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桥梁桩基础静载试验
日期:2015-1-12 9:38:54 作者:佚名 来源:本站原创
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桥梁下部结构如桥墩、桥台、基础是桥梁结构的重要组成部分,它承担着上部结构的自重和汽车、人群等活荷载,并将这些荷载传递给地基。因此,下部结构的工作状态对桥梁结构的安全正常使用有决定性的影响。下部结构的静载试验是确定其承载能力的主要途径之一,也是将设计理论与工程实践统一起来的重要方法。下部结构的荷载试验包括墩台荷载试验和桩基础荷载试验,其中,桩基础静载试验是桥梁检测中较常进行的试验,特别是钻孔灌注桩在桥梁工程中广泛使用之后。主要介绍桩基础静载试验的方法。

一、试验的目的与内容

桩基础静载试验的主要目的是确定桩的承载能力,即确定桩的允许荷载和极限荷载,查明桩基础强度的安全储备,了解桩基础的变位情况,并根据试验结果,修改原定的桩长或桩径,增减桩的数量,以确保桩基础的安全性与经济性。此外,通过桩基础静载试验还可以推求桩的计算参数,积累相应的设计计算资料,发展桩基础的设计理论与计算方法,完善桩基础的施工工艺。由于静载试验是在施工现场进行的,桩的类型、尺寸、施工方法,尤其是工程地质条件都十分接近拟建桥梁的实际情况。因此它的成果是最可靠准确的,桩基础的静载试验不仅可以鉴定桩的承载能力,而且对桩基础的设计、施工、科研都具有重要的意义。

桩基础静载试验分为竖向荷载试验与水平荷载试验。竖向荷载试验是对试验桩逐级施加竖向荷载,测量试验桩在各级荷载作用下的稳定沉降量,得出桩基础荷载与变位之间的关系,从而判定桩基础的竖向承载能力,简称“试桩”。水平荷载试验是对试验桩逐级施加水平荷载,测量试验桩在各级荷载作用下的水平变位,得出桩基础荷载与水平变位之间的关系,并由此判断试验桩的水平承载能力。为了能够准确地推断桩基础的承载力,试桩的数量应不少于桩基总数的2%,且不少于2 根,试桩的施工方法、施工工艺、材料、尺寸及人土深度均应与设计桩基相同;同时,一些规范、规程对加载等级的划分、试桩的时间、变形稳定的标准、破坏的特征、资料的分析与评价等方面均有详细的规定。一般说来,试桩试验内容主要是测定荷载-变位关系,必要时还可增加一些应力、反力测试项目,大致内容如下。

1.荷载的测试。进行竖向荷载试验时,应测定竖向荷载的大小;进行水平荷载试验时,要测定水平荷载的大小。所有荷载都要分级施加在试桩上,直至达到规定的荷载或试桩出现破坏标志为止。由于荷载是试验的主要观测项目,所以应进行精确的测定。

2.变位的测试。变位是指桩在地面处和其他各截面的竖向位移、水平位移和转角。变位与荷载的关系说明了桩的工作性能,所以它是试桩必须测定的项目。此外,对于鉴定性试桩,还必须测定桩在地面处的变位以及试桩开裂情况。

3.应力的测试。通过测试桩中主要受力钢筋的应力、混凝土的应力,可以推算出测试截面的弯矩、轴力等,然后与理论计算结果比较,以便为修正计算参数或计算理论积累资料。

4.桩底反力测试。由于直接测定桩侧摩阻力有困难,通常多通过桩底反力和各截面轴向力的测定来推算桩侧摩阻力,以便通过试桩荷载试验修正单位摩阻力。测定桩底反力,还可以查明钻孔桩底部的工作状态,判断桩底沉淀土的厚度。

5.土中应力测试。土中应力测试主要是测定试桩对土的水平压力(土抗力)的大小,此外,往往还钻取桩位处的原状土,以通过试验取得土的物理力学性能指标。

6。地面变形测试。地面变形是判断桩承载能力的重要因素,试验时应尽可能观测地面变形和开裂的情况。


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