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1、无损检测技术课程设计学院：XXX学院课程：无损检测技术设计题目：单桩水平静载试验班级：材料1001X组员：XX /xx / XX XXX指导老师：XX老师 日期：2012.12.24-2012.12.28单桩水平静载试验设计报告书单桩水平抗压静载试验，采用接近于水平受荷桩实际工作条件的试验方法，目的是检 测桩的水平承载力是否满足设计要求。本试验的依据是国家行业标准建筑基桩检测技术 规范(JGJ 1062003)和公路桥涵施工技术规范(JTJ041 2000)。我们的课程设计包括以下几个方面的内容：1 试桩制作要求2试验装置安装3加载、卸载方式4试桩量测5单桩水平荷载和极限荷载的确定6单桩水平临
2、界荷载的确定方法7单桩水平极限荷载的确定方法对于以上内容我们所做的工作有：1选择课题，熟悉课题；2小组讨论课题，分解课题任务；3查找专业资料，整合专业资料；4编制单桩水平静载试验的操作指导书；5完成课程设计报告，完成小组互评。在老师的指导帮助以及小组成员的密切合作下，经过四天的努力，我们对单桩水 平静载试验有了更深入的了解，使我们受益匪浅。现今，我们小组已经基本上完成了 单桩水平静载试验的课程设计，其主要内容和具体操作步骤在指导书中有详细的说 明。相关规范见附录1，附录2。单桩水平静载试验指导书单桩水平抗压静载试验，采用接近于水平受荷桩实际工作条件的试验方法，目的是检 测桩的水平承载力是否满足
3、设计要求。本试验的依据是国家行业标准建筑基桩检测技术 规范(JGJ 1062003)附录1,公路桥涵施工技术规范(JTJ0412000)附录2。检验和确定试桩的水平承载力可直接由水平荷载和水平位移曲线判定，亦可根据实测 桩身应变来判定。当桩身埋设有量测元件时,可以较精确求得各级水平荷载作用下,桩身 弯矩分布情况,从而为检验桩身强度,推求不同深度弹性地基系数提供依据。1试桩制作要求(1) 试桩位置应根据场地地质、设计要求综合选择具有代表性的地点；(2) 试桩周边26m范围内布置钻孔，并取土样进行土工试验；( 3 )试桩数量一般不少于2根；(4) 试桩顶部一般应予加强，可在桩顶配置加密钢筋网2-3
4、层，或以薄钢板圆筒作成加 劲箍与桩顶混凝土浇成一体，用高标号砂浆将桩顶抹平。对于预制桩，若桩顶未破损可不 另作处理。(5) 为安置沉降测点和仪表，试桩顶部露出试坑地面的高度不宜小于600mm，试坑地面 宜与桩承台底设计标高一致。(6) 试桩的成桩工艺和质量控制标准应与工程桩一致。为缩短试桩养护时间，混凝土强 度等级可适当提高，或掺入早强剂。(7) 从成桩到开始试验的间歇时间：在桩身强度达到设计要求的前提下，对于砂类土，不应少于10d；对于粉土和粘性土，不应少于15d；对于淤泥或淤泥质土，不应少于25d,钻孔灌注桩成桩后一般不少于28d。2试验装置安装单桩水平静载试验装置通常包括加载装置、反力装
5、置、量测装置三部分。1) 安装反力装置最常用的方法是利用试桩周围的工程桩或垂直加载力试验用的锚桩作为反力墩。根据 需要可把2根甚至4根桩连成一整体作为反力座。有条件时，也可利用周围现有结构物作 反力座。必要时，可浇筑专门的支架来做反力架。加载反力装置可根据现场条件选择锚桩 横梁反力装置、压重平台反力装置、锚桩压重联合反力装置、地锚反力装置，并应符合下 列规定：（1）加载反力装置能提供的反力不得小于最大加载量的 1.2 倍。（2）应对加载反力装置的全部构件进行强度和变形验算。（3）应对锚桩抗拔力（地基土、抗拔钢筋、桩的接头）进行验算；采用工程桩作锚桩 时，锚桩数量不应少于 4 根，并应监测锚桩上
6、拔量。（4）压重宜在检测前一次加足，并均匀稳固地放置于平台上。（5）压重施加于地基的压应力不宜大于地基承载力特征值的 1.5 倍，有条件时宜利 用工程桩作为堆载支点。压重平台反力装置的安装压重平台反力装置就是在桩顶使用钢梁设置一承重平台，上堆重物（堆载重物一般为 钢锭、混凝土预制块、钢筋、水箱及砂袋等），堆载重物在试验前一次性均匀的放置在承 重平台上，依靠放在桩头或复合地基上的千斤顶顶住压重平台，从而将反力施加到桩身或 地基上。反力装置的主梁可以选用型钢，也可用自行加工的箱梁，平台形状可以根据需要 设置为方型或矩形 。压重平台反力装置的安装需要注意的是它的安装对称问题，如果反力作用点偏离了桩
7、头的中心位置，就会很容易使压重平台一端被顶起，荷载无法施加到试桩极限值，或锚桩 受力不均，锚筋被拉断甚至锚桩被破坏，使试验无法进行下去。反力装置提供的反力重心 能否作用于桩顶的中心，是静载试验能否顺利进行到底最主要的条件，所以我们在安装反 力装置时一定要细心再细心，尤其是对较大吨位的试验。压重平台反力装置一定要做到平 台的中心与桩头的中心一致，重物的重心与平台的中心一致.2）安装加载装置试桩时，采用卧式千斤顶加载，千斤顶的加载反力装置可根据现场实际条件取。用测 力环或测力传感器确定施加荷载值，对往复式循环试验可采用双向往复式油压千斤顶。水 平荷载试验，特别是悬臂较长的试桩，作用点位移较大，所以
8、要求千斤顶有较大行程。为 保证千斤顶施加作用力水平通过桩身轴线，千斤顶与试桩接触面处安置球形铰座。在试桩 时，为防止力作用点处于产生局部挤压破坏，须用钢垫板进行局部补强。3）安装量测装置荷载可用放置于千斤顶上的应力环、应变式压力传感器直接测定，或采用联于千斤顶 的压力表测定油压，根据千斤顶率定曲线换算荷载。试桩沉降一般采用百分表或电子位移 计测量。对于大直径桩应在其2个正交直径方向对称安置4 个位移测试仪表，中等和小直 径桩径可安置2个或3 个位移测试仪表。沉降测定平面离桩顶距离不应小于0.5 倍桩径， 固定和支承百分表的夹具和基准梁在构造上应确保不受气温、振动及其他外界因素影响而 发生竖向变
9、位。3. 加载、卸载方式一般可分为单循环连续加卸载法和多循环加卸载法。公路桥涵施工技术规范 (JTJ041-2000) 般采用单向多循环加载法。单向多循环加载法，取预计最大试验荷载的1/101/15作为每级加载量。每级荷载施 加后，恒载4min后测读水平位移，然后卸载到零，停2min后测读残余水平位移，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。为保证试验结果的可靠 性，加载时间尽量缩短，测量位移的时间间隔应准确，试验不得中途停歇。1) 终止试验条件当试验过程出现下列情况之一时，即可终止试验。(1) 桩顶水平位移超过2040mm (软土取40mm)；(2) 桩身已断裂；(
10、3) 桩侧地表明显裂纹或隆起；4. 试桩量测1) 桩顶水平位移量测：桩的水平位移采用大量程百分表来量测。每一试桩应在荷载 作用平面和该平面以上50cm作用各安装一只或两只百分表，下表量测桩身在地面处的水平 位移，上表量测桩顶水平位移，根据两表位移差与两表距离的比值求出地面以上桩身的转 角。如果桩身露出地面较短，也可只在静载作用水平面上安装百分表量测水平位移。固定 百分表的基准桩宜打设在试桩影响范围之外，这个距离一般不小于5D。当基准梁设置在与加荷轴线垂直方向上或试桩位移反方向时，间距可适当减小，但不 应小于2m。在陆地上试桩时可用入土 1.5m以上的钢钎或型钢作为基准点。同组试桩的基 准点一般
11、不少于 2 个。搁置在基准点上的基准梁要有一定的刚度，以减少晃动。整个基准 装置系统应保持相对独立。为减少温度对量测的影响，基准梁应采取简支形式，顶上有篷 布遮阳。2) 桩身弯矩量测：水平荷载作用下桩身的弯矩并不能直接量测得到，它只能通过量 测得到的桩身应变来推算。因此，当需要研究桩身弯矩的分布规律时，应在桩身粘贴应变量测元件。为量测桩身的弯矩和有关的弯曲应变，各测试断面测点应成对布置在远离中性 轴的地方。在地面下10-15D主要受力部分应加密测试断面，断面间距一般不超过（1-1.5） D。 在此深度以下，间距可适当加大。单桩水平静载试验记录表附表5. 单桩水平荷载和极限荷载的确定1) 绘制荷
12、载试验曲线绘制单桩水平静载试验水平力(H)时间(t)位移(X)、水平力一位移梯度(H-AX/ H)、水平力一位移双对数(lgH-lgX)曲线。其中，Ht-X曲线和H-X/AH曲线是比 较常用的。6. 单桩水平临界荷载的确定方法单桩水平临界荷载(桩身受拉区混凝土明显退出工作前的最大荷载)，一般按下列方法综 合确定：(1) 取Ht-X曲线出现突变点的前一级荷载为水平临界荷载H ；cr(2) 取H-AX/AH曲线第一直线段的终点所对应的荷载为水平临界荷载Hcr；(3) 当桩身埋设有元件时，取H-Sg第一突变点所对应的荷载为水平临界荷载。7. 单桩水平极限荷载的确定方法单桩水平极限荷载可根据下列方法综
13、合确定：(1 )取Ht-X曲线明显陡降的前一级荷载为极限荷载H ;u(2)取H-AX/AH曲线第二直线段的终点所对应的荷载为水平临界荷载H ；u(3 )取桩身折断或钢筋应力达到流限的前一级荷载为极限荷载H ；u( 4) 当试验项目对加荷方法或桩顶位移有特殊要求时，可根据相应的方法确定水平极限 荷载 Hu。u当作用于桩顶的轴向荷载达到超过其竖向极限荷载的0.2时，单桩水平临界荷载，极 限荷载都将有一定程度的提高。因此，当条件许可时，可模拟实际荷载情况，桩顶同时进 行施加轴向压力的水平静荷载试验，以更好地了解桩身的受力情况。根据需要也可绘制出桩身弯矩图。单桩水平静载试验规范：附录1国家行业标准建筑
14、基桩检测技术规范(JGJ 1062003)1适用范围11 本方法适用于桩顶自由时的单桩水平静载试验；其他形式的水平静载试验可参照使 用。12 本方法适用于检测单桩的水平承载力，推定地基土抗力系数的比例系数。13 当埋设有桩身应变测量传感器时，可测量相应水平荷载作用下的桩身应力，并由此 计算桩身弯矩。14 为设计提供依据的试验桩宜加载至桩顶出现较大水平位移或桩身结构破坏；对工程桩 抽样检测，可按设计要求的水平位移允许值控制加载。2仪器设备及其安装21 水平推力加载装置宜采用油压千斤顶，加载能力不得小于最大试验荷载的1.2倍。 22 水平推力的反力可由相邻桩提供；当专门设置反力结构时，其承载能力和
15、刚度应大 于试验桩的1.2倍。23 荷载测量及其仪器的技术要求应符合本规范第4.2.3条的规定；水平力作用点宜与 实际工程的桩基承台底面标高一致；千斤顶和试验桩接触处应安置球形支座，千斤顶作用 力应水平通过桩身轴线；千斤顶与试桩的接触处宜适当补强。24 桩的水平位移测量及其仪器的技术要求应符合本规范第4.2.4条的有关规定。在水 平力作用平面的受检桩两侧应对称安装两个位移计；当需要测量桩顶转角时，尚应在水平 力作用平面以上50cm的受检桩两侧对称安装两个位移计。25 位移测量的基准点设置不应受试验和其他因素的影响，基准点应设置在与作用力方 向垂直且与位移方向相反的试桩侧面，基准点与试桩净距不应小于1倍桩径。26 测量桩身应力或应变时，各测试断面的测量传感器应沿受力方向对称布置在远离中 性轴的受拉和受压主筋上；埋设传感器的纵剖面与受力方向之间的夹角不得大于10。在 地面下10倍桩径(桩宽)的主要受力部分应加密测试断面，断面间距不宜超过1倍桩径； 超过此深度，测试断面间距可适当加大。桩身内埋设传感器应按本规范附录A执行。3 现 场 检 测3.1 加载方法宜根据工程桩实际受力特性选用单向多循环加载法或本规范第4章规定的慢 速维持荷载法，也可按设
