鐵路橋梁基樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)方案

1、鐵路橋梁基樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)方案編寫(xiě)人： 審核人：中鐵西南科學(xué)研究院工程檢測(cè)中心二零零八年五月五日鐵路橋梁基樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)方案試驗(yàn)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)客運(yùn)專(zhuān)線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)鐵建設(shè)2005160號(hào)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）。建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范（JGJ 106-2003）試驗(yàn)?zāi)康牟捎媒咏谪Q向抗壓樁的實(shí)際工作的試驗(yàn)方法，比較準(zhǔn)確地反映單樁的受力狀況和變形特征，確定單樁豎向（抗壓）極限承載力，對(duì)工程樁的承載力進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)。單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)的基本原理單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)，是一種原位測(cè)試方法，其基本原理是將豎向荷載均勻的傳至建筑物樁基上，通過(guò)實(shí)測(cè)單樁在不同荷載

2、作用下的樁頂沉降，得到靜載試驗(yàn)的Qs 曲線及slg t等輔助曲線，然后根據(jù)曲線推求單樁豎向抗壓極限承載力等參數(shù)。四、儀器設(shè)備1、加載設(shè)備：油壓千斤頂（根據(jù)設(shè)計(jì)承載力的1.3倍進(jìn)行加載，采用1000T千斤頂）或兩臺(tái)千斤頂并聯(lián)，高壓油泵站。2、荷載與沉降量測(cè)儀表：荷載量測(cè)使用量程60MPa壓力表，沉降量測(cè)使用大量程百分表。荷載與沉降量測(cè)儀表均經(jīng)過(guò)國(guó)家指定的計(jì)量標(biāo)定單位進(jìn)行計(jì)量標(biāo)定。荷載試驗(yàn)反力系統(tǒng)設(shè)計(jì)本試驗(yàn)擬采用配重塊或鋼材作為反力系統(tǒng)堆載物，堆載物根據(jù)需要配置，主梁、次梁和荷載平臺(tái)約20噸?？傊亓坎恍∮谠囼?yàn)需要荷載的要求。荷載平臺(tái)8m8m，堆載高度約為4m，具體高度根據(jù)實(shí)際需要堆載，總的試驗(yàn)影響

3、面積80m2；荷載平臺(tái)支撐和支撐基礎(chǔ)形式可采用以下方式：用混凝土塊拼砌承力墻左右各一段，形式：長(zhǎng)7m，寬不小于1 m，墻頂與樁頂高差2.0m(配合千斤頂和荷重傳感器的高度設(shè)置)?；炷翂K抗壓強(qiáng)度不低于15MPa?；A(chǔ)處理形式：以墻或支架為中心，底部用碎石或卵石換填1m深，長(zhǎng)8m，寬2m?；A(chǔ)頂部澆注10cm厚的混凝土墊層，混凝土抗壓強(qiáng)度不低于15MPa；主梁采用多根8m長(zhǎng)，型號(hào)為45a或60a的A3工字鋼組合，表面用鋼筋作為箍筋固定，箍筋位置與平臺(tái)的工字鋼錯(cuò)開(kāi)，根據(jù)驗(yàn)算，需要的主梁數(shù)量其剛度和強(qiáng)度滿(mǎn)足試驗(yàn)要求。主梁也可自行加工，如果施工現(xiàn)場(chǎng)有現(xiàn)成的可以作為主梁的工字鋼，也可以就地利用，兩種主梁

4、形式見(jiàn)下列圖片。 墊塊：3cm厚75cm75cm、65cm65cm、55cm55cm方形鋼板各1塊，45cm45cm方形鋼板2塊， 3cm厚直徑1m圓形鋼板1塊。次梁由36根8m長(zhǎng)型號(hào)為40a的A3工字鋼組成，工字鋼上滿(mǎn)鋪竹夾板(或木板)，竹夾板約64m2，由此組成荷載平臺(tái)。經(jīng)驗(yàn)算，在最大荷載作用下，剛度和強(qiáng)度能滿(mǎn)足要求，其中向上最大撓度為1.6cm，向下最大撓度為2.3cm。如果堆載變化，根據(jù)實(shí)際需要增減次梁即可。參照梁（基準(zhǔn)梁）由2根8m長(zhǎng)型號(hào)15b的工字鋼組成。千斤頂最大量程采用1000噸，油表精度為0.4級(jí)，百分表精度為0.01mm， 如果沒(méi)有條件標(biāo)定千斤頂，需要標(biāo)定好的荷重傳感器，量

5、程為1000噸。試驗(yàn)前,先委托評(píng)定機(jī)構(gòu)對(duì)千斤頂進(jìn)行標(biāo)定,得出千斤頂系數(shù),根據(jù)最大加載量,求得最大荷載時(shí)油壓表壓力,對(duì)油壓進(jìn)行分級(jí)控制,從而控制千斤頂分級(jí)在試驗(yàn)樁頂施加豎向壓力。配重塊的加載和卸載由吊車(chē)完成，吊車(chē)為20噸以上。試驗(yàn)檢測(cè)涉及的設(shè)備和材料清單匯總序號(hào)設(shè)備和材料產(chǎn)地規(guī)格型號(hào)數(shù)量備注1千斤頂中國(guó)最大量程800噸以上1臺(tái)2電動(dòng)油泵中國(guó)1臺(tái)3精密油表中國(guó)1只4百分表中國(guó)4只5荷重傳感器中國(guó)量程1000噸1只6磁性表架中國(guó)4只7混凝土墊層現(xiàn)場(chǎng)取材C1528根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，可適當(dāng)加厚8混凝土承力墻C1571h視現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況而定11工字鋼中國(guó)60a、8m長(zhǎng)10根12方形鋼板中國(guó)厚3cm、75cm75

6、cm1塊13方形鋼板中國(guó)厚3cm、65cm65cm1塊14方形鋼板中國(guó)厚3cm、55cm55cm1塊15方形鋼板中國(guó)厚3cm、45cm45cm2塊16圓形鋼板中國(guó)厚3cm、直徑1m1塊17工字鋼中國(guó)15b、8m長(zhǎng)2根18工字鋼中國(guó)40a、8m長(zhǎng)36根19竹夾板中國(guó)64m220吊車(chē)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)用20噸1臺(tái)可能用不到21焊機(jī)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)用1臺(tái)以上六、試驗(yàn)準(zhǔn)備工作收集原始資料，了解試樁場(chǎng)地工程地質(zhì)情況，試樁的基本情況（如樁長(zhǎng)、樁徑、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、施工日期、施工工藝等），以及樁的預(yù)估極限承載力值。試驗(yàn)加載裝置的選擇：試樁所承受的荷載由油壓千斤頂分級(jí)施加。加載及反力裝置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件取壓重橫梁反力。圖1 單樁豎

7、向抗壓靜載試驗(yàn)裝置示意圖樁頭處理形式：如果在成樁前能夠確定為試樁，最好加密箍筋，箍筋間距不大于80mm。要求被測(cè)樁檢測(cè)時(shí)強(qiáng)度達(dá)到28天或滿(mǎn)足試驗(yàn)要求的抗壓強(qiáng)度。先鑿去樁頂浮漿，去破碎及軟弱混凝土，平整樁頂面。樁頂用厚度為5cm的同直徑鋼板鋪墊，基礎(chǔ)頂部澆注混凝土墊層，混凝土抗壓強(qiáng)度不低于15MPa。荷載與沉降的量測(cè)儀表：荷載用由標(biāo)定合格的級(jí)精密壓力表測(cè)量。試樁沉降采用大量程百分表測(cè)量。根據(jù)規(guī)范要求在試樁的兩個(gè)側(cè)面對(duì)稱(chēng)安裝2個(gè)百分表。沉降測(cè)定平面距樁頂距離不小于倍樁徑，固定和支承百分表的夾具和基準(zhǔn)梁在構(gòu)造上應(yīng)確保不受氣溫影響而發(fā)生豎向變位。試驗(yàn)加載方式的選擇：對(duì)于軟土地質(zhì)條件，試驗(yàn)加載方式采用慢

8、速維持荷載法載荷的施加和卸載應(yīng)按照下表分步進(jìn)行荷載分級(jí)表（以實(shí)際荷載為設(shè)計(jì)承載力的倍分級(jí)）試驗(yàn)荷載比例實(shí)際荷載荷載至少保持時(shí)間試驗(yàn)樁設(shè)計(jì)承載力的13120分鐘試驗(yàn)樁設(shè)計(jì)承載力的26120分鐘試驗(yàn)樁設(shè)計(jì)承載力的39120分鐘試驗(yàn)樁設(shè)計(jì)承載力的52120分鐘試驗(yàn)樁設(shè)計(jì)承載力的65120分鐘試驗(yàn)樁設(shè)計(jì)承載力的78120分鐘試驗(yàn)樁設(shè)計(jì)承載力的91120分鐘試驗(yàn)樁設(shè)計(jì)承載力的104120分鐘試驗(yàn)樁設(shè)計(jì)承載力的117120分鐘試驗(yàn)樁設(shè)計(jì)承載力的130120分鐘試驗(yàn)樁設(shè)計(jì)承載力的10460分鐘試驗(yàn)樁設(shè)計(jì)承載力的7860分鐘試驗(yàn)樁設(shè)計(jì)承載力的5260分鐘試驗(yàn)樁設(shè)計(jì)承載力的2660分鐘試驗(yàn)樁設(shè)計(jì)承載力的0180

9、分鐘需檢測(cè)的樁位統(tǒng)計(jì)表序號(hào)墩號(hào)橋墩里程 樁徑(m)設(shè)計(jì)容許荷載(kN)序號(hào)墩號(hào)橋墩里程 樁徑(m)設(shè)計(jì)容許荷載(kN)1G16121J7812G45122J10113H41364723K414H361365224K3615H661367825K6316H961364826K9617I3127K125138958I36128K15119I72129K182110I96130K2201387811I126131K243112I167132K272113I189133K3041398014I222134K334115I249135K3641.2516I279136K397117I311137K429

10、118I340138K460119J6139K493120J39140K5221其它注意事項(xiàng)在試驗(yàn)設(shè)備、儀器儀表的運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)確保其不損傷，以保證現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確無(wú)誤?，F(xiàn)場(chǎng)吊裝安置加載設(shè)備時(shí)，應(yīng)采取必要的安全措施，保證設(shè)備的安放位置正確和人員設(shè)備的安全。反力架的安裝和焊接要牢固可靠，對(duì)于不符合要求的反力裝置不能進(jìn)行正式試驗(yàn)加載工作反力鋼梁在試驗(yàn)中嚴(yán)禁超載，以免發(fā)生人員和儀器損壞。試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)必須搭起能防雨、遮陽(yáng)的臨時(shí)帳篷或設(shè)施，以保護(hù)儀器設(shè)備。高壓油泵等儀器設(shè)備應(yīng)按照就近、方便、安全的原則安放。測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)所接電源必須符合臨時(shí)架設(shè)電源線路的要求，禁止亂扯電源、電線，防止漏電、觸電等事故發(fā)生。七、現(xiàn)場(chǎng)

11、試驗(yàn)規(guī)定和要求開(kāi)始試驗(yàn)的時(shí)間：灌注樁應(yīng)在樁身混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，才能進(jìn)行。慢速維持荷載法按下列規(guī)定進(jìn)行加、卸載和沉降觀測(cè)。荷載分級(jí)：每級(jí)荷載值為預(yù)估單樁極限承載力的1/10。測(cè)讀樁沉降量的間隔時(shí)間：每級(jí)加載后，按第5、15、30、45、60min測(cè)讀樁頂沉降量，以后每隔30min測(cè)讀一次。沉降相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)；每一小時(shí)內(nèi)的樁頂沉降量不超過(guò)0.1mm，并連續(xù)出現(xiàn)兩次（從分級(jí)荷載施加后第30min）。當(dāng)樁頂沉降速率達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，再施加下一級(jí)荷載。卸載時(shí)，每級(jí)荷載維持1h，按第15、30、60min測(cè)讀樁頂沉降量后，即可卸下一級(jí)荷載。卸載至零后，應(yīng)測(cè)讀樁頂殘余沉降量，維持時(shí)間為3h，測(cè)讀時(shí)間為第

12、15、30min，以后每隔30min測(cè)讀一次。當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，可終止加載：某級(jí)荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的5倍（當(dāng)樁頂沉降能相對(duì)穩(wěn)定且總沉降量小于40mm時(shí)，宜加載至樁頂總沉降量超過(guò)40mm）。某級(jí)荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的2倍，且經(jīng)24h尚未達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。已達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大加載量。當(dāng)工程樁作錨樁時(shí)，錨樁上拔量已達(dá)到允許值。當(dāng)荷載-沉降曲線呈緩變型時(shí)，可加載至樁頂總沉降量6080min；在特殊情況下，可根據(jù)具體要求加載至樁頂累計(jì)沉降量超過(guò)80min。千斤頂、油泵的安置和檢查。千斤頂應(yīng)平放于試樁中心。試驗(yàn)前應(yīng)仔細(xì)檢查千斤頂、油泵工作是否正

13、常，油路是否漏油。百分表的安裝要求百分表應(yīng)安裝固定在支承于相對(duì)不動(dòng)的基準(zhǔn)梁上，百分表的安裝應(yīng)使表軸線平行于被測(cè)位移的方向，不得傾斜。八、試驗(yàn)資料的整理單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)概況：整理成表格形式，并應(yīng)對(duì)成樁和試驗(yàn)過(guò)程出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象作補(bǔ)充說(shuō)明。單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)記錄表。單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)荷載沉降匯總表。繪制有關(guān)試驗(yàn)成果曲線：為確定單樁的極限荷載，一般繪制QS（按整個(gè)圖形比例橫：豎=2：3，取Q、S的坐標(biāo)比例），（Slgt，SlgQ）曲線，以及其它輔助分析所需曲線。確定單樁軸向抗壓極限荷載。九、單樁承載力的確定1、單樁豎向極限承載力的確定（1）根據(jù)沉降隨荷載變化的特征確定：對(duì)于陡型Q-s曲線，取其發(fā)生明顯陡降的起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載值。（2）根據(jù)沉降隨時(shí)間變化的特征確定：取s-lgt曲線尾部出現(xiàn)明顯向下彎曲的前一級(jí)荷載值。（3）當(dāng)在某級(jí)荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的2倍，且經(jīng)24h尚未達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，取前一級(jí)荷載值。（4）對(duì)于緩變型Q-s曲線可根據(jù)沉降量確定，宜取s=40mm對(duì)應(yīng)的荷載值；當(dāng)樁長(zhǎng)大于40m時(shí)，宜考慮樁身彈性壓縮量；對(duì)直徑大于或等于800mm的樁，可取s=0.05D(D為樁端直徑)對(duì)應(yīng)的荷載值。（5）當(dāng)按上述四款判定樁的豎向抗壓承載力未達(dá)到極限時(shí)，樁的豎向抗壓極限承載力應(yīng)取最大試驗(yàn)荷載值。2、單樁豎向承載力特征值Rk的確定：將單