螺旋板载荷试验标准

1 2 4 5 5 6 9 9 9 11 14 14 14 15 17 17 19 19 20 23 23 24 27 29 30 31 34 35 361Generalprovisions 9 5.2Pressuresensorscali 5.3Displacementsensorscali 6.1Rules6.2Testpreparation6.4Testpoints6.5Dataacquisition7Dataprocess7.1Rawdataprocessin7.2Characteristicvalue8Dataapplication8.2SoilmechaniAppendixBRatingtableofpressuresensorsAppendixCRatingtableofdisplacementsensorsAppendixETestresultstableWordexplanationListofquotedstandards122.1.1螺旋板载荷试验screwplateloadingt2.1.2临塑压力temporaryplasticp2.1.3极限压力limitp2.1.4容许承载力allowablebearingcapa2.1.5极限承载力ultimatebearingc2.1.6地基承载力特征值characteristicvalueofsubsoilbearingcapacity由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的2.1.7基床系数coefficientofsubgradereactionDsc—螺旋承压板直径（cm3p0—原位有效自重压力（kPan—采用外推法确定的第n级荷载下沉降达到相对稳定标准时的沉降量；n—采用外推法确定的第n级荷载下沉降达到相对稳定标准时所需时间；）；Ch—径向固结系数（cm2/sKva—螺旋板载荷试验基床系数（kN/m3Kv1—螺旋板载荷试验基准竖向基床系数（kN/m343.0.1螺旋板载荷试验适用于测试深层地基土或地下水位以下不同深度处的黏3.0.3螺旋板载荷试验同一试验孔在垂直方向上的试验点应在了解地层剖面后5直径（mm）252承压板投影面积（cm2）200500螺距（mm）254060板厚（mm）≤2.8≤4.0≤6.32其屈服强度不宜小于600MPa，工作截面尺寸必须与加荷装置的额定加3传力杆平直，弯曲度不得大于0.05%；65圆柱形螺纹连接的传力杆，拧紧后丝扣之根、肩应能密贴；锥形螺纹连2）采用内置导线特制探杆时，探杆需具有较强的防水性能，耐水压不得3使用反力梁时，其刚度应与千斤顶量4采用斜撑装置或平硐顶板提供反力时，坑壁或平硐顶板应稳固，可提供72测量误差应不大于±0.1%FS3当百分表或位移传感器不能居中置于载荷轴心时，所用百分表或位移传4.2.5采用深层无缆螺旋板载荷试验探头总成进行载荷、沉降一体量测时，需与1自动化测试装置应能在温差大、潮湿、电磁干扰、震动等不利条件下连82自动化系统供电系统应包含备用电源，稳压装4实施自动化监测应具备自校或人工校核措施，宜建立人工监测体系，确5数据采集装置宜具备足够存储空间，宜同时具备无线和有线数据采集功6自动化测试装置的数据管理和数据发布系统应基于通用的操作环境，具4.2.8所用仪器仪表应能在-10℃~45℃的环境中正常工作。绝缘电阻不应小于500MΩ,接头处应密封，表皮破损的电缆不得使用。93在工作状态下，标定架的压力作用线应与被标定的传感器组项目标准测力仪百分表外观合格合格分辨力0.01mm测量范围0-60kN0-100mm1在固定的供电桥压下，对探头加荷和卸荷应逐级进行。每级荷载增量可xix2（5.2.4-2）式中：ξ——标定系数；PA——探头的工作面积（cm2 xi−——卸至第i级荷载时，仪表的输出值。2探头的检测误差统一采用极差值，以满量程输出值的百分数表示，见图x归零误差（归零误差（FS%）满量程输出最佳直线重复性误差（FS满量程输出最佳直线加荷卸荷非线性误差（FS%)滞后误差（FS%）加荷卸荷PP量程荷载FS——在额定荷载下仪表的满量程输出值。复性误差、滞后误差和归零误差均小于0.3在测量过程中，中途不得改变移动方向，也不得对仪器设备做任何的调5全量程示值误差由正行程中所有受检点中的误差最大值与最小值之差确6测量完后，取正、反行程同一受检点误差值之差的最大值作为受检表的测量范围上限S示值最大允许误差（绝对值）回程误差任意0.2mm任意1mm任意2mm全量程10＜S≤300.010.02-0.030.0130＜S≤1000.01-0.020.030.01注：任意0.2mm是指(0~0.2)mm，(0.2~0.4)mm，ⅆⅆ,(9.8~10)mm等一系列0.2mm测量段。任意1mm是指(0~l)mm，(1~2)mm，ⅆⅆ,(9~10)mm等一系列1mm测量段。任意2mm是指(10~12)mm，(12~14)mm，ⅆⅆ,(98~100)mm等一系列2mm测量段。1检查测试仪器、传感器是否配套，工作性能及灵敏度，传感器标定记录6.2.4螺旋板载荷试验的设备1调整好传力杆顶部至荷载横梁的垂直距离，使其恰好能安装千斤顶、顶4采用深层螺旋板载荷试验探头总成时，并应4）地面最上部一根探杆应套装侧开口尼龙套，下部与套管上端紧贴，利用不锈钢喉箍来调节紧固力，使探杆的重量与尼龙套箍紧产生摩擦力2当使用深层螺旋板载荷试验探头总成时，应旋转套管，由套管带动探杆3当在钻孔中进行螺旋板载荷试验时，钻孔钻进时应在距离试验深度20~速率法应力法包括慢速法（沉降相对稳定法1测定和计算地基土的变形模量、固结系数及承载力时，应采用慢速法试验，慢速法主要用于饱和软黏性土及对变形2仅需测定地基承载力时，可使用快速法试验，快速法一般适用于可塑~3测定地基土不排水抗剪强度和不排水模量时，可采用应变法，应变法适6.3.2采用应力法，施加荷载p后，应按时观测相应实测沉降量s＇。每级荷载2对一般黏性土、软黏土可采用0.50~1.00mm/min加荷速率，每下沉6.3.4试验荷载应分级施加，加荷等级不应小于8级，最大加载量不宜小于荷坚硬黏性土、密实粉土与砂土、老黄土、新黄土2在某级荷载下，24h沉降速率不能达到稳定标准（<）；2根据不同的试验方法的观测记录标准，对观测时间、荷载及沉降值实时1自动数据采集装置应能在温差大、潮湿、电磁干扰、震动等不利条件下2自动数据采集装置应包含备用电源，稳压装3宜建立人工监测体系，确保自动化设备发生故障时能获4自动数据采集装置宜具备足够存储空间，宜同时具备无线和有线数据采5自动数据采集装置的数据管理和数据发布系统应基于通用的操作环境，时间t与沉降值s汇总表，绘制p-s曲线，必要时绘制s-t或s-lgt等曲线。0p0pfApLpUs1按外推法推算出各级荷载下沉降速率达到慢速法相对稳定标准时所需要）；sw——沉降速率达到相对稳定标准的沉降增量（sw=0βα），7.1.4应变法（等速加荷法）资料整理应绘制p-7.2.1螺旋板载荷试验的特征值主要有初始压力p0、临塑压力pf和极限压力pL，根据数据绘制p—s曲线（图7.1.2必要时可绘制lgp—lgs、p—Δs/），1初始压力p0：p—s曲线初始直线与p轴的交点；p—s曲线上无明显直线 xs7.2.3p—s曲线呈圆弧形时（如图7.1.2曲线2）在p—Δs/Δp曲线上，第一转折点所对应的荷载（图7.2.3-23）在s—lgt曲线族中，曲线向上凹折或急剧转折的点所对应的荷载0pflgp0pfpLp00pf=150kPas0spLlgp1）在p—Δs/Δp曲线上，第二转折点所对应的荷载（图7.2.3-28.1.1地基承载力特征值fak可按下列方法确定：），力pf为地基承载力特征值fak；2相对沉降法：圆弧形p—s曲线（如），s/b值所对应的荷载值为地基承载力特征值fak。对低压缩性土和砂土，可取s/b=0.015；对中、高压缩性土可取3极限荷载法：由p—s曲线上所得的极限承载力pu除以承载力特征值fak，fak=pu/F（F为安全系数），可视地基工程性质取F为2～3。8.1.2地基极限承载力pu可按下列方法确定：1第二拐点法：用p—s曲线或lgp—lgs，s—lgp等曲线的第二拐点压力pL确定为pu；2相对沉降法：取s/b=0.10所对应的压力为pu；pu=Rfpf（8.1.2-1)pf=1/b(8.1.2-2)Rf8.1.3承载力特征值fak和极限承载力标准值的2试验点的fak或pu值的极差不大于其平均值30%时，可采用平均值；当p—取p-s曲线上直线段的任一压力值（kPas—与p对应的沉降量（mm）；p0—原位有效自重压力（kPaD—螺旋板直径（mmA=0.72；p-p0p-p0=50kPap-p0=350kPap-p0=50kPap-p0=100kPap-p0=200kPap-p0=300kPap-p0=500kPa（b）砂土、粉土图8.1沉降系数A与p、p0的关系Kvaasa(8.2.3-1)2在同一场地对同一土层使用不同面积的载荷板试验时，应按下式统一修Kv1=Kva.(8.2.3-2)3设计计算时，应根据基础设计面积置换式（8.2.3-2）中的Acu=pL/(8~11.35)（8.2.4）pL——螺旋板载荷试验极限压力（kPa）。Rsc——为螺旋承压板半径（cm77898965432120-320-220-13214-14-94-34-3444-84-44-84-64-24-74-21.螺旋板头；2.螺旋板压力传感器；3.螺旋板相对位移传感器螺母；4-3.绝缘橡胶；4-4.螺丝；4-5.内部电缆；4-6.阶梯内孔；4-7.卡环；4-8.触点插头；4-9.触点插座垫木；6.套管管夹；7.基准梁；8.磁吸支架；9.位移百分表；1检测板；20.通信传力杆地下接头；20-1.地下接头外管压力传感器标定记录表各级荷载i仪器读数读数平均最佳值i2ii1231230123456789标定系数2=Σ序号偏差性标定曲线图重复性|Xi±-Xi|△Xi+△Xi-0123456789非线性误差重复性误差|△Xi±|max/FS=滞后误差|Xi+-Xi-｜max/FS=0点程程点程程点程程承压板面 间隔12探头编号计）编号①②试验 面积荷载时间数沉降量沉降量121间隔积荷载12载荷p（kPa）p-s曲线0234lgplgps/ps/p0.0000.0010.001p0(kPa)pF(kPa)pL(kPa)中国工程建设标准化协会标准螺旋板载荷试验标准旋板载荷试验探头总成将传统螺旋板载荷试验地面变形量测提升为地下变形量一般认为，螺旋板载荷试验在各种原位测试中较为可靠，可作为其他原位试验点附近宜取土试验提供土工试验指标，或其他原位测试资料，试验后质指标进行对比分析，同时将地基土压前与压后土性指标的变化进行比较分析，如果扰动试验地层的原状结构或因降雨而未采取防水措施等原因造成试验地层3.0.7应力法是根据各级荷载下沉降是否要求达到稳定可分为沉降相对稳定法地区经验指的是在该地区有充分的沉降相对稳定法和沉降非稳定法载荷试验对应变法又称等沉降速率法，它是连续加荷，控制沉降速率恒定，一般为载荷试验的目的是在岩土工程勘察过程中较准确地查明地基土的承载力，为使试验顺利进行，试验前应预估地基土的极限承载力，按预估地基土极 传力杆受力变形而产生的测量误差大的问题，现场4.2.6深层无缆螺旋板载荷试验探头总成及相关配套仪器设备是由中国铁设针（a）正面结构示意图（b）侧面结构示意图标定架最大净空额定负载减速齿轮组行程位移调节杆行程套管夹夹持直径≥600mm≥30KN100mm100mm60mm5.1.5要求探头力学指标的检测误差不大于1%，则必须用允许误差为±（0.3~过原点的最小二乘公式（5.2-1、5.2-2）确定探头的标定系数，前提是认为在额标定方法与计量检定方法原理相同，故参照国家计量检定标准《大量程百分表》（JJG379-2009）相关规定制定本节。因位移传感器采用一体化封装结构，故不1检查探头总成密封性，采用无缆深层螺旋板载荷试验时，应检查内置导2检查地下载荷沉降探头总成、地下数据采集器、地上试验数据显示分析6.2.5本条第4款规定采用深层无缆螺旋板载荷试验探头总成进行深层旋板载1）关于套管应在地表用夹板卡紧的作用，一是作为参考系，测量探杆的相对位移；二是通过夹板与地表固定，消除套管自重对孔内土层的影2）套管管口与探杆之间应放置两半瓦导向套，是防止探杆加压过程中在3）采用深层无缆螺旋板载荷试验探头总成进行深层旋板载荷试验时，假定套管不动，测的是探杆和套管的相对沉降，所以在实际试验室工程头旋入地层过程中，探杆和套管发生相对位序号试验目的应力法应变法相对稳定法非稳定法1确定地基土的应力、应变与时间的关系√2确定地基土的承载力√√√3求地基土的模量排水模量√不排水模量√√4求不排水抗剪强度√√6.3.26.3.4加荷等级从整理分析p-s曲t——第n级荷载下观测时间（mins——第n级荷载下t时的净沉降量（mm实际观测值扣除）；）；），采用沉降非稳定法外推沉降达到相对稳定标准时的沉降量和所需时间，具snn+BnlnTw沉降观测时是在上一级荷载施加后的沉降基础上继续采集沉降数据，因此pLpL---------0s/d%0s/d%（ab）8.1.1-8.1.3螺旋板载荷试验为特殊的深层载荷试验，可反映所测试土体在测试个实测点的资料分析表明螺旋板载荷试验所获得的地基承载力是试验深度处原8.2.2在地层内部用螺旋板载荷试验的结果计算压缩模量的理论模型如图压力为p0，作用在螺旋板上的附加压力pn。在该种压力条件下，螺旋板下一直（8.1）或A—无因次的沉降系数，与p0、pn有关，可查标准图8.1。