Testmethode für den vertikalen statischen Drucklasttest eines einzelnen CFG-Pfahls

Testmethode für den vertikalen statischen Drucklasttest eines einzelnen CFG-Pfahls

CFG-Pfähle (Zement-Flugasche-Kieshaufen) sind typische starre Verbundfundamentverstärkungskörper, die häufig bei Hochhausfundamenten, kommunalen Straßenuntergründen, Industrieanlagenfundamenten und Projekten zur Verbesserung weicher Böden eingesetzt werden. Die vertikale Drucktragfähigkeit eines einzelnen CFG-Pfahls ist der technische Kernindex für die Fundamentkonstruktion, die Bauabnahme und die Setzungsvorhersage. Der vertikale statische Druckbelastungstest für einzelne Pfähle ist die aussagekräftigste und genaueste In-situ-Erkennungsmethode zur Überprüfung der endgültigen Tragfähigkeit, der Verformungseigenschaften und der Arbeitsleistung von CFG-Pfählen. Basierend auf den Standardspezifikationen JGJ 106, GB/T 50783, ISO 22477-1 und ASTM D1143 werden in diesem Dokument systematisch das Testprinzip, die Gerätekonfiguration, die Feldvorbereitung, das standardisierte Ladeverfahren, die Abschlusskriterien, die Datenverarbeitung und die Qualifikationsbeurteilungsregeln für den statischen Belastungstest von CFG-Pfählen erläutert und eine vollständige und standardisierte technische Implementierungsrichtlinie für die technische Inspektion erstellt.

1. Allgemeiner Überblick und Testumfang

1.1 Testprinzip

Bei der Prüfung der vertikalen statischen Druckbelastung eines einzelnen Pfahls wird über hydraulische Belastungsgeräte eine abgestufte und anhaltende vertikale statische Belastung auf die Pfahloberseite ausgeübt. Durch Überwachung der Setzungsverformung der Pfahloberseite unter jedem Lastniveau werden die Last-Setzungskurve (Q-s) und die Setzungskurve -Zeit (s-lgt) erstellt, um das elastische-plastische Verformungsgesetz des Pfahlkörpers und die vertikale Tragfähigkeit der Pfahl-Bodeninteraktion zu analysieren. Mit dem Test können der charakteristische Wert und der Endwert der vertikalen Drucktragfähigkeit eines einzelnen CFG-Pfahls genau ermittelt und beurteilt werden, ob die Pfahlgründung die Design- und Sicherheitsanforderungen erfüllt.

1.2 Anwendungsbereich

Diese Testmethode ist auf die Qualitätsabnahmeprüfung, die Überprüfung der Konstruktionsparameter und die Prozessleistungsbewertung von CFG-Pfählen anwendbar, die durch Vibrationssenken von Rohren, Bohren mit langen Spiralen und Pumpenbetongießen gebildet werden. Es deckt zwei Testszenarien ab: Testpfahlerkennung zur Überprüfung der Entwurfsbasis und Stichprobenprüfung von Ingenieurpfählen zur Fertigstellungsabnahme. Es handelt sich um die obligatorische maßgebliche Erkennungsmethode für die Bewertung der Tragfähigkeit von Verbundfundamenten.

1.3 Testklassifizierung

Je nach technischen Zwecken wird der Test in einen Entwurfsverifizierungstest und einen Abnahmeprüfungstest unterteilt. Der Entwurfsüberprüfungstest muss so lange belastet werden, bis das Pfahlbodensystem den endgültigen Versagenszustand erreicht, um die endgültige Tragfähigkeit zu erreichen. Bei der Abnahmeprüfung muss eine Belastung mit dem Doppelten des Bemessungswerts vorgenommen werden, um den Sicherheitsspielraum von Ingenieurpfählen zu überprüfen.

2. Standardtestausrüstung und -layout

2.1 Haupttestausrüstung

Das statische Belastungsprüfsystem besteht aus vier Kerneinheiten: Belastungssystem, Gegenkraftsystem, Wegüberwachungssystem und Datenerfassungssystem. Das Ladesystem verfügt über einen hochpräzisen Hydraulikzylinder und eine automatische Ölpumpe, die den Druck aufrechterhält, um eine stabile, abgestufte Belastung zu gewährleisten. Das Gegenkraftsystem nutzt die Gegenkraft des Ankerpfahls oder die Gegenkraft der Gewichtsstapelung, um eine stabile Reaktionsunterstützung zu gewährleisten. Das Verschiebungsüberwachungssystem verwendet hochpräzise Messuhren oder elektronische Verschiebungsmesser, um Setzungsdaten der Pfahloberkante zu erfassen. Alle Instrumente müssen sich innerhalb des gültigen Kalibrierungszeitraums befinden, um die Testgenauigkeit und Rückverfolgbarkeit sicherzustellen.

2.2 Anforderungen an die Feldaufteilung

Der Testpfahl muss intakt bleiben, ohne künstliche Schäden, Oberflächenrisse und Neigung der Pfahlspitze. Die Pfahloberseite muss flach poliert und mit hochfestem Mörtel eingeebnet werden, um eine gleichmäßige Belastung während der Belastung zu gewährleisten. Das Gegenkraftunterstützungssystem muss symmetrisch zum Prüfpfahl als Mittelpunkt angeordnet sein, mit ausreichendem Abstand, um Randeffektinterferenzen zu vermeiden. Der Stützrahmen des Verschiebungsmessers muss vom Belastungs- und Gegenkraftsystem unabhängig sein, um zusätzliche Verformungsstörungen zu vermeiden und reine Setzungsdaten des Pfahlkörpers sicherzustellen.

3. Regeln für die Vorbereitung und Probenahme vor-

3.1 Intervallzeitbedarf

Der statische Belastungstest muss durchgeführt werden, nachdem die Betonfestigkeit des CFG-Pfahls den Entwurfsanforderungen entspricht und die Pfahl-Boden-Wechselwirkung stabil ist. Das Prüfintervall nach dem Pfahlbau darf für herkömmliche Bodenschichten nicht weniger als 28 Tage betragen, um die volle Entwicklung der Pfahlseitenreibung und der Pfahlendentragfähigkeit sicherzustellen und Prüfabweichungen aufgrund unvollständiger Betonaushärtung und nicht verfestigtem Fundamentboden zu vermeiden.

3.2 Grundsätze der Chargenprobenahme

Gemäß den nationalen Inspektionsspezifikationen darf das Stichprobenverhältnis der statischen CFG-Pfahlbelastungsprüfung nicht weniger als 0,5 % der Gesamtzahl der Pfähle im gleichen Bauabschnitt betragen, und die Mindeststichprobenmenge darf nicht weniger als 3 Pfähle betragen. Bei Fundamenten mit komplexen geologischen Bedingungen, inkonsistenter Bautechnik oder großer Pfahlmenge muss der Probenahmeanteil entsprechend erhöht werden, um die Repräsentativität der Prüfergebnisse sicherzustellen.

4. Standardtestimplementierungsverfahren

4.1 Auswahl der Lademethode

Die langsame Wartungslastmethode wird als Standardtestmethode für den statischen CFG-Pfahllasttest übernommen, der die Benchmark-Methode für die technische Akzeptanz und Datenkalibrierung darstellt. Für besondere Arbeitsbedingungen wie die schnelle Bauüberprüfung und die Erkennung von Offshore-Fundamenten kann die Methode der schnellen Wartungslast mit standardisierten Korrekturkoeffizienten angewendet werden.

4.2 Stufenladeregeln

Die maximale Prüflast wird nach dem Doppelten der konstruktiven charakteristischen Tragfähigkeit ermittelt. Bei abgestufter Belastung wird die Gesamtlast in 10 gleiche Stufen aufgeteilt. Die erste und zweite Belastungsstufe sind doppelt so hoch wie die einfache Belastungsstufe, um die Verdichtung der Pfahl-Bodenlücke zu beschleunigen. Nachfolgende Belastungen werden Schicht für Schicht mit gleicher Einzellast aufgebracht. Die Entladung erfolgt im umgekehrten Stufenmodus mit doppelter Laststaffelung für jede Entladeebene und verkürzt das Entladeintervall entsprechend.

4.3 Datenlese- und Stabilitätsstandards

Im langsamen Wartungslastmodus müssen die Setzungsdaten 5 Minuten, 15 Minuten, 30 Minuten, 45 Minuten und 60 Minuten nach jedem Belastungsgrad und dann alle 30 Minuten gelesen werden, bis die Setzung stabil ist. Der relative Stabilitätsstandard besteht darin, dass die Setzungszunahme pro Stunde weniger als 0,1 mm beträgt und mindestens zwei aufeinanderfolgende Stunden anhält. Nach jedem Entladegrad sind die Rückpralldaten in festgelegten Zeitintervallen abzulesen, bis die Rückprallverformung stabil ist.

5. Testen Sie die Beurteilungskriterien für die Kündigung

Der statische Belastungstest kann beendet werden, wenn eine der folgenden Standardbedingungen erreicht wird, in strikter Übereinstimmung mit den Spezifikationen JGJ 106 und GB/T 50783:

Bedingung 1: Die Setzungsverformung des aktuellen Lastgrades beträgt mehr als das Fünffache der Setzung des vorherigen Grades, was deutliche deutliche Merkmale von Setzungsmutationen und Pfahlgründungsversagen zeigt.

Bedingung 2: Die aktuelle Höhensenkung ist doppelt so hoch wie die vorherige Höhensenkung und die Verformung erreicht nach 24 Stunden Lasterhaltung immer noch keine Stabilität, was auf ein kontinuierliches plastisches Versagen des Pfahlbodensystems hindeutet.

Bedingung 3: Die gesamte Setzung der Pfahlspitze übersteigt 40 mm und die Verformungsrate wird kontinuierlich beschleunigt, was der Beurteilungsnorm für Fundamentversagen entspricht.

Bedingung 4: Die Prüflast hat die vorgegebene maximale Auslegungslast erreicht und die Verformung des Pfahlkörpers ist stabil und weist keine Anzeichen eines Versagens auf.

Bedingung 5: Während des Tests treten ungewöhnliche Bedingungen wie übermäßige Gegenkraftverlagerung, Geräteversagen und Sicherheitsrisiken auf.

6. Post-Testdatenverarbeitung und Kurvenanalyse

6.1 Grundlegende Datensortierung

Sortieren Sie alle abgestuften Belastungswerte, -Echtzeit-Setzungsdaten und Rückpralldaten, eliminieren Sie abnormale Störstellen, die durch externe Vibrationen und manuelle Bedienungsfehler verursacht werden, und erstellen Sie vollständige und kontinuierliche Test-Originaldatensätze.

6.2 Charakteristische Kurvenzeichnung

Zeichnen Sie zwei Kernanalysekurven: Last-Setzungskurve (Q-s) und Setzungskurve-Zeitlogarithmus (s-lgt). Die Q-s-Kurve spiegelt die gesamten Trag- und Verformungseigenschaften des Pfahls wider; Die s-lgt-Kurve beurteilt die Stabilität der Verformung und das Auftreten eines beschleunigten Versagens.

6.3 Regeln zur Bestimmung der Tragfähigkeit

Die endgültige vertikale Drucktragfähigkeit eines einzelnen Pfahls wird anhand des Wendepunkts der Q-s-Kurve und des Mutationspunkts der s-lgt-Kurve bestimmt. Wenn die Kurve einen offensichtlichen Wendepunkt mit steilem Abfall aufweist, wird die dem Wendepunkt entsprechende Last als endgültige Tragfähigkeit angenommen. Wenn sich die Kurve sanft ändert und kein offensichtlicher Wendepunkt für das Versagen vorliegt, wird der maximale Testlastwert als Grundlage für die Überprüfung herangezogen. Der charakteristische Wert der Tragfähigkeit beträgt die Hälfte der gemessenen Endtragfähigkeit, die nicht niedriger sein darf als der für die Konstruktion festgelegte Wert.

7. Häufige Testanomalien und Korrekturmaßnahmen

Überhöhte Erstabrechnung
Ursachen: Unverdichtete Pfahlspitze, unvollständige Verfestigung des Baugrundes, Spalt zwischen Pfahlspitze und Tragplatte. Korrektur: Richten Sie die Pfahloberseite genau aus, verdichten Sie das Fundament vor dem Test vor-und stellen Sie einen vollständigen Kontakt des Ladesystems sicher.

Instabile Verformungsdaten
Ursachen: Externe Vibrationen vor Ort, instabiles Gegenkraftsystem, ununabhängige Verschiebungsunterstützung. Korrektur: Isolieren Sie die Vibrationsstörungen am Teststandort, reparieren Sie das Gegenkraftgerät und verwenden Sie einen unabhängigen Verschiebungsüberwachungsrahmen.

Abnormale Rückprallverformung
Ursachen: Unvollständige Festigkeitsentwicklung des Betons, lokale Schädigung des Pfahlkörpers. Korrektur: Verlängern Sie den Wartungszeitraum, entfernen Sie nicht qualifizierte Teststapel und führen Sie zum Testen erneut Proben durch.

8. Beurteilungsstandards für die technische Qualifikation

Wenn nach dem statischen Belastungstest der gemessene charakteristische Wert der vertikalen Drucktragfähigkeit eines einzelnen CFG-Pfahls nicht unter den Entwurfsanforderungen liegt, die Pfahlverformung stabil ist und während des Belastungsvorgangs kein plötzliches Versagen auftritt, gilt der einzelne Pfahl als qualifiziert. Wenn einzelne Testpfähle nicht geeignet sind, müssen eine erweiterte Probenahme und eine erneute Inspektion durchgeführt werden. Bei nicht qualifizierten Chargen müssen Anpassungen des Bauprozesses, eine Bewehrungsbehandlung oder eine Beurteilung der Chargenablehnung durchgeführt werden, um die Sicherheit des Grundbaus zu gewährleisten.

9. Technische Zusammenfassung

Der vertikale statische Druckbelastungstest für einzelne Pfähle ist die zentrale und maßgebliche Erkennungsmethode für die Qualitätsbewertung von CFG-Pfahlgründungen. Ein standardisiertes Feldlayout, ein abgestuftes Ladeverfahren, eine stabile Datenerfassung und eine wissenschaftliche Kurvenanalyse sind der Schlüssel zur Gewährleistung genauer Testergebnisse. Die Testergebnisse können die kooperative Tragfähigkeit des Pfahls-Bodens, den ultimativen Verformungswiderstand und die technische Sicherheitsmarge von CFG-Pfählen wirklich widerspiegeln, eine zuverlässige technische Grundlage für die Fundamentabnahme, die Bewertung der Bauqualität und die Konstruktionssicherheitskonstruktion bieten und Fundamentsetzungen, Verformungen, die den Grenzwert überschreiten, und strukturelle Sicherheitsrisiken im späteren technischen Betrieb effektiv verhindern.