樁的靜載試驗(yàn)是確定單樁軸向或橫向承載力最為可靠的方法,也是基樁質(zhì)量檢測中一項(xiàng) 很重要的方法。其試驗(yàn)結(jié)果整理是否正確對(duì)樁在靜荷載作用下性狀的了解,關(guān)系極為密切。 動(dòng)測技術(shù)的應(yīng)用和推廣的基礎(chǔ)也與對(duì)樁靜載試驗(yàn)結(jié)果的分析有關(guān)。
靜載加荷方式簡介
根據(jù)試樁目的、試樁設(shè)備能力、時(shí)間要求以及技術(shù)水平等條件,單樁靜載試驗(yàn)通常有如下 幾種加載方式。
1,慢速維持荷載法
該法為國內(nèi)外使用最早和最廣泛的一種方法。具體做法是按一定要求將荷載分級(jí)加到樁 上,在樁下沉未達(dá)到某一規(guī)定的相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)前,每級(jí)荷載維持不變;當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí),繼續(xù) 加下一級(jí)荷載;當(dāng)達(dá)到規(guī)定的終止試驗(yàn)條件時(shí)停止加載;然后再分級(jí)卸載至零載。試驗(yàn)周期約 3-7天。我國各規(guī)范規(guī)定樁頂下沉相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為下沉速率小于或不大于O.lmm/h,交通部 部標(biāo)準(zhǔn)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》( JTJ041-98)規(guī)定巨粒土、砂類土、堅(jiān)硬粘質(zhì)土最后30min的 沉降量不大于O.lmm。有關(guān)試樁人土后間隔時(shí)間、分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、測讀下沉量間隔時(shí)間、試驗(yàn)終止 條件以及卸載規(guī)定等項(xiàng)目,各種規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定互有差別。
2。快速維持荷載法
我國港口部門及美國、日本等國家推薦使用該法,其主要特點(diǎn)是在試驗(yàn)加載過程中不要求 觀測樁頂下沉量的相對(duì)穩(wěn)定,而以等時(shí)間間隔連續(xù)加載。有關(guān)加載分級(jí)及各級(jí)加載值、加載終 止條件、卸載等規(guī)定各家不盡相同。如我國港口規(guī)范JTJ222-83規(guī)定荷載級(jí)數(shù)要求大于12 級(jí),各級(jí)荷載的間隔時(shí)間為lh,但最后一級(jí)荷載應(yīng)維持24h(除非出現(xiàn)破壞),然后再分級(jí)卸載。 有的每級(jí)荷載加載時(shí)間更短,如美國標(biāo)準(zhǔn)D1143-74規(guī)定以每級(jí)增量50kN或lOOkN連續(xù)加 載,每級(jí)荷載增量時(shí)間間隔為2. Smin,當(dāng)加載至維持荷載需繼續(xù)不斷頂升千斤頂或加載設(shè)備 已達(dá)最大容量時(shí),可認(rèn)為已達(dá)到終止試驗(yàn)條件,經(jīng)5min后,卸除全部荷載。
快速維持荷載法的基本依據(jù)是快速加載下得到的極限荷載乘以某修正系數(shù)后,可轉(zhuǎn)換成 慢速加載時(shí)的極限荷載;在設(shè)計(jì)荷載下,慢速維持荷載法和快速維持荷載法的樁頂下沉量相差 不大,據(jù)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo),兩者差值在5%以內(nèi);慢速法的試驗(yàn)總持續(xù)時(shí)間長,且不易預(yù)估,而快速法 總持續(xù)時(shí)間短。且易于預(yù)估。
3.等貫人速率法
此法簡稱為CRP法,于1961 年 由維特克(Whitaker)和柯克(Cooke)提出,目前已列入美、 英、瑞典及挪威等國家相應(yīng)的規(guī)范中。該法試驗(yàn)時(shí)樁頂加載不要求下沉相對(duì)穩(wěn)定,而采用連續(xù) 施加荷載,保證樁頂以等速率貫人土中,并定時(shí)測讀所加荷載值及樁頂下沉量,按荷載一貫人 量曲線確定極限荷載。試驗(yàn)一般進(jìn)行到累計(jì)貫入量50mm - 70mm,或至少等于平均樁徑的 15%,或荷載達(dá)到設(shè)計(jì)荷載的3倍,或試樁反力系統(tǒng)的最大能力。試驗(yàn)一般在lh - 3h內(nèi)就可 完成。其優(yōu)點(diǎn)是試驗(yàn)時(shí)間短,試驗(yàn)曲線形狀變化明顯,較明確地反映出樁的工作類型和極限承 載力,可以很快得出極限荷載。缺點(diǎn)是試驗(yàn)要求嚴(yán)格,且由于加載迅速在粘質(zhì)粉砂中會(huì)出現(xiàn)假 破壞現(xiàn)象。
4.慢速維持荷載與等貫入速率結(jié)合法
試樁時(shí)先采用慢速維持荷載法分級(jí)加載,每級(jí)荷載下樁頂下沉量達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定,當(dāng)荷載加 到設(shè)計(jì)荷載的2倍或預(yù)估極限承載力的95%以后,改用等貫人速率法加載直到破壞。英國和 丹麥等曾采用這種“結(jié)合法”。
5.循環(huán)加載卸載試驗(yàn)法
此法國外用得較為廣泛,常用的有:①在慢速維持荷載法中以一部分荷載進(jìn)行加卸載循 環(huán),如德國的DIN1054規(guī)范法;②以慢速維持荷載法為基礎(chǔ)對(duì)每一級(jí)荷載進(jìn)行重復(fù)加卸載循 環(huán),姐前蘇聯(lián)的FOCT5686法、日本土質(zhì)工學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)的B法(多循環(huán));③以快速維持荷載法為 基礎(chǔ)對(duì)每一級(jí)荷載進(jìn)行重復(fù)加卸載循環(huán),如日本土質(zhì)工學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)的A法(多循環(huán))、印度樁基 設(shè)計(jì)和施工實(shí)用規(guī)范法等。此外,樁的水平靜載試驗(yàn),大多采用反復(fù)循環(huán)加載法,如我國《公路 橋涵施工技術(shù)規(guī)范》( JTJ04-98)規(guī)定在樁的水平靜載試驗(yàn)時(shí),每級(jí)荷載加載時(shí)恒載4min,然后 卸載至零載2min,反復(fù)循環(huán)5次,作為一級(jí)荷載的試驗(yàn)觀測。
此外,還有平衡法、控制沉降量加載法等,此不一一贅述。
以上各種試驗(yàn)方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。慢速維持荷載法為我國各規(guī)范普遍采用的方法,但試驗(yàn) 周期長,費(fèi)工費(fèi)時(shí)費(fèi)錢;等貫人速率法試驗(yàn)曲線形狀變化明顯,可很快得出極限荷載,但試驗(yàn)要 求嚴(yán)格;快速維持荷載法的總持續(xù)時(shí)間比慢速維持荷載法短,是發(fā)展趨勢,但尚需一個(gè)熟悉和 習(xí)慣的過程;循環(huán)加載卸載法可按不同目的采用,但因循環(huán)加卸載過程將使樁的性狀發(fā)生改 變。