Метод испытаний одиночной сваи CFG на вертикальную сжимающую статическую нагрузку

Метод испытаний одиночной сваи CFG на вертикальную сжимающую статическую нагрузку

Свая CFG (Цементная-Зольная пыль-Гравийная свая) — это типичный жесткий композитный армирующий элемент фундамента, широко применяемый в фундаментах высотных-зданий, земляном основании муниципальных дорог, фундаментах промышленных предприятий и проектах по улучшению мягких почв. Несущая способность одной сваи CFG на вертикальное сжатие является основным техническим показателем для проектирования фундамента, приемки строительства и прогнозирования осадки. Испытание статической нагрузки на вертикальное сжатие одиночной сваи является наиболее авторитетным и точным методом обнаружения на месте-, позволяющим проверить предельную несущую способность, характеристики деформации и рабочие характеристики свай CFG. Основанный на стандартных спецификациях JGJ 106, GB/T 50783, ISO 22477-1 и ASTM D1143, этот документ систематически описывает принцип испытаний, конфигурацию оборудования, подготовку поля, стандартизированную процедуру загрузки, критерии завершения, обработку данных и правила оценки квалификации испытания статической нагрузки свай CFG, образуя полное и стандартизированное техническое руководство по осуществлению инженерного контроля.

1. Общий обзор и объем испытаний

1.1 Принцип тестирования

Испытание одиночной сваи на вертикальную сжимающую статическую нагрузку прикладывает ступенчатую и длительную вертикальную статическую нагрузку к вершине сваи с помощью гидравлического нагрузочного оборудования. Путем мониторинга деформации осадки верха сваи при каждом уровне нагрузки строятся кривая -осадки (Q-s) и кривая-времени осадки (s-lgt) для анализа закона упругой-пластической деформации тела сваи и характеристик вертикальной несущей способности при взаимодействии сваи-с грунтом. Испытание позволяет точно получить характеристическое значение и предельное значение несущей способности одной сваи CFG при вертикальном сжатии, а также оценить, соответствует ли свайный фундамент требованиям проектирования и безопасности.

1.2 Область применения

Этот метод испытаний применим для приемочного контроля качества, проверки проектных параметров и оценки технологических характеристик свай CFG, образованных вибропогружающими трубами, длинным спиральным бурением и заливкой бетона насосом. Он охватывает два сценария испытаний: обнаружение пробных свай для проверки проектных основ и проверку выборки инженерных свай для приемки завершения строительства, а также является обязательным авторитетным методом обнаружения для оценки несущей способности композитного фундамента.

1.3 Классификация испытаний

По инженерным целям испытания делятся на проверочные испытания конструкции и приемочные испытания. Испытание на проверку конструкции должно проводиться до тех пор, пока свайная-система грунта не достигнет предельного состояния разрушения для достижения предельной несущей способности. При приемочных испытаниях нагрузка должна быть вдвое больше проектной характеристики для проверки запаса прочности инженерных свай.

2. Стандартное испытательное оборудование и его расположение

2.1 Основное испытательное оборудование

Система испытаний на статическую нагрузку состоит из четырех основных блоков: системы нагружения, системы противодействия, системы мониторинга смещения и системы сбора данных. В системе погрузки используется высокоточный-гидравлический домкрат и автоматический масляный насос для поддержания давления для обеспечения стабильной ступенчатой ​​загрузки. Система противодействия использует противодействующую силу анкерной сваи или противодействующую силу укладки веса для обеспечения стабильной реакции. Система мониторинга смещения использует высокоточные-индикаторы часового типа или электронные измерители смещения для сбора данных об осадке верхушки сваи. Все приборы должны находиться в пределах действительного периода калибровки, чтобы обеспечить точность и прослеживаемость испытаний.

2.2 Требования к макету поля

Испытательная свая должна оставаться неповрежденной, без искусственных повреждений, трещин на поверхности и наклона вершины сваи. Верх сваи должен быть отполирован до плоского состояния и выровнен -высокопрочным раствором, чтобы обеспечить равномерное напряжение во время нагрузки. Система поддержки противодействия должна быть расположена симметрично с испытательной сваей в центре, с достаточным расстоянием, чтобы избежать влияния граничного эффекта. Опорная рама измерителя смещения должна быть независимой от системы нагрузки и противодействия, чтобы исключить дополнительные деформационные воздействия и обеспечить чистые данные осадки тела сваи.

3. Правила подготовки и отбора проб перед-тестом

3.1 Требование к интервалам времени

Испытание на статическую нагрузку должно проводиться после того, как прочность бетона сваи CFG будет соответствовать проектным требованиям, а взаимодействие сваи-с грунтом станет стабильным. Интервал испытаний после сооружения сваи должен составлять не менее 28 дней для обычных слоев грунта, обеспечивая полное развитие бокового трения сваи и несущей способности конца сваи, а также избегая отклонений при испытаниях, вызванных неполным затвердеванием бетона и рыхлым грунтом основания.

3.2 Принципы пакетного отбора проб

В соответствии с национальными спецификациями контроля доля выборки при испытании статической нагрузкой сваи CFG должна составлять не менее 0,5% от общего количества свай в одной строительной секции, а минимальное количество выборки не должно быть менее 3 свай. Для фундаментов со сложными геологическими условиями, несогласованной технологией строительства или большим количеством свай доля выборки должна быть соответствующим образом увеличена для обеспечения репрезентативности результатов испытаний.

4. Стандартная процедура проведения теста

4.1 Выбор метода загрузки

Метод медленной поддерживающей нагрузки принят в качестве стандартного метода испытаний статической нагрузки свай CFG, который является эталонным методом инженерной приемки и калибровки данных. Для особых условий работы, таких как быстрая проверка конструкции и обнаружение морских фундаментов, можно использовать метод быстрой ремонтной нагрузки со стандартизированными поправочными коэффициентами.

4.2 Правила поэтапной нагрузки

Максимальная испытательная нагрузка определяется по удвоенной расчетной характеристике несущей способности. Общая нагрузка делится на 10 равных категорий для ступенчатой ​​нагрузки. Первый и второй уровни нагрузки в два раза превышают одинарную ступенчатую нагрузку, что ускоряет уплотнение сваи-грунтового зазора. Последующие нагрузки применяются поэтапно с одинаковой единичной нагрузкой. Разгрузка осуществляется в обратно-ступенчатом режиме с двойной ступенчатой ​​нагрузкой для каждого уровня разгрузки, при этом интервал разгрузки сокращается соответственно.

4.3 Чтение данных и стандарты стабильности

В режиме медленной поддерживающей нагрузки данные о расчете должны считываться через 5, 15, 30, 45 и 60 минут после каждого уровня нагрузки, а затем считываться каждые 30 минут до тех пор, пока расчет не станет стабильным. Стандартом относительной стабильности является то, что приращение осадки в час составляет менее 0,1 мм и длится не менее 2 часов подряд. После каждой степени разгрузки данные по отскоку должны считываться через фиксированные интервалы времени до тех пор, пока деформация отскока не станет стабильной.

5. Критерии принятия решения о завершении теста

Испытание статической нагрузкой может быть прекращено при достижении любого из следующих стандартных условий в строгом соответствии со спецификациями JGJ 106 и GB/T 50783:

Условие 1: Осадочная деформация текущего класса нагрузки более чем в 5 раз превышает осадку предыдущего класса, демонстрируя очевидные резкие изменения осадки и характеристики разрушения свайного фундамента.

Условие 2: Текущая осадка уклона вдвое превышает предыдущую осадку, а деформация все еще не достигает устойчивости после 24 часов поддержания нагрузки, что указывает на постоянное пластическое разрушение свайной-системы грунта.

Условие 3: Общая осадка верхушки сваи превышает 40 мм, а скорость деформации постоянно увеличивается, что соответствует стандарту оценки разрушения фундамента.

Условие 4: Испытательная нагрузка достигла заданной максимальной расчетной нагрузки, деформация тела сваи стабильна, без признаков разрушения.

Условие 5: Во время испытания возникают аномальные условия, такие как чрезмерное смещение противодействующей силы, отказ оборудования и угрозы безопасности.

6. Обработка данных после-тестирования и анализ кривых.

6.1 Базовая сортировка данных

Отсортируйте все значения классифицированной нагрузки, данные о расчете-в реальном времени и данные об отскоке, устраните ненормальные точки помех, вызванные внешней вибрацией и ошибками ручного управления, а также сформируйте полные и непрерывные записи исходных данных испытаний.

6.2 Построение характеристической кривой

Нарисуйте две основные кривые анализа: кривую-осадки (Q-s) и кривую логарифма-времени осадки (s-lgt). Кривая Q-s отражает общие характеристики несущей и деформационной характеристики сваи; кривая s-lgt позволяет судить об устойчивости деформации и возникновении ускоренного разрушения.

6.3 Правила определения несущей способности

Предельная несущая способность одиночной сваи при вертикальном сжатии определяется по точке перегиба кривой Q-s и точке мутации кривой s-lgt. Если кривая имеет очевидную точку перегиба с крутым падением, за предельную несущую способность принимается нагрузка, соответствующая точке перегиба. Если кривая меняется плавно без очевидной точки перегиба отказа, за основу проверки принимается максимальное значение испытательной нагрузки. Характеристическое значение несущей способности составляет половину измеренной предельной несущей способности, которая не должна быть ниже расчетного значения.

7. Распространенные отклонения при тестировании и меры по исправлению

Чрезмерный первоначальный расчет
Причины: Неуплотненная верхушка сваи, неполное уплотнение грунта фундамента, зазор между верхушкой сваи и несущей плитой. Исправление: строго выровняйте верхнюю часть сваи, предварительно-уплотните фундамент перед испытанием и обеспечьте полный контакт системы нагрузки.

Данные о нестабильной деформации
Причины: Внешняя вибрация площадки, нестабильная система противодействия, независимая опора перемещения. Исправление: изолируйте вибрационные помехи на испытательном полигоне, закрепите устройство противодействия и установите независимую рамку для контроля смещения.

Аномальная деформация отскока
Причины: Неполное развитие прочности бетона, локальное повреждение тела сваи. Исправление: продлите период обслуживания, исключите неквалифицированные тестовые сваи и повторно-отберите образцы для тестирования.

8. Стандарты оценки инженерной квалификации

Если после испытания статической нагрузкой измеренное характеристическое значение несущей способности одиночной сваи CFG на вертикальное сжатие не меньше проектных требований, деформация сваи стабильна и в процессе нагрузки не происходит внезапного разрушения, одиночная свая считается годной. Если отдельные испытательные сваи не прошли проверку, необходимо провести расширенный отбор проб и повторную-проверку. Для неквалифицированных партий необходимо провести корректировку процесса строительства, обработку арматуры или решение об отказе от партии для обеспечения инженерной безопасности фундамента.

9. Техническое резюме

Испытание статической нагрузки на вертикальное сжатие одиночной сваи является основным и авторитетным методом обнаружения для оценки качества свайного фундамента CFG. Стандартизированная схема поля, процедура ступенчатой ​​загрузки, стабильный сбор данных и анализ научных кривых являются ключом к обеспечению точных результатов испытаний. Результаты испытаний могут достоверно отразить несущую способность свай-по отношению к грунту, предельную устойчивость к деформации и запас инженерной безопасности свай CFG, обеспечить надежную техническую основу для приемки фундамента, оценки качества строительства и проектирования безопасности конструкции, а также эффективно избежать осадки фундамента, превышения предела деформации и угроз безопасности конструкции в последующих инженерных операциях.