建筑單樁水平靜載試驗(yàn)技術(shù)方案

建筑單樁水平靜載試驗(yàn)技術(shù)方案1.1一般規(guī)定本方法適用于在樁頂自由的試驗(yàn)條件下，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)。當(dāng)樁身埋設(shè)有應(yīng)變測(cè)量傳感器時(shí)，可按本規(guī)范附錄A測(cè)定樁身橫截面的彎曲應(yīng)變，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(kāi)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)樁，宜加載至樁頂出現(xiàn)較大水平位移或樁身結(jié)構(gòu)破壞；對(duì)工程樁抽樣檢測(cè)，可按設(shè)計(jì)要求的水平位移允許值控制加載。1.2設(shè)備儀器及其安裝水平推力加載設(shè)備宜采用臥式千斤頂，其加載能力不得小于最大試驗(yàn)加載量的1.2倍。水平推力的反力可由相鄰樁提供；當(dāng)專(zhuān)門(mén)設(shè)置反力結(jié)構(gòu)時(shí)，其承載能力和剛度應(yīng)大于試驗(yàn)樁的1.2倍。荷載測(cè)量及其儀器的技術(shù)要求應(yīng)符合本規(guī)范第4.2.3條的規(guī)定；水平力作用點(diǎn)宜與實(shí)際工程的樁基承臺(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(guò)樁身軸線(xiàn)；當(dāng)千斤頂與試樁的接觸面混凝土不密實(shí)或不平整時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)或補(bǔ)平處理。樁的水平位移測(cè)量及其儀器的技術(shù)要求應(yīng)符合本規(guī)范第4.2.4條的有關(guān)規(guī)定。在水平力作用平面的受檢樁兩側(cè)應(yīng)對(duì)稱(chēng)安裝兩個(gè)位移計(jì)；當(dāng)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(chēng)安裝兩個(gè)位移計(jì)。位移測(cè)量的基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置不應(yīng)受試驗(yàn)和其他因素的影響，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。測(cè)量樁身應(yīng)變時(shí)，各測(cè)試斷面的測(cè)量傳感器應(yīng)沿受力方向?qū)ΨQ(chēng)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°。地面下10倍樁徑或樁寬的深度范圍內(nèi)，樁身的主要受力部分應(yīng)加密測(cè)試斷面，斷面間距不宜超過(guò)1倍樁徑；超過(guò)10倍樁徑或樁寬的深度，測(cè)試斷面間距可以加大。樁身內(nèi)傳感器的埋設(shè)應(yīng)符合本規(guī)范附錄A的規(guī)定。1.3現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)加載方法宜根據(jù)工程樁實(shí)際受力特性，選用單向多循環(huán)加載法或按本規(guī)范第4章規(guī)定的慢速維持荷載法。當(dāng)對(duì)試樁樁身橫截面彎曲應(yīng)變進(jìn)行測(cè)量時(shí)，宜采用維持荷載法。試驗(yàn)加、卸載方式和水平位移測(cè)量，應(yīng)符合下列規(guī)定：1單向多循環(huán)加載法的分級(jí)荷載，不應(yīng)大于預(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，恒載4min后，可測(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，完成一級(jí)荷載的位移觀(guān)測(cè)；試驗(yàn)不得中間停頓；2慢速維持荷載法的加、卸載分級(jí)以及水平位移的測(cè)讀方式，應(yīng)分別符合本規(guī)范第4.3.3條和第4.3.5條的規(guī)定。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(guò)30mm～40mm；軟土中的樁或大直徑樁時(shí)可取高值；3水平位移達(dá)到設(shè)計(jì)要求的水平位移允許值。檢測(cè)數(shù)據(jù)可按本規(guī)范附錄C表C.0.2的格式進(jìn)行記錄。測(cè)試樁身橫截面彎曲應(yīng)變時(shí)，數(shù)據(jù)的測(cè)讀宜與水平位移測(cè)量同步。1.4檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與判定檢測(cè)數(shù)據(jù)的處理應(yīng)符合下列規(guī)定：采用單向多循環(huán)加載法時(shí)，應(yīng)分別繪制水平力-時(shí)間-作用點(diǎn)位移（H-t-Y0）關(guān)系曲線(xiàn)和水平力-位移梯度（H-ΔY0/ΔH）關(guān)系曲線(xiàn)；采用慢速維持荷載法時(shí)，應(yīng)分別繪制水平力-力作用點(diǎn)位移（H-Y0）關(guān)系曲線(xiàn)、水平力-位移梯度（H-ΔY0/ΔH）關(guān)系曲線(xiàn)、力作用點(diǎn)位移-時(shí)間對(duì)數(shù)（Y0-lgt）關(guān)系曲線(xiàn)和水平力-力作用點(diǎn)位移雙對(duì)數(shù)（lgH-lgY0）關(guān)系曲線(xiàn)；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(xiàn)(H-m、Y0-m)。1.4.2當(dāng)樁頂自由且水平力作用位置位于地面處時(shí)，m值應(yīng)按下列公式確定：（1.4.2-1）（1.4.2-2）式中：m——地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)（kN/m4）；α——樁的水平變形系數(shù)（m–1）；νy——樁頂水平位移系數(shù)，由式（1.4.2-2）試算α，當(dāng)αh≥4.0時(shí)（h為樁的入土深度），vy=2.441；H——作用于地面的水平力（kN）；Y0——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?yè)Q算截面慣性矩；b0——樁身計(jì)算寬度（m）；對(duì)于圓形樁：當(dāng)樁徑D≤1m時(shí)，b0=0.9（1.5D+0.5）；當(dāng)樁徑D＞1m時(shí)，b0=0.9（D+1）；對(duì)于矩形樁，當(dāng)邊寬B≤1m時(shí)，b0=1.5B+0.5，當(dāng)邊寬B＞1m時(shí)，b0=B+1。1.4.3對(duì)進(jìn)行樁身橫截面彎曲應(yīng)變測(cè)定的試驗(yàn)，應(yīng)繪制下列曲線(xiàn)，且應(yīng)列表給出相應(yīng)的數(shù)據(jù)：各級(jí)水平力作用下的樁身彎矩分布圖；水平力-最大彎矩截面鋼筋拉應(yīng)力（H-σs）曲線(xiàn)。單樁的水平臨界荷載可按下列方法綜合確定：取單向多循環(huán)加載法時(shí)的H-t-Y0曲線(xiàn)或慢速維持荷載法時(shí)的H-Y0曲線(xiàn)出現(xiàn)拐點(diǎn)的前一級(jí)水平荷載值；取H-ΔY0/ΔH曲線(xiàn)或lgH-lgY0曲線(xiàn)上第一拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的水平荷載值；取H-σs曲線(xiàn)第一拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的水平荷載值。1.4.5單樁水平極限承載力可按下列方法確定：1取單向多循環(huán)加載法時(shí)的H-t-Y0曲線(xiàn)產(chǎn)生明顯陡降的前一級(jí)、或慢速維持荷載法時(shí)的H-Y0曲線(xiàn)發(fā)生明顯陡降的起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的水平荷載值；2取慢速維持荷載法時(shí)的Y0-lgt曲線(xiàn)尾部出現(xiàn)明顯彎曲的前一級(jí)水平荷載值；3取H-ΔY0/ΔH曲線(xiàn)或lgH-lgY0曲線(xiàn)上第二拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的水平荷載值；4取樁身折斷或受拉鋼筋屈服時(shí)的前一級(jí)水平荷載值。1.4.6為設(shè)計(jì)提供依據(jù)的水平極限承載力和水平臨界荷載，可按本規(guī)范第4.4.3條的統(tǒng)計(jì)方法確定。1.4.7單樁水平承載力特征值的確定應(yīng)符合下列規(guī)定：1當(dāng)樁身不允許開(kāi)裂或灌注樁的樁身配筋率小于0.65%時(shí)，可取水平臨界荷載的0.75倍作為單樁水平承載力特征值。2對(duì)鋼筋混凝土預(yù)制樁、鋼樁和樁身配筋率不小于0.65%的灌注樁，可取設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高處水平位移所對(duì)應(yīng)荷載的0.75倍作為單樁水平承載力特征值；水平位移可按下列規(guī)定取值：1）對(duì)水平位移敏感的建筑物取6mm；2）對(duì)水平位移不敏感的建筑物取10mm。3取設(shè)計(jì)要求的水平允許位移對(duì)應(yīng)的荷載作為單樁水平承載力特征值，且應(yīng)滿(mǎn)足樁身抗裂要求。1.4.8檢測(cè)報(bào)告除應(yīng)包括本規(guī)范第3.5.3條