单桩水平静载试验试验方案

1、温温福福铁铁路路浙浙江江段段 标标平平阳阳特特大大桥桥工工程程单单 桩桩 水水 平平 静静 载载 试试 验验孔孔形形、超超声声波波检检测测 中铁大桥局温福铁路浙江段工程指挥部中铁大桥局温福铁路浙江段工程指挥部2007 年 2 月目目 录录1 1 单桩水平静载试验单桩水平静载试验.11.11.1 试验目的试验目的 .11.21.2 检测方法：单向多循环加载法检测方法：单向多循环加载法 .11.3.1.3.加载程序和试验设备加载程序和试验设备.21.3.11.3.1 加载程序加载程序 .21.3.21.3.2 试验设备试验设备 .21.4.1.4.试验提交成果试验提交成果.22.2.孔形检测孔形检

2、测.32.12.1 测试仪器及测试原理测试仪器及测试原理 .32.22.2 检验标准检验标准 .32.32.3 测试结果的分析方法测试结果的分析方法 .32.3.12.3.1 孔径分析孔径分析 .32.3.22.3.2 倾斜度分析倾斜度分析 .43 3 基桩超声检测基桩超声检测.53.13.1 测试原理测试原理 .53.23.2 测试仪器测试仪器 .53.33.3 测试步骤测试步骤 .53.43.4 数据分析及结果判定方法数据分析及结果判定方法 .64.4.质量目标及保证措施质量目标及保证措施.6质量目标质量目标.6保证措施保证措施.61 单桩水平静载试验单桩水平静载试验1.11.1 试验目的

3、试验目的采用接近于水平受力桩的实际工作条件的试验方法确定单桩的水平承载力和地基土的水平抗力系数或对工程桩的水平承载力进行检验和评价；当埋设有桩身应力测量元件时，可测定出桩身应力变化，并由此求得桩身弯矩分布。1.21.2 检测方法：单向多循环加载法检测方法：单向多循环加载法试验装置见下图： 图图图 1 .水平静载试验装置水平静载试验装置试验采用千斤顶施加水平力,水平力作用线通过地面标高处(地面标高与实际工程桩基承台底面标高一致)。在千斤顶与试桩接触处宜安置一球形铰座，以保证千斤顶作用力能水平通过桩身轴线。桩的水平位移用大量程百分表测量，每一试桩在力的作用水平面上和在该平面以上 50cm 左右各安

4、装二只百分表，其中下表测量桩身在地面处的水平位移，上表测量桩顶水平位移，根据两表位移差与两表距离的比值可求得地面以上桩身的转角。如果桩身露出地面较短，可只在力的作用水平面上安装百分表测量水平位移。固定百分表的基准桩设于试桩侧面靠位移的反方向，与试桩的净距不少于 1 倍试桩直径。1.3.1 加载程序加载程序1. 荷载分级：取预估水平极限承载力的 1/10-1/15 作为每级荷载的加载增量。2. 加载程序与位移观测：每级荷载施加后，恒载 4min 测读水平位移，然后卸载至零，停测 2min 读残余水平位移，至此完成一个加卸载循环，如此循环5 次便完成一级荷载的试验观测。加载时间应尽量缩短，测量位移

5、的间隔时间应严格准确，试验不得中途停歇。3.终止试验的条件：当出现下列情况之一时，即可终止加载：a、桩身水平推力超限值；b、水平位移超过设计值。1.3.2 试验设备试验设备1. 单桩水平临界及极限荷载基准梁（6m 长）2 根；电动油泵 1 台；压力表（060MPa）1 只；100 吨级千斤顶 1 台；百分表（050mm）4 只；磁性表座 4 个；高压油管 3 根。2.桩身应力、应变测试VW104A 型振弦读数仪； 埋入式混凝土应变计；（1）通过单桩水平荷载与水平位移曲线的测试及研究，绘制 H曲线，推求单桩容许承载力和水平极限承载力。实测各级荷载作用下沿桩身的实测应力分布图；各级荷载作用下桩身弯

6、矩分布图。（2）绘制桩身弯矩图，确定试桩在各级水平荷载作用下弯矩分布规律。（3）推求桩侧土的地基系数的比例系数 m 值；分析单桩的水平位移。2.12.1 测试仪器及测试原理测试仪器及测试原理测试采用日本进口 KE-20 型超声波孔壁回声仪，它由主机、绕线器和绞车三大部分组成，其测试原理是利用超声波在均匀介质中传播速度恒定理论，通过实测超声波的发射，接收时间差直接得到探测器至孔壁距离。实际检测过程中，由绞车将探测器自动放下并靠探测器自重保持测试中心处于铅垂位置，各种测试数据由记录仪做同步放大并产生高压脉冲电流，利用记录笔的高压放电在专用记录纸上同时记录两孔壁信号。2.22.2 检验标准检验标准根

7、据建筑桩基技术规范 （JGJ94-94）表 6.2.5 规定：（1） 泥浆护壁钻孔桩 d1000mmm，桩径容许偏差-50mm；d1000mm，桩径容许偏差-0.1d 且小于等于-50mm。（2）垂直度容许偏差 1%。2.32.3 测试结果的分析方法测试结果的分析方法2.3.1 孔径分析孔径分析如图 1(a)所示，假设某截面测试的两个方向 AB 与 CD，孔为圆形，o 为圆心，半径为 R1，O为测试探头中心，LA、LB、LC、LD分别为 O点到A、B、C、D 点的距离，于是可导出计算 R 的公式为：4/)()()()(2222DCBAABDCLLLLLLLLR孔的直径为 2R。探头中心偏离孔的

8、中心距离 OO为：225 . 0DCBALLLLOOS按上式计算出孔口截面探头中心偏离孔的中心距离 S0以及任一截面探头中心偏离孔的中心距离 S，两者之差即为该截面偏离孔口中心轴线的距离。OSSL(b)倾斜度计算示意图OO为孔中心偏移距离L(a)任一截面计算示意图AB与CD为相互垂直的两个剖面=OOS顶=OO虚线圆为孔底截面实线圆为孔口截面S底S=OOO为测试探头中心O为圆心底L图一 测试原理图图图 2 测试计算示意图测试计算示意图2.3.2 倾斜度分析倾斜度分析通过按上述方法分析计算出孔口中心轴的距离 L底，L底与孔深 H 之比的百分率即为倾斜度,如图 4(b)。倾斜度=（L底/H）100%

9、3 基桩超声检测基桩超声检测3.13.1 测试原理测试原理超声波检测可以测试出混凝土灌注桩中任何两个竖直声测管之间大体积混凝土的声学性能指标。超声波发射和接收探头分别放入两根平行竖直声测管中。声测管中必须充满水来充当探头和管壁之间声波传递的介质。发射探头发出声波脉冲信号，然后由接收探头接收此信号。反映某一深度声波传播特性的声学参数如下：（1） 声波在两探头之间的传播时间；（2） 接收信号的波幅。在平行测管中，对于密实均匀的混凝土，声波在两探头间是直线传播。声波测试结果表现为在深度方向有一致的声时和波幅。如果两探头中间有弹模远小于混凝土的材料，则声波将衍射过去而使传播路线不再是直线。这造成声时因

10、传播距离增加而增大，波幅因传播路线的背离而衰减。根据这些参数的变化就可判断桩身混凝土的质量。此方法对混凝土强度测试的结果不可靠。3.23.2 测试仪器测试仪器采用武汉岩海公司生产的 RS-ST01C 数字声波仪。该仪器操作简单，数据处理方便，与计算机连接可传输数据，进行分析。检测探头线采用湘潭产的探头频率为 35kHZ 的 100m 长探头线一套。采用美国产的 CHI 跨孔分析仪，主机直接由计算机控制，自动记录，附带深度计数器，可直观反映出桩身质量。检测探头线采用自配的 150m 长探头线一套。此两种仪器为目前国内外较先进的测桩仪器。3.33.3 测试步骤测试步骤（1）在声测管中注满干净的水；

11、（2）将发射探头和接收探头放入声测管中；（3）开动机器，测量两声测管间的距离，并将结果输入计算机中；（4）开始测试。测试时从桩顶开始。发射探头和接收探头必须在同一竖直高度。间隔一定距离的落下探头直至管底。3.43.4 数据分析及结果判定方法数据分析及结果判定方法数据分析及结果判定依据中国工程建设标准化协会标准超声法检测混凝土缺陷技术规程 （CECS21：2000）和基桩低应变动力检测规程 （JGJ/T93-95）规定进行。 我院对此工程的质量目标是：（1）让业主满意；（2）测试成果真实可靠，研究报告具体详实。贯彻 GB/T19001-2000 标准，根据我院质量手册 程序文件开展各项工作。 （1）桥科院的监控组织体系为：院管理层 院室总体管理层 现场试验工作人员；（2）