橋梁下部結構如橋墩、橋台、基(jī)礎是橋梁(liáng)結構的重要組成(chéng)部分,它承擔著上部結構的自重和汽車、人群等活荷載(zǎi),並將這些荷載傳遞給地基(jī)。因此,下部結(jié)構的(de)工作狀態對橋梁(liáng)結構的安全正常使用有決定性的影響(xiǎng)。下部結構的靜載試驗是確定其承載能力的主要途徑(jìng)之一,也是將設計理論與工程(chéng)實踐統一起來的重要方法。下部結(jié)構的荷載試驗(yàn)包括墩台荷載(zǎi)試驗和樁基礎荷載試驗(yàn),其中,樁(zhuāng)基礎(chǔ)靜(jìng)載試驗是橋梁檢測中較(jiào)常進行的試驗,特別是鑽孔灌注樁在橋梁工程中廣泛使用之後。主要介紹樁基(jī)礎(chǔ)靜載試驗(yàn)的(de)方法。
一、試驗的目的與(yǔ)內(nèi)容
樁基礎靜載試驗(yàn)的主要目的是確定樁的承載能力,即(jí)確定樁的允許荷載和極限荷(hé)載,查明樁基礎強度的安全儲備,了解樁基礎的變(biàn)位情況,並根據試驗結果,修改原定的樁(zhuāng)長或樁徑,增減樁的數量,以確保樁基礎的安全性與經濟性。此外(wài),通過樁基礎靜載試驗還可以推求樁的計算參數,積累相應的設計計算資料,發展樁基礎的(de)設計理論與計算方法,完善樁基礎的施工工藝。由(yóu)於靜載試驗(yàn)是在施工現場進行的,樁的(de)類型、尺寸、施工方法,尤其是工程地質條件都十分接近擬建橋梁(liáng)的實際情況。因此它的成果是最可靠準確的,樁基礎的靜載試驗不僅可以鑒(jiàn)定樁的承載能力,而且對樁基礎的設計、施工、科研都具有重要的意義。
樁基礎靜載試驗分為豎向荷載試驗與(yǔ)水平荷載(zǎi)試(shì)驗。豎向荷載試驗是對試驗樁逐級施加豎向(xiàng)荷載,測(cè)量試驗樁在各級荷載作用下的穩定沉降量,得出樁(zhuāng)基礎荷載與變位之間的關係,從而判定樁基礎的(de)豎向承載能力,簡稱“試樁”。水平荷載試驗是對試驗樁逐級施加水平荷載,測量試驗樁在各級荷載作用下的水平變位,得出樁基礎荷載與水平變(biàn)位之間的關係,並由此判斷試驗(yàn)樁的水平承載能力。為了能夠準確地推斷樁基礎的承(chéng)載(zǎi)力,試樁的數量(liàng)應不少於樁基總數(shù)的2%,且不少於(yú)2 根,試樁的施工方法、施工工藝、材料、尺(chǐ)寸及人土深度均應與(yǔ)設計樁基(jī)相(xiàng)同;同時,一些規範、規程對加載等級的劃(huá)分、試樁的時間、變(biàn)形穩定(dìng)的標準、破壞的特征、資料的分析與評價等方麵均有詳細的規定。一般說來,試樁試驗內容主要是測定荷(hé)載-變位關係,必要時還可增(zēng)加一(yī)些應力、反力測試項目,大致內容如下。
1.荷載的測試。進行豎(shù)向荷(hé)載試驗時,應測定豎向荷載的大小;進行水(shuǐ)平荷載試(shì)驗時,要測定水平荷載的大小。所有荷載都要(yào)分級施(shī)加在試樁上,直至達到規定的荷載或試樁出現破壞(huài)標(biāo)誌為止。由於荷載是試驗的主要觀測項目,所以應進行精確的測定。
2.變位的(de)測試。變位是指樁在地麵處(chù)和其他各(gè)截麵的豎向(xiàng)位移、水平(píng)位移和轉角。變位(wèi)與荷載的(de)關係說明了樁的(de)工作性能,所以(yǐ)它是試樁必(bì)須測定的(de)項目。此外,對於鑒定性(xìng)試樁,還必須測定樁(zhuāng)在地麵(miàn)處的變位以及試樁開裂情況(kuàng)。
3.應力的測(cè)試。通過測試樁中主要受力鋼筋的應力、混(hún)凝土的應力,可以推算出測試截麵的(de)彎矩(jǔ)、軸力等,然後與理(lǐ)論計算結果比較,以便為(wéi)修正計算參數或計算理論(lùn)積累資料。
4.樁底反力測試。由於直接測定樁側摩阻力有困難,通常多通過樁底(dǐ)反力和各截麵軸向力的測定來推算樁(zhuāng)側摩阻力,以便通過(guò)試(shì)樁荷載試驗修正單位摩(mó)阻力(lì)。測定樁底反力,還可以查明鑽孔樁底部的工作狀態,判(pàn)斷樁底沉(chén)澱土的(de)厚度。
5.土中應力測試。土中應力測試主(zhǔ)要是(shì)測定試樁對土的水平壓力(土抗力)的大小,此外,往往還鑽取樁位處的原狀土(tǔ),以通過試驗(yàn)取得(dé)土的物理力學性能指標。
6。地麵變形測試。地麵變形(xíng)是(shì)判斷樁承載能力的重要因素,試驗時應盡可能觀測地麵變形和開裂的(de)情況。