專利名稱：基樁自平衡深層平板載荷檢測(cè)方法及檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基樁自平衡深層平板載荷檢測(cè)方法及檢測(cè)裝置，屬于建筑工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景資料目前用于檢測(cè)基樁承載力的方法及其裝置主要有以下幾種1、單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)是一種接近于基樁實(shí)際工作條件的試驗(yàn)方法，采用反力裝置對(duì)試樁持續(xù)施加荷載來(lái)確定單樁豎向抗壓極限承載力。根據(jù)試驗(yàn)時(shí)采用的反力裝置的不同，可分為錨樁法試驗(yàn)和堆載法試驗(yàn)。
2、自平衡試樁法自平衡試樁法是將荷載箱放置在樁身下部，在向上頂樁身的同時(shí)，向下壓樁底，使樁的上段摩阻力和下段摩阻力、端阻力互為反力，分別得到荷載一位移曲線，疊加后得到樁頂?shù)某休d力和位移關(guān)系的Q-s曲線。其中，試驗(yàn)分別測(cè)出了樁側(cè)阻力和樁端阻力，有利于指導(dǎo)設(shè)計(jì)。本方法適用于粘性土、粉土、砂土、巖層中的鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、沉管灌注樁等，特別適用于傳統(tǒng)靜載試樁相當(dāng)困難的水上試樁、坡上試樁、基坑底試樁、狹窄場(chǎng)地試樁等情況。本方法對(duì)于密實(shí)砂土條件持力好，土層較淺，樁身長(zhǎng)度較短，端阻力遠(yuǎn)大于樁身摩阻力的情況下很難測(cè)出基樁的承載力。
3、深層平板載荷試驗(yàn)深層平板載荷試驗(yàn)是一種確定深部地基土層及大直徑樁的樁端土層在承壓板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)承載力的試驗(yàn)方法，對(duì)端承型大直徑混凝土灌注樁(如人工挖孔樁)，可采用此方法對(duì)樁端持力層地基承載力特征值進(jìn)行檢驗(yàn)。<建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范>(GB50007-2002)第8.5.5條中也有“當(dāng)樁端持力層為密實(shí)砂卵石或其他承載力類(lèi)似的土層時(shí)，對(duì)單樁承載力很高的大直徑端承型樁，可采用深層平板載荷試驗(yàn)確定樁端土的承載力特征值”的規(guī)定，試驗(yàn)設(shè)備分為反力裝置(地上)和荷載傳遞系統(tǒng)(地下)兩部分，反力裝置(地上)和單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)設(shè)備相同，可采用錨樁法和堆載法兩種反裝置，荷載傳遞系統(tǒng)(地下)由傳力柱和直徑為800mm的承壓板組成。由于地面上的反力裝置和單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)設(shè)備相同，對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)地同樣有特殊要求；對(duì)于長(zhǎng)樁，傳力柱過(guò)長(zhǎng)存在失穩(wěn)問(wèn)題。因此，本方法也存在一定的局限性。
4、自平衡試樁法采用的測(cè)量裝置1、測(cè)力裝置上下壓板采用鋼板件，中間加裝一個(gè)或幾個(gè)千斤頂并聯(lián)，加載時(shí)存在以下缺陷①幾個(gè)千斤頂出力不一致式偏載；②加載時(shí)鋼板變形量很大，不能反映基樁在額定面積的受力狀況，所以導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏差較大，2、位移測(cè)量裝置自平衡試樁法采用的位移測(cè)量利用鋼筋作為位移棒，由于試樁長(zhǎng)度大，測(cè)試時(shí)作為位移棒的鋼筋會(huì)產(chǎn)生擺動(dòng)變形，導(dǎo)致位移測(cè)量精度不夠。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有方法存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種基樁自平衡深層平板載荷檢測(cè)方法及檢測(cè)裝置。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的，一種基樁自平衡深層平板載荷檢測(cè)方法，包括1、根據(jù)地址勘探資料，進(jìn)行荷載箱標(biāo)定荷載箱標(biāo)定由法定檢測(cè)單位在壓力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行標(biāo)定，采用聯(lián)于荷載箱的壓力傳感器測(cè)定油壓，標(biāo)定分級(jí)與試驗(yàn)分級(jí)一致，根據(jù)荷載箱標(biāo)定曲線換算荷載進(jìn)行試驗(yàn)。
2、將標(biāo)定后的荷載箱焊接于鋼筋籠端部，將鋼筋籠吊裝放入樁孔內(nèi)；3、清理樁孔后向樁孔內(nèi)澆注混凝土；4、待混凝土強(qiáng)度生成70％后，采用分級(jí)加載法進(jìn)行測(cè)試基樁承載力試驗(yàn)；4.1加載方式采用慢速維持荷載法逐級(jí)加載。
4.2最大試驗(yàn)荷載當(dāng)需確保工程樁的樁端持力層不被破壞時(shí)，試驗(yàn)最大荷載為設(shè)計(jì)使用樁端持力層特征值的2倍。若為試樁，則可以試驗(yàn)至最大樁端極限端阻力qpk。
4.3加載分級(jí)每級(jí)加載為預(yù)估極限荷載的1/10～1/15，第1級(jí)可按2倍分級(jí)荷載加載。
4.4沉降觀察每級(jí)加荷后，第一個(gè)小時(shí)內(nèi)按間隔10、10、10、15、15分鐘，以后為每間隔半小時(shí)測(cè)讀一次沉降。
4.5試樁沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)連續(xù)兩小時(shí)內(nèi)，每小時(shí)的沉降量不超過(guò)0.1mm，則認(rèn)為已趨穩(wěn)定，可加下一級(jí)荷載。
4.6終止加載條件當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，可終止加載a、沉降s急驟增大，荷載-沉降(p-s)曲線上有可判定極限承載力的陡降段，且沉降量超過(guò)0.04d(d為承壓板直徑)；b、在某級(jí)荷載下，24小時(shí)內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定；c、本級(jí)沉降量大于前一級(jí)沉降量的5倍；d、當(dāng)持力層土層堅(jiān)硬，沉降量很小時(shí)，最大加載量不小于設(shè)計(jì)要求的2倍。
4.7卸載方式卸載應(yīng)分級(jí)進(jìn)行，每級(jí)卸載量取加載時(shí)分級(jí)荷載的2倍，每級(jí)荷載維持1小時(shí)，按第15、30、60分鐘測(cè)讀沉降量后，即可卸下一級(jí)荷載。卸載至零后，應(yīng)測(cè)讀殘余沉降量，維持時(shí)間為3小時(shí)，測(cè)讀時(shí)間為第15、30分鐘，以后每隔30min測(cè)讀1次。
5、試驗(yàn)結(jié)束后采用位移護(hù)管直接用高強(qiáng)度水泥凈漿對(duì)試樁樁底進(jìn)行注漿補(bǔ)強(qiáng)，對(duì)試驗(yàn)產(chǎn)生的縫隙充實(shí)；6、試樁承載力的推定和試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)。
6.1試樁破壞性試驗(yàn)6.1.1當(dāng)Q-s曲線上有比例界限時(shí)，取該比例界限所對(duì)應(yīng)的荷載值；6.1.2滿足終止加載條件之一時(shí)，其對(duì)應(yīng)的前一級(jí)荷載定為極限荷載，當(dāng)該值小于對(duì)應(yīng)比例界限的荷載值的2倍時(shí)，取極限荷載值的一半；6.1.3不能按上述2款要求確定時(shí)，可取s/d＝0.01～0.015所對(duì)應(yīng)的荷載值，但其值不應(yīng)大于最大加載量的一半。
6.2試樁的承載力推定6.2.1樁側(cè)極限阻力(kN)的確定QSK≥(Q-W)/γ式中Q為最大試驗(yàn)荷載值；W為樁身自重；γ為樁側(cè)抗拔-抗壓阻力比，可取1～0.8。
6.2.2持力層樁端阻力特征值(kPa)的確定qpa≥Q÷A下承壓板÷2式中A下承壓板為額定的荷載箱下承壓板面積；6.2.3樁端極限阻力(kN)的推算QPK≥ψp×qpa×Ap×2式中Ap為樁底擴(kuò)大端面積；ψp為大直徑樁端阻尺寸效應(yīng)系數(shù)，按下表取值 注表中D為樁底擴(kuò)大端直徑。
6.2.4單樁豎向極限承載力(kN)推算QU≥QSK+QPK6.2.5單樁豎向承載力特征值(kN)推算QUA＝QU/2
6.3試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)(樁端qsk的評(píng)定)同一土層參加統(tǒng)計(jì)的試驗(yàn)點(diǎn)不應(yīng)少于3點(diǎn)，當(dāng)試驗(yàn)實(shí)測(cè)值的極差不超過(guò)平均值的30％時(shí)，取平均值作為該土層的地基承載力特征值。
理論依據(jù)a、根據(jù)《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》(JGJ 106-2003)第3.3.1條當(dāng)設(shè)計(jì)有要求或滿足下列條件之一時(shí)，施工前應(yīng)采用靜載試驗(yàn)確定單樁豎向抗壓承載力特征值(1)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)、乙級(jí)的樁基；(2)地質(zhì)條件復(fù)雜、樁施工質(zhì)量可靠性低；(3)本地區(qū)采用的新樁型或新工藝。
檢測(cè)數(shù)量在同一條件下不應(yīng)少于3根，且不宜少于總樁數(shù)的1％；當(dāng)工程樁總數(shù)在50根以內(nèi)時(shí)，不應(yīng)少于2根。
條文說(shuō)明第3.3.7條端承型大直徑灌注樁(事實(shí)上對(duì)所有高承載力的樁)，往往不允許任何一根樁承載力失效，否則后果不堪設(shè)想。由于試樁荷載大或場(chǎng)地限制，有時(shí)很難、甚至無(wú)法進(jìn)行單樁豎向抗壓承載力靜載檢測(cè)。對(duì)此，本條規(guī)定實(shí)際是對(duì)第3.3.5條的補(bǔ)充，體現(xiàn)了“多種方法合理搭配，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)”的原則，如深層平板載荷試驗(yàn)、巖基載荷試驗(yàn)，終孔后混凝土灌注前的樁端持力層鑒別(包括動(dòng)力觸探、標(biāo)貫試驗(yàn)、巖芯試件抗壓強(qiáng)度試驗(yàn))，有條件時(shí)可預(yù)埋荷載箱進(jìn)行樁端載荷試驗(yàn)等。
b、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50007-2002)第8.5.5條當(dāng)樁端持力層為密實(shí)砂卵石或其他承載力類(lèi)似的土層時(shí)，對(duì)單樁承載力很高的大直徑端承型樁，可采用深層平板載荷試驗(yàn)確定樁端土的承載力特征值，試驗(yàn)方法應(yīng)按本規(guī)范附錄D。
c、《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ 94-94)第5.2.9條根據(jù)土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，確定大直徑樁(d≥800mm)單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，可按下式計(jì)算Quk＝Qsk+Qpk＝u∑ψsiqsiklsi+ψpqpkAp式中qsik——樁側(cè)第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值。
qpk——樁徑為800mm的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，可采用深層載荷板試驗(yàn)確定。
本發(fā)明的工作原理及有益效果為本發(fā)明將自平衡試樁法和深層平板載荷試驗(yàn)相結(jié)合，為模擬大直徑端承樁的實(shí)際工作條件，該試驗(yàn)方法將荷載箱位置由樁身下部移至樁底部，待樁身混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)、樁一土體系滿足一定休止期后，在地面通過(guò)油泵加載，利用荷載箱上端的樁側(cè)阻力和下端的樁端阻力進(jìn)行互為反力的載荷試驗(yàn)，以此得到樁側(cè)阻力一樁身位移、樁端阻力——樁端位移變形曲線。根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)樁端豎向極限承載力和樁側(cè)阻力等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。
本發(fā)明利用荷載箱上端的樁側(cè)阻力和下端的樁端阻力進(jìn)行互為反力的載荷試驗(yàn)，省去了深層平板載荷試驗(yàn)地面上笨重的反力裝置，卻同樣達(dá)到了驗(yàn)證樁端持力層承載力的目的。此外，用這種方法，不僅可以確定大直徑(不小于800mm)端承型灌注樁的樁端持力層阻力特征值(qpk值)，同時(shí)還可以評(píng)價(jià)樁側(cè)極限側(cè)阻力，本方法適用于樁徑不小于900mm的端承型樁，尤其適用于樁端嵌巖的大噸位挖孔樁，與傳統(tǒng)靜載荷試驗(yàn)方法和深層平板載荷試驗(yàn)相比，該方法不受工期和現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地條件的限制，具有快捷、簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，起到了事半功倍的作用，本發(fā)明與傳統(tǒng)靜載荷試驗(yàn)方法相比，不需要進(jìn)行埋設(shè)錨樁、準(zhǔn)備荷載、制作樁帽、搭設(shè)反力架等繁瑣的準(zhǔn)備工作，從而節(jié)約了大量人力物力，同時(shí)也節(jié)省了大量工期，具有快捷、簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，詳見(jiàn)表1。
表1

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種基樁自平衡深層平板載荷檢測(cè)裝置，如圖1、圖2所示，包括位于樁底的荷載箱系統(tǒng)5、位于樁身的荷載及位移傳遞系統(tǒng)和位于地面的測(cè)試系統(tǒng)；荷載箱系統(tǒng)5采用整體式輻射狀基樁檢測(cè)平板荷載箱，主要由固連成一整體的主油缸51及下承壓板58、活塞52、上蓋板53、鋼筋籠焊接板54、位移絲連接桿55、位移絲護(hù)管56、高壓油管57組成，主油缸51及下承壓板58為整體式鑄造，用輻射狀加強(qiáng)筋59連接，下承壓板58面積為額定(根據(jù)基樁承載力大小確定為0.1～1.0m2)加強(qiáng)筋59保證在額定載荷下，下承壓58板面內(nèi)各點(diǎn)的變形量小于0.5mm，上蓋坂53采用輻射狀加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，上蓋板53面積為額定0.1-0.5mm，在額定載荷條件下，其額定面積內(nèi)變形量小于0.5mm；主油缸51及下承壓板58、活塞52、上蓋板53同軸心；使用時(shí)將鋼筋籠焊接板54焊接于鋼筋籠上，放入樁底，灌入混凝土成樁，待強(qiáng)度形成后，通過(guò)地面加壓系統(tǒng)向高壓油管31加壓，這時(shí)主油缸51及下承壓板58和活塞52被慢慢推開(kāi)，活塞52帶動(dòng)上蓋板53、鋼筋籠焊接板54使樁底和樁身分離，通過(guò)連接于主油缸51及下承壓板58和上蓋板53上的位移絲連接桿55、位移絲42，經(jīng)地面位移測(cè)量裝置1可測(cè)定樁底分離的上下位移；通過(guò)連接于高壓油管31的地面壓力測(cè)試系統(tǒng)2可以測(cè)定樁底分離時(shí)的壓力；如圖3所示，位移測(cè)量裝置1主要由測(cè)量架11、滑輪12、重錘13、測(cè)量桿14、測(cè)量小車(chē)15，位移傳遞裝置包括設(shè)于樁身內(nèi)的位移管41和安裝在位移管內(nèi)的位移絲42，使用時(shí)將位移絲42一端聯(lián)接于荷載箱位移絲聯(lián)接桿55，另一端聯(lián)接于測(cè)量裝置的測(cè)量小車(chē)15上，通過(guò)重錘13預(yù)緊，當(dāng)荷載箱上下平板移動(dòng)時(shí)，拉動(dòng)位移絲42使測(cè)量小車(chē)15移動(dòng)，通過(guò)聯(lián)接于測(cè)量桿14上的位移計(jì)可以很準(zhǔn)確的測(cè)定荷載箱上下平板的位移。
本測(cè)試裝置的優(yōu)點(diǎn)1、下承壓板58和主油缸51采用整體式鑄造加工，由輻射狀加強(qiáng)筋59連接，可節(jié)約制造成本，又能保證下承壓板58在額定面積范圍內(nèi)，在額定載荷條件下，保證其變形量小于0.5mm，從而保證基樁承載力的測(cè)定精度；2、主油缸51、下承壓板58、活塞52與上蓋板53同軸心，保證加載時(shí)不會(huì)偏載，從而保證測(cè)試精度；3、位移絲42一端聯(lián)接于荷載箱位移絲聯(lián)接桿55，另一端聯(lián)接于測(cè)量裝置的測(cè)量小車(chē)15上，通過(guò)重錘13預(yù)緊，當(dāng)荷載箱上下平板移動(dòng)時(shí)，拉動(dòng)位移絲42使測(cè)量小車(chē)15移動(dòng)，通過(guò)測(cè)量小車(chē)15上的測(cè)量桿14可以很準(zhǔn)確的測(cè)定荷載箱上下平板的位移，由于在測(cè)量過(guò)程中位移絲42受重錘13的預(yù)拉力(等于重錘13的重量)是恒定的，所以能保證在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中位移測(cè)量的準(zhǔn)確性.


圖1為本發(fā)明所述自平衡深層平板載荷檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2本發(fā)明所述荷載箱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明所述位移測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明所述S1#樁的試驗(yàn)Q-S下曲線圖；圖5為本發(fā)明所述S1#樁的試驗(yàn)S下-lgQ曲線圖；圖6為本發(fā)明所述S1#樁的試驗(yàn)S下-lgt曲線圖；圖7為本發(fā)明所述S1#樁的試驗(yàn)Q-S上曲線圖；圖8為本發(fā)明所述S1#樁的試驗(yàn)S上-lgQ曲線圖；圖9為本發(fā)明所述S1#樁的試驗(yàn)S上-lgt曲線圖；圖10為本發(fā)明所述S2#樁的試驗(yàn)Q-S下曲線圖；圖11為本發(fā)明所述S2#樁的試驗(yàn)S下-lgQ曲線圖；圖12為本發(fā)明所述S2#樁的試驗(yàn)S下-lgt曲線圖；圖13為本發(fā)明所述S2#樁的試驗(yàn)Q-S上曲線圖；圖14為本發(fā)明所述S2#樁的試驗(yàn)S上-lgQ曲線圖；圖15為本發(fā)明所述S2#樁的試驗(yàn)S上-lgt曲線圖；圖16為本發(fā)明所述S3#樁的試驗(yàn)Q-S下曲線圖；
圖17為本發(fā)明所述S3#樁的試驗(yàn)S下-lgQ曲線圖；圖18為本發(fā)明所述S3#樁的試驗(yàn)S下-lgt曲線圖；圖19為本發(fā)明所述S3#樁的試驗(yàn)Q-S上曲線圖；圖20為本發(fā)明所述S3#樁的試驗(yàn)S上-lgQ曲線圖；圖21為本發(fā)明所述S3#樁的試驗(yàn)S上-lgt曲線圖；圖22為本發(fā)明荷載箱1#的數(shù)據(jù)點(diǎn)折線圖；圖23為本發(fā)明荷載箱2#的數(shù)據(jù)點(diǎn)折線圖；圖24為本發(fā)明荷載箱3#的數(shù)據(jù)點(diǎn)折線圖。
具體實(shí)施例方式
試驗(yàn)樁設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)樁身直徑900～1300mm，樁端直徑1100～2200mm，樁身混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30，綜合基樁類(lèi)型、工程建設(shè)場(chǎng)地、工期等因素考慮，選取3根工程樁(S1#樁、S2#樁S3#樁)，試驗(yàn)樁設(shè)計(jì)與施工參數(shù)如表2。
表2

荷載箱的標(biāo)定試驗(yàn)采用了3個(gè)加載能力不小于3000kN的荷載箱(荷載箱1#、荷載箱2#、荷載箱3#)，標(biāo)定結(jié)果如表3。
表3

其中，荷載箱1#、荷載箱2#、荷載箱3#的數(shù)據(jù)點(diǎn)折線圖分別如圖22、圖23、圖24所示。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理與分析按上文所述檢測(cè)方法進(jìn)行自平衡法深層平板載荷試驗(yàn)，整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表4。
表4

試驗(yàn)結(jié)果分析根據(jù)上述試驗(yàn)繪制圖2～圖21曲線。
參照?qǐng)D4、圖5、圖6所示，根據(jù)慢速維持荷載法逐級(jí)加載得到的S1#樁的試驗(yàn)Q-S下曲線、S下-lgQ曲線和S下-lgt曲線樁端持力層在加載至3000kN時(shí)，總下位移量為20.52mm，位移量較小，Q-S下曲線為緩降型，末極荷載作用下的位移量為4.68mm，持力層下位移隨荷載沉降速率為0.0156mm/kN；從S下-lgt曲線看，各級(jí)荷載所對(duì)應(yīng)的時(shí)程曲線均較平坦，未出現(xiàn)下彎；從卸載情況看，完全卸載后殘余位移為15.35mm，回彈量為5.17mm，回彈率為25.19％。以上情況表明，該樁樁端持力層受壓尚未進(jìn)入極限狀態(tài)，承載能力有一定余量。根據(jù)GB50007-2002規(guī)范附錄D的D.0.6條，該試驗(yàn)樁樁端持力層阻力特征值不小于最大試驗(yàn)荷載值的一半[(3000kN/0.5m2)/2＝3000kPa]。
參照?qǐng)D7、圖8、圖9所示的S1#樁的試驗(yàn)Q-S上曲線、S上-lgQ曲線和S上-lgt曲線樁身在加載至3000kN時(shí)，總上拔量為3.52mm，位移量很小，末極荷載作用下的上拔量為0.73mm，樁身隨荷載上拔速率為0.0024mm/kN；從S上-lgt曲線看，各級(jí)荷載所對(duì)應(yīng)的時(shí)程曲線均較平坦，未出現(xiàn)上彎；從卸載情況看，完全卸載后殘余位移為2.00mm，回彈量為1.52mm，回彈率為43.18％。以上情況表明，該樁樁身上拔尚未進(jìn)入限狀態(tài)，抗拔能力有一定余量。根據(jù)JGJ94-94規(guī)范附錄C中C.0.10條，該試驗(yàn)樁的極限抗拔能力不小于最大試驗(yàn)荷載值(3000kN)，折算極限樁側(cè)阻力為(3000-304)÷0.8＝3370kN。
參照?qǐng)D10、圖11、圖12所示的S2#樁的試驗(yàn)Q-S下曲線、S下-lgQ曲線和S下-lgt曲線樁端持力層在加載至3000kN時(shí)，總下位移量為25.71mm，位移量較小，Q-S下曲線為緩降型，末極荷載作用下的位移量為6.20mm，持力層下位移隨荷載沉降速率為0.0207mm/kN；從S下-lgt曲線看，各級(jí)荷載所對(duì)應(yīng)的時(shí)程曲線均較平坦，未出現(xiàn)下彎；從卸載情況看，完全卸載后殘余位移為21.94mm，回彈量為3.77mm，回彈率為14.66％。以上情況表明，該樁樁端持力層受壓尚未進(jìn)入極限狀態(tài)，承載能力有一定余量。根據(jù)GB50007-2002規(guī)范附錄D的D.0.6條，該試驗(yàn)樁樁端持力層樁端阻力特征值不小于最大試驗(yàn)荷載值的一半[(3000kN/0.5m2)/2＝3000kPa]。
參照?qǐng)D13、圖14、圖15所示的S2#樁的試驗(yàn)Q-S上曲線、S上-lgQ曲線和S上-lgt曲線樁身在加載至3000kN時(shí)，總上拔量為3.26mm，位移量很小，末極荷載作用下的上拔量為0.69mm，樁身隨荷載上拔速率為0.0023mm/kN；從S上-lgt曲線看，各級(jí)荷載所對(duì)應(yīng)的時(shí)程曲線均較平坦，未出現(xiàn)上彎；從卸載情況看，完全卸載后殘余位移為2.05mm，回彈量為1.21mm，回彈率為37.12％。以上情況表明，該樁樁身上拔尚未進(jìn)入限狀態(tài)，抗拔能力有一定余量。根據(jù)JGJ94-94規(guī)范附錄C中C.0.10條，該試驗(yàn)樁的極限抗拔能力不小于最大試驗(yàn)荷載值(3000kN)，折算極限樁側(cè)阻力為(3000-299)÷0.8＝3376kN。
參照?qǐng)D16、圖17、圖18所示的S3#樁的試驗(yàn)Q-S下曲線、S下-lgQ曲線和S下-lgt曲線樁端持力層在加載至3000kN時(shí)，總下位移量為22.74mm，位移量較小，Q-S下曲線為緩降型，末極荷載作用下的位移量為5.48mm，持力層下位移隨荷載沉降速率為0.0183mm/kN；從S下-lgt曲線看，各級(jí)荷載所對(duì)應(yīng)的時(shí)程曲線均較平坦，未出現(xiàn)下彎；從卸載情況看，完全卸載后殘余位移為16.56mm，回彈量為6.18mm，回彈率為27.18％。以上情況表明，該樁樁端持力層受壓尚未進(jìn)入極限狀態(tài)，承載能力有一定余量。根據(jù)GB50007-2002規(guī)范附錄D的D.0.6條，該試驗(yàn)樁樁端持力層樁端阻力特征值不小于最大試驗(yàn)荷載值的一半[(3000kN/0.5m2)/2＝3000kPa]。
參照?qǐng)D19、圖20、圖21所示的S3#樁的試驗(yàn)Q-S上曲線、S上-lgQ曲線和S上-lgt曲線樁身在加載至3000kN時(shí)，總上拔量為2.81mm，位移量很小，末極荷載作用下的上拔量為0.59mm，樁身隨荷載上拔速率為0.0020mm/kN；從S上-lgt曲線看，各級(jí)荷載所對(duì)應(yīng)的時(shí)程曲線均較平坦，未出現(xiàn)上彎；從卸載情況看，完全卸載后殘余位移為1.31mm，回彈量為1.50mm，回彈率為53.38％。以上情況表明，該樁樁身上拔尚未進(jìn)入限狀態(tài)，抗拔能力有一定余量。根據(jù)JGJ94-94規(guī)范附錄C中C.0.10條，該試驗(yàn)樁的極限抗拔能力不小于最大試驗(yàn)荷載值(3000kN)，折算極限樁側(cè)阻力為(3000-430)÷0.8＝3212kN。
試驗(yàn)結(jié)論三根試驗(yàn)樁的單樁豎向抗壓承載力特征值為S1#樁不小于8773kN、S2#樁不小于8776kN、S3#樁不小于10075kN，滿足設(shè)計(jì)要求。
綜上，本發(fā)明在大直徑端承型混凝土灌注樁的承載力檢測(cè)中，具有經(jīng)濟(jì)、安全、快捷、簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合本地大直徑嵌巖樁的廣泛應(yīng)用，工程實(shí)踐表明，運(yùn)用本發(fā)明對(duì)大直徑端承型混凝土灌注樁的承載力進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，可以取得真實(shí)、可靠的試驗(yàn)結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種基樁自平衡深層平板載荷檢測(cè)方法，包括①、根據(jù)地址勘探資料，標(biāo)定荷載箱荷載箱標(biāo)定由法定檢測(cè)單位在壓力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定分級(jí)與試驗(yàn)分級(jí)一致，根據(jù)荷載箱標(biāo)定曲線換算荷載進(jìn)行試驗(yàn)；②、將標(biāo)定后的荷載箱焊接于鋼筋籠端部，將鋼筋籠吊裝放入樁孔內(nèi)；③、清理樁孔后向樁孔內(nèi)澆注混凝土；④、待混凝土強(qiáng)度生成70％后，采用分級(jí)加載法進(jìn)行測(cè)試基樁承載力試驗(yàn)；要求確定的數(shù)據(jù)包括額定的下承壓板面積、根據(jù)地面壓力測(cè)量裝置測(cè)出的下承壓板的壓力值、根據(jù)地面位移測(cè)量裝置測(cè)出的樁底分離的上下位移、樁底擴(kuò)大端面積；⑤、用高強(qiáng)度水泥凈漿對(duì)試樁樁底進(jìn)行注漿補(bǔ)強(qiáng)，對(duì)試驗(yàn)產(chǎn)生的縫隙充實(shí)；⑥、試樁承載力的推定和試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)根據(jù)步驟④所述載荷試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，制出樁側(cè)阻力一樁身位移、樁端阻力——樁端位移變形曲線，推定出單樁豎向極限承載力和單樁豎向承載力。
2.一種基樁自平衡深層平板載荷檢測(cè)裝置，其特征在于位于樁底的荷載箱系統(tǒng)(5)，位于樁身的荷載傳遞裝置、位移傳遞裝置，及位于地面的測(cè)試系統(tǒng)，荷載箱系統(tǒng)(5)包括與下承壓板(58)固連成一體的主油缸(51)，下承壓板(58)面積為額定，測(cè)試系統(tǒng)包括位移測(cè)量裝置(1)、壓力測(cè)試裝置(2)，位移測(cè)量裝置(1)通過(guò)位移傳遞系統(tǒng)測(cè)定樁底分離的上下位移，壓力測(cè)量裝置(2)通過(guò)荷載傳遞裝置測(cè)定樁底分離時(shí)的壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基樁自平衡深層平板載荷檢測(cè)裝置，其特征在于所述位移傳遞裝置包括位于樁身內(nèi)的位移管(41)，位于位移管(41)內(nèi)的位移絲(42)，位移測(cè)量裝置(1)主要由安裝在樁身的測(cè)量架(11)、安裝在測(cè)量架(11)上的滑輪(12)、重錘(13)、測(cè)量桿(14)、測(cè)量小車(chē)(15)，位移絲(42)一端聯(lián)接于荷載箱位移絲聯(lián)接桿(5)，另一端聯(lián)接于測(cè)量裝置的測(cè)量小車(chē)(15)上，通過(guò)重錘(13)預(yù)緊，在測(cè)量小車(chē)(15)上安裝有測(cè)量桿(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基樁自平衡深層平板載荷檢測(cè)裝置，其特征在于所述荷載箱系統(tǒng)(5)還包括活塞(52)、上蓋板(53)、位移絲連接桿(55)，主油缸(51)及下承壓板(58)為整體式鑄造，用輻射狀加強(qiáng)筋(59)連接，主油缸(51)內(nèi)設(shè)有活塞(52)，上蓋板(53)安裝在主油缸(51)上，下承壓板(58)上安裝有位移絲連接桿(55)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基樁自平衡深層平板載荷檢測(cè)裝置，其特征在于所述荷載傳遞裝置包括與主油缸(51)連接的高壓油管(31)、與高壓油管(31)連接的壓力傳感器(32)，壓力測(cè)量裝置(2)由與壓力傳感器(32)連接的地面高壓油泵站(21)和靜載試驗(yàn)儀(22)組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基樁自平衡深層平板載荷檢測(cè)裝置，其特征在于上蓋板(53)采用輻射狀加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，上蓋板(53)面積為額定0.1-0.5m2。
7.根據(jù)權(quán)利2所述的一種基樁自平衡深層平板載荷檢測(cè)裝置，其特征在于主油缸(51)及下承壓板(58)、活塞(52)、上蓋板(53)同軸心。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基樁自平衡深層平板載荷檢測(cè)方法及檢測(cè)裝置，通過(guò)將自平衡試樁法和深層平板載荷試驗(yàn)相結(jié)合，將荷載箱位置由樁身下部移至樁底部，待樁身混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)、樁一土體系滿足一定休止期后，在地面通過(guò)油泵加載，利用荷載箱上端的樁側(cè)阻力和下端的樁端阻力進(jìn)行互為反力的載荷試驗(yàn)，以此得到樁側(cè)阻力一樁身位移、樁端阻力——樁端位移變形曲線，根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)樁端豎向極限承載力和樁側(cè)阻力等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。本發(fā)明利用荷載箱上端的樁側(cè)阻力和下端的樁端阻力進(jìn)行互為反力的載荷試驗(yàn)，省去了深層平板載荷試驗(yàn)地面上笨重的反力裝置，卻同樣達(dá)到了驗(yàn)證樁端持力層承載力的目的。
文檔編號(hào)E02D33/00GK1896712SQ200610051988
公開(kāi)日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2006年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月14日
發(fā)明者郭楊, 李招海, 李海根 申請(qǐng)人:郭楊, 李招海, 李海根