文档介绍：基桩静载试验技术
在京津城际轨道交通试验段的应用
1、简介
京津城际轨道交通试验段,起讫里程为DK84+000~DK94+,试验段包括永定新河特大桥一段,,施工里程:DK84+~DK94+000,路基施工里程:DK84+000~,。试验段为京津城际全线的“试验田”,应全方位对设计进行验证,根据试验段地质情况,xxxxx选择具有代表性路段进行了单桩竖向静载试验。其具体位置在DK84++(,桩长30m)做了打入管桩单桩竖向静载试验,在DK84++(,桩长26m、30m)做了CFG桩单桩竖向静载试验,在DK87+660、DK89+700、DK90+995、DK93+650做了钻孔桩单桩竖向静载试验。试验过程中我局工程技术人员和德方专家紧密合作,刻苦攻关,确保了各项试验工作的顺利进行。本文就本工程的主要试验项目进行系统介绍。
2、试验目的
、测定单桩竖向荷载作用下的荷载及变形特征;
、测定桩的分层侧阻力和端阻力;
、测定单桩水平荷载作用下桩的变形特征、桩周土的抗力特征。
3、试验原理
、基桩静载试验是通过反力装置对试验桩进行施加定向荷载(包括竖向抗压、抗拔,水平推力),通过测定特定荷载作用下桩的相应变形(包括抗压桩的沉降量、抗拔桩的上拔量、水平推力作用下桩的水平位移量等),分析获得所需要的有关桩的目的参数,例如桩的承载力、应力分布、桩周土的抗力参数等。
、反力装置可采用堆载法和锚桩法,加载通过千斤顶完成。沉降通过安装在桩顶的位移计和安装在地面上的稳定支架完成。当桩在荷载力作用下,桩身连同桩头上位移计必然产生向下运动,安装在地面上的稳定支架固定不动且阻止了应变计的运动,这样使的应变计的滑动杆产生压缩,准确测定桩的沉降量。
、桩身内力通过安装在桩身不同截面钢筋上的钢筋应变计测定桩身内力,推定桩侧摩阻力。当对桩顶施加荷载时,力会沿着桩顶向下传播,在传递的过程中,荷载的一部分被桩侧摩阻抵消,另一部分沿着桩身继续向下传播。两个断面内力的差值为该段的侧摩阻。桩身内力通过安装在桩身钢筋上的钢筋应变计测定截面的应变结合混凝土的弹性模量推定。
4、试验设备
试验设备应根据试验桩的极限荷载力选择试验设备
、锚桩法:(见图1:单桩静载试验图)
图1:单桩静载试验图
反力装置——锚桩横梁组合反力装置,可采用双锚桩或多锚桩结构,。
加荷及观测系统——加荷系统:由于试验荷载比较大,一般采用并联千斤顶方式加载,为保证液压系统稳定可靠,一般设计最大力时,不应超过加荷系统额定压力的80%,油路系统应密闭性良好。测力系统反馈及时控制准确。为了使每个千斤顶受力均衡,应选择集中泵站,电动油泵应满足荷载要求。
——荷载采用工作站系统控制精度优于1%的力传感器实现加、卸载;沉降(或变形)观测由工作站按照程序设定自动采集沉降(或变形)数据。
——沉降和位移测量的基准点是测试支架,(),基准点支架采用静定支撑,在试验过程中避免振动和单面的太阳直射。在试验前后以及每个分级加载后等沉降稳定后采用高精度水准仪对基准点进行检测。
图2: 堆载试验
——桩身内力通过预先在桩身安装的钢弦式钢筋应力计(或者钢筋应变计)进行测定;水平推桩时桩身水平位移采用加速度传感器测定。
、堆载法
堆载法一般适用于荷载较小(或者无法采用锚桩法提供反力)的试验桩,加荷及观测系统同锚桩法,反力装置主要由反力梁、配重及配重平台(本方法在打入管桩和CFG桩上使用)。
采用堆载法静载试验时,配重的选择应因地适宜,可选择钢锭、混凝土预制块、水箱、土袋等。
京津项目我们采用的是混凝土预制块,安装时在四个支座各放5块混凝土预制块,把预制块同配重平台进行连接,使支座作为配重的一部分,再在平台上加放配重(见图2)。这样做一可以扩大重物的接地面积,降低地基单位面积承受的荷载,使地基本身变形对试验的影响降低到最小;二是降低了堆载重物的重心,堆载后整体的抗倾覆性能大大提高,试验过程更加安全。
5、试验桩及锚桩设计
、试验桩的设计
试验桩一般应同工程桩一致,但应注意以下两点:
,为避免试验桩桩头在施加荷载时损坏,应对桩头作处理,一般的作法是:
①应将桩头混凝土的破碎层和软弱层凿去;
②桩头顶面应平整,桩头中轴线与桩身上部的中轴线应重合;
③桩头