Metode Uji Uji Beban Statis Tekan Vertikal Tiang CFG Tunggal

Metode Uji Uji Beban Statis Tekan Vertikal Tiang CFG Tunggal

Tiang CFG (Semen-Fly ash-Tumpukan kerikil) adalah tipikal badan penguat pondasi komposit kaku, yang banyak diterapkan pada pondasi bangunan bertingkat tinggi, tanah dasar jalan kota, pondasi pabrik industri, dan proyek perbaikan tanah lunak. Daya dukung tekan vertikal dari satu tiang CFG adalah indeks teknis inti untuk desain pondasi, penerimaan konstruksi dan prediksi penurunan. Uji beban statis tekan vertikal tiang tunggal adalah metode deteksi in-situ yang paling otoritatif dan akurat untuk memverifikasi daya dukung ultimat, karakteristik deformasi, dan kinerja kerja tiang CFG. Berdasarkan spesifikasi standar JGJ 106, GB/T 50783, ISO 22477-1 dan ASTM D1143, dokumen ini secara sistematis menguraikan prinsip pengujian, konfigurasi peralatan, persiapan lapangan, prosedur pembebanan standar, kriteria penghentian, pemrosesan data dan aturan penilaian kualifikasi uji beban statis tiang CFG, membentuk pedoman pelaksanaan teknis yang lengkap dan terstandar untuk inspeksi teknik.

1. Gambaran Umum dan Ruang Lingkup Uji

1.1 Prinsip Pengujian

Uji beban statis tekan vertikal tiang tunggal menerapkan beban statis vertikal bertahap dan berkelanjutan ke puncak tiang melalui peralatan pemuatan hidrolik. Dengan memantau deformasi penurunan puncak tiang pada setiap tingkat beban, kurva beban-penurunan (Q-s) dan kurva penurunan-waktu (s-lgt) digambar untuk menganalisis hukum deformasi elastis-plastis badan tiang dan kinerja daya dukung vertikal interaksi tanah tiang. Pengujian ini dapat secara akurat memperoleh nilai karakteristik dan nilai batas daya dukung tekan vertikal dari satu tiang CFG, dan mengevaluasi apakah pondasi tiang memenuhi persyaratan desain dan layanan keselamatan.

1.2 Ruang Lingkup Aplikasi

Metode pengujian ini berlaku untuk pemeriksaan penerimaan kualitas, verifikasi parameter desain, dan evaluasi kinerja proses tiang CFG yang dibentuk oleh pipa penenggelam getaran, pengeboran spiral panjang, dan penuangan beton pemompaan. Ini mencakup dua skenario pengujian: deteksi tiang uji untuk verifikasi dasar desain dan inspeksi pengambilan sampel tiang teknik untuk penerimaan penyelesaian, dan merupakan metode deteksi otoritatif wajib untuk evaluasi kapasitas dukung pondasi komposit.

1.3 Klasifikasi Tes

Menurut tujuan teknik, pengujian ini dibagi menjadi pengujian verifikasi desain dan pengujian inspeksi penerimaan. Uji verifikasi desain harus dibebani hingga sistem tanah-tiang mencapai kondisi keruntuhan ultimat untuk mendapatkan kapasitas dukung ultimat. Uji penerimaan harus dibebani dua kali nilai karakteristik desain untuk memverifikasi margin keamanan tiang teknik.

2. Peralatan dan Tata Letak Uji Standar

2.1 Alat Uji Utama

Sistem uji beban statis terdiri dari empat unit inti: sistem pemuatan, sistem gaya tandingan, sistem pemantauan perpindahan, dan sistem akuisisi data. Sistem pemuatan menggunakan dongkrak hidraulik-presisi tinggi dan pompa oli pemelihara tekanan otomatis untuk mewujudkan pemuatan bertahap yang stabil. Sistem gaya tandingan mengadopsi gaya tandingan tiang jangkar atau gaya tandingan penumpukan beban untuk memberikan dukungan reaksi yang stabil. Sistem pemantauan perpindahan menggunakan-indikator putaran presisi tinggi atau pengukur perpindahan elektronik untuk mengumpulkan data penurunan permukaan tiang. Semua instrumen harus berada dalam periode kalibrasi yang valid untuk memastikan akurasi pengujian dan ketertelusuran.

2.2 Persyaratan Tata Letak Lapangan

Tiang uji harus dijaga tetap utuh tanpa kerusakan buatan, retak permukaan, dan kemiringan puncak tiang. Bagian atas tiang harus dipoles hingga rata dan diratakan dengan-mortir berkekuatan tinggi untuk memastikan tegangan yang seragam selama pemuatan. Sistem pendukung gaya tandingan harus disusun secara simetris dengan tiang uji sebagai pusatnya, dengan jarak yang cukup untuk menghindari gangguan efek batas. Rangka penyangga pengukur perpindahan harus tidak bergantung pada sistem pembebanan dan gaya lawan untuk menghilangkan gangguan deformasi tambahan dan memastikan data penurunan badan tiang yang murni.

3. Aturan-Persiapan Tes dan Pengambilan Sampel

3.1 Persyaratan Interval Waktu

Uji beban statis harus dilakukan setelah kekuatan beton tiang CFG memenuhi persyaratan desain dan interaksi tanah-tiang stabil. Interval pengujian setelah konstruksi tiang pancang tidak boleh kurang dari 28 hari untuk lapisan tanah konvensional, memastikan perkembangan penuh gesekan sisi tiang dan daya dukung ujung tiang, dan menghindari penyimpangan uji yang disebabkan oleh pengerasan beton yang tidak sempurna dan tanah pondasi yang tidak terkonsolidasi.

3.2 Prinsip Pengambilan Sampel Batch

Sesuai dengan spesifikasi inspeksi nasional, rasio pengambilan sampel uji beban statis tiang CFG tidak boleh kurang dari 0,5% dari jumlah total tiang pada bagian konstruksi yang sama, dan jumlah pengambilan sampel minimum tidak boleh kurang dari 3 tiang. Untuk pondasi dengan kondisi geologi yang kompleks, teknologi konstruksi yang tidak konsisten, atau jumlah tiang pancang yang besar, proporsi pengambilan sampel harus ditingkatkan secara tepat untuk memastikan keterwakilan hasil pengujian.

4. Standar Prosedur Pelaksanaan Tes

4.1 Pemilihan Metode Pemuatan

Metode beban pemeliharaan lambat diadopsi sebagai metode pengujian standar untuk uji beban statis tiang CFG, yang merupakan metode patokan untuk penerimaan teknik dan kalibrasi data. Untuk kondisi kerja khusus seperti verifikasi konstruksi cepat dan deteksi pondasi lepas pantai, metode beban pemeliharaan cepat dapat diterapkan dengan koefisien koreksi standar.

4.2 Aturan Pemuatan Bertingkat

Beban uji maksimum ditentukan berdasarkan dua kali daya dukung karakteristik desain. Beban total dibagi menjadi 10 tingkatan yang sama untuk pembebanan bertingkat. Nilai beban pertama dan kedua adalah dua kali lipat beban bergradasi tunggal untuk mempercepat pemadatan celah tanah tiang-. Beban selanjutnya diterapkan tingkat demi tingkat dengan beban tunggal yang sama. Pembongkaran dilakukan dalam mode gradasi terbalik, dengan pembebanan bergradasi ganda untuk setiap tingkat bongkar muat, dan interval bongkar muat juga diperpendek.

4.3 Standar Pembacaan dan Stabilitas Data

Dalam mode beban pemeliharaan lambat, data penurunan harus dibaca pada 5 menit, 15 menit, 30 menit, 45 menit, dan 60 menit setelah setiap tingkat pembebanan, dan kemudian dibaca setiap 30 menit hingga penurunan stabil. Standar stabilitas relatif adalah kenaikan penurunan per jam kurang dari 0,1 mm dan berlangsung tidak kurang dari 2 jam berturut-turut. Setelah setiap tingkat pembongkaran, data pantulan harus dibaca pada interval waktu yang tetap hingga deformasi pantulan stabil.

5. Kriteria Penilaian Pengakhiran Tes

Uji beban statis dapat dihentikan ketika salah satu kondisi standar berikut tercapai, sesuai dengan spesifikasi JGJ 106 dan GB/T 50783:

Kondisi 1: Deformasi penurunan tingkat beban saat ini lebih dari 5 kali penurunan tingkat sebelumnya, menunjukkan mutasi penurunan yang tajam dan karakteristik kegagalan pondasi tiang pancang.

Kondisi 2: Penurunan kemiringan permukaan saat ini melebihi dua kali penurunan kemiringan permukaan sebelumnya, dan deformasi masih gagal mencapai stabilitas setelah pemeliharaan beban selama 24 jam, yang menunjukkan kegagalan plastis sistem tanah tiang pancang secara terus-menerus.

Kondisi 3: Total penurunan puncak tiang melebihi 40mm, dan laju deformasi terus dipercepat, yang memenuhi standar penilaian kegagalan pondasi.

Kondisi 4: Beban uji telah mencapai beban rencana maksimum yang telah ditentukan, dan deformasi badan tiang stabil tanpa tanda-tanda keruntuhan.

Kondisi 5: Kondisi tidak normal seperti perpindahan gaya tandingan yang berlebihan, kegagalan peralatan, dan bahaya keselamatan terjadi selama pengujian.

6. Pasca-Pemrosesan Data dan Analisis Kurva

6.1 Penyortiran Data Dasar

Sortir semua nilai beban bertingkat, data penyelesaian waktu nyata dan data pantulan, hilangkan titik interferensi abnormal yang disebabkan oleh getaran eksternal dan kesalahan operasi manual, dan bentuk catatan data asli pengujian yang lengkap dan berkelanjutan.

6.2 Gambar Kurva Karakteristik

Gambarkan dua kurva analisis inti: kurva beban-penyelesaian (Q-s) dan kurva penyelesaian-logaritma waktu (s-lgt). Kurva Q- mencerminkan keseluruhan karakteristik bantalan dan deformasi tiang; kurva s-lgt menilai stabilitas deformasi dan terjadinya percepatan kegagalan.

6.3 Aturan Penentuan Daya Dukung

Daya dukung tekan vertikal ultimit suatu tiang ditentukan berdasarkan titik belok kurva Q-dan titik mutasi kurva s-lgt. Jika kurva mempunyai titik belok turun yang curam, beban yang berhubungan dengan titik belok tersebut diambil sebagai daya dukung ultimit. Jika kurva berubah perlahan tanpa titik belok kegagalan yang jelas, nilai beban uji maksimum diambil sebagai dasar verifikasi. Nilai karakteristik daya dukung adalah setengah dari daya dukung ultimit yang diukur, yang tidak boleh lebih rendah dari nilai desain yang ditentukan.

7. Kelainan Tes Umum dan Tindakan Koreksi

Penyelesaian Awal yang Berlebihan
Penyebabnya: bagian atas tiang tidak terpadatkan, konsolidasi tanah pondasi tidak sempurna, celah antara bagian atas tiang dan pelat bantalan. Koreksi: Ratakan bagian atas tiang secara ketat,-padatkan fondasi terlebih dahulu sebelum pengujian, dan pastikan sistem pemuatan bersentuhan penuh.

Data Deformasi Tidak Stabil
Penyebab: Getaran lokasi eksternal, sistem gaya tandingan yang tidak stabil, dukungan perpindahan yang tidak independen. Koreksi: Isolasi gangguan getaran di lokasi pengujian, perbaiki perangkat gaya tandingan, dan terapkan kerangka pemantauan perpindahan independen.

Deformasi Rebound Tidak Normal
Penyebab : Pengembangan kekuatan beton tidak sempurna, kerusakan lokal pada badan tiang. Koreksi: Perpanjang periode pemeliharaan, hilangkan tumpukan pengujian yang tidak memenuhi syarat, dan-pengambilan sampel ulang untuk pengujian.

8. Standar Penilaian Kualifikasi Teknik

Setelah dilakukan uji beban statik, jika nilai karakteristik terukur daya dukung tekan vertikal tiang CFG tunggal tidak kurang dari persyaratan desain, deformasi tiang stabil, dan tidak terjadi keruntuhan mendadak selama proses pembebanan, tiang tunggal tersebut dinilai memenuhi syarat. Jika masing-masing tiang uji tidak memenuhi syarat, pengambilan sampel yang diperluas dan-pemeriksaan ulang harus dilakukan. Untuk batch yang tidak memenuhi syarat, penyesuaian proses konstruksi, perlakuan penguatan, atau penilaian penolakan batch harus diterapkan untuk memastikan keselamatan teknik pondasi.

9. Ringkasan Teknis

Uji beban statis tekan vertikal tiang tunggal adalah metode deteksi inti dan resmi untuk evaluasi kualitas pondasi tiang CFG. Tata letak lapangan yang terstandarisasi, prosedur pemuatan bertingkat, perolehan data yang stabil, dan analisis kurva ilmiah adalah kunci untuk memastikan hasil pengujian yang akurat. Hasil pengujian benar-benar dapat mencerminkan kinerja bantalan kooperatif tanah-tumpukan, ketahanan terhadap deformasi akhir, dan margin keamanan teknik tiang CFG, memberikan dasar teknis yang dapat diandalkan untuk penerimaan pondasi, evaluasi kualitas konstruksi dan desain keselamatan struktural, dan secara efektif menghindari penurunan pondasi, deformasi yang melebihi batas, dan bahaya keselamatan struktural dalam operasi teknik berikutnya.