一、管桩静载试验的前期准备工作
1、满足休止时间要求
试验开始前,管桩的桩身混凝土强度必须达到设计要求,同时桩周土体需要足够的静置恢复时间:砂类土场地休止时间不应少于10天,粉土和粘性土场地不应少于15天,淤泥或淤泥质土场地不应少于25天,避免土体强度未完全恢复导致试验结果偏低。
2、试验装置合规布设
优先选用慢速维持荷载法对应的标准试验装置,反力装置可根据现场条件选择压重平台、锚桩横梁或两者联合的形式,反力总加载量不得少于预估最大试验荷载的1.2倍。加载用千斤顶需平放于试桩中心,采用2台及以上千斤顶时要保证同步并联工作,合力完全通过试桩中心。
3、测量系统规范安装
沉降测量采用精度0.01mm的百分表或电子位移计,中等及小直径管桩在2个正交直径方向对称安置2-3个位移测试仪表,大直径管桩需安置4个位移测试仪表。沉降测定平面距离桩顶的距离不应小于0.5倍桩径,固定百分表的基准梁和夹具需做好防护,避免气温、振动等外界因素干扰测量数据。
4、试桩顶部预处理
对试桩顶部进行加强处理,配置2-3层加密钢筋网,或用薄钢板圆筒制作加劲箍与桩顶混凝土浇为一体,最后用高标号砂浆将桩顶抹平。试桩顶部露出试坑地面的高度不宜小于600mm,试坑地面标高宜与桩承台底设计标高保持一致。
二、管桩静载试验的标准操作流程
1、分级加载严格执行规范
每级加载量设置为预估极限荷载的1/10-1/15,第一级加载可按2倍分级荷载施加。每级加载完成后,间隔5、10、15min各测读一次沉降数据,之后每隔15min测读一次,累计1小时后每30min测读一次,直到沉降达到相对稳定状态,再施加下一级荷载。
2、沉降稳定判定标准
当连续两次每小时的沉降量不超过0.1mm时,即可判定该级荷载下的沉降达到相对稳定状态,可进入下一级加载环节。检验性试验可采用快速维持荷载法,一般每隔1小时施加一级荷载,缩短试验周期。
3、规范执行终止加载条件
出现三类情况之一时可终止加载:某级荷载作用下,桩顶沉降量达到前一级荷载下沉降量的5倍;某级荷载作用下,桩顶沉降量大于前一级荷载下沉降量的2倍,且经过24小时仍未达到沉降稳定标准;加载量已经达到反力装置的最大承载上限,无法继续施加荷载。
4、分级卸载流程管控
卸载操作同样分级进行,每级卸载量为对应两级加载的荷载量,每级卸载后间隔15min测读一次沉降数据,读取两次后间隔30min再测读一次,即可卸下下一级荷载。全部荷载卸除后,需测读桩顶残余沉降量,维持时间不少于3小时。
三、管桩静载试验结果的科学解读方法
1、Q-s曲线核心特征分析
以桩顶荷载Q为纵坐标、桩顶沉降量s为横坐标绘制曲线,若曲线呈现平缓光滑的缓变型特征,说明桩身处于弹性工作状态,桩侧摩阻力和桩端阻力逐步发挥;若曲线在某一级荷载后出现陡降段,说明桩周土体发生剪切破坏,该陡降段对应的前一级荷载即为单桩竖向极限承载力。
2、s-lgt曲线辅助验证
以沉降量s为纵坐标、加载时间的对数lgt为横坐标绘制曲线,若某一级荷载对应的曲线尾部出现明显向下弯曲的形态,说明该级荷载下桩身沉降进入不稳定阶段,可结合该特征辅助判定极限承载力,避免仅依靠Q-s曲线出现误判。
3、极限承载力综合判定
当加载至最大试验荷载且桩顶沉降达到相对稳定状态,未出现上述三类终止加载情况时,可取最大试验荷载对应的数值作为单桩竖向极限承载力。若同一工程有多根试桩,需结合场地地质条件的差异性,综合多根桩的试验数据取统计值,最终确定该工程的单桩竖向极限承载力标准值。