5.2 试验设备
5.2.1 竖向抗压和抗拔试验加载宜采用油压千斤顶。当采用2台及2台以上千斤顶加载时应并联,合力中心应与桩轴线重合。
5.2.2 水平推力加载装置宜采用油压水平千斤顶,加载能力不得小于最大试验荷载的1.2倍。
5.2.3 竖向抗压试验的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预估最大加载量的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。4 压重宜在试验前一次加足,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。
竖向抗压试验加载反力装置常用的形式是锚桩横梁反力装置、压重平台反力装置、锚桩压重联合反力装置。对单桩极限承载力较小的摩擦桩可用土锚作反力;对岩面浅的嵌岩桩,可利用岩锚提供反力。
5.2.4 抗拔试验反力装置宜采用反力桩提供支座反力,也可根据现场情况采用天然地基提供支座反力。反力架系统应具有1.2倍的安全系数并符合下列规定:
1 采用反力桩提供支座反力时,反力桩顶面应平整并具有一定的强度。
2 采用天然地基提供反力时,施加于地基的压应力不宜超过地基承载力特征值的1.5倍;反力梁的支点重心应与支座中心重合。
当抗拔试验采用天然地基作反力时,两边支座处的地基强度应相近,且两边支座与地面的接触面积宜相同,避免加载过程中两边沉降不均造成试桩偏心受拉。为保证反力梁的稳定性,应注意反力桩顶面直径(或边长)不小于反力架的梁宽。
5.2.5 水平推力的反力可由相邻桩提供。当专门设置反力结构时,反力结构的承载能力和刚度应大于试验桩的1.2倍。水平力作用点应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。
水平力作用点位置如果高于桩基承台底标高,试验时在相对承台底面处产生附加弯矩,影响测试结果,也不利于将试验结果根据实际桩顶的约束予以修正。球形支座的作用是在试验过程中,保持作用力的方向始终水平和通过桩轴线,不随桩的倾斜或扭转而改变。
5.2.6 荷载测量可用放置在千斤顶上的荷重传感器直接测定;也可采用并联于千斤顶油路的压力表或压力传感器测定油压,根据千斤顶率定曲线换算荷载。传感器的测量误差不应大于1%,压力表精度应优于或等于0.4级。
采用传感器测量荷重或油压,电测位移计量测桩的变形量,容易实现加卸荷与稳压自动化控制,且测量精度较高。
5.2.7 桩的沉降量、上拔量、水平位移量的量测宜采用百分表或电测位移计,其精度不应低于±0.01mm。
采用传感器测量荷重或油压,电测位移计量测桩的变形量,容易实现加卸荷与稳压自动化控制,且测量精度较高。
5.2.8 试桩、锚桩(压重平台支墩)、基准桩相互之间的中心距离应符合表5.2.8的规定:
表5.2.8 试桩、锚桩、基准桩相互之间的中心距离
注:d——试桩或锚桩的设计直径,取其较大者(如试桩或锚桩为扩底桩时试桩与锚桩的中心距不应小于2倍扩大端直径)。
在试桩加卸载过程中,荷载将通过锚桩(地锚)、压重平台支墩传至试桩和基准桩周围地基土并使之变形。随着试桩、基准桩和锚桩(或压重平台支墩)三者间相互距离缩小,地基土变形对试桩、基准桩的附加应力和变位影响加剧,直接影响试验的结果。目前国内外选择试桩、锚桩和基准桩之间的中心距离,多为“大于等于4D且不小于2.0m”和“不小于2.5m或3D”。鉴于本试验的目的是为设计提供桩基设计依据,因此选择前者。