自 平 衡 靜 載 試 驗
檢 測 報 告
工程名稱：武漢市軌道交通四號線二期工程區(qū)間及車站土建施工第一標(biāo)段首義路站自平衡靜載試驗
工程地點(diǎn)：武漢市武昌區(qū)
委托單位：武漢地鐵集團(tuán)有限公司
檢測日期：2012年7月7日 至7月11日
報告總頁數(shù)：23頁
報告編號： [2012] 字第（1449）號
合同編號：KC2012404
江西正壹程材料有限公司
2012年11月2日
武漢市軌道交通四號線二期工程區(qū)間及車站土建施工第一標(biāo)段首義路站自平衡靜載試驗檢測報告
項 目 負(fù) 責(zé) ：
現(xiàn)場檢測人員：
（上崗證號）
報 告 編 寫:
（上崗證號）
校 核：
（上崗證號）
審 核：
（上崗證號）
授權(quán)簽字人:
聲明：
1. 本報告涂改、錯頁、換頁、漏頁無效；
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3. 本報告無我單位相關(guān)技術(shù)資格證書章無效；
4. 本報告無檢測、審核、授權(quán)簽字人簽字無效；
5．未經(jīng)書面同意不得部分復(fù)制或作為他用。
6．如對本檢測報告有異議或需要說明之處，可在報告發(fā)出后15 天內(nèi)向本檢測單位書面提出,本單位將于5日內(nèi)給予答復(fù)。
檢測單位：江西正壹程材料有限公司
地 址：-
郵 編：-
電話及傳真：15170014127
首 頁
工程名稱 | |||||
檢測性質(zhì) | 委托檢測 | ||||
檢測依據(jù) | 《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ 106-2003） 《基樁靜載試驗 自平衡法》（JT/T 738-2009） | ||||
委托單位 | 武漢地鐵集團(tuán)有限公司 | 電話 | ---- | ||
地 址 | 武昌張之洞路與首義路的交叉路口處 | 郵編 | 430071 | ||
結(jié)構(gòu)型式 | 地下兩層側(cè)式站臺 | 層數(shù) | 2層 | ||
建筑面積 | 19628m2 | 樁型 | 鉆孔灌注樁 | ||
砼強(qiáng)度等級 | C30 | 設(shè)計持力層 | （11-2）中細(xì)砂混粉質(zhì)粘土 | ||
工程樁總數(shù) | 106 | 施工日期 | 2012.6.7-2012.6.11 | ||
檢測樁數(shù) | 3根 | 加載方式 | 慢速維持荷載法 | ||
檢測方法 | 自平衡法 | 檢測時間 | 2012.7.7-2012.7.11 | ||
樁號 | 樁徑 （mm） | 樁長 （m） | 單樁承載力特征值（kN） | 預(yù)定最大加載力 （kN） | |
LZ2-50 | 1200 | 15 | 2300 | 2300×2 | |
LZ2-49 | 1200 | 15 | 2300 | 2300×2 | |
江西正壹程材料有限公司
2012.11.2
目 錄
1概述.. 1
2場地工程地質(zhì)條件.. 1
3試驗依據(jù).. 3
4試驗原理及方法.. 3
5數(shù)據(jù)處理.. 6
6數(shù)據(jù)分析及結(jié)果.. 8
7結(jié)論.. 10
8附圖、表.. 11
工程名稱 | ||||
工程地點(diǎn) | 武昌張之洞路與首義路的交叉路口處 | |||
建設(shè)單位 | 武漢地鐵集團(tuán)有限公司 | |||
勘察單位 | 中煤國際工程集團(tuán)武漢設(shè)計研究院 | |||
設(shè)計單位 | 中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司 武漢市政工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司 | |||
施工單位 | 中國建筑一局（集團(tuán)）有限公司 | |||
監(jiān)理單位 | 中國水利水電建設(shè)工程咨詢中南公司 | |||
質(zhì)量監(jiān)督站 | 武漢市市政工程質(zhì)量監(jiān)督站 | |||
檢測依據(jù) | 《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ 106-2003） 《基樁靜載試驗 自平衡法》（JT/T 738-2009） | |||
結(jié)構(gòu)型式 | 地下兩層側(cè)式站臺 | 層數(shù) | 2層 | |
建筑面積 | 19628m2 | 樁型 | 鉆孔灌注樁 | |
砼強(qiáng)度等級 | C30 | 設(shè)計持力層 | （11-2）中細(xì)砂混粉質(zhì)粘土 | |
檢測性質(zhì) | 委托檢測 | 試驗時間 | 2012.7.7-7.10 | |
檢測樁數(shù) | 3根 | 加載方式 | 慢速維持荷載法 | |
樁號 | 樁徑 （mm） | 樁長 （m） | 單樁承載力設(shè)計值 （kN） | 預(yù)定最大加載力（kN） |
LZ2-50 | 1200 | 15 | 2300 | 2300×2 |
LZ2-49 | 1200 | 15 | 2300 | 2300×2 |
根據(jù)本次地表地質(zhì)調(diào)查和勘探，擬建場地出露和揭露的地層：近代人工填土層（Ｑml）、第四系全新統(tǒng)湖積（Q4l）、沖積（Q4 al）層、上更新統(tǒng)沖、洪積層（Q3al+pl）、中更新統(tǒng)沖、洪積層（Q2al+pl）、下更新統(tǒng)沖、洪積層（Q1al+pl），下伏基巖為志留系墳頭組泥巖（第20a單元層）組成。
表1 場地工程地質(zhì)條件
略~
1）《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ 106-2003）
2）《基樁靜載試驗 自平衡法》（JT/T 738-2009）
3）《武漢市軌道交通4號線二期工程施工圖設(shè)計首義路站 第二冊車站結(jié)構(gòu) 第一分冊維護(hù)結(jié)構(gòu)計算書》
4）《武漢市軌道交通四號線二期工程V標(biāo)段首義路站巖土工程勘察報告》
4.1自平衡承載力測試原理簡介
自平衡測樁法是將一種特制的加載設(shè)備——，在指定位置與鋼筋籠焊接，由高壓油泵向荷載箱沖油而加載，如圖1所示。
圖1 基樁自平衡法靜載試驗示意圖
荷載箱上部樁身的摩擦力與下部樁身的摩擦力及端阻力平衡來維持加載。根據(jù)向上向下Q-s、s-lgt曲線確定樁身承載力。
加載采用慢速維持荷載法，測試按《建筑技術(shù)規(guī)范》（JGJ 106—2003）和《基樁靜載試驗 自平衡法》（JT/T 738-2009）。
4.2測試儀器設(shè)備
現(xiàn)場檢測設(shè)備包括荷載箱、高壓油泵、壓力表和位移量測裝置，見表2。
表2 現(xiàn)場檢測設(shè)備一覽表
設(shè)備 | 型號 | 編號 | 量程 | 檢定日期 | 證書編號 |
百分表 | 0-50mm | 0110205 | 50mm | 2012.2.23 | JL2012020651060 |
壓力表 | 0-60MPa | 112 | 60MPa | 2012.2.27 | JL2012020651020 |
4.3荷載箱埋設(shè)
根據(jù)地質(zhì)勘探報告提供的有關(guān)地質(zhì)參數(shù)計算，荷載箱埋設(shè)至樁底的位置見表3。
表3 荷載箱埋設(shè)位置
樁號 | 樁徑（mm） | 樁長（m） | 承載力特征值(kN) | 荷載箱上部樁自重kN） | 樁身彈性模量（kPa） | 荷載箱埋設(shè)至樁底的距離(m) |
LZ2-50 | 1200 | 15 | 2300 | 271 | 3.0×107 | 5.4 |
- | ||||||
4.4試驗荷載及沉降測量
試驗荷載值通過壓力表測量，再由千斤頂?shù)臉?biāo)定曲線換算給出；試樁沉降通過位移測試裝置頂端架設(shè)的機(jī)械式百分表測量，所有百分表均用磁性表座固定于基準(zhǔn)梁上，基準(zhǔn)梁在獨(dú)立的基準(zhǔn)樁上安裝。
4.5現(xiàn)場檢測
4.5.1加卸載
（1）荷載分級：加載應(yīng)分級進(jìn)行。每級加載量為最大加載量或預(yù)估極限承載力的1/10，按10級9次加載，第一級按兩倍荷載分級加載。
（2）卸載也應(yīng)分級進(jìn)行，每級卸載量為2~3個加載級的荷載值。
（3）加卸載應(yīng)均勻連續(xù)，每級荷載在維持過程中的變化幅度不得超過分級荷載的10%。
4.5.2位移觀測和穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)
（1）位移觀測：采用慢速維持荷載法。每級加載后在第1h內(nèi)應(yīng)在第5min、10min、15 min、30 min、45 min、60 min測讀位移，以后每隔30min測讀一次。達(dá)到相對穩(wěn)定后方可加載下一級荷載。卸載到零后應(yīng)至少觀測2h，測讀時間間隔同加載。
（2）沉降相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：在每級加（卸）載的向上、向下位移量在下列時間內(nèi)均不大于0.1mm：
a）樁端為巨粒土、粗粒土或堅硬黏質(zhì)土，最后30min；
b）樁端為半堅硬黏質(zhì)土或細(xì)粒土，最后1h；
（3）終止加載條件及極限加載值：
a）向上、向下兩個方向應(yīng)分別判定和取值，平衡狀態(tài)下兩個方面都應(yīng)達(dá)到終止加載終止條件再終止加載。
b）每個方面的加載終止條件和相應(yīng)的極限加載值的取值按以下規(guī)定：
①當(dāng)荷載-位移（Q-s）曲線和位移-時間（s-lgt）曲線上有可判定極限承載力的陡降段；
②總位移量大于或者等于40mm，且本級荷載的位移量大于或等于前一級荷載的位移量的5倍時，加載即可終止。取終止時荷載小一級的荷載為極限加載值。
③總位移量大于或者等于40mm，且本級荷載加上24h未達(dá)穩(wěn)定，加載即可終止。取終止時荷載小一級的荷載為極限加載值。
④荷載已達(dá)到設(shè)計要求的最大加載量或上下位移已達(dá)荷載箱行程。
5.1承載力的確定
先根據(jù)4.5.2，確定試樁上段樁的加載極限值Qu和試樁下段樁的加載極限值Ql，然后根據(jù)各試樁的最終加載值，可按下式確定試樁的極限承載力：
（1）
式中：
P——試樁的單樁極限承載力，單位為千牛(kN)；
Qu——試樁上段樁的加載極限值，單位為千牛（kN）；
Ql——試樁下段樁的加載極限值，單位為千牛（kN）；
W——試樁荷載箱上部樁自重，單位為千牛（kN）；
——試樁的修正系數(shù)，根據(jù)荷載箱上部土的類型確定，砂土取=0.7。
5.2等效轉(zhuǎn)換曲線
采用等效轉(zhuǎn)換方法，將自平衡法測得的上下兩段Q-s曲線，等效轉(zhuǎn)換為常規(guī)方法樁頂加載的一條P-s曲線，以確定樁頂位移。
圖2 自平衡法結(jié)果轉(zhuǎn)換示意圖
a)自平衡法曲線；b）等效轉(zhuǎn)換曲線
（1）、樁上段的樁身壓縮量
為荷載箱下段荷載及上段荷載引起的上段樁的彈性壓縮量變形之和，即：
（2）
式中：
——受壓樁上段在荷載箱下段力作用下產(chǎn)生的彈性壓縮變形量；
——受壓樁上段在荷載箱上段力作用下產(chǎn)生的彈性壓縮變形量。
其中：
（3）
（4）
式中Ep——樁身彈性模量，單位為千帕（kPa）；
L——上段樁長度，單位為米（m）；
Ap——樁身截面積，單位為平方米（m2）；
W——試樁荷載箱上部樁自重，單位為千牛（kN）。
將式（2）、（3）代入式（1），可得樁身的彈性壓縮量為：
（2）、樁頂?shù)刃Ш奢d為：
（1）
式中P——試樁的單樁極限承載力，單位為千牛（kN）；
Qu——試樁上段樁的加載極限值，單位為千牛（kN）；
Ql——試樁下段樁的加載極限值，單位為千牛（kN）；
——試樁的修正系數(shù)，根據(jù)荷載箱上部土的類型確定，砂土取=0.7。
（3）、等效樁頂荷載P對應(yīng)的樁頂位移s為：
s=sl+ （5）
式中：sl——荷載箱向下位移，可直接測定；
以上式中的相關(guān)參數(shù)見表4。
表4 計算公式所需相關(guān)參數(shù)
樁號 | 樁徑（mm） | 樁長 （m） | 樁身截面積Ap（m2） | 上段樁長度L(m) | 荷載箱上部樁自重W（kN） | 樁身彈性模量Ep（kPa） |
LZ2-50 | 1200 | 15 | 1.13 | 9.4 | 271 | 3.0×107 |
| - |
注：g取值10N/kg，C30的密度取經(jīng)驗值2500kg/m3。
6.1 LZ2-50 數(shù)據(jù)分析及結(jié)果
LZ2-50樁自2012年7月7日開始，至7月8日結(jié)束。上段樁第7級沉降5.07mm，第8級沉降26.00mm，大于第7級沉降量的5倍；累計沉降44.73mm；下段樁第7級沉降-5.55mm，第8級沉降-28. 64mm，大于第7級沉降量的5倍；累計沉降-48.29mm。滿足終止加載條件。因此，取第7級荷載為樁的極限加載值，即Qu≥1840kN， Ql≥1840kN。對應(yīng)的靜載試驗結(jié)果匯總表和樁的Q-s、s-lgt曲線見附1.1、1.2。
按公式（1）計算樁的極限承載力P =4077kN；按公式（5）換算樁頂位移s=-48.88mm。等效轉(zhuǎn)換曲線見附1.3。
試樁等效轉(zhuǎn)換后單樁承載力極限值及對應(yīng)的換算樁頂位移見表5。
表5 試樁自平衡法等效轉(zhuǎn)換曲線分析結(jié)果
樁號 | 樁長（m） | 樁徑（mm） | Qu / Ql （kN） | s上 （mm） | s下 （mm） | 單樁極限承載力 （kN） | 換算后極限承載力對應(yīng)的樁頂位移（mm） |
LZ2-50 | 15 | 1200 | 1840 | 44.73 | -48.29 | 4077 | -48.88 |
| - |
通過對自平衡法試檢測數(shù)據(jù)的分析計算，得出樁LZ2-50 、LZ2-49 、LZ2-46的抗壓承載力極限值分別為4077kN、4637kN、4076kN。
附1.1 LZ2-50立柱樁靜載試驗結(jié)果匯總表
工程名稱：武漢市軌道交通四號線二期工程區(qū)間及車站土建施工第一標(biāo)段首義路站自平衡靜載試驗 樁長：15m 樁徑：1200mm
荷載編號 | 加載值 （kN） | 歷時 （min） | 向上位移（mm） | 向下位移 （mm） | 換算后樁頂位移（mm） | ||||
本級 | 累計 | 本級 | 累計 | 本級 | 累計 | 本級 | 累計 | ||
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 460×2 | 120 | 120 | 1.02 | 1.02 | -1.13 | -1.13 | -1.26 | -1.26 |
2 | 690×2 | 120 | 240 | 1.34 | 2.36 | -1.26 | -2.39 | -1.33 | -2.59 |
3 | 920×2 | 120 | 360 | 1.78 | 4.14 | -1.76 | -4.15 | -3.09 | -4.41 |
4 | 1150×2 | 120 | 480 | 2.13 | 6.27 | -2.34 | -6.49 | -3.73 | -6.82 |
5 | 1380×2 | 120 | 600 | 3.16 | 9.43 | -3.26 | -9.75 | -6.41 | -10.14 |
6 | 1610×2 | 120 | 720 | 4.23 | 13.66 | -4.35 | -14.10 | -8.15 | -14.56 |
7 | 1840×2 | 120 | 840 | 5.07 | 18.73 | -5.55 | -19.65 | -12.03 | -20.17 |
8 | 2070×2 | 120 | 960 | 26.00 | 44.73 | -28.64 | -48.29 | -36.85 | -48.88 |
測試日期：2012.7.7/8
附1.2 LZ2-50樁測試曲線圖
單樁Q-s曲線
單樁s-lgt曲線
附1.3 LZ2-50等效樁頂荷載P-s曲線
