CFG杭単体の垂直圧縮静荷重試験の試験方法

CFG杭単体の垂直圧縮静荷重試験の試験方法

CFG 杭（セメント-フライアッシュ-砂利杭）は、典型的な硬質複合基礎補強体であり、高層建築物の基礎、市道の路床、工業プラントの基礎、軟弱地盤改良プロジェクトに広く適用されています。-単一の CFG 杭の垂直圧縮支持力は、基礎設計、建設の受け入れ、沈下予測の中核となる技術指標です。単杭垂直圧縮静荷重試験は、CFG 杭の究極の支持力、変形特性、作業性能を検証するための最も権威があり、正確な現場検出方法です。-この文書は、JGJ 106、GB/T 50783、ISO 22477-1、および ASTM D1143 標準仕様に基づいて、CFG 杭静荷重試験の試験原理、機器構成、現場準備、標準化された載荷手順、終了基準、データ処理および適格性判定規則を系統的に詳しく説明し、技術検査のための完全かつ標準化された技術実施ガイドラインを形成します。

1. 概要とテスト範囲

1.1 テスト原理

単杭垂直圧縮静荷重試験では、油圧荷重装置を介して杭頂部に段階的かつ持続的な垂直静荷重を加えます。各荷重レベルでの杭頂部の沈下変形を監視することにより、荷重-沈下（Q-s）曲線と沈下時間（s-lgt）曲線が描かれ、杭本体の弾性-塑性変形則と杭-の土壌相互作用の鉛直支持性能を解析します。この試験では、CFG杭単体の垂直圧縮支持力の特性値と極限値を正確に取得し、杭基礎が設計および安全サービスの要件を満たしているかどうかを評価できます。

1.2 適用範囲

この試験方法は、振動沈下管、ロングスパイラル掘削、ポンプ圧送コンクリート注入によって形成されたCFG杭の品質受入検査、設計パラメータ検証およびプロセス性能評価に適用できます。これは、設計基準検証のための試験杭検出と、完成検査のための工学杭サンプリング検査の 2 つのテスト シナリオをカバーしており、複合基礎支持力評価のための必須の信頼できる検出方法です。

1.3 テストの分類

試験はエンジニアリング目的に応じて設計検証試験と受入検査試験に分かれます。設計検証試験は、杭-土壌システムが究極の破壊状態に達するまで負荷をかけ、究極の支持力を得る必要があります。受け入れ試験では、工学杭の安全余裕を検証するために、設計特性値の 2 倍の荷重を負荷する必要があります。

2. 標準試験装置とレイアウト

2.1 主な試験装置

静荷重試験システムは、荷重システム、反力システム、変位監視システム、データ収集システムの 4 つのコアユニットで構成されています。積載システムには高精度油圧ジャッキと自動保圧オイルポンプを採用し、安定した傾斜積載を実現します。{1}反力システムはアンカーパイル反力またはウェイトスタッキング反力を採用し、安定した反力サポートを提供します。変位監視システムは、高精度のダイヤル インジケータまたは電子変位計を使用して杭頂部の沈下データを収集します。{4}}テストの精度とトレーサビリティを確保するために、すべての機器は有効な校正期間内にある必要があります。

2.2 フィールドのレイアウト要件

試験杭は、人為的な損傷、表面の亀裂、杭頂部の傾斜がなく、無傷の状態に保たれなければなりません。杭の上部は平らに研磨され、荷重中の応力が均一になるように高強度モルタルで平らにならなければなりません-。反力支持システムは、試験杭を中心として対称に、境界効果による干渉を避けるために十分な間隔をあけて配置するものとする。変位計の支持フレームは、追加の変形干渉を排除し、杭本体の純粋な沈下データを確保するために、荷重および反力システムから独立している必要があります。

3. テスト前の準備とサンプリングのルール-

3.1 インターバル時間の要件

静荷重試験は、CFG 杭のコンクリート強度が設計要件を満たし、杭-の地盤相互作用が安定した後に実施するものとします。杭建設後の試験間隔は、従来の土層の場合は 28 日以上とし、杭側面の摩擦と杭端支持力の完全な開発を確保し、不完全なコンクリート硬化と未固結の基礎土によって引き起こされる試験の偏差を回避する必要があります。

3.2 バッチサンプリングの原則

国家検査仕様書に従い、CFG 杭の静荷重試験のサンプリング率は同一工区内の杭総数の 0.5% 以上、最小サンプリング量は 3 杭以上とする。複雑な地質条件、一貫性のない建設技術、または大量の杭を備えた基礎の場合は、試験結果の代表性を確保するためにサンプリング比率を適切に増加する必要があります。

4. 標準試験実施手順

4.1 ロード方法の選択

CFG杭静荷重試験の標準試験法として低速維持荷重法が採用されており、技術的合格およびデータ校正のベンチマーク法となります。迅速な施工確認や海上基礎探知などの特殊な作業条件では、標準化された補正係数を使用した高速メンテナンス負荷法を採用できます。

4.2 段階的積載ルール

最大試験荷重は、設計特性の支持力の 2 倍に従って決定されます。段階的荷重では、合計荷重が 10 の均等な等級に分割されます。最初と 2 番目の荷重等級は、杭-の土の隙間の圧縮を促進するために、単一の等級荷重の 2 倍です。後続の荷重は、同一の単一荷重でグレードごとに適用されます。荷降ろしは、荷降ろしレベルごとに 2 段階の荷降ろしを行う逆勾配モードで実行され、それに応じて荷降ろし間隔が短縮されます。

4.3 データ読み取りと安定性の基準

低速メンテナンス負荷モードでは、沈下データは各段階の負荷後 5 分、15 分、30 分、45 分、60 分に読み取られ、その後は沈下が安定するまで 30 分ごとに読み取られます。相対安定の基準は、1時間あたりの沈下量増加量が0.1mm未満であり、かつそれが連続2時間以上続くことです。各段階の除荷の後、反発変形が安定するまで、一定の時間間隔で反発データを読み取る必要があります。

5. 試験終了の判断基準

静荷重試験は、JGJ 106 および GB/T 50783 仕様に厳密に従って、次の標準条件のいずれかに達したときに終了できます。

条件1: 現在の荷重勾配の沈下変形量は以前の勾配の沈下量の 5 倍以上であり、明らかな鋭い沈下変異と杭基礎破壊特性を示しています。

条件2: 現在の地層沈下は以前の地層沈下量の 2 倍を超えており、24 時間の荷重維持後も変形は依然として安定に達しておらず、杭-土壌システムの継続的な塑性破壊を示しています。

条件3：杭頂部の総沈下量が40mmを超え、変形速度が継続的に加速しており、基礎破壊判定基準を満たしている。

条件4：試験荷重が所定の最大設計荷重に達しており、杭本体の変形は破壊の兆候がなく安定しています。

条件5：試験中に過剰な反力変位、機器の故障、安全上の問題などの異常状態が発生します。

6.-テスト後のデータ処理と曲線分析

6.1 基本的なデータの並べ替え

すべての段階的な荷重値、リアルタイムの沈下データ、リバウンド データを整理し、外部振動や手動操作エラーによって引き起こされる異常な干渉点を排除し、完全かつ継続的なテストの元のデータ記録を作成します。{0}

6.2 特性曲線の描画

2 つの主要な解析曲線、荷重-沈下 (Q-s) 曲線と沈下-時間対数 (s-lgt) 曲線を描きます。 Q-s 曲線は杭の全体的な支持力と変形特性を反映しています。 s-lgt 曲線は、変形の安定性と加速破壊の発生を判断します。

6.3 支持力の決定規則

単一杭の極限垂直圧縮耐力は、Q-s 曲線の変曲点と s-lgt 曲線の突然変異点に従って決定されます。曲線に明らかな急降下変曲点がある場合、その変曲点に対応する荷重が究極の支持力と見なされます。明らかな故障変曲点がなく曲線が緩やかに変化する場合、最大試験荷重値が検証基準として採用されます。支持力の特性値は測定された極限支持力の半分であり、設計指定値を下回ってはなりません。

7. 共通テストの異常と是正措置

過剰な初期沈下
原因：杭頂部の未圧縮、基礎土の圧密不完全、杭頂部と支持板との隙間。訂正: 杭の上部を厳密に水平にし、試験前に基礎を事前に圧縮し、荷重システムが完全に接触していることを確認してください。-

不安定変形データ
原因: 外部サイトの振動、不安定な反力システム、独立していない変位サポート。訂正：試験場の振動干渉を隔離し、反力装置を固定し、独立した変位監視フレームを採用する。

異常な反発変形
原因：コンクリートの強度発現の不完全、杭本体の局所的な損傷。訂正: メンテナンス期間を延長し、不適格なテストパイルを削除し、テスト用に再サンプリングしてください。-

8. 技術者資格の判定基準

静荷重試験後、CFG 杭単体の垂直圧縮支持力の測定特性値が設計要件以上で、杭の変形が安定し、載荷過程で突発的な破壊が発生しない場合、その単体杭は合格と判断されます。個々の試験杭が不適格である場合は、サンプリングを拡大し、再検査を実施するものとします。-不適格なバッチについては、基礎工学の安全性を確保するために、建設プロセスの調整、補強処理、またはバッチの不合格判定を実施する必要があります。

9. 技術概要

単杭垂直圧縮静荷重試験は、CFG 杭基礎の品質評価の中核となる権威ある検出方法です。標準化されたフィールドレイアウト、段階的な荷重手順、安定したデータ取得、および科学的曲線分析が、正確な試験結果を保証する鍵となります。試験結果は、杭-の土壌協調支持性能、究極の変形抵抗、CFG杭の工学的安全マージンを真に反映し、基礎の受け入れ、建設品質評価、構造安全設計のための信頼できる技術的基盤を提供し、その後の工学運用における基礎の沈下、限界を超える変形、構造安全上の危険を効果的に回避できます。