1、單樁豎向抗拔試驗單樁豎向抗拔試驗 2014 2014年年1111月月2626日日一、適用范圍一、適用范圍v 單樁豎向抗拔靜載荷試驗就是采用接近于豎單樁豎向抗拔靜載荷試驗就是采用接近于豎向抗拔樁實際工作條件的試驗方法，確定單樁的向抗拔樁實際工作條件的試驗方法，確定單樁的豎向抗拔極限承載能力，是最直觀、最可靠的方豎向抗拔極限承載能力，是最直觀、最可靠的方法。迄今為止，樁基礎上拔承載力的計算還是一法。迄今為止，樁基礎上拔承載力的計算還是一個沒有從理論上解決的問題，在這種情況下，現個沒有從理論上解決的問題，在這種情況下，現場原位試驗在確定單樁豎向抗拔承載力中的作用場原位試驗在確定單樁豎向抗拔承載力中的

2、作用就更為重要。就更為重要。v 基礎承受上拔力的建基礎承受上拔力的建( (構構) )筑物主要有以下幾種類筑物主要有以下幾種類型：型：v(1)(1)高壓送電線路塔；高壓送電線路塔；v(2)(2)電視塔等高聳構筑物；電視塔等高聳構筑物；v(3)(3)承受浮托力為主的地下工程和人防工程，如深承受浮托力為主的地下工程和人防工程，如深水泵房、水泵房、( (防空防空) )地下室或其他工業建筑、深坑；地下室或其他工業建筑、深坑；v(4)(4)在水平力作用下出現上拔力的建在水平力作用下出現上拔力的建( (構構) )筑物。筑物。v(5)(5)膨脹土地基上的建筑物；膨脹土地基上的建筑物；v(6)(6)海上石油鉆井

3、平臺；海上石油鉆井平臺；v(7)(7)索拉橋和斜拉橋中所用的錨樁基礎；索拉橋和斜拉橋中所用的錨樁基礎；v(8)(8)修建船舶的船塢底板。修建船舶的船塢底板。二、破壞模式二、破壞模式v 在上拔荷載作用下，樁身首先將荷載以摩阻力的形式在上拔荷載作用下，樁身首先將荷載以摩阻力的形式傳遞到周圍土中，其規律與承受豎向下壓荷載時一樣，只傳遞到周圍土中，其規律與承受豎向下壓荷載時一樣，只不過方向相反。初始階段，上拔阻力主要由淺部土層提供不過方向相反。初始階段，上拔阻力主要由淺部土層提供，樁身的拉應力主要分布在樁的上部，隨著樁身上拔位移，樁身的拉應力主要分布在樁的上部，隨著樁身上拔位移量的增加，樁身應力逐漸向

4、下擴展，樁的中、下部的上拔量的增加，樁身應力逐漸向下擴展，樁的中、下部的上拔土阻力逐漸發揮。當樁端位移量超過某一數值土阻力逐漸發揮。當樁端位移量超過某一數值( (通常為通常為6 610mm)10mm)時，就可以認為整個樁身的土層抗拔阻力達到極限時，就可以認為整個樁身的土層抗拔阻力達到極限，其后抗拔阻力就會下降。此時，如果繼續增加上拔荷載，其后抗拔阻力就會下降。此時，如果繼續增加上拔荷載，就會產生破壞。，就會產生破壞。v 影響單樁堅向抗拔承載力的因素很多，歸納起來有以影響單樁堅向抗拔承載力的因素很多，歸納起來有以下幾個方面：下幾個方面：v (1)(1)樁周土體的影響：樁周土體的影響：v 樁周土的

5、性質、土的抗剪強度、側壓力系數和土的應樁周土的性質、土的抗剪強度、側壓力系數和土的應力歷史等都會對單樁豎向抗拔承載力產生一定的影響。一力歷史等都會對單樁豎向抗拔承載力產生一定的影響。一般說來，在粘土中，樁的抗拔極限側阻力與土的不排水抗般說來，在粘土中，樁的抗拔極限側阻力與土的不排水抗剪強度接近；在砂土中，樁的抗拔極限側阻力可用有效應剪強度接近；在砂土中，樁的抗拔極限側阻力可用有效應力法來估計，砂土的抗剪強度越大，樁側單位面積的極限力法來估計，砂土的抗剪強度越大，樁側單位面積的極限抗拔側阻力也就越大。抗拔側阻力也就越大。v (2)(2)樁自身因素的影響：樁自身因素的影響：v 樁側表面的粗糙程度越

6、大，則樁的抗拔承載力就越大樁側表面的粗糙程度越大，則樁的抗拔承載力就越大，且這種影響在砂土中比在粘土中更明顯；此外，樁截面，且這種影響在砂土中比在粘土中更明顯；此外，樁截面形狀、樁長、樁的剛度和樁材的泊松比等都會對單樁豎向形狀、樁長、樁的剛度和樁材的泊松比等都會對單樁豎向抗拔承載力產生不同程度的影響。抗拔承載力產生不同程度的影響。v (3)(3)施工因素的影響：在施工過程中，樁周土體的擾動、施工因素的影響：在施工過程中，樁周土體的擾動、打人樁中的殘余應力、樁身完整性、樁的傾斜角度等也將打人樁中的殘余應力、樁身完整性、樁的傾斜角度等也將影響單樁豎向抗拔承載力的大小。影響單樁豎向抗拔承載力的大小。

7、v (4)(4)休止時間的影響：從成樁到開始試驗之間的休止時間休止時間的影響：從成樁到開始試驗之間的休止時間長短對單樁豎向抗拔承載力影響是明顯的；另外、樁頂的長短對單樁豎向抗拔承載力影響是明顯的；另外、樁頂的加載方式、荷載維持時間、加載卸載過程等對單樁豎向抗加載方式、荷載維持時間、加載卸載過程等對單樁豎向抗拔承載力也有影響。拔承載力也有影響。三、儀器設備三、儀器設備v 單樁豎向抗拔靜載荷試驗的設備裝置基本上與單樁豎單樁豎向抗拔靜載荷試驗的設備裝置基本上與單樁豎向抗壓靜載試驗裝置相同，但是其使用及安裝方式不盡一向抗壓靜載試驗裝置相同，但是其使用及安裝方式不盡一樣。樣。v 1 1反力裝置反力裝置v

8、 抗拔試驗反力裝置宜采用反力樁抗拔試驗反力裝置宜采用反力樁( (或工程樁或工程樁) )提供支座提供支座反力，也可根據現場情況采用天然地基提供支座反力；反反力，也可根據現場情況采用天然地基提供支座反力；反力架系統應具有不小于力架系統應具有不小于1 12 2倍的安全系數。倍的安全系數。v 采用反力樁采用反力樁( (或工程樁或工程樁) )提供支座反力時，反力樁頂面提供支座反力時，反力樁頂面應平整并具有一定的強度。為保證反力梁的穩定性，應注應平整并具有一定的強度。為保證反力梁的穩定性，應注意反力樁頂面直徑意反力樁頂面直徑( (或邊長或邊長) )不宜小于反力梁的梁寬，否則不宜小于反力梁的梁寬，否則，應加

9、墊鋼板以確保試驗設備安裝的穩定性。，應加墊鋼板以確保試驗設備安裝的穩定性。v 采用天然地基提供反力時，兩邊支座處的地基強度應采用天然地基提供反力時，兩邊支座處的地基強度應相近，且兩邊支座與地面的接觸面積宜相同，施加于地基相近，且兩邊支座與地面的接觸面積宜相同，施加于地基的壓應力不宜超過地基承載力特征值的的壓應力不宜超過地基承載力特征值的1 15 5倍，避免加載倍，避免加載過程中兩邊沉降不均造成試樁偏心受拉，反力梁的支點重過程中兩邊沉降不均造成試樁偏心受拉，反力梁的支點重心應與支座中心重合。心應與支座中心重合。v 2 2加載裝置加載裝置v 加載裝置采用油壓千斤頂。千斤頂的安裝有兩種方式加載裝置采

10、用油壓千斤頂。千斤頂的安裝有兩種方式：一種是千斤頂放在試樁的上方、主梁的上面，因拔樁試：一種是千斤頂放在試樁的上方、主梁的上面，因拔樁試驗時千斤頂安放在反力架上面，比較適用于一個千斤頂的驗時千斤頂安放在反力架上面，比較適用于一個千斤頂的情況，特別是穿心張拉千斤頂，當采用兩臺以上千斤頂加情況，特別是穿心張拉千斤頂，當采用兩臺以上千斤頂加載時，應采取一定的安全措施，防止千斤頂傾倒或其他意載時，應采取一定的安全措施，防止千斤頂傾倒或其他意外事故發生。如對預應力管樁進行抗拔試驗時，可采用穿外事故發生。如對預應力管樁進行抗拔試驗時，可采用穿心張拉千斤頂，將管樁的主筋直接穿過穿心張拉千斤頂的心張拉千斤頂，

11、將管樁的主筋直接穿過穿心張拉千斤頂的各個孔，然后鎖定，進行試驗。另一種是將兩個千斤頂分各個孔，然后鎖定，進行試驗。另一種是將兩個千斤頂分別放在反力樁成支承墩的上面、主梁的下面，千斤頂頂主別放在反力樁成支承墩的上面、主梁的下面，千斤頂頂主梁，如下圖所示，通過梁，如下圖所示，通過“抬抬”的形式對試樁施加上拔荷載的形式對試樁施加上拔荷載。對于大直徑、高承載力的樁，宜采用后一種形式。對于大直徑、高承載力的樁，宜采用后一種形式。v 3 3荷載量測裝置荷載量測裝置v 荷載可用放置于千斤頂上的應力環、應變式壓力傳荷載可用放置于千斤頂上的應力環、應變式壓力傳感器直接測定，也可采用連接于千斤頂上的標準壓力表測感

12、器直接測定，也可采用連接于千斤頂上的標準壓力表測定油壓，根據千斤頂荷載定油壓，根據千斤頂荷載油壓串定曲線換算出實際荷載油壓串定曲線換算出實際荷載值。一般說來，樁的抗拔承載力遠低于抗壓承載力，在選值。一般說來，樁的抗拔承載力遠低于抗壓承載力，在選擇千斤頂和壓力表時，應注意量程問題，特別是試驗荷載擇千斤頂和壓力表時，應注意量程問題，特別是試驗荷載較小的試驗樁，采用較小的試驗樁，采用“抬抬”的形式時應選擇相適應的小的形式時應選擇相適應的小噸位千斤頂。對于大直徑、高承載力的試樁，可采用兩臺噸位千斤頂。對于大直徑、高承載力的試樁，可采用兩臺或四臺千斤頂對其加載。當采用兩臺及兩臺以上千斤頂加或四臺千斤頂對

13、其加載。當采用兩臺及兩臺以上千斤頂加載時，為了避免受檢樁偏心受載，千斤頂型號、規格應相載時，為了避免受檢樁偏心受載，千斤頂型號、規格應相同且應并聯同步工作。同且應并聯同步工作。v 4 4位移量測裝置位移量測裝置v 1)1)基準樁基準樁v 基準樁的安裝按照單樁豎向抗壓的要求執行，要注意安基準樁的安裝按照單樁豎向抗壓的要求執行，要注意安裝距離。裝距離。v 2)2)基準梁基準梁v 基準梁的一端應固定在基準樁上，另一端應簡支于基準樁基準梁的一端應固定在基準樁上，另一端應簡支于基準樁上，并采取有效遮擋措施。上，并采取有效遮擋措施。v 3)3)百分表或位移傳感器百分表或位移傳感器v 樁頂上拔量測量平面必須

14、在樁頂或樁身位置，安裝在樁樁頂上拔量測量平面必須在樁頂或樁身位置，安裝在樁頂時應盡可能遠離主筋，嚴禁在混凝土樁的受拉鋼筋上設頂時應盡可能遠離主筋，嚴禁在混凝土樁的受拉鋼筋上設置位移觀測點，避免因鋼筋變形導致上拔量觀測數據失實置位移觀測點，避免因鋼筋變形導致上拔量觀測數據失實。v v 試樁、反力支座和基準樁之間的中心距離的試樁、反力支座和基準樁之間的中心距離的規定與單樁抗壓靜載試驗相同。在采用天然地基規定與單樁抗壓靜載試驗相同。在采用天然地基提供支座反力時，拔樁試驗加載相當于給支座處提供支座反力時，拔樁試驗加載相當于給支座處地面加載，支座附近的地面也因此會出現不同程地面加載，支座附近的地面也因此

15、會出現不同程度的沉陷。荷載越大，這種變形越明顯。為防止度的沉陷。荷載越大，這種變形越明顯。為防止支座處地基沉降對基推梁的影響，一是應使基準支座處地基沉降對基推梁的影響，一是應使基準樁與反力支座、試樁各自之間的間距滿足樁與反力支座、試樁各自之間的間距滿足JGJ106-JGJ106-20142014規范中的表規范中的表4.2.64.2.6的規定，二是基準樁需打入的規定，二是基準樁需打入試坑地面以下一定深度試坑地面以下一定深度( (一般不小于一般不小于1m)1m)。四、現場檢測四、現場檢測vJGJ106-2014JGJ106-2014規范對現場檢測的規定條文：規范對現場檢測的規定條文：v5.3.1

16、5.3.1 對混凝土灌注樁、有接頭的預制樁，宜在拔樁試對混凝土灌注樁、有接頭的預制樁，宜在拔樁試驗前采用低應變法檢測受檢樁的樁身完整性。為設計提驗前采用低應變法檢測受檢樁的樁身完整性。為設計提供依據的抗拔灌注樁施工時應進行成孔質量檢測，發現供依據的抗拔灌注樁施工時應進行成孔質量檢測，發現樁身中、下部位有明顯擴徑的樁不宜作為抗拔試驗樁；樁身中、下部位有明顯擴徑的樁不宜作為抗拔試驗樁；對有接頭的預制樁，應驗算接頭強度。對有接頭的預制樁，應驗算接頭強度。v5.3.2 5.3.2 單樁豎向抗拔靜載試驗宜采用慢速維持荷載法。單樁豎向抗拔靜載試驗宜采用慢速維持荷載法。設計有要求時，也可采用多循環加、卸載方

17、法或恒載法設計有要求時，也可采用多循環加、卸載方法或恒載法。慢速維持荷載法的加卸載分級、試驗方法及穩定標準。慢速維持荷載法的加卸載分級、試驗方法及穩定標準應按應按JGJ106-2014JGJ106-2014規范第規范第4.3.34.3.3條和條和4.3.54.3.5條規定執行。條規定執行。5.3.3 5.3.3 當出現下列情況之一時，可終止加載：當出現下列情況之一時，可終止加載：v（1 1）在某級荷載作用下，樁頂上拔量大于前一級上拔荷）在某級荷載作用下，樁頂上拔量大于前一級上拔荷載作用下的上拔量載作用下的上拔量5 5倍。倍。v（2 2）按樁頂上拔量控制，當累計樁頂上拔量超過）按樁頂上拔量控制，

18、當累計樁頂上拔量超過100mm100mm時。時。v（3 3）按鋼筋抗拉強度控制，鋼筋應力達到鋼筋強度設計）按鋼筋抗拉強度控制，鋼筋應力達到鋼筋強度設計值，或某根鋼筋拉斷。值，或某根鋼筋拉斷。v（4 4）對于驗收抽樣檢測的工程樁，達到設計要求的最大）對于驗收抽樣檢測的工程樁，達到設計要求的最大上拔荷載值。上拔荷載值。五、檢測數據分析與判定五、檢測數據分析與判定v5.4.15.4.1繪制上拔荷載繪制上拔荷載- -樁頂上拔量（樁頂上拔量（U-U-）關系曲線和樁關系曲線和樁頂上拔量頂上拔量與時間與時間t t之間的曲線（之間的曲線（-lglgt t曲線）。曲線）。v5.4.25.4.2單樁豎向抗拔極限承載力可按下列方法綜合判定：單樁豎向抗拔極限承載力可按下列方法綜合判定：v（1 1）根據上拔量隨荷載變化的特征確定：對陡變型）根據上拔量隨荷載變化的特征確定：對陡變型U-U-曲線，取陡升起始點對應的荷載值；曲線，取陡升起始點對應的荷載值；v（2 2）根據上拔量隨時間變化的特征確定：應取）根據上拔量隨時間變化的特征確定：應取-lglgt t曲曲線斜率明顯變陡或曲線尾部明顯彎曲的前一級荷載值。線斜率明顯變陡或曲線尾部明顯彎曲的前一級荷載值。v（3 3）當在某級荷載下抗拔鋼筋斷裂時，應取其前一級荷）當在某級荷載下抗拔鋼筋斷裂