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自平衡法承载力检测
自平衡法承载力检测

1.1 检测目的
判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。
1.2 检测原理
自平衡测桩法是在桩身平衡点位置安设荷载箱,沿垂直方向加载,即可同时测得荷载箱上、下部各自承载力。
自平衡测桩法的主要装置是一种经特别设计可用于加载的荷载箱。它主要由活塞、顶盖、底盖及箱壁四部分组成。顶、底盖的外径略小于桩的外径,在顶、底盖上布置位移棒。将荷载箱与钢筋笼焊接成一体放入桩体后,即可浇捣混凝土成桩。
试验时,在地面上通过油泵加压,随着压力增加,荷载箱将同时向上、向下发生变位,促使桩侧阻力及桩端阻力的发挥。
荷载箱中的压力可用压力表测得,荷载箱的向上、向下位移可用位移传感器测得。因此,可根据读数绘出相应的“向上的力与位移图”及“向下的力与位移图”,根据向上、向下Q-S曲线判断桩承载力、桩基沉降、桩弹性压缩和岩土塑性变形。
基桩自平衡试验开始后,荷载箱产生的荷载沿着桩身轴向往上、往下传递。假设基桩受荷后,桩身结构完好(无破损,混凝土无离析、断裂现象),则在各级荷载作用下混凝土产生的应变量等于钢筋产生的应变量,通过量测预先埋置在桩体内的钢筋应变计,可以实测到各钢筋应变计在每级荷载作用下所得的应力—应变关系,可以推出相应桩截面的应力—应变关系,那么相应桩截面微分单元内的应变量亦可求得。由此便可求得在各级荷载作用下各桩截面的桩身轴力及轴力、摩阻力随荷载和深度变化的传递规律。
1.3.测试系统
1.3.1 
加载设备
每根试桩采用一个环形荷载箱——专利产品,行程20cm,其加载值的率定曲线由计量部门标定,埋设位置详见各试桩附图。
高压油泵:最大加压值为60MPa,加压精度为每小格0.5MPa,其压力表亦由计量部门标定。
1.3.2 位移量测装置——位移传感器
量程50mm(可调),每桩6只,通过磁性表座固定在基准钢梁上,2只用于量测桩身荷载箱处的向上位移,2只用于量测桩身荷载箱处的向下位移,2只用于量测桩顶向上位移。
1.3.3应力量测装置
桩身轴力用钢筋应变计量测;每根试桩布置的个数及位置详见各试桩附图;
在岩土层分界面处,桩身对称布置4个,轴力取平均值。钢筋应变计由相关部门提供标定记录。
1.4 测试规程
加载采用慢速维持荷载法,测试按《基桩静载试验 自平衡法》(JT/T 738-2009)进行,即:
1成桩至试验间隙时间
在桩身强度达到设计要求的70%,并不应少于15天。
2荷载分级
每级加载为预估加载值的1/15,第一级按两倍荷载分级加载。
3位移观测
每级加载后在第1h内分别于5、15、30、45、60min各测读一次,以后每隔30min测读一次。电子位移传感器连接到电脑,直接由电脑控制测读,在电脑屏幕上显示Q-S、S-lgt、S-lgQ曲线。
4稳定标准
每级加载下沉量,在最后30min内如不大于0.1mm时即可认为稳定。
5终止加载条件
(1)总位移量大于或等于40mm,本级荷载的下沉量大于或等于前一级荷载的下沉量的5倍时,加载即可终止。取此终止时荷载小一级的荷载为极限荷载。
(2)总位移量大于或等于40mm,本级荷载加上后24h未达稳定,加载即可终止。取此终止时荷载小一级的荷载为极限荷载。
(3)总下沉量小于40mm,但荷载已达荷载箱加载极限或位移已超过荷载箱行程,加载即可终止。
6卸载及测试
(1)卸载应分级进行,共分5级卸载。每级荷载卸载后,应观测桩顶的回弹量,观测办法与沉降相同。直到回弹量稳定后,再卸下一级荷载。回弹量稳定标准与下沉稳定标准相同。
(2)卸载到零后,至少在1.5h内每15min观测一次,开始30min内,每15min观测一次。

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