樁基基本知識

靜載檢測二、按承載方法對土層的影響分類不同成樁方法對周圍土層的擾動程度不同，直接影響到樁承載能力的發(fā)揮和計算參數(shù)的選用。一般按成樁方法可分為：1、非擠土樁2、部分擠土樁3、擠土樁按樁的承載性狀（荷載傳遞方式）可分為摩擦型樁和端承型樁。（1）摩擦型樁指樁頂荷載全部或主要有樁側(cè)摩阻力承擔。根據(jù)側(cè)摩阻力分擔外荷載的比例，又可分為純摩擦樁和端承摩擦樁。?純摩擦樁：樁端無較堅硬持力層，全部由側(cè)摩阻力承擔上部荷載。（長細比較大）。?端承摩擦樁：樁端有較堅硬持力層，由側(cè)摩阻力和樁端阻力承擔上部荷載，其中樁端阻力占的比例較小。（2）端承型樁指樁頂荷載全部或主要由樁端阻力承擔。根據(jù)樁端阻力發(fā)揮的程度和分擔外荷載的比例，又可分為純端承樁和摩擦端承樁。純端承樁：樁端有堅硬的持力層，全部由端阻力.承擔上部荷載。（長細比小于10）。摩擦端承樁：由樁端阻力和側(cè)摩阻力承擔上部荷載，其中樁端阻力起主要作用，側(cè)摩阻力占的比例較小。注：無論是端承摩擦樁還是摩擦端承樁，其端阻和側(cè)阻分擔荷載的大小均與樁徑、樁長、樁周土層情況和持力層剛度有關(guān)。2、抗拔樁主要用來承受豎向上拔荷載，如船塢抗浮力樁基、送電線路塔樁基、高層建筑附屬地下車庫樁基以及污水處理建筑物樁基等等，其外部上拔荷載主要有樁側(cè)摩阻力承擔。3、水平受荷樁主要用來承擔水平方向傳來的外部荷載，如承受地震或風所產(chǎn)生的水平荷載。港口碼頭工程用的板樁、基坑支護中的護坡樁等。其樁身剛度大小是其抵抗彎矩力的總要保證。五、按樁的直徑大小分類?大直徑樁：樁徑D3800mm?中等直徑樁：樁徑250mm<D<800mm的樁?小直徑樁：樁徑DW250mm、長細比L/D較大的樁一、術(shù)語2、基樁樁基礎(chǔ)中的單樁2、地基承載力特征值由載荷試驗測定的地基土壓力變形曲線線性變形階段內(nèi)規(guī)定的變形所對應(yīng)的壓力值，其最大值為比例界限值。3、靜載試驗在樁頂部逐級施加豎向壓力、豎向上拔力或水平推力，觀測樁頂部隨時間產(chǎn)生的沉降、上拔位移或水平位移，以確定相應(yīng)的單樁豎向抗壓承載力、單樁豎向抗拔承載力或單樁水平承載力的試驗方法。單樁豎向抗壓靜載試驗?采用接近于抗壓樁實際工作條件的試驗方法，荷載作用于樁頂，樁頂產(chǎn)生的位移（沉降），可得到單根試樁Q~S曲線，還可獲得每級荷載下樁頂沉降隨時間的變化曲線，當樁身中埋設(shè)量測元件時，還可以直接測得個土層的極限摩阻力和端承力。二、目的要求1、試樁目的（一）用試驗方法來確定在一定土層條件下的樁的承載力，為設(shè)計或修改設(shè)計提供依據(jù)；積累資料為編制地方性樁基規(guī)程提供依據(jù)；（二）為打樁施工提供控制貫入度或其它類型樁施工提供施工參數(shù)；（三）為新型樁的設(shè)計或新的樁基施工方法提供試驗驗證依據(jù)；（四）檢驗已施工樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。（四）樁身強度及休止時間a、預(yù)制樁在樁身強度達到設(shè)計要求的前提下，對于砂類土，不應(yīng)少于10d；對于粉土和粘性土不應(yīng)少于15d；對于淤泥或淤泥質(zhì)土不應(yīng)少于25d，待樁身與土體的結(jié)合基本趨于穩(wěn)定，才能進行試驗。2、樁頂荷載在沿著樁身向下傳遞的過程中必須不斷地克服這種摩阻力，因此樁身的軸向力隨著深度增大而減少。3、荷載逐漸增大，隨著樁身位移的增大，側(cè)摩阻力逐漸發(fā)揮出來，直到樁身位移量增大到一定數(shù)值，樁側(cè)摩阻力達到極限值，這時若樁身進一步下沉，則在樁與周圍土之間將產(chǎn)生相對滑動，側(cè)摩阻力不再增大，甚至稍有降低。b、就地灌注樁應(yīng)在樁身混凝土強度達到設(shè)計等級的前提下，對砂類土不少于10d；對一般粘性土不少于20d；對淤泥或淤泥質(zhì)土不少于30d，才能進行試驗。檢測開始時間應(yīng)符合下列規(guī)定：當采用低應(yīng)變法或聲波透射法檢測時，受檢樁混凝土強度不得低于設(shè)計強度的70%，且不小于15MPa；當采用鉆芯法檢測時，受檢樁的混凝土齡期達到28d或同條件養(yǎng)護的預(yù)留試塊強度達到設(shè)計強度；承載力檢測前的休止時間除應(yīng)達到本條第2款規(guī)定的樁身混凝土強度外，當無成熟的地區(qū)經(jīng)驗時，尚不應(yīng)少于表3.2.5規(guī)定的時間。4、由于樁身壓縮量的累積，樁身各斷面的位移量是不相等的，在位移最大的頂部，摩阻力首先達到極限值，隨著荷載的增加，下部樁身的側(cè)摩阻力也逐漸增大，樁底土受到壓縮而產(chǎn)生樁端承載力，由于樁端土受到壓縮，增加了樁土相對位移，從而使摩阻力進一步得到發(fā)揮。5、隨著荷載的增加，樁端阻力逐漸增大，當樁身側(cè)摩阻力全部達到極限值以后，再增加的荷載將全部由樁端阻力平衡。6、荷載進一步增加，樁端持力層土的大量壓縮，位移迅速增大，直至最后塑性擠出，樁就進入破壞階段，樁端阻力達到極限，樁也達極限承載力。這時作用與樁頂?shù)暮奢d就是樁的極限荷載。（五）試樁選擇同一條件下不應(yīng)少于3根；當預(yù)計工程樁總數(shù)小于50根時，不應(yīng)少于2根。一、樁的受力機理1、當豎向荷載開始逐步施加樁頂時，樁身上部首先受到壓縮而產(chǎn)生相對于土的向下位移。這時，樁側(cè)表面開始受到土的向上摩阻力。從樁的受力機理以致達極限值的過程分析，一個理想的完整的試樁曲線可分為四個階段：第一階段以樁身壓縮并產(chǎn)生側(cè)摩阻力，樁端阻力未產(chǎn)生；第二階段樁身不斷下沉，側(cè)摩阻力不斷加大至極限，端土逐漸壓密，處彈性壓密狀態(tài)端阻力不斷加大；第三階段側(cè)摩阻力至極限不再增大，端阻力加大端土剪切變形發(fā)展逐步形成塑性區(qū)；第四階段為端土塑性區(qū)形成，端土擠出，下沉急劇。第二、三階段的交點一般稱第一拐點，第三、四階段的交點一般稱第二拐點。力與端阻力均處于彈性變形階段，一般摩阻力起主要作用。的交點一般稱第二拐點。樁的受力機理Q~S曲線形式表示（2）第一拐點與第二拐點間的第二線段呈雙曲線形，樁側(cè)摩阻力達到極限，樁尖阻力從線性變形階段向彈塑性變形階段發(fā)展。樁的受力機理Q~S曲線形式表示（3）第二拐點后的曲線為第三線段，曲線呈直線形向下或下偏右發(fā)展。此時樁端阻力也進入極限狀態(tài)。Qp比例界限荷載Q；屈服荷載。：工程上的極限荷載Qf破壞荷載⑴樁身壓縮，產(chǎn)生側(cè)摩阻力，無端阻⑵樁不斷下沉，側(cè)摩阻力不斷增大至極限，樁端土壓縮，產(chǎn)生端阻⑶樁端阻力達到極限⑷樁進入破壞階段，樁土擠出，位移迅速增大Q~S曲線反應(yīng)了樁的受力、變形及破壞特征，是破壞模式與破壞特征的宏觀反應(yīng)，也是樁土體系的荷載傳遞，側(cè)摩阻力和樁端阻力發(fā)揮性狀的綜合反應(yīng)。根據(jù)Q?S曲線的形狀特點，樁達極限狀態(tài)的情況可分為“陡降型”與“緩變型”兩類：“陡降型”的有明顯的第二拐點，破壞特征是承載力控制；“緩變型”的無第二拐點，漸進的下沉量增大到必須控制的程度，其破壞特征是沉降量控制。靜載試驗所得荷載-沉降Q?S曲線的形態(tài)隨樁側(cè)和樁端土層的分布與性質(zhì)、成樁工藝、樁的形狀和尺寸（樁徑、樁長及其比值）等諸多因素而變化，一般情況如下：（一）打入式預(yù)制樁打入式鋼筋混凝土預(yù)制樁，其施工條件使樁周與樁端土受擠密，使樁的摩阻力與端阻力能共同協(xié)調(diào)的發(fā)揮作用，根據(jù)樁長與地基土的工程地質(zhì)條件不同，其Q?S曲線如圖1所示。曲線1對應(yīng)樁身較短及樁端土層較松時情況；由線2對應(yīng)樁身較短及樁端土較密的情況；曲線3對應(yīng)樁身較長及樁端土層較松的情況。Q?S曲線以第一拐點及第二拐點而分為三段：（1）第一拐點前的第一線段基本上保持直線，摩阻如樁尖土層較密時，土層較快形成塑性區(qū)向兩側(cè)擠出移動而沉降突然加大，使樁進入破壞狀態(tài)，如曲線2所示。如樁尖土層較松時，土壤須經(jīng)一階段壓密后，才能形成塑性區(qū)移動，而此壓密階段導(dǎo)致樁身的下沉量過大，超過控制值而達樁破壞狀態(tài)，如曲線1、曲線3所示。（二）沉管灌注樁沉管灌注樁在施工中，由于尖瓣空隙進土及樁尖處混凝土振搗不實，因此在樁受力初期，近似摩擦樁受力狀態(tài)，樁端受力較小，其Q?S曲線如圖2曲線1所示。摩阻力漸達到極限狀態(tài)，樁尖虛土逐漸壓實，Q?S曲線向下斜度（△$/AQ）加大；至虛土被完全壓實后，Q?S曲線達反彎拐點，樁尖土層的端阻力協(xié)調(diào)發(fā)揮作用；當繼續(xù)增加荷載時，Q?S曲線呈現(xiàn)斜度變小，以后似預(yù)制樁一樣發(fā)展。當樁身出現(xiàn)斷條情況時，則如曲線3所示變化。當采用預(yù)制樁尖時，則Q?S曲線如曲線2所示，與預(yù)制樁相似。（三）鉆孔灌注樁鉆孔灌注樁根據(jù)土層的地質(zhì)特性與施工中虛土存在與處理程度的不同，其Q?S曲線如圖3所示。圖中曲線3為樁尖無虛土，或虛土經(jīng)很好處理的情況，樁的摩阻力與端阻力從受力開始就能協(xié)調(diào)一致的工作，它類似于預(yù)制樁的情況。曲線1為樁端部虛土甚厚的情況，因此樁

的承載幾乎完全靠摩阻力，他類似于樁端土層很軟的摩擦樁情況。曲線2為多數(shù)鉆孔灌注樁的情況，其第一拐點與第二拐點間有時出現(xiàn)反彎拐點而第一拐點與反彎點間的沉降量差值取決于樁尖部虛土厚度與處理的程度。提高鉆孔灌注樁質(zhì)量主要是從設(shè)計與施工兩方面盡量使其Q?S曲線不出現(xiàn)反彎拐點，并向曲線3靠近，要避免出現(xiàn)曲線1的承載幾乎完全靠摩阻力，他類似于樁端土層很軟的摩擦樁情況。曲線2為多數(shù)鉆孔灌注樁的情況，其第一拐點與第二拐點間有時出現(xiàn)反彎拐點而第一拐點與反彎點間的沉降量差值取決于樁尖部虛土厚度與處理的程度。提高鉆孔灌注樁質(zhì)量主要是從設(shè)計與施工兩方面盡量使其Q?S曲線不出現(xiàn)反彎拐點，并向曲線3靠近，要避免出現(xiàn)曲線1的情況。1、慢速試樁法a、加載時觀測時間：每次加載后的第一小時內(nèi)在5、15、30、45、60分鐘各測記沉降量一次，以后每隔半小時觀測一次，當試樁達到相對穩(wěn)定標準時，可進行下一級加載。b、沉降相對穩(wěn)定標準，每一小時的沉降量不超過0.1mm，對砂類土中的樁可放寬到半小時沉降不超過0.1mm，并連續(xù)出現(xiàn)兩次。c、卸載時觀測時間：卸載后15、30、60測記三次，即可卸下一級荷載。全部卸載后，隔3?4小時在測續(xù)一次。基準梁的一端應(yīng)固定在基準樁上另一端應(yīng)簡支于基準樁上，以減少溫度變化引起的基準梁撓曲變形，在滿足規(guī)范規(guī)定的條件下，基準樁不宜過長，并應(yīng)采取有效遮擋措施，以減少溫度變化和刮風下雨、振動及其他外界因素的影響，尤其在晝夜溫差較大且白天有陽光照射時更應(yīng)注意。二、試樁樁頭處理（一）試樁樁頭標高：試樁樁頭四周土面高度應(yīng)采取樁基承臺梁底面標高。樁頭標高宜高出土面500mm以上，以便對樁頭進行加固處理及進行樁基沉降量測試。對于挖孔樁及預(yù)制樁等不需樁頭加固的樁，樁頭露出地面可減至200mm。（二）試樁樁頭處理：對于現(xiàn)場灌注的樁宜在樁頭用鋼板箍或8鐵絲進行綁扎加固。將樁頭的鋼筋截斷或彎折，然后在上面抹1：2早強水泥砂漿，厚度超出鋼筋端（側(cè)）面10mm。初凝后，表面鋪篩過的砂子20mm厚，然后可放置壓樁千斤頂。（四）終止加荷條件當出現(xiàn)下列情況之一時，即可終止加荷：1、在總沉降量大于40mm后，試驗出現(xiàn)明顯陡降：在某級荷載作用下，樁的沉降增量為前一級荷載作用下沉降量的3倍（砂類土）與5倍（粘性土）。2、樁頂總沉降量大于10%D（D為樁底徑），且繼續(xù)加載2級無明顯陡降。3、錨樁錨筋較多拉斷或錨樁上拔量大于極限值：直樁10mm；擴底樁15mm。單樁垂直靜載試驗的記錄表如表9所示。終止加荷?某級荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的5倍，且樁頂