng)方程法等，常用的有以下兩 種。(1)動(dòng)力參

15、數(shù)法動(dòng)力參數(shù)法是用錘擊法測(cè)定樁的自振頻率或同時(shí)測(cè)定樁的頻率和初速度， 以換算樁基的各種設(shè)計(jì)參數(shù)。對(duì)承壓樁，可用豎向頻率換算抗壓剛度及承載力計(jì)算模型如圖7-109,系將樁基作為單自由度的質(zhì)量一彈簧體系，則質(zhì)量一 彈簧體系的彈簧岡Q度K與頻率f問(wèn)的關(guān)系可表小為：（27二f ）2Q(7-21)(7-22)K =gQ = Qi + Q2式中 Qi樁的折算重量；Q2參加振動(dòng)的土體重量。圖7-109質(zhì)量-彈簧體系這種計(jì)算模型可使計(jì)算簡(jiǎn)化，同時(shí)考慮了參振土體對(duì)頻率的影響，比較符合 實(shí)際情況。如若Qi與Q2先按樁和土的原始數(shù)據(jù)算出，則動(dòng)測(cè)時(shí)只需實(shí)測(cè)出樁基 頻率，即可進(jìn)行承壓樁的參數(shù)計(jì)算，此種動(dòng)測(cè)法稱“頻率法”

16、 ；如果將樁基頻率 和初速度同時(shí)測(cè)出，則無(wú)需樁和土的原始數(shù)據(jù)，即能算出 Q,從而可直接求得承 壓樁的參數(shù)，稱為“頻率-初速法”。（2）頻率法頻率法除通過(guò)錘擊實(shí)測(cè)樁基豎向自振頻率 fv外，尚應(yīng)通過(guò)施工記錄和地質(zhì)報(bào) 告或試驗(yàn)取得樁和土的可靠原始數(shù)據(jù)。樁數(shù)據(jù)包括：樁全長(zhǎng)、入土深度、樁徑或 橫截面、樁材密度及施工中異常情況的記錄；土層數(shù)據(jù)（主要是樁尖以上L/3范圍內(nèi)土層數(shù)據(jù)）包括：地質(zhì)剖面圖及柱狀圖、地下水位、各土層厚度Hi、土名、粘性土的狀態(tài)或砂土的密實(shí)度、內(nèi)摩擦角、密度及樁尖處支撐土層的性狀等。 再 通過(guò)計(jì)算求單樁抗壓剛度、臨界荷載和允許承載力。計(jì)算步驟為：1）計(jì)算單樁抗壓剛度。當(dāng)被測(cè)樁經(jīng)豎向錘擊

17、而被激起振動(dòng)后， 樁將在豎向作自由振動(dòng)，并通過(guò)樁側(cè) 摩擦力及樁尖作用力帶動(dòng)周圍部分土體參與振動(dòng)，形成復(fù)雜的樁、土振動(dòng)體系，從而根據(jù)計(jì)算模型、參照計(jì)算彈簧的理論公式（7-21）,按下式求出單樁抗壓剛 度Kz （動(dòng)剛度）：一 一 2 一(7-23),(2二fv) (Qi Q2)K z =2.365g式中 g重力加速度，取 9.81m/s2；2.365單樁抗壓剛度修正系數(shù)；fv樁的豎向自振頻率（Hz）;Qi折算后參振樁重（kN）;Q = A , Lo , y i/3A樁的橫截面積（m2）;Lo樁的全長(zhǎng)（m）;Y樁體重度（kN/m3）；Q2折算后參振土重（kN ）；7-110)Q2 =】r；（L 16

18、&） -L，A 23 93rz參振土體的擴(kuò)散半徑（m）,將參振土體折算成梨形土體后，按下式計(jì)算：圖7-110參振土體示意圖U2.單)L一樁的入土深度（m）;ad一樁的直徑（m）,如為萬(wàn)樁,d =d;J冗a方樁邊長(zhǎng)（m）；T 2、4分別為樁下段L/3范圍內(nèi)，參振土體的重度（kN/m3）及內(nèi)摩擦角（° ）。 2）計(jì)算單樁臨界荷載Qcr。臨界荷載指與按靜荷載試驗(yàn)測(cè)定的 Q-s曲線上與拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載，本法按下 式計(jì)算：Qcr=TT Kz（7-24）式中r-一靜測(cè)臨界荷載與動(dòng)測(cè)抗壓剛度之間的比例系數(shù)，由單樁動(dòng)、靜實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比得來(lái)，一般取T = 0.004。典型的靜載試驗(yàn)Q-s曲線大致可

19、分為兩種類型（圖7-111）,對(duì)粗長(zhǎng)樁，特別 是當(dāng)樁尖以下土質(zhì)遠(yuǎn)較樁側(cè)為強(qiáng)時(shí)，Q-s曲線的前段出現(xiàn)第一拐點(diǎn)后，仍以勻緩 的坡度向下延伸在較長(zhǎng)的區(qū)段內(nèi)不出現(xiàn)急劇的沉降，如圖中類型（ a）曲線，可 取Q-s曲線上第一拐點(diǎn)相應(yīng)的荷載作為臨界荷載 Qcr；對(duì)中、小樁，特別是當(dāng)樁 尖下土層強(qiáng)度較樁側(cè)為弱，則當(dāng)荷載超過(guò)樁側(cè)摩阻力極限時(shí)，沉降突增，Q-s曲線出現(xiàn)第一拐點(diǎn)后，幾乎垂直向下延伸，如圖中（b）類曲線，此時(shí)可取 Q-s曲 線上出現(xiàn)明顯轉(zhuǎn)折的拐點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的極限荷載作為臨界荷載Qcr。大量測(cè)試證明，樁基的動(dòng)測(cè)抗壓岡度Kz與臨界荷載Qcr問(wèn)存在著相關(guān)關(guān)系，可通過(guò)實(shí)測(cè)對(duì)比加以 確定。因此選取不同地質(zhì)條件下各種

20、類型的樁基，進(jìn)行動(dòng)、靜對(duì)比試驗(yàn)，將實(shí)測(cè) 對(duì)比數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析取得回歸系數(shù)，作為靜測(cè)臨界荷載Qcr與動(dòng)測(cè)抗壓剛度Kz之間的比例系數(shù)rj （ T= Qcr/Kz）。類類 型型 (6)(。) Qa Qct荷載圖7-111典型的Q-S曲線3）計(jì)算單樁容許承載力Qa。對(duì)粗長(zhǎng)樁，特別是當(dāng)樁尖以下土質(zhì)較樁側(cè)為強(qiáng)時(shí)：Qa= Qcr對(duì)中小樁，特別是當(dāng)樁尖以下土質(zhì)較樁側(cè)為弱時(shí)：Qa= Qcr/K（7-25）式中 K安全系數(shù)，一般取 K = 2,對(duì)新填土可適當(dāng)增大。本法儀器配備和實(shí)際操作方面均較簡(jiǎn)便，有較好的準(zhǔn)確度，可對(duì)群樁進(jìn)行普查（檢測(cè)承載力和檢驗(yàn)樁身質(zhì)量）；適用丁測(cè)定摩擦樁由土層提供的承載力，樁 的人土深度

21、540m；不適丁支撐在基巖或密實(shí)卵石層上的端承樁?！纠?-2】某商住樓樁基工程，采用鋼筋混凝土預(yù)制樁，樁長(zhǎng)L0 = 20.0m,樁入土深 L = 19.8m,樁截面積 A = 0.35m X 0.35m=0.1225m2,折算直徑 d = 0.395m,樁身重力密度T 1 = 24kN/m3,在L/3范圍內(nèi)地層由二層土組成，上層土 厚 3.7m,擴(kuò)22° , T 2= 19.1kN/m3,下層土厚 2.9m, 4= 16° , 丫 2= 18.6kN/m3, 樁尖下土質(zhì)較樁側(cè)弱，取 K = 2,實(shí)測(cè)振動(dòng)頻率fv= 42.5Hz,試求抗壓剛度Kz及 單樁容許承載力Qa?！窘狻?/p>

22、因樁下段L/3范圍內(nèi)有二層土， 4及丫應(yīng)按層厚取加權(quán)平均值:一 22X3.7 + 16X2.9_1O 甲=J*7 =乎：6，.29 = i &. 9 k n / n?3.7 + 2.9L = j §L*tg 號(hào) + d£ 4 口右2=】i號(hào)乂198氓牛+0,395- 1 -=1.33m2Qi = /aL°= yX0.1225x20x24 = 19.6kNtaZtJQ2 T=一 3= 15467kN言r； (L + 16rz) - yA /xl.332 (19.8+ 16X 1.33)0.1225 X18.9Q = Qi + Qw = 19.6+ 154.6

23、7= 174.27kN_(2W；)2Q _ (2 X3.14X42.5戶 x 174,27 2.365g -2.365X9,81=535081 lkN/m= 0.004K, = 0.004 x 535081.1 =2140.3kNc Q“ 2140.3 H.n7n BizQa= = 1070 * 2kNK Z（后經(jīng)靜載試驗(yàn)，按不同方法分析，Qa= 10501160kN）（3）頻率初速法用上述頻率法進(jìn)行樁基動(dòng)測(cè)計(jì)算時(shí)， 必須有準(zhǔn)確的地質(zhì)土工原始資料，如果 難以求得準(zhǔn)確的地質(zhì)資料，可在敲擊樁頭后同時(shí)將頻率和初速度測(cè)定出來(lái)，如此,參加振動(dòng)的樁和土的折算重用 Q = Qi+ Q2= m g即可計(jì)算出來(lái)

24、，然后再用以換 算樁基的其他參數(shù)。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試所需儀器與頻率法基本相同，但宜用彈片式拾振器，且必須用帶導(dǎo) 桿的穿心錘沖擊樁頭。根據(jù)碰撞理論，參加振動(dòng)的樁和土的折算質(zhì)量 m可按下式計(jì)算:V。m=F = 0.452(E)"H Kv (7-26) g式中 W0穿心錘重（kN）;H穿心錘落距（m）;v撞擊后樁頭初速度（m/s）;Kv調(diào)整系數(shù)；e-一穿心錘對(duì)樁頭的碰撞系數(shù)，按下式計(jì)算:(7-27)t兩次沖擊歷時(shí)（s）;g重力加速度，取 9.81m/s。將式（7-26）代入式（7-23），即可算出單樁抗壓剛度Kz:(7-28)(2 二 fv)2mK z _2.365求得KZ后，即可按頻率法相同方式計(jì)

25、算 Qcr和Qa,亦即:Qcr = 0.004KZ(7-29)KvQcr0.03 fv (1 e)W0 . H(7-30)Qa = c'=vKKv°式中各種符號(hào)意義同前。本法測(cè)試要求較頻率法為高，但可節(jié)省勘探和土工試驗(yàn)的時(shí)間和費(fèi)用， 并可 排除地質(zhì)土工資料的誤差對(duì)動(dòng)測(cè)精度帶來(lái)的影響， 較頻率法更為經(jīng)濟(jì)有效，適用 范圍更為廣泛。（4）測(cè)試儀器設(shè)備及方法承壓樁的測(cè)試主要儀器設(shè)備有拾振器（傳感器）、數(shù)字式接收和處理系統(tǒng)（或 有源低通濾波器和示波器、信號(hào)分析儀）、激振物（鐵錘或帶導(dǎo)桿的穿心錘）等，常用兩種測(cè)試儀器設(shè)備裝置和方法如圖7-112和圖7-113。I圖7-112承壓樁動(dòng)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)

26、布置1-穿心錘；2-彈片拾振器；3-濾波器；4-示波器（后兩種儀器宜以數(shù)字式儀器代替）圖7-113測(cè)試儀器及方法簡(jiǎn)圖1-測(cè)試樁；2-傳感器；3-放大器；4-程序監(jiān)視器；5-波形顯示器；6-信號(hào)分析儀；7-手錘 測(cè)試的過(guò)程和方法一般為：1）將拾振器固定在抹平后的樁頂上，并與數(shù)字式接收和處理系統(tǒng)（或?yàn)V波 器和示波器）相申聯(lián)；2）敲擊樁頂中心激起樁基豎向振動(dòng)，與此同時(shí)，開(kāi)動(dòng)儀器，記錄由拾振器 傳來(lái)經(jīng)過(guò)濾波后的振動(dòng)訊號(hào)。以上為一次測(cè)試過(guò)程。一般應(yīng)重復(fù)測(cè)試數(shù)次，以能獲得活晰的振波記錄并能 互相印證為原則。實(shí)測(cè)較典型波如圖 7-114所示。據(jù)此即可用下式計(jì)算單樁豎向 自振頻率fv：fv=1/T （用丁數(shù)字

27、式儀器，亦可按頻譜分析求 fv）（7-31）f=v/入（用丁示波器）（7-32）式中 T兩波峰間歷時(shí)（s）, 一般取第二和第三波峰作主波；v記錄紙移動(dòng)速度（mm/s）;入主波波長(zhǎng)（mm）。測(cè)試時(shí)間，預(yù)制樁應(yīng)待被攏動(dòng)土層的強(qiáng)度基本恢復(fù)之后，對(duì)砂土3d左右；粘性土 7d以上；灌筑樁應(yīng)待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度之后。當(dāng)用砂漿抹平樁頭時(shí)， 尚需待砂漿硬結(jié)后始可測(cè)試。（5）錘擊貫入法系用一定重量的自由落錘，通過(guò)不同的落距對(duì)樁頂施加瞬時(shí)錘擊力，用動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀測(cè)出樁頂錘擊力F（t）max，用白分表測(cè)出相應(yīng)的樁頂貫入度 e。根據(jù)實(shí)測(cè)的 F（t）和相應(yīng)的累計(jì)貫入度關(guān)系曲線與同一樁的靜荷載試驗(yàn)曲線之間的相似性，通 過(guò)樁的

28、靜、動(dòng)對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果的相關(guān)分析，求出樁的極限承載力。1）測(cè)試設(shè)備與儀表裝置測(cè)試裝置主要由錘擊裝置、測(cè)量裝置和電源及記錄裝置等部分組成。錘擊裝置一般用0.62.0t重的落錘，并配以吊車和導(dǎo)架。測(cè)量裝置由白分表和錘擊力傳感器組成。白分表用來(lái)測(cè)量樁頂貫入度。錘擊力傳感器用來(lái)測(cè)定樁頂錘擊力，使用前需在壓力機(jī)上進(jìn)行靜標(biāo)定，并繪制標(biāo)定曲 線。錘擊力傳感器上下設(shè)法蘭盤(pán)（圖7-115）,可分別用螺栓與樁上墊木和樁帽連 接。-4B（。）（6）圖7-115錘擊力傳感器（a）用于帽上；（b）用于墊木上1-法蘭盤(pán)；2-蓋板；3-插座；4-電阻片；5-彈性元件；6-防水膠片電源和記錄儀器有電源穩(wěn)壓器或電源調(diào)壓器、 DY-

29、3電源供給器、Y6D-3A 動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀及SC-16光線示波器等。也可選用其他型號(hào)的同類試驗(yàn)儀器， 但是從 錘擊力傳感器的標(biāo)定到現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，必須使用同一型號(hào)的儀器，中途不得隨意更換。2）測(cè)試方法 單樁錘擊貫入測(cè)試設(shè)備的安裝和試驗(yàn)儀器的連接如圖7-116。圖7-116錘擊貫入試樁設(shè)備安裝1-試樁；2-標(biāo)樁；3-基準(zhǔn)架；4-磁性表座；5-測(cè)量標(biāo)點(diǎn)；6-百分表;7-緊固螺栓；8-樁帽；9-樁墊；10-錘擊力傳感器；11-錘墊；12-導(dǎo)桿；13-落錘；14-卷?yè)P(yáng)機(jī)；15-電橋盒；16-電源供給;17-動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀；18-光電示波器；19-穩(wěn)壓器；20-交流電源；21-工作室 電源及記錄儀器都集中放在距試樁

30、515m處，使視線無(wú)障礙，避免日曬 雨淋。全部接通線路并進(jìn)行預(yù)熱、調(diào)平和標(biāo)定操作。 對(duì)于灌筑樁，需按一定的要求對(duì)試樁樁頭進(jìn)行整平和加固，加固樁頭可用 較樁身混凝土高12級(jí)的早強(qiáng)快十混凝土或環(huán)氧樹(shù)脂水泥砂漿， 待其達(dá)到預(yù)定的 強(qiáng)度(不應(yīng)低于C30),方可進(jìn)行錘貫試驗(yàn)；對(duì)于預(yù)制樁，樁身豎直，樁頭完整， 可以直接進(jìn)行錘貫試驗(yàn)，但要有足夠的休止期。 對(duì)各項(xiàng)量測(cè)及記錄儀器進(jìn)行一次檢驗(yàn)性的調(diào)試和標(biāo)定。在確認(rèn)各項(xiàng)儀器無(wú) 問(wèn)題，方可開(kāi)始進(jìn)行錘貫試驗(yàn)。 錘貫試驗(yàn)分級(jí)進(jìn)行，落距按等距離遞增(從 10cm開(kāi)始，每次提高10cm,直到100cm),每個(gè)落距錘擊一次，總的錘擊數(shù)在10擊左右。因此要根據(jù)錘的大 小及樁土體

31、系條件預(yù)估一個(gè)合適的落距分級(jí)，通常以5、10、15、20cm等分擋。一根樁的錘貫試驗(yàn)最好一氣呵成，各次錘擊之間的時(shí)間間隔要大致相等(約 23min左右)，中間不要停頓太久。 采取每次錘擊時(shí)樁頂?shù)腻N擊力波形曲線的最大峰值F(t)max及貫入度e。依次計(jì)算各擊的累計(jì)貫入度Z e,并隨時(shí)繪出F(t)max- 2 e關(guān)系曲線。 當(dāng)樁頂錘擊力增加很少而貫入度卻繼續(xù)增大或者突然急劇增大時(shí)，試驗(yàn)即可終止。當(dāng)錘擊貫入試驗(yàn)不出現(xiàn)上述情況時(shí)，應(yīng)做到最大試驗(yàn)錘擊力不小于設(shè)計(jì) 要求的單樁承載力的三倍，或者單樁貫入度e大于2mm，累計(jì)貫入度2e大于20mm時(shí)也可終止。3) 單樁靜承載力的確定。以下是二種整理錘擊貫入試樁

32、數(shù)據(jù)的方法，用以確定單樁靜承載力：F(t)max-2 e 曲線：將實(shí)測(cè)的錘擊力F(t)max與貫入度e值按照規(guī)定的坐標(biāo)比例繪制F(t)max-2 e關(guān) 系曲線(圖7-117)。在F(t)max及曲線上按第二拐點(diǎn)法確定試樁的 F-U值，對(duì)預(yù)制 樁也可采用2 e=6mm所對(duì)應(yīng)的動(dòng)荷載值Fu,最后取最低值或平均值。為了直接 從錘擊貫入試驗(yàn)求樁的靜極限荷載及其所對(duì)應(yīng)的下沉量，可引入兩個(gè)比例系數(shù) Cu和 Au：Cu = Fu/Qu(7-33)Au= Z eu/su(7-34)式中 Cu、Au-分別為動(dòng)靜對(duì)比經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；Fu、Qu分別為動(dòng)靜極限承載力；Z eu、su分別為動(dòng)、靜極限荷載時(shí)樁的累計(jì)貫入度和下沉

33、量。Cu和Au的數(shù)值與樁的類型、土質(zhì)條件和進(jìn)行試樁時(shí)的時(shí)間等因素有關(guān)，可以由試驗(yàn)結(jié)果通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析后求得，由上式即可通過(guò)極限承載力Fu值以及Z eu值求出樁的靜極限承載力 Qu及其相應(yīng)的下沉量Su。窿擊力或靜荷觥。(kN)0 200 400 600 800 1000 1200 1400T600 l®00 2000圖7-117試樁動(dòng)靜對(duì)比試驗(yàn)的典型結(jié)果經(jīng)驗(yàn)公式法：將實(shí)測(cè)的不同落距下的F(t)max和e值，用下列經(jīng)驗(yàn)公式求得單樁的靜極限承 載力Quf：Quf 5(7-35)式中 貫入系數(shù)(cm),對(duì)支撐丁巖石及卵石層上的鋼筋混凝土預(yù)制樁為1.1,其他樁為1.0;F（t）max和e-一實(shí)測(cè)樁頂錘擊力最大峰值（kN）和相應(yīng)的貫入度（cm/擊）。利用該公式時(shí)，必須滿足試樁單擊貫人度 e» 2mm的至少有三個(gè)Quf的平均 數(shù)作為樁的承載能力值，同時(shí)對(duì)錘擊偏心或出現(xiàn)廢錘及測(cè)試上有錯(cuò)誤時(shí)， 均應(yīng)將 該擊數(shù)據(jù)剔除。本法簡(jiǎn)便易行，能可靠地用丁測(cè)定單樁的承載力和用丁檢驗(yàn)樁身質(zhì)量。但不 適用丁直徑不大丁 0.4m、長(zhǎng)