基桩自平衡荷载箱要求浆液性能测试检测系统安装数据记录表等效转换方法.docx
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基桩自平衡荷载箱要求浆液性能测试检测系统安装数据记录表等效转换方法
附录A荷载箱的技术要求
A.1.1荷载箱应有出厂合格证书，进入建设工程项目现场的荷载箱应经有资质的单位进行整体检定或校准，取得检定或校准证书，现场不得拆卸或重新组装。
A.1.2荷载箱的极限输出推力不应小于额定输出推力的1.2倍。
抗压试验时，行程不小于8cm；抗拔试验时，行程不小于10cm。
A.1.3Ⅰ类荷载箱应具备缸内排液性能，排液量>90%。
A.1.4Ⅰ类荷载箱应具备荷载箱外围整体防水性能，15min内泄漏量<5%。
A.1.5Ⅰ类荷载箱应保证注浆处理后在荷载箱处断开的上下钢筋笼满足刚性连接要求。
A.1.6进入建设工程项目现场的荷载箱存储时间不宜超过6个月，如超过有效期应重新按要求送有资质的单位进行整体检定或校准。
当因各种原因，出现荷载箱埋设于桩身时间超过一年后进行基桩承载力检测时，应对基桩自平衡静载试验的各项指标进行有效性评估或认证，并将有效性评估或认证报告作为基桩自平衡静载检测报告的附件。
A.1.7Ⅰ类荷载箱应具备整体防水性能，确保缸外注浆质量。
荷载箱整体防水性能测试方法：
1）将荷载箱置于检验装置中，见图A.0.4。
2）用液体介质加载荷载箱至活塞行程60mm。
3）向荷载箱缸内注水，直至水面与上面板底部平齐，见图A.0.4，记录位移传感器的初始值H0。
4）观察15分钟后，记录位移传感器的终止值H1。
5）（H0-H1）/（H0-60）≤5%。
图A.0.4-1荷载箱置于检验装置中
1-千斤顶；2-螺杆；3-荷载箱；4-止水垫；5-底座；6-水位测试管；7-位移传感器。
图A.0.4-2荷载箱加载后注水示意图
1-千斤顶；2-螺杆；3-上面板；4-缸体；5-水；6-活塞；7-底座；8-防水装置；
9-水位测试管；10-位移传感器。
A.1.8刚性连接可采用缸内刚性连接或缸外刚性连接形式实现，以保证注浆处理后上下钢筋笼满足刚性连接要求：
1）缸外刚性连接件的构造，由套筒及套筒内分别连接上面板和下底板的两根钢筋构成，套筒应采用钢材，壁厚t≥3mm，套筒内外应加工全螺纹（粗牙）或剪力槽，其性能指标应符合现行行业标准《钢筋连接用灌浆套筒》JG/T398要求。
套筒两端分别连接上面板和下底板，上下两根钢筋可上下相对移动，钢筋性能指标应符合现行国家标准《钢筋混凝土用钢》GB1499要求，材质拉伸强度≥钢筋笼竖向主筋抗拉强度。
荷载箱加载试验结束后，通过注浆进行握裹刚性连接件，以达到上下钢筋笼刚性连接，满足荷载箱处工程桩的设计要求。
2）缸外刚性连接件的性能检验：
将套筒内两根钢筋相对位移80mm后，从套筒底部注入后期强度不低于桩身砼强度的浆料，快速蒸养后进行拉拔试验，力学性能宜符合现行行业标准《钢筋连接用灌浆套筒》JG/T398要求。
3）缸内刚性连接件置于缸内，荷载箱加载试验结束后，通过缸内注浆行成刚性连接，以达到上下钢筋笼刚性连接，满足荷载箱处工程桩的设计要求。
4）缸内刚性连接的性能检验：
对荷载箱加载，将缸内活塞顶出行程80mm后，荷载箱可继续加载，且最大加载值不低于荷载箱处工程桩抗拉承载力设计要求。
附录B浆液性能测试
B.1.1浆液流动度测试，见图B.0.1。
304不锈钢定量漏斗直径225mm、高度220mm、容量1500mL、锥度1:
0.9778，材质符合现行国家标准GB/T4237要求。
亚克力管内径4mm、长度1000mm，材质符合现行国家标准《塑料聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）模塑和挤塑材料第2部分：
试样制备和性能测定》GB/T15597.2要求。
定量容器容积为2000mL。
a）配好的浆液盛满1500mL定量漏斗，记录浆液重量m0。
b）打开阀，浆液顺着亚克力管流入定量容器中，持续5分钟后，关闭阀，记录定量容器中的浆液重量m1。
c）流动度:
当浆液强度≤60MPa时，m1/m0≥80%；当浆液强度>60MPa时，
m1/m0≥60%。
图B.0.1浆液流动度测试示意图
1-定量漏斗；2-阀；3-亚克力管；4-定量容器。
B.1.2浆液强度测试
浆液试块强度应按照现行国家标准《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》GB/T17671执行。
附录C检测系统的安装与连接
C.1.1受检桩为灌注桩时检测系统的安装与连接情况，如图C.0.1所示。
C.1.2受检桩为预制管桩时检测系统的安装与连接情况，如图C.0.2所示。
C.1.3地下水环境下的环形荷载箱打开示意图，如图C.0.3所示。
图C.0.1受检桩为灌注桩时检测系统的安装与连接
1—加压系统；2—位移系统；3—静载试验仪（压力控制和数据采集）；4—基准梁；5—基准桩；6—位移护管；
7—上位移丝；8—下位移丝；9—主筋；10—导向筋（喇叭筋）；11—声测管；12—千斤顶；13—导管孔；
14-高压液管；15-压力表。
图C.0.2受检桩为预制管桩时检测系统的安装与连接
1—加压系统；2—位移系统；3—静载试验仪（压力控制和数据采集）；4—基准梁；5—基准桩；
6—下位移丝；7—上位移丝；8—管桩；9—预制管桩荷载箱；10—高压液管；11—压力表。
图C.0.3地下水环境下的环形荷载箱打开示意图
1—荷载箱；2—地下泥土（水）；3—上面板；4—外注浆管；5—中间断层。
附录D试验数据记录表
D.1.1基桩自平衡静载试验的检测数据应按表D.0.1的格式记录。
表D.0.1基桩自平衡静载试验数据记录表
受检桩编号
受检桩类型
桩径（mm）
桩长（m）
荷载箱类型
Ⅰ类/Ⅱ类
作业条件
干作业/水下作业
桩端持力层
成桩日期
测试日期
加载方法
荷载编号
压力表读数
（MPa
）
荷载值
（kN）
记录时间
间隔
（min）
各表读数（mm）
位移（mm）
温度（˚C）
（dhmin）
1
2
3
4
5
6
向上
向下
桩顶
记录人：
校核人：
D.1.2基桩自平衡静载试验的结果宜按表D.0.2的格式记录。
表D.0.2基桩自平衡静载试验结果汇总表
工程名称
桩号
工程地点
建设单位
施工单位
桩型
桩径（mm）
桩长（m）
桩顶标高（m）
成桩日期
测试日期
加载方法
荷载编
号
加载值（kN）
加载历时（min）
向上位移（mm）
向下位移（mm）
桩顶位移（mm）
本级
累计
本级
累计
本级
累计
本级
累计
记录人：
校核人：
D.1.3基桩自平衡静载试验用荷载箱宜按表D.0.3的格式记录。
表D.0.3基桩自平衡静载试验用荷载箱参数表
序号
桩号
荷载箱类型Ⅰ类/Ⅱ类
桩径
（mm
荷载箱型
）号
荷载箱参数
外径（mm
内径
）
（mm）
高度（mm
额定加载能
）
力（kN）
荷载箱埋
设位置
记录人：
校核人：
D.1.4基桩自平衡静载试验后注浆处理宜按表D.0.4的格式记录。
表D.0.4基桩自平衡静载试验后注浆处理记录表
序号
桩号
荷载箱型号
桩径
（mm
桩身设计
）强度
注浆记录
试块检测强度
注浆开
始时间
浆液取样
时间
注浆结束
时间
理论注浆
量（ml）
实际注浆量
（ml）
注浆及取样
见证人
注：
本表为工程桩在基桩自平衡静载试验结束后的注浆处理记录表，本记录表需后附：
注浆影像资料（如：
注浆照片、取样照片等）、试块检测强度报告，以保证注浆的可追溯性及对注浆质量评判的有效性验证。
记录人：
校核人：
附录E等效转换方法
E.1.1等效转换方法：
将通过基桩自平衡静载试验获得的荷载箱向上、向下两条Q－s曲线等效转换为相应传统静载试验的一条Q-s曲线，以确定桩顶沉降，如图E.0.1所示。
图E.0.1基桩自平衡静载试验结果转换示意图
（a）基桩自平衡静载试验曲线（b）等效转换曲线
E.1.2转换假定应符合下列要求：
1桩为弹性体；
2等效的试验桩分为上、下段桩，分界截面即为桩的自平衡点a截面；
3基桩自平衡法试验中的下段桩与等效受压桩下段的位移相等；
4基桩自平衡静载试验试验中，桩端的承载力—沉降量关系及不同深度的桩侧摩阻力—变位量关系与传统试验法是相同的；
5桩上段的桩身压缩量Ds为上段桩桩端及桩侧荷载两部分引起的弹性压缩变形之和：
Ds=Ds1+Ds2
（E.0.2-1）
式中：
Ds1―受压桩上段在荷载箱下段力作用下产生的弹性压缩变形量；
Ds2―受压桩上段在荷载箱上段力作用下产生的弹性压缩变形量。
6计算上段桩弹性压缩变形量Ds2时，侧摩阻力使用平均值；
7可由单元上、下两面的轴向力和平均断面刚度来求各单元应变。
E.1.3桩身无钢筋计时的计算应符合以下规定：
1根据本规程附录E.0.2中第5、6款假定：
Ds1
=QudLu
EpAp
（E.0.3-1）
Ds2
=（Quu－W）Lu2EpApγ
（E.0.3-2）
将式（E.0.3-1）、（E.0.3-2）代入式（E.0.2-1），可得桩身的弹性压缩量为：
Ds=Ds+Ds
=[（Quu－W）/γ+2Qud]Lu
（E.0.3-3）
桩顶等效荷载为：
2EpAP
Q=（Quu-W）/γ+Qud
（E.0.3-4）
2根据本规程附录E.0.2条中第3款的假定与等效桩顶荷载Q对应的桩顶位移s。
则有：
s=sd＋Ds（E.0.3-5）
式中：
sd可直接测定，Ds可通过计算求得；γ符号含义同前。
E.1.4桩身有钢筋计时的计算应符合下列规定：
1根据本规程附录E.0.2条中第7款规定，将荷载箱以上部分分割成n个点（见图
E.0.4-1），任意一点i的桩轴向力Q（i）和变位量s（i）可用下式表示：
（E.0.4-1）
（E.0.4-2）
式中:
Qd——荷载箱荷载（kN）；
sd——荷载箱向下变位量（m）；
qsm——m点（i～n之间的点）的桩侧摩阻力（假定向上为正值）（kPa）；
U（m）——m点处桩周长（m）；
Ap（m）——m点处桩截面面积（m2）；
Ep（m）——m点处桩弹性模量（kPa），宜采用标定断面法确定；
h（m）——分割单元m的长度（m）。
图E.0.4-1基桩自平衡静载试验中的轴向力、桩侧摩阻力与变位量的关系
s0—桩顶变位；su,sd—荷载箱向上和向下变位量；sb—桩端变位量；Qd—荷载箱荷载；Qb—桩端轴向力。
2单元i（见图E.0.4-2）的中点变位量sm（i）可用下式表示：
siqs
qsi
si+1
s
图E.0.4-2转换单元示意图
（E.0.4-3）
将式（E.0.4-1）代入式（E.0.4-2）和式（E.0.4-3）中，可得：
（E.0.4-4）
（E.0.4-5）
当i=n时，则
（E.0.4-6）
（E.0.4-7）
用以上公式，将基桩自平衡静载试验测出的桩侧摩阻力qsi与变位量sm（i）的关系曲线，将qsi作为sm（i）的函数，
对于任意的sm（i）,可求出qsi,还可由荷载箱荷载Qd与向下位移sd的关系曲线求出Qd。
所以，对于s（i）和sm（i）的
2n个未知数，可建立2n个联立方程式。
对于荷载还没有传到荷载箱处时，直接采用荷载箱上段桩曲线Q-su曲
线转换。
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