3-2 结构性能检验.doc

3-2 结构性能检验
3-2-1 预制构件
检验的内容、数量及方法如下：
预制构件应按标准图或设计要求的试验参数及检验指标进行结构性能检验。
1．检验内容
钢筋混凝土构件和允许出现裂缝的预应力混凝土构件进行承载力、挠度和裂缝宽度检验；不允许出现裂缝的预应力混凝土构件进行承载力、挠度和抗裂检验；预应力混凝土构件中的非预应力杆件按钢筋混凝土构件的要求进行检验。对设计成熟、生产数量较少的大型构件，当采取加强材料和制作质量检验的措施时，可仅作挠度、抗裂或裂缝宽度检验；当采取上述措施并有可靠的实践经验时，可不作结构性能检验。
2．检验数量
对成批生产的构件，应按同一工艺正常生产的不超过1000件且不超过3个月的同类型产品为一批。当连续检验10批且每批的结构性能检验结果均符合规范规定的要求时，对同一工艺正常生产的构件，可改为不超过2000件且不超过3个月的同类型产品为一批。在每批中应随机抽取一个构件作为试件进行检验。
3．预制构件结构性能检验方法
（1）预制构件结构性能试验条件应满足下列要求：
1）构件应在0℃以上的温度中进行试验；
2）蒸汽养护后的构件应在冷却至常温后进行试验；
3）构件在试验前应量测其实际尺寸，并检查构件表面，所有的缺陷和裂缝应在构件上标出；
4）试验用的加荷设备及量测仪表应预先进行标定或校准。
（2）试验构件的支承方式应符合下列规定：
1）板、梁和桁架等简支构件，试验时应一端采用铰支承，另一端采用滚动支承。铰支承可采用角钢、半圆型钢或焊于钢板上的圆钢，滚动支承可采用圆钢；
2）四边简支或四角简支的双向板，其支承方式应保证支承处构件能自由转动，支承面可以相对水平移动；
3）当试验的构件承受较大集中力或支座反力时，应对支承部分进行局部受压承载力验算；
4）构件与支承面应紧密接触；钢垫板与构件、钢垫板与支墩间，宜铺砂浆垫平；
5）构件支承的中心线位置应符合标准图或设计的要求。
（3）试验构件的荷载布置应符合下列规定：
1）构件的试验荷载布置应符合标准图或设计的要求；
2）当试验荷载布置不能完全与标准图或设计的要求相符时，应按荷载效应等效的原则换算，即使控制截面上的内力值相等，但应考虑荷载布置改变后对构件其他部位的不利影响。
（4）加载方法应根据标准图或设计的加载要求、构件类型及设备条件等进行选择。当按不同形式荷载组合进行加载试验（包括均布荷载、集中荷载、水平荷载和竖向荷载等）时，各种荷载应按比例增加。
1）荷重块加载。荷重块加载适用于均布加载试验。荷重块应按区格成垛堆放，垛与垛之间的间隙不宜小于50mm。
2）千斤顶加载。千斤顶加载适用于集中加载试验。千斤顶加载时，可采用分配梁系统实现多点集中加载。千斤顶的加载值宜采用荷载传感器量测，也可采用油压表量测。
3）梁或桁架可采用水平对顶加载方法，此时构件应垫平且不应妨碍构件在水平方向的位移。梁也可采用竖直对顶的加载方法。
4）当屋架仅作挠度、抗裂或裂缝宽度检验时，可将两榀屋架并列，安放屋面板后进行加载试验。
（5）构件应分级加载。当荷载小于荷载标准值时，每级荷载不应大于荷载标准值的20%；当荷载大于荷载标准值时，每级荷载不应大于荷载标准值的10%；当荷载接近抗裂检验荷载值时，每级荷载不应大于荷载标准值的5%；当荷载接近承载力检验荷载值时，每级荷载不应大于承载力检验荷载设计值的5%。
对仅作挠度、抗裂或裂缝宽度检验的构件应分级卸载。
作用在构件上的试验设备重量及构件自重应作为第一次加载的一部分。
注：构件在试验前，宜进行预压，以检查试验装置的工作是否正常，同时应防止构件因预压而产生裂缝。
（6）每级加载完成后，应持续10~15min；在荷载标准值作用下，应持续30min。在持续时间内，应观察裂缝的出现和开展，以及钢筋有无滑移等；在持续时间结束时，应观察并记录各项读数。
（7）对构件进行承载力检验时，应加载至构件出现表3-22所列承载能力极限状态的检验标志。当在规定的荷载持续时间内出现上述检验标志之一时，应取本级荷载值与前一级荷载值的平均值作为其承载力检验荷载实测值；当在规定的荷载持续时间结束后出现上述检验标志之一时，应取本级荷值作为其承载力检验荷载实测值。
注：当受压构件采用试验机或千斤顶加载时，承载力检验荷载实测值应取构件直至破坏的整个试验过程中所达到的最大荷载值。
构件的承载力检验系数允许值 表3-32
受力情况
达到承载能力极限状态的检验标志
（ra）
轴心受拉、偏心受拉、受弯、大偏心受压
受拉主筋处的最大裂缝宽度达到1.5mm，或挠度达到跨度的1/50
热轧钢筋
1.20
钢丝、钢绞线、热处理钢筋
1.35
受压区混凝土破坏
热轧钢筋
1.30
钢丝、钢绞线、热处理钢筋
1.45
受拉主筋拉断
1.50
受弯构件的受剪
腹部斜裂缝达到1.5mm，或斜裂缝末端受压混凝土剪压破坏
1.40
沿斜截面混凝土斜压破坏，受拉主筋在端部滑脱或其他锚固破坏
1.55

轴心受压、小偏心受压
混凝土受压破坏
1.50
注：热轧钢筋系指HPB235级、HRB335级、HRB400级和RRB400级钢筋。
（8）构件挠度可用百分表、位移传感器、水平仪等进行观测。接近破坏阶段的挠度，可用水平仪或拉线、钢尺等测量。
试验时，应量测构件跨中位移和支座沉陷。对宽度较大的构件，应在每一量测载面的两边或两肋布置测点，并取其量测结果的平均值作为该处的位移。
当试验荷载竖直向下作用时，对水平放置的试件，在各级荷载下的跨中挠度实测值应按下列公式计算：

式中 α0t——全部荷载作用下构件跨中的挠度实测值（mm）；
α0q——外加试验荷载作用下构件跨中的挠度实测值（mm）；
α0g——构件自重及加荷设备重产生的跨中挠度值（mm）；
γ0m——外加试验荷载作用下构件跨中的位移实测值（mm）；
γ0L、γ0r——外加试验荷载作用下构件左、右端支座沉陷位移的实测值（mm）；
Mg——构件自重和加荷设备重产生的跨中弯矩值（kN·m）；
Mb——从外加试验荷载开始至构件出现裂缝的前一级荷载为止的外加荷载产生的跨中弯矩值（kN·m）；
α0b——从外加试验荷载开始至构件出现裂缝的前一级荷载为止的外加荷载产生的跨中挠度实测值（mm）。
（9）当采用等效集中力加载模拟均布荷载进行试验时，挠度实测值应乘以修正系数ψ。当采用三分点加载时ψ可取为0.98；当采用其他形式集中力加载时，ψ应经计算确定。
（10）试验中裂缝的观测应符合下列规定：
1）观察裂缝出现可采用放大镜。若试验中未能及时观察到正截面裂缝的出现，可取荷载一挠度曲线上的转折点（曲线第一弯转段两端点切线的交点）的荷载值作为构件的开裂荷载实测值；
2）构件抗裂检验中，当在规定的荷载持续时间内出现裂缝时，应取本级荷载值与前一级荷载值的平均值作为其开裂荷载实测值；当在规定的荷载持续时间结束后出现裂缝时，应取本级荷载值作为其开裂荷载实测值；
3）裂缝宽度可采用精度为0.05mm的刻度放大镜等仪器进行观测；
4）对正截面裂缝，应量测受拉主筋处的最大裂缝宽度；对斜截面裂缝，应量测腹部斜裂缝的最大裂缝宽度。确定受弯构件受拉主筋处的裂缝宽度时，应在构件侧面量测。
（11）试验时必须注意下列安全事项：
1）试验的加荷设备、支架、支墩等，应有足够的承载力安全储备；
2）对屋架等大型构件进行加载试验时，必须根据设计要求设置侧向支承，以防止构件受力后产生侧向弯曲和倾倒；侧向支承应不妨碍构件在其平面内的位移；
3）试验过程中应注意人身和仪表安全；为了防止构件破坏时试验设备及构件坍落，应采取安全措施（如在试验构件下面设置防护支承等）。
（12）构件试验报告应符合下列要求：
1）试验报告应包括试验背景、试验方案、试验记录、检验结论等内容，不得漏项缺检；
2）试验报告中的原始数据和观察记录必须真实、准确，不得任意涂抹篡改；
3）试验报告宜在试验现场完成，及时审核、签字、盖章，并登记归档。
3-2-2 地基结构性能检验
3-2-2-1 浅层平板载荷试验要点
1．地基土浅层平板载荷试验可适用于确定浅部地基土层的承压板下应力主要影响范围内的承载力。承压板面积不应小于0.25m2。
2．试验基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的3倍。应保持试验土层的原状结构和天然湿度。宜在拟试压表面用粗砂或中砂层找平，其厚度不超过20mm。
3．加荷分级不应少于8级。最大加载量不应小于设计要求的2倍。
4．每级加载后，按间隔10、10、10、15、15min，以后为每隔0.5h测读一次沉降量，当在连续2h内，每小时的沉降量小于0.1mm时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。
5．当出现下列情况之一时，即可终止加载：
（1）承压板周围的土明显地侧向挤出；
（2）沉降s急骤增大，荷载-沉降（P-s）曲线出现陡降段；
（3）在某一级荷载下，24h内沉降速率不能达到稳定；
（4）沉降量与承压板宽度或直径之比大于或等于0.06。
当满足前三种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。
6．承载力特征值的确定应符合下列规定：
（1）当P-s曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值；
（2）当极限荷载小于对应比例界限的荷载值的2倍时，取极限荷载值的一半；
（3当不能按上述二项要求确定时，当压板面积为0.25~0.50m2，可取s/b＝0.01~0.015，所对应的荷载，但其值不应大于最大加载量的一半。
7．同一土层参加统计的试验点不应少于三点，当试验实测值的极差不超过其平均值的30%时，取此平均值作为该土层的地基承载力特征值fak。
3-2-2-2 深层平板载荷试验要点
1．深层平板载荷试验可适用于确定深部地基土层及大直径桩桩端土层在承压板下应力主要影响范围内的承载力。
2．深层平板载荷试验的承压板采用直径为0.8m的刚性板，紧靠承压板周围外侧的土层高度应不少于80cm。
3．加荷等级可按预估极限承载力的1/10~1/15分级施加。
4．每级加荷后，第一个小时内按间隔10、10、10、15、15min，以后每隔半小时测读一次沉降。当在连续2h内，每小时的沉降量小于0.1mm时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。
5．当出现下列情况之一时，可终止加载：
（1）沉降：急骤增大，荷载-沉降（P-s）曲线上有可判定极限承载力的陡降段，且沉降量超过0.04d（d为承压板直径）；
（2）在某级荷载下，24h内沉降速率不能达到稳定；
（3）本级沉降量大于前一级沉降量的5倍；
（4）当持力层土层坚硬，沉降量很小时，最大加载量不小于设计要求的2倍。
6．承载力特征值的确定应符合下列规定：
（1）当P-s曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值；
（2）满足前三条终止加载条件之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载，当该值小于对应比例界限的荷载值的2倍时，取极限荷载值的一半；
（3）不能按上述二款要求确定时，可取s/d＝0.01~0.015所对应的荷载值，但其值不应大于最大加载量的一半。
7．同一层参加统计的试验点不应少于三点，当试验实测值的极差不超过平均值的30%时，取此平均值作为该土层的地基承载力特征值fak。
3-2-2-3 岩基载荷试验要点
1．本节适用于确定完整、较完整、较破碎岩基作为天然地基或桩基础持力层时的承载力。
2．采用圆形刚性承压板，直径为300mm。当岩石埋藏深度较大时，可采用钢筋混凝土桩，但桩周需采取措施以消除桩身与土之间的摩擦力。
3．测量系统的初始稳定读数观测：加压前，每隔l0min读数一次，连续三次读数不变可开始试验。
4．加载方式：单循环加载，荷载逐级递增直到破坏，然后分级卸载。
5．荷载分级：第一级加载值为预估设计荷载的1/5，以后每级为1/10。
6．沉降量测读：加载后立即读数，以后每10min读数一次。
7．稳定标准：连续三次读数之差均不大于0.01mm。
8．终止加载条件：当出现下述现象之一时，即可终止加载：
（1）沉降量读数不断变化，在24h内，沉降速率有增大的趋势；
（2）压力加不上或勉强加上而不能保持稳定。
注：若限于加载能力，荷载也应增加到不少于设计要求的2倍。
9．卸载观测：每级卸载为加载时的2倍，如为奇数，第一级可为3倍。每级卸载后，隔10min测读一次，测读三次后可卸下一级荷载。全部卸载后，当测读到0.5h回弹量小于0.01mm时，即认为稳定。
10．岩石地基承载力的确定
（1）对应于P-s曲线上起始直线段的终点为比例界限。符合终止加载条件的前一级荷载为极限荷载。将极限荷载除以3的安全系数，所得值与对应于比例界限的荷载相比较，取小值；
（2）每个场地载荷试验的数量不应少于3个，取得小值作为岩石地基承载力特征值。
（3）岩石地基承载力不进行深宽修正。
3-2-2-4 岩石锚杆抗拔试验要点
1．在同一场地同一岩层中的锚杆，试验数不得少于总锚杆的5%，且不应少于6根。
2．试验采用分级加载，荷载分级不得少于8级。试验的最大加载量不应少于锚杆设计荷载的2倍。
3．每级荷载施加完毕后，应立即测读位移量。以后每间隔5min测读一次。连续4次测读出的锚杆拔升值均小于0.01mm时，认为在该级荷载下的位移已达稳定状态，可继续施加下一级上拔荷载。
4．当出现下列情况之一时，即可终止锚杆的上拔试验：
（1）锚杆拔升量持续增长，且在1h时间范围内未出现稳定的迹象；
（2）新增加的上拔力无法施加，或者施加后无法使上拔力保持稳定；
（3）锚杆的钢筋已被拔断，或者锚杆筋被拔出。
5．符合上述终止条件的前一级拔升荷载，即为该锚杆的极限抗拔力。
6．参加统计的试验锚杆，当满足其极差不超过平均值的30%时，可取其平均值为锚杆极限承载力。极差超过平均值的30%时，宜增加试验量并分析离差过大的原因，结合工程情况确定极限承载力。
将锚杆极限承载力除以安全系数2为锚杆抗拔承载力特征值Rt。
7．锚杆钻孔时，应利用钻孔取出的岩芯加工成标准试件，在夭然湿度条件下进行岩石单轴抗压试验，每根试验锚杆的试样数，不得少于3个。
8．试验结束后，必须对锚杆试验现场的破坏情况进行详尽的描述和拍摄照片。
3-2-2-5 土层锚杆试验要点
1．试验锚杆不应少于3根，用作试验的锚杆参数、材料及施工工艺应与工程锚杆相同；
2．最大试验荷载Qmax所产生的应力不应超过钢丝、钢绞线、钢筋强度标准值的0.8倍；
3．粘性土层锚杆试验加载等级与测读锚头位移应遵守下列规定：
（1）采用循环加载，初始荷载宜取A·fptk的0.1倍，每级加载增量宜取A·fptk的1/10~1/15；
（2）砂土、粘性土层锚杆加载等级与观测时间应符合表3-33的规定；
砂土、粘性土层锚杆试验加载等级与锚头位移测读时间 表3-33
测读时间间隔（min）
每次循环累计加载量
（A·fptk%）

循环加载次数
加载段
卸载段
5
5
5
10
5
5
5
初始荷载
-
-
-
10

-
-
-
第一循环
10
-
-
30
-
-
10
第二循环
10
20
30
40
30
20
10
第三循环
10
30
40
50
40
30
10
第四循环
10
30
50
60
50
30
10
第五循环
10
30
50
70
50
30
10
第六循环
10
30
60
80
60
30
10
（3）在每级加载观测时间内，测读锚头位移不应少于3次；
（4）在每级加载观测时间内，当锚头位移增量不大于0.1mm时，可施加下一级荷载；不满足时应在锚头位移增量2h以内小于2mm时，再施加下一级荷载。
4．锚杆试验所得的总弹性位移应超过自由段长度理论弹性伸长量的80%，且应小于自由段长度与1/2锚固段长度之和的理论弹性伸长量。
5．锚杆试验终止条件应符合下列规定：
（1）后一级荷载产生的锚头位移增量达到或超过前一级荷载产生位移增量的2倍；
（2）某级荷载下锚头总位移不收敛；
（3）锚头总位移超过设计允许位移值。
6．试验报告应绘制锚杆荷载-位移（Q-s）曲线；锚杆荷载-弹性位移（Q-se）曲线；锚杆荷载-塑性位移（Q-sp）曲线。
7．锚杆的极限承载力应取终止试验荷载的前一级荷载的95%。
参加统计的试验锚杆，当满足其极差不超过平均值的30%时，可取其平均值为锚杆极限承载力。极差超过平均值的30%时，宜增加试验量并分析离差过大的原因。结合工程具体情况确定极限承载力。
8．将锚杆极限承载力除以安全系数2，即为锚杆抗拔承载力特征值Rt。
3-2-2-6 单桩竖向静载荷试验要点
1．单桩竖向静载荷试验的加载方式，应按慢速维持荷载法。
2．加载反力装置宜采用锚桩，当采用堆载时应遵守以下规定。
（1）堆载加于地基的压应力不宜超过地基承载力特征值。
（2）堆载的限值可根据其对试桩和对基准桩的影响确定。
（3）堆截量大时，宜利用桩（可利用工程桩）作为堆载的支点。
（4）试验反力装置的最大抗拔或承重能力应满足试验加载的要求。
3．试桩、锚桩（压重平台支座）和基准桩之间的中心距离应符合表3-34的规定。
试桩、锚桩和基准桩之间的中心距离 表3-34
反力系统
试桩与锚桩（或压重平台支座墩边）
试桩与基准桩
基准桩与锚桩（或压重平台支座墩边）
锚桩横梁反力装置
≥4d且
≥4d且
≥4d且
压重平台反力装置
＞2.0m
＞2.0m
＞2.0m
注：d——试桩或锚桩的设计直径，取其较大者（如试桩或锚桩为扩底桩时，试桩与锚桩的中心距离不应小于2倍扩大端直径）。
4．开始试验的时间：预制桩在砂土中入土7d后；粘性土不得少于15d；对于饱和软粘土不得少于25d。灌注桩应在桩身混凝土达到设计强度后，才能进行。
5．加荷分级不应小于8级，每级加载量宜为预估极限荷载的1/8~1/l0。
6．测读桩沉降量的间隔时间：每级加载后，每第5、10、15min时各测读一次，以后每隔15min读一次，累计1h后每隔半小时读一次。
7．在每级荷载作用下，桩的沉降量连续两次在每小时内小于0.1mm时可视为稳定。
8．符合下列条件之一时可终止加载：
（1）当荷载-沉降（Q-s）曲线上有可判定极限承载力的陡降段，且桩顶总沉降量超过40mm；
（2）ΔSn+1/ΔSn≥2，且经24h尚未达到稳定；
（3）25m以上的非嵌岩桩，Q-s曲线呈缓变型时，桩顶总沉降量大于60~80mm；
（4）在特殊条件下，可根据具体要求加载至桩顶总沉降量大于100mm。
注：1．ΔSn——第n级荷载的沉降增量；ΔSn+1——第n+1级荷载的沉降增量；
2．桩底支承在坚硬岩（土）层上，桩的沉降量很小时，最大加载量不应小于设计荷载的两倍。
9．卸载观测：每级卸载值为加载值的两倍。卸载后隔15min测读一次，读两次后，隔0.5h再读一次，即可卸下一级荷载。全部卸载后，隔3~4h再测读一次。
10．单桩竖向极限承载力应按下列方法确定：
（1）作荷载-沉降（Q-s）曲线和其他辅助分析所需的曲线。
（2）当陡降段明显时，取相应于陡降段起点的荷载值。
（3）当出现本节第8款的情况，取前一级荷载值。
（4）Q-s曲线呈缓变型时，取桩顶总沉降量s＝40mm所对应的荷载值，当桩长大于40m时，宜考虑桩身的弹性压缩。
（5）按上述方法判断有困难时，可结合其他辅助分析方法综合判定。对桩基沉降有特殊要求者，应根据具体情况选取。
（6）参加统计的试桩，当满足其极差不超过平均值的30%时，可取其平均值为单桩竖向极限承载力。极差超过平均值的30%时，宜增加试桩数量并分析离差过大的原因。结合工程具体情况确定极限承载力。
注：对桩数为3根及3根以下的柱下桩台，取最小值。
（7）将单桩竖向极限承载力除以安全系数2，为单桩竖向承载力特征值Ra。
3-2-2-7 岩石单轴抗压强度试验要点
1．试料可用钻孔的岩石或坑、槽探中采取的岩块。
2．岩样尺寸一般为φ50mm×100mm，数量不应少于6个，进行饱和处理。
3．在压力机上以每秒500~800kPa的加载速度加载，直到试样破坏为止，记下最大加载，做好试验前后的试样描述。
4．根据参加统计的一组试样的试验值计算其平均值、标准差、变异系数，取岩石饱和单轴抗压强度的标准值为：

式中 frm——岩石饱和单轴抗压强度平均值；
frk——岩石饱和单轴抗压强度标准值；
ψ——统计修正系数；
n——试样个数；
δ——变异系数。