[发明专利]一种稳定承压水条件下单桩竖向静载试验的测试方法

说明书

一种稳定承压水条件下单桩竖向静载试验的测试方法，包括以下步骤：(1)确定模型桩的尺寸、箱内土体的厚度；(2)确定承压层水压压力；(3)分层铺设土层，埋设模型桩；(4)安放传力水袋；(5)安放反压板；(6)安放竖向加载系统和数据采集系统；(7)承压层水压加载；(8)确定加载级别，实行分级加载；(9)桩顶竖向加载；(10)确定模型桩的竖向抗压极限承载力；(11)拆卸测试装置；(12)确定单桩的竖向承载力特征值；(13)调整承压水层压力，增大承压层水压到下一级别，再次重复上述步骤(2)‑(12)，得出不同承压水压力条件下的桩基竖向承载力的特征值。本发明效果好、操作方便、费用低、时间短。

技术领域

本发明涉及稳定承压水条件下单桩竖向静载试验的测试方法，主要适用于室内竖向静载试验中承压水条件下的单桩竖向承载特性方面的研究，属于桩基测试技术领域。

背景技术

随着全国城市的加速发展，建筑规模逐渐增大，高层建筑越来越多。高层建筑的屹立，桩基起着不可或缺的作用，它可以将上部荷载传递给地基。为了达到理想的持力层，桩基的长度不断增加，桩基础往往会深入到甚至穿过承压层。由于动水压力的存在，承压水条件下的桩基竖向承载力与潜水条件下的桩基竖向承载力特性有较大差异，工程问题也更加复杂。桩基竖向承载力通常由现场竖向静载试验来获得，但是现场试验存在操作复杂、成本高、时间长等不足，且难以获得大量静载测试数据，因此可采用室内竖向静载试验代替现场静载试验。目前，室内试验中很难实现稳定的高承压水环境，主要原因有：1)无法形成封闭的承压水层。承压层中水会在压力作用下沿着桩-土界面、土与模型箱的界面向上发生渗流，导致高承压水条件下的静载试验难以进行，尤其是当承压水的压力水头较大时，这一点尤为突出。2)土体隆起甚至破坏。根据压力平衡法，当承压水的渗透压力超过上部土体的自重，就会发生土体隆起甚至破坏，导致承压水条件下的单桩竖向静载试验失败。

发明内容

为了克服已有单桩竖向静载试验方式的效果复杂、操作麻烦、费用较高、周期较长的不足，本发明提供一种效果好、操作方便、费用低、时间短的稳定承压水条件下单桩竖向静载试验的测试方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种稳定承压水条件下单桩竖向静载试验的测试方法，实现所述测试方法的装置包括模型箱、竖向加载系统、水压加载系统和数据采集系统，所述模型箱内铺设模拟场地的箱内土体，所述箱内土体埋设模型桩，所述竖向加载系统包括反力架、杠杆、压桩器和砝码，所述压桩器与杠杆中部连接，所述压桩器位于所述模型桩的顶部，所述杠杆的一端铰接在所述反力架上，所述反力架安装在所述模型箱上，所述杠杆的另一端挂接砝码；所述水压加载系统包括水泵、进口反滤芯筒、出口反滤芯筒、传力水袋和反压板，所述水泵的出水口与反滤芯筒连接，所述进口反滤芯筒安装在模型箱的壁面的进水口上，所述出口反滤芯筒安装模型箱的壁面的出水口上，所述箱内土体的顶面铺设所述传力水袋，所述传力水袋上设置反压板，所述反压板分为左右两部分且均与转轴连接，左右两块反压板之间采用旋盖连接，所述旋盖穿过所述模型桩；所述数据采集系统包括位移计，所述位移计位于压桩器的顶部，所述位移计与数据采集仪连接。

所述测试方法包括以下步骤：

(1)确定模型桩的尺寸、箱内土体的厚度；

(2)确定承压层水压压力；

(3)分层铺设土层，埋设模型桩；

(4)安放传力水袋，传力水袋安放在土层上部，将传力水袋与水压力计连接；

(5)安放反压板；

(6)安放竖向加载系统和数据采集系统；

(7)承压层水压加载，通过水泵向模型箱中注水，当达到目标水压后，继续供压一段时间后关闭阀门保证恒压；

(8)确定加载级别，实行分级加载；

(9)桩顶竖向加载；