第5章桩基础的测试与检测课件.ppt
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- 桩基础 测试 检测 课件
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1、第第5章章 桩基础的测试与检测桩基础的测试与检测硬土层软土上部结构承台桩群第一节第一节 概述概述一、桩基的基本知识一、桩基的基本知识(一)桩基的分类(一)桩基的分类 a.摩擦桩摩擦桩 当软土层很厚,桩端达不到坚硬土层或岩层上时,则当软土层很厚,桩端达不到坚硬土层或岩层上时,则桩顶的极限荷载主要靠桩身与周围土层之间的摩擦力来支桩顶的极限荷载主要靠桩身与周围土层之间的摩擦力来支承,桩尖处土层反力很小,可忽略不计。承,桩尖处土层反力很小,可忽略不计。根据桩的承载性状、施工方法、桩身材料和设置效应等根据桩的承载性状、施工方法、桩身材料和设置效应等可将其分为多种类型。可将其分为多种类型。1 1、按承载性
2、状分类:、按承载性状分类:二、桩的分类二、桩的分类 c.摩擦端承桩摩擦端承桩 桩顶的极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担,但主桩顶的极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担,但主要由桩端阻力承受。要由桩端阻力承受。d.端承摩擦桩端承摩擦桩 桩顶的极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担,但主桩顶的极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担,但主要由桩侧阻力承受。要由桩侧阻力承受。b.端承桩端承桩 桩穿过软弱土层,桩端支承在坚硬土层或岩层上时,则桩穿过软弱土层,桩端支承在坚硬土层或岩层上时,则桩顶极限荷载主要靠桩尖处坚硬岩土层提供的反力来支承,桩顶极限荷载主要靠桩尖处坚硬岩土层提供的反力来支承,桩侧摩擦力很小
3、,可以忽略不计。桩侧摩擦力很小,可以忽略不计。较坚硬较坚硬(a)(a)摩擦桩摩擦桩(b)端承摩擦桩端承摩擦桩较坚硬较坚硬 土层土层坚硬坚硬 土层土层(c)摩擦端承桩摩擦端承桩(d)(d)端承桩端承桩a a、挤土桩、挤土桩 实心的预制桩,木桩、实心的预制桩,木桩、封闭的管桩,打桩时将使桩位封闭的管桩,打桩时将使桩位处的土大量排挤变形。粘性土受扰动强度降低。处的土大量排挤变形。粘性土受扰动强度降低。b b、部分挤土桩、部分挤土桩 开口的钢管桩,开口的钢管桩,H H型钢桩等对土的挤压不大,对土的物型钢桩等对土的挤压不大,对土的物理力学性质影响不大。理力学性质影响不大。c c、非挤土桩、非挤土桩 先钻
4、孔再打入的预制桩。先钻孔再打入的预制桩。3 3、按设置效应分类:、按设置效应分类:2 2、按施工方法分类:、按施工方法分类:预制桩:预制桩:钢筋砼桩、钢桩、木桩。钢筋砼桩、钢桩、木桩。灌注桩:灌注桩:现场桩位钻孔,孔内设钢筋笼现场桩位钻孔,孔内设钢筋笼 后浇砼。后浇砼。(二)桩基的设计和选型(二)桩基的设计和选型 1桩基的安全性要求 2桩基设计的合理性。3桩基设计的经济性。二、桩基检测方法分类二、桩基检测方法分类 1 1单桩竖向抗压静载试验:单桩竖向抗压静载试验:主要测定桩承受竖向下压荷载能力。(常规试验)。2 2单桩竖向抗拔静载试验:单桩竖向抗拔静载试验:主要测定桩承受竖向上拔荷载的能力。(
5、抗浮、抗倾覆要求)。3 3单桩水平静载试验:单桩水平静载试验:主要测定桩承受水平荷载的能力。(高耸建筑物、构筑物承受地震、风荷载、码头抗水冲击荷载)。(一)按桩身受荷方式分类(一)按桩身受荷方式分类1 1慢速维持荷载法:慢速维持荷载法:即逐级加载,每级荷载达到相对稳定后加下一级,直到试桩破坏,然后卸荷。2 2多循加卸载法:多循加卸载法:每级荷载达到相对稳定后卸载到零。3 3快速维持荷载法:快速维持荷载法:即一般每隔一小时加一级荷载。(二)按加载方式分类(二)按加载方式分类第二节第二节 单桩竖向抗压静载试验单桩竖向抗压静载试验 单桩静载荷试验目的是获取桩基设计所必需的计算参数,对桩型和桩基持力层
6、进行比较和选择,充分发挥地基支承力和桩身结构强度,使二者能够匹配,获取最佳的技术经济效果,并通过打桩掌握桩身应力,选择桩锤,研究停锤标准,预估沉桩可能性,为顺利施工创造条件,提供必要的资料,或对工程桩的承载力进行抽样检验和评价。一、试验目的和试验要求一、试验目的和试验要求1初步选定桩型、桩基持力层、试桩和锚桩的尺寸;2经过技术经济比较,选择不同的桩型和桩材;3确定的试桩数量;4预估沉桩的难易程度。确定合适的打桩机械和桩锤,制定沉桩措施,达到沉桩要求;5预估锚桩的抗拔能力;6当试桩和锚桩采用标准设计时,应对桩的抗压强度和抗拉强度进行验算;7根据预估的单桩承载力验算反力架系统结构强度及变形;8编制
7、详细的试桩大纲。二、试桩前的准备工作二、试桩前的准备工作一般采用油压千斤顶,千斤顶规格有500kN、1000kN、2000kN、3000kN、5000kN。可选用单个千斤顶、多个千斤顶,当采用2个以上千斤顶加载时应将千斤顶并联同步工作,并使千斤顶的合力通过试桩中心。三、试验设备三、试验设备(一)加载装置(一)加载装置试验装置试验装置锚桩横梁反力装置锚桩横梁反力装置试桩试桩压重压重千斤顶千斤顶支墩支墩横梁横梁压重平台反力装置压重平台反力装置小梁小梁横梁横梁锚桩锚桩试桩试桩锚桩锚桩千斤顶千斤顶锚桩横梁反力装置锚桩横梁反力装置压重平台反力装置压重平台反力装置1 锚桩横梁反力装置:锚桩横梁反力装置:四
8、根桩作锚,亦可二桩、六桩、八桩作锚桩。锚桩、反力梁提供反力应不小于预估最大试验荷载的1.21.5倍。采用工程桩作锚时,应对试验过程锚桩上拔量进行监测。2 压重平台反力装置:压重平台反力装置:压重量不得少于预估试桩破坏荷载的1.2倍,压重应在试验开始前一次加上,并均匀稳固放置于平台上。3 锚桩压重联合反力装置:锚桩压重联合反力装置:当试桩最大加载量超过锚桩的抗拔能力时,可在横梁上放置或悬挂一定重物,由锚桩和重物共同承受千斤顶加载反力。(二)反力装置(二)反力装置a、四锚桩试验、四锚桩试验b、两根锚桩、两根锚桩C、沙包堆重现场、沙包堆重现场16001600吨堆载平台吨堆载平台d、锚桩与堆重联合试验
9、设备、锚桩与堆重联合试验设备(1)(1)荷载:荷载:放置于千斤顶上的应力环、应变式压力传感器直接测定,亦可采用并联于千斤顶上的高精度压力表测定的油压,并根据千斤顶的率定曲线换算成荷载。(2)(2)沉降观测装置:沉降观测装置:一般采用百分表或电测位移计。对于大直径桩,应在桩的两正交直径方向对称安装4个位移测试仪表;中、小直径桩可安装2个或3个。沉降测定平面离开桩顶的距离不应小于0.5倍桩径,固定和支承百分表的夹具和横梁在构造上应确保不因气温、振动及其它外界因素的影响而发生竖向变位。(三)量测装置(三)量测装置1测试仪表测试仪表 2桩身量测元件桩身量测元件(1)振弦式钢筋应力计(2)电阻应变片(3
10、)测杆式应变计 图2.2 测杆式应变仪1-荷载 2千分表 3空心钢管桩或空心箱形钢柱 4测杆1 5测杆2 6测杆31试桩顶部一般应予以加强,凿除浮浆,用高标号砂浆将桩顶抹平;2对于预制桩顶,如果桩头出现破损,其顶部要在外加封闭箍后浇捣高强细石混凝土予以加强;3试桩顶部露出地面高度不宜小于60cm,试桩的倾斜度不应大于1%;4试桩的成桩工艺和质量控制标准应严格遵守有关规程,并与工程桩保持一致;5从予制桩打入和灌注桩成桩到开始试验的时间间隔,在桩身强度达到设计要求的前提下:对于砂类土,不应少于7d;对于一般粘性土,不应少于15d;对于粘土与砂交互的土层可取中间值;对于淤泥或淤泥质土,不应少于25d
11、;6在试桩间歇期内,试桩区周围30m范围内尽量不要产生能造成桩间土中孔隙水压力上升的干扰四、试验方法四、试验方法(一)试桩要求(一)试桩要求试桩的加载量应满足以下要求:(1)对于以桩身承载力控制极限承载力的工程桩试验,加荷至设计承载力2.0倍;(2)对于嵌岩桩,当桩身沉降量很小时,最大加载量不应小于设计承载力的2倍;(3)当以堆载为反力时,堆载重量不应小于试桩预估极限承载力的1.2倍。(二)加载要求(二)加载要求单桩竖向抗压静载荷试验的加载方式有:单桩竖向抗压静载荷试验的加载方式有:u 慢速法慢速法u 快速法快速法u 等贯入速率法等贯入速率法u 循环法等。循环法等。(三)加载方式(三)加载方式
12、 每级加载后,隔5、10、15min各测读一次读数,以后每隔15min后测读一次,累计1h后每隔0.5h测读一次。1、慢速法载荷试验沉降测读规定、慢速法载荷试验沉降测读规定 在每级荷载作用下,桩的沉降量满足连续两次0.1mm/h。在软土地区,这个标准可适当放宽。在上海地区的一些工程中,已采用了新的稳定标准,试桩沉降速率虽然还没有达到0.1mm/h,但在连续观测的半小时沉降量中,出现相邻三次平均沉降速率呈现衰减,即可认为该级荷载下的沉降已趋于稳定。2、慢速法载荷试验的稳定标准、慢速法载荷试验的稳定标准当试桩过程中出现下列条件之一时,可终止加荷:(1)某级荷载作用下,桩顶沉降量大于前一级荷载作用下
13、沉降量的5倍;(2)某级荷载作用下,桩的沉降量大于等于前一级荷载作用下沉降量的2倍,且经过24h尚未达到相对稳定标准;(3)已达到设计要求的最大加载量;(4)当工程桩作锚桩时,锚桩上拔量已达到允许值;(5)当荷载沉降曲线呈缓变型时,可加载至桩顶总沉降量60-80mm,在特殊情况下,可根据具体要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm。3、慢速载荷试验的试验终止条件、慢速载荷试验的试验终止条件 每级卸载值为加载增量的二倍。每级荷载维持1小时,卸载后按第15、30、60min测读一次桩顶沉降量后,即可卸下一级荷载。全部卸载后,维持时间为3h,测读时间为第15、30min,以后每隔30 min读一次。4、
14、慢速载荷试验的卸荷规定、慢速载荷试验的卸荷规定1.场地准备 平整场地,开挖试桩和锚桩。2.吊装前准备 设立支墩,铺平桩顶,千斤顶就位。3.设备吊装 注意吊装顺序:先主梁,后次梁。4.仪表安装、连接,调试。五、试验设备安装(锚桩式)五、试验设备安装(锚桩式)1、场地准备2、设立支墩3、吊装主梁4、吊装次梁5、固定设备、安装仪表锚桩横梁压重平台地锚装置 试桩与锚桩(或压重平台支墩边)4(3)D且2m4D且2m4D且2m试桩与基准桩 4(3)D且2m4(3)D且2m4(3)D且2m基准桩与锚桩(或压重平台支墩边)4(3)D且2m4D且2m4D且2m反力装置距离试桩、锚桩和基准桩之间的中心距离六、试验
15、资料整理分析六、试验资料整理分析(一)填写试验记录表(一)填写试验记录表单桩竖向抗压静载单桩竖向抗压静载荷荷试验试验概况表概况表单桩竖向抗压静载荷试验单桩竖向抗压静载荷试验记录表记录表单桩竖向抗压静载荷试验单桩竖向抗压静载荷试验结果汇总表结果汇总表。工程名称工程名称地地 点点试验单位试验单位试桩编号试桩编号桩桩 型型试验起止时间试验起止时间成桩工艺成桩工艺桩断面尺寸桩断面尺寸桩桩 长长混凝土混凝土标号标号设设 计计灌注桩沉渣厚度灌注桩沉渣厚度配配 筋筋情情 况况规规 格格长长 度度配筋率配筋率实实 际际灌注桩充盈系数灌注桩充盈系数综合柱状图综合柱状图试桩平面布置示意图试桩平面布置示意图层次层次
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