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靜態(tài)軸向壓縮沉陷檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-02 18:55:47 更新時(shí)間：2025-08-01 18:55:47

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

靜態(tài)軸向壓縮沉陷檢測(cè)

靜態(tài)軸向壓縮沉陷檢測(cè)（Static Axial Compression Settlement Test）是巖土工程和基礎(chǔ)工程領(lǐng)域中一項(xiàng)至關(guān)重要的原位測(cè)試技術(shù)。它主要用于評(píng)估地基土體、復(fù)合地基、樁基礎(chǔ)（尤其是單樁或群樁中的單樁）在承受豎向（軸向）靜荷載作用下的沉降變形特性、極限承載力及工作性能。該檢測(cè)通過(guò)模擬結(jié)構(gòu)物實(shí)際工作狀態(tài)下的荷載傳遞方式，將荷載緩慢、分級(jí)地施加于被測(cè)對(duì)象（如樁頭或地基承壓板）上，并同步精確測(cè)量其產(chǎn)生的沉降量，從而獲得荷載-沉降（Q-s）關(guān)系曲線(xiàn)，為工程設(shè)計(jì)提供關(guān)鍵的設(shè)計(jì)參數(shù)（如單樁豎向抗壓極限承載力、承載力特征值、沉降變形模量等）和施工質(zhì)量驗(yàn)收依據(jù)。相較于動(dòng)力檢測(cè)方法，靜態(tài)試驗(yàn)結(jié)果更直接、更接近實(shí)際受力狀態(tài)，被認(rèn)為是確定承載力的最可靠方法之一，廣泛應(yīng)用于高層建筑、大型橋梁、重型工業(yè)廠房、港口碼頭等對(duì)基礎(chǔ)沉降控制要求嚴(yán)格的工程項(xiàng)目中。

主要檢測(cè)項(xiàng)目

靜態(tài)軸向壓縮沉陷檢測(cè)的核心項(xiàng)目包括：

荷載-沉降（Q-s）關(guān)系曲線(xiàn)： 繪制各級(jí)荷載下對(duì)應(yīng)的累積沉降量，這是分析基礎(chǔ)性能的核心依據(jù)。
沉降-時(shí)間（s-lgt）關(guān)系曲線(xiàn)： 觀測(cè)在每級(jí)荷載維持期間沉降隨時(shí)間的發(fā)展規(guī)律，判斷沉降是否穩(wěn)定。
確定單樁豎向抗壓極限承載力（Qu）： 根據(jù)Q-s曲線(xiàn)和s-lgt曲線(xiàn)的特征拐點(diǎn)或相關(guān)規(guī)范規(guī)定的沉降量標(biāo)準(zhǔn)判定。
確定單樁豎向抗壓承載力特征值（Ra）： 通常由極限承載力除以安全系數(shù)（一般為2）得到，或根據(jù)允許沉降量確定。
評(píng)估樁身完整性（間接）： 異常的Q-s曲線(xiàn)形態(tài)（如陡降）可能提示樁身存在缺陷（如斷裂、縮頸）或樁底持力層問(wèn)題。
測(cè)定樁側(cè)摩阻力與樁端阻力分擔(dān)比例（需額外傳感器）： 通過(guò)在樁身埋設(shè)應(yīng)力或應(yīng)變傳感器實(shí)現(xiàn)。
確定地基土的變形參數(shù)（如承壓板試驗(yàn)）： 通過(guò)承壓板試驗(yàn)計(jì)算地基土的變形模量E₀。

關(guān)鍵檢測(cè)儀器

進(jìn)行靜態(tài)軸向壓縮沉陷檢測(cè)需要一套精密的加載和量測(cè)系統(tǒng)：

加載系統(tǒng)：
- 反力裝置： 提供加載反力，常見(jiàn)形式包括錨樁橫梁反力裝置、壓重平臺(tái)反力裝置、錨樁壓重聯(lián)合反力裝置、地錨反力裝置等。其承載力需不小于預(yù)估最大試驗(yàn)荷載的1.2倍。
- 加載設(shè)備： 通常采用大噸位電動(dòng)或手動(dòng)液壓千斤頂（帶穩(wěn)壓裝置），需配備經(jīng)過(guò)標(biāo)定的高精度壓力表或荷重傳感器（測(cè)力環(huán)）來(lái)實(shí)時(shí)測(cè)量施加的荷載值。
沉降量測(cè)系統(tǒng)：
- 位移傳感器： 大量程（通常50mm以上）高精度（分辨率不低于0.01mm）的電子位移計(jì)（如LVDT）是首選。至少應(yīng)在樁（或承壓板）兩側(cè)對(duì)稱(chēng)布置2-4個(gè)。
- 基準(zhǔn)梁與基準(zhǔn)樁： 用于固定位移傳感器的參考基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)梁需具有足夠的剛度和溫度穩(wěn)定性（常用鋼梁），支撐在遠(yuǎn)離試樁和加載反力影響的穩(wěn)固基準(zhǔn)樁上。
- 數(shù)據(jù)采集儀： 自動(dòng)、連續(xù)地記錄荷載和沉降數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)顯示Q-s和s-lgt曲線(xiàn)。

標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法

靜態(tài)軸向壓縮沉陷檢測(cè)需嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范執(zhí)行，主要步驟包括：

準(zhǔn)備工作： 試樁（或試驗(yàn)點(diǎn)）達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度/齡期；安裝穩(wěn)固的反力裝置；在試樁（或承壓板）頂面及基準(zhǔn)梁上準(zhǔn)確安裝位移傳感器，連接好數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；對(duì)千斤頂和傳感器進(jìn)行標(biāo)定檢查。
加載分級(jí)： 加載應(yīng)分級(jí)進(jìn)行。每級(jí)加載量通常為預(yù)估極限承載力的1/10~1/15，第一級(jí)可取分級(jí)荷載的2倍。卸荷時(shí)也應(yīng)分級(jí)進(jìn)行，每級(jí)卸載量可為加載分級(jí)荷載的2倍。
沉降觀測(cè)：
- 每級(jí)荷載施加后，按第5min、15min、30min、45min、60min測(cè)量沉降，以后每隔30min測(cè)量一次。
- 沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)： 在每級(jí)荷載作用下，樁頂沉降量在連續(xù)四次觀測(cè)（最后三次為30min間隔）中，每小時(shí)沉降量不超過(guò)0.1mm（對(duì)于緩變型Q-s曲線(xiàn)的樁）或連續(xù)兩次觀測(cè)（每30min一次）沉降增量小于0.15mm/30min（對(duì)于陡降型Q-s曲線(xiàn)的樁或特定規(guī)范要求），即可視為沉降相對(duì)穩(wěn)定，施加下一級(jí)荷載。
終止加載條件： 當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，可終止加載：
- 荷載達(dá)到預(yù)估極限承載力，且沉降急劇增大（陡降），Q-s曲線(xiàn)出現(xiàn)明顯陡降段。
- 在某級(jí)荷載作用下，沉降速率無(wú)法達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，且持續(xù)發(fā)展超過(guò)24小時(shí)。
- 累計(jì)沉降量超過(guò)允許值（如40mm、60mm、80mm等，具體按設(shè)計(jì)或規(guī)范要求）。
- 試樁（或承壓板）出現(xiàn)明顯的破壞跡象（如樁身斷裂、承壓板周?chē)馏w明顯隆起、開(kāi)裂）。
- 達(dá)到加載裝置的最大能力或設(shè)計(jì)要求最大加載量。
卸載與回彈觀測(cè)： 終止加載后，按卸載分級(jí)進(jìn)行卸載，并觀測(cè)卸載過(guò)程中的樁頂回彈量（殘余沉降）。
數(shù)據(jù)分析與報(bào)告： 整理Q-s曲線(xiàn)、s-lgt曲線(xiàn)，依據(jù)相關(guān)規(guī)范判定極限承載力、承載力特征值等，編制包含完整試驗(yàn)過(guò)程、數(shù)據(jù)、曲線(xiàn)和結(jié)論的檢測(cè)報(bào)告。

主要檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

靜態(tài)軸向壓縮沉陷檢測(cè)需嚴(yán)格遵循國(guó)家及行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，常見(jiàn)的重要標(biāo)準(zhǔn)包括：

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) (GB)：
- 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50007)
- 《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》(JGJ 106 - 現(xiàn)行最新版本，如JGJ 106-2014) - 這是國(guó)內(nèi)樁基檢測(cè)最核心的規(guī)范，對(duì)單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)有詳盡規(guī)定。
中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) (JGJ/JTS/JTG)：
- 《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG 3363)
- 《港口工程樁基規(guī)范》(JTS 167-4) 及其檢測(cè)規(guī)程
- 《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB 10093) 及相關(guān)試驗(yàn)規(guī)程
國(guó)際/國(guó)外常用標(biāo)準(zhǔn)：
- 美國(guó) ASTM D1143 / D1143M - Standard Test Methods for Deep Foundations Under Static Axial Compressive Load
- 歐盟 EN 1997-1: Eurocode 7: Geotechnical design - Part 1: General rules & 相關(guān)國(guó)家附件 (NA)
- 英國(guó) BS 8004: Code of practice for foundations & BS EN ISO 22477-1: Geotechnical investigation and testing - Testing of geotechnical structures - Part 1: Pile load test by static axially loaded compression
- 國(guó)際土力學(xué)與巖土工程協(xié)會(huì) (ISSMGE) 的相關(guān)技術(shù)建議。

注意： 具體工程項(xiàng)目中采用的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)文件要求、工程合同約定及項(xiàng)目所在地的強(qiáng)制性規(guī)定執(zhí)行。檢測(cè)前必須明確適用的標(biāo)準(zhǔn)版本。