桩基础的测试与检测试验方法

桩基基础础的的测测试试与与检检测测xxx2015.8第一一节节概概述述一、、桩桩基基的的基基本本知知识识（一一））桩桩基基的的分分类类a.摩擦擦桩桩当软软土土层层很很厚厚，，桩桩端端达达不不到到坚坚硬硬土土层层或或岩岩层层上上时时，，则则桩桩顶顶的的极极限限荷荷载载主主要要靠靠桩桩身身与与周周围围土土层层之之间间的的摩摩擦擦力力来来支支承承，，桩桩尖尖处处土土层层反反力力很很小小，，可可忽忽略略不不计计。。根据据桩桩的的承承载载性性状状、、施施工工方方法法、、桩桩身身材材料料和和设设置置效效应应等等可可将将其其分分为为多多种种类类型型。。1、按按承承载载性性状状分分类类：：二、、桩桩的的分分类类c.摩擦擦端端承承桩桩桩顶顶的的极极限限荷荷载载由由桩桩侧侧阻阻力力和和桩桩端端阻阻力力共共同同承承担担，，但但主主要要由由桩桩端端阻阻力力承承受受。。d.端承承摩摩擦擦桩桩桩顶顶的的极极限限荷荷载载由由桩桩侧侧阻阻力力和和桩桩端端阻阻力力共共同同承承担担，，但但主主要要由由桩桩侧侧阻阻力力承承受受。。b.端承承桩桩桩穿穿过过软软弱弱土土层层，，桩桩端端支支承承在在坚坚硬硬土土层层或或岩岩层层上上时时，，则则桩桩顶顶极极限限荷荷载载主主要要靠靠桩桩尖尖处处坚坚硬硬岩岩土土层层提提供供的的反反力力来来支支承承，，桩桩侧侧摩摩擦擦力力很很小小，，可可以以忽忽略略不不计计。。较坚硬硬(a)摩擦桩桩(b)端承摩摩擦桩桩较坚硬硬土层坚硬土层(c)摩擦端端承桩桩(d)端承桩桩a、挤土土桩实心的的预制制桩，，木桩桩、封封闭闭的管管桩，，打桩桩时将将使桩桩位处处的土土大量量排挤挤变形形。粘粘性土土受扰扰动强强度降降低。。b、部分分挤土土桩开口的的钢管管桩，，H型钢桩桩等对对土的的挤压压不大大，对对土的的物理理力学学性质质影响响不大大。c、非挤挤土桩桩先钻孔孔再打打入的的预制制桩。。3、按设设置效效应分分类：：2、按施施工方方法分分类：：预制桩桩：钢筋砼砼桩、、钢桩桩、木木桩。。灌注桩桩：现场桩桩位钻钻孔，，孔内内设钢钢筋笼笼后后浇砼砼。（二））桩基基的设设计和和选型型1．桩基基的安安全性性要求求2．桩基基设计计的合合理性性。3．桩基基设计计的经经济性性。二、桩桩基检检测方方法分分类1．单桩桩竖向向抗压压静载载试验验：主要测测定桩桩承受受竖向向下压压荷载载能力力。（（常规规试验验）。。2．单桩桩竖向向抗拔拔静载载试验验：主要测测定桩桩承受受竖向向上拔拔荷载载的能能力。。（抗抗浮、、抗倾倾覆要要求））。3．单桩桩水平平静载载试验验：主要测测定桩桩承受受水平平荷载载的能能力。。（高高耸建建筑物物、构构筑物物承受受地震震、风风荷载载、码码头抗抗水冲冲击荷荷载））。（一））按桩桩身受受荷方方式分分类1．慢速速维持持荷载载法：：即逐级级加载载，每每级荷荷载达达到相相对稳稳定后后加下下一级级，直直到试试桩破破坏，，然后后卸荷荷。2．多循循加卸卸载法法：每级荷荷载达达到相相对稳稳定后后卸载载到零零。3．快速速维持持荷载载法：：即一般般每隔隔一小小时加加一级级荷载载。（二））按加加载方方式分分类第二节节单单桩竖竖向抗抗压静静载试试验单桩静静载荷荷试验验目的的是获获取桩桩基设设计所所必需需的计计算参参数，，对桩桩型和和桩基基持力力层进进行比比较和和选择择，充充分发发挥地地基支支承力力和桩桩身结结构强强度，，使二二者能能够匹匹配，，获取取最佳佳的技技术经经济效效果，，并通通过打打桩掌掌握桩桩身应应力，，选择择桩锤锤，研研究停停锤标标准，，预估估沉桩桩可能能性，，为顺顺利施施工创创造条条件，，提供供必要要的资资料，，或对对工程程桩的的承载载力进进行抽抽样检检验和和评价价。一、试试验目目的和和试验验要求求1．初步步选定定桩型型、桩桩基持持力层层、试试桩和和锚桩桩的尺尺寸；；2．经过过技术术经济济比较较，选选择不不同的的桩型型和桩桩材；；3．确定定的试试桩数数量；；4．预估估沉桩桩的难难易程程度。。确定定合适适的打打桩机机械和和桩锤锤，制制定沉沉桩措措施，，达到到沉桩桩要求求；5．预估估锚桩桩的抗抗拔能能力；；6．当试试桩和和锚桩桩采用用标准准设计计时，，应对对桩的的抗压压强度度和抗抗拉强强度进进行验验算；；7．根据据预估估的单单桩承承载力力验算算反力力架系系统结结构强强度及及变形形；8．编制制详细细的试试桩大大纲。。二、试试桩前前的准准备工工作一般采采用油油压千千斤顶顶，千千斤顶顶规格格有500kN、1000kN、2000kN、3000kN、5000kN。可选选用单单个千千斤顶顶、多多个千千斤顶顶，当当采用用2个以上上千斤斤顶加加载时时应将将千斤斤顶并并联同同步工工作，，并使使千斤斤顶的的合力力通过过试桩桩中心心。三、试试验设设备（一））加载载装置置试验装装置锚桩横横梁反反力装装置试桩压重千斤顶支墩横梁压重平平台反反力装装置小梁横梁锚桩试桩锚桩千斤顶锚桩横横梁反反力装装置压重平平台反反力装装置1锚桩横横梁反反力装装置：：四根桩桩作锚锚，亦亦可二二桩、、六桩桩、八八桩作作锚桩桩。锚锚桩、、反力力梁提提供反反力应应不小小于预预估最最大试试验荷荷载的的1.2～1.5倍。采采用工工程桩桩作锚锚时，，应对对试验验过程程锚桩桩上拔拔量进进行监监测。。2压重平平台反反力装装置：：压重量量不得得少于于预估估试桩桩破坏坏荷载载的1.2倍，压压重应应在试试验开开始前前一次次加上上，并并均匀匀稳固固放置置于平平台上上。3锚桩压压重联联合反反力装装置：：当试桩桩最大大加载载量超超过锚锚桩的的抗拔拔能力力时，，可在在横梁梁上放放置或或悬挂挂一定定重物物，由由锚桩桩和重重物共共同承承受千千斤顶顶加载载反力力。（二））反力力装置置a、四锚锚桩试试验(1)荷载：：放置于于千斤斤顶上上的应应力环环、应应变式式压力力传感感器直直接测测定，，亦可可采用用并联联于千千斤顶顶上的的高精精度压压力表表测定定的油油压，，并根根据千千斤顶顶的率率定曲曲线换换算成成荷载载。(2)沉降观观测装装置：：一般采采用百百分表表或电电测位位移计计。对对于大大直径径桩，，应在在桩的的两正正交直直径方方向对对称安安装4个位移移测试试仪表表；中中、小小直径径桩可可安装装2个或3个。沉沉降测测定平平面离离开桩桩顶的的距离离不应应小于于0.5倍桩径径，固固定和和支承承百分分表的的夹具具和横横梁在在构造造上应应确保保不因因气温温、振振动及及其它它外界界因素素的影影响而而发生生竖向向变位位。。。（三））量测测装置置1．测试试仪表表2．桩身身量测测元件件（1）振弦弦式钢钢筋应应力计计（2）电阻阻应变变片（3）测杆杆式应应变计计图2.2测杆式式应变变仪1--荷载2—千分表表3—空心钢钢管桩桩或空空心箱箱形钢钢柱4—测杆15——测杆26——测杆31．试桩桩顶部部一般般应予予以加加强，，凿除除浮浆浆，用用高标标号砂砂浆将将桩顶顶抹平平；2．对于于预制制桩顶顶，如如果桩桩头出出现破破损，，其顶顶部要要在外外加封封闭箍箍后浇浇捣高高强细细石混混凝土土予以以加强强；3．试桩桩顶部部露出出地面面高度度不宜宜小于于60cm，试桩桩的倾倾斜度度不应应大于于1%；4．试桩桩的成成桩工工艺和和质量量控制制标准准应严严格遵遵守有有关规规程，，并与与工程程桩保保持一一致；；5．从予制制桩打打入和和灌注注桩成成桩到到开始始试验验的时时间间间隔，，在桩桩身强强度达达到设设计要要求的的前提提下：：对于于砂类类土，，不应应少于于7d；对于于一般般粘性性土，，不应应少于于15d；对于于粘土土与砂砂交互互的土土层可可取中中间值值；对对于淤淤泥或或淤泥泥质土土，不不应少少于25d；6．在试试桩间间歇期期内，，试桩桩区周周围30m范围内内尽量量不要要产生生能造造成桩桩间土土中孔孔隙水水压力力上升升的干干扰四、试试验方方法（一））试桩桩要求求试桩的的加载载量应应满足足以下下要求求：（1）对于于以桩桩身承承载力力控制制极限限承载载力的的工程程桩试试验，，加荷荷至设设计承承载力力2.0倍；（2）对于于嵌岩岩桩，，当桩桩身沉沉降量量很小小时，，最大大加载载量不不应小小于设设计承承载力力的2倍；（3）当以堆载载为反力时时，堆载重重量不应小小于试桩预预估极限承承载力的1.2倍。（二）加载载要求单桩竖向抗抗压静载荷荷试验的加加载方式有有：慢速法快速法等贯入速率率法循环法等。。（三）加载载方式每级加载后后，隔5、10、15min各测读一次次读数，以以后每隔15min后测读一次次，累计1h后每隔0.5h测读一次。。1、慢速法载载荷试验沉沉降测读规规定在每级荷载载作用下，，桩的沉降降量满足连连续两次0.1mm/h。在软土地地区，这个个标准可适适当放宽。。在上海地地区的一些些工程中，，已采用了了新的稳定定标准，试试桩沉降速速率虽然还还没有达到到0.1mm/h，但在连续续观测的半半小时沉降降量中，出出现相邻三三次平均沉沉降速率呈呈现衰减，，即可认为为该级荷载载下的沉降降已趋于稳稳定。2、慢速法载载荷试验的的稳定标准准当试桩过程程中出现下下列条件之之一时，可可终止加荷荷：（1）某级荷载载作用下，，桩顶沉降降量大于前前一级荷载载作用下沉沉降量的5倍；（2）某级荷载载作用下，，桩的沉降降量大于等等于前一级级荷载作用用下沉降量量的2倍，且经过过24h尚未达到相相对稳定标标准；（3）已达到设设计要求的的最大加载载量；（4）当工程桩桩作锚桩时时，锚桩上上拔量已达达到允许值值；（5）当荷载沉沉降曲线呈呈缓变型时时，可加载载至桩顶总总沉降量60-80mm，在特殊情情况下，可可根据具体体要求加载载至桩顶累累计沉降量量超过80mm。3、慢速载荷荷试验的试试验终止条条件每级卸载值值为加载增增量的二倍倍。每级荷荷载维持1小时，卸载载后按第15、30、60min测读一次桩桩顶沉降量量后，即可可卸下一级级荷载。全全部卸载后后，维持时时间为3h，测读时间间为第15、30min，以后每隔隔30min读一次。4、慢速载荷荷试验的卸卸荷规定1.场地准备平平整整场地，开开挖试桩和和锚桩。2.吊装前准备备设立立支墩，铺铺平桩顶，，千斤顶就就位。3.设备吊装注注意吊吊装顺序：：先主梁，，后次梁。。4.仪表安装、、连接，调调试。五、试验设设备安装（（锚桩式））试桩与锚桩（或压重平台支墩边）

试桩与基准桩

基准桩与锚桩（或压重平台支墩边）

锚桩横梁≥4(3)D且>2m≥4(3)D且>2m≥4(3)D且>2m压重平台≥4D且>2m≥4(3)D且>2m≥4D且>2m地锚装置

≥4D且>2m≥4(3)D且>2m≥4D且>2m反力装置距离试桩、锚桩桩和基准桩桩之间的中中心距离六、试验资资料整理分分析（一）填写写试验记录录表单桩竖向抗抗压静载荷试验概况表单桩竖向抗抗压静载荷荷试验记录表单桩竖向抗抗压静载荷荷试验结果汇总表表。为了确定单单桩竖向抗抗压极限承承载力，一一般应绘制制Q-s、s-lgt、s-lgQ曲线，以及及其它进行行辅助分析析所需的曲曲线。不对对s求lg。（二）绘制制有关试验验成果曲线线（三）单桩桩竖向承载载力标准值确定1．JGJ106-2019规定：（1）根据沉降降随荷载变变化的特征征确定。对对于陡降型型Q-s曲线，取明明显陡降的的起始点。。（2）根据沉降降随时间的的变化特征征确定，取取s-lgt曲线尾部出出现明显向向下弯曲的的前一级荷荷载值。（3）当出现规规定终止加加载条件第第2款情况时，，取其前一一级荷载值值。（4）对于缓变变型Q-s曲线可根据据桩顶沉降降量确定,宜取s=40mm对应的荷载载；对直径径大于或等等于800mm桩，可取s=0.05D（D为桩端直径径）对应的的荷载值。。（5）参加统统计的试桩桩结果，当当满足其极极差不超过过平均值的的30%时，取其平平均值为单单桩竖向抗抗压极限承承载力。（6）当极差超超过平均值值的30%时，应分析析极差过大大的原因，，结合工程程具体情况况综合确定定，必要时时可增加试试桩数量。。（7）对桩数为为3根或3根以下的柱柱下承台，，或工程桩桩抽检数量量少于3根时，取低低值。单位工程同同一条件下下的单桩竖竖向抗压承承载力特征征值Ra应按单桩竖竖向抗压极极限承载力力统计值的的一半取值值。（四）单桩桩竖向抗压压承载力特征值Ra第三节单单桩竖向抗抗拔静载荷荷试验一、概述承受上拔荷荷载单桩的的破坏形态态可归纳为为图2.3所示的几中中形式：图2.3竖向上拔荷荷载作用下下单桩的破破坏形态影响单桩竖竖向抗拔承承载力的因因素很多，，归纳起来来有以下几几个方面：：1．桩周围土土体的影响响2．桩自身因因素的影响响3．施工因素素的影响4．试验方法法的影响试验加载装装置一般采采用油压千斤顶顶，千斤顶的的加载反力力装置可根根据现场情情况确定，，应尽量利利用工程桩桩为反力锚锚桩，若工工程桩中的的灌注桩作作反力锚桩桩时，宜沿沿灌注桩桩桩身通长配配筋，以免免出现桩身身的破损，，试桩与锚锚桩的最小小间距也可可按表3-1确定。二、试验设设备（一）加载载装置（二）荷载载与变形量量测装置荷载可用放放置于千斤斤顶上的应力环、应应变式压力力传感器直直接测定，也可采用用联结于千千斤顶上的的标准压力力表测定油油压，根据据千斤顶荷载—油压率定曲曲线换算出实际际荷载值。。试桩上拔变形一般用百分表量测测，其布置方方法与单桩桩竖向抗压压静载荷试试验相同。。它主要由加加载装置和和量测装置置组成。1—试桩2—锚桩3—液压千斤顶顶4—表座5—测微表6—基准梁7—球铰8—反力梁9—地面变形测测点10—荷载板从成桩到开开始试验的的时间间隔隔一般应遵遵循下列要要求：在确确定桩身强强度已达到到要求的前前提下，对对于砂类土土，不应少少于10天；对于粉粉土和粘性性土，不应应少于15天；对于淤淤泥或淤泥泥质土，不不应少于25天。三、试验方方法（一）试桩桩要求单桩竖向抗抗拔静载荷荷试验一般般采用慢速速维持荷载载法，先逐逐级加载，，每级加载载为预估极极限荷载的的1/12～1/15，每级荷载载达到相对对稳定后加加一下级荷荷载，直到到试桩破坏坏，然后逐逐级卸载到到零。也可结合本本工程桩的的实际受荷荷情况采用用多循环加加卸载法，，即每级荷荷载下上拔拔量达到相相对稳定后后卸载到零零，然后再再加一下级级荷载。（二）加载载和卸载要要求进行单桩竖竖向抗拔静静荷试验时时，除了要要对试桩的的上拔量进进行观测外外，尚应对对锚桩的上上拔量、桩桩周地面土土的变形情情况以及桩桩身外露部部分裂缝开开展情况进进行观测记记录。试桩的上拔拔量观测，，应在每级级加载后间间隔5、10、15min各测读一次次，以后每每隔15min测读一次，，累计1h后每隔30min测读一次，，每次测读读值记录在在试验记录录表中。（三）变形形观测单桩竖向抗抗拔静载荷荷试验上拔拔量相对稳稳定标准应应以1h内的变形量量不超过0.1mm、并连续出出现两次为为准。（四）上拔拔稳定标准准试验过程中中，当出现现下列情况况之一时，，即可终止止加载：1．桩顶荷载载为桩受拉拉钢筋总极极限承载力力的0.9倍；2．某级荷载载作用下，，桩顶上拔拔位移量为为前一级荷荷作用下的的5倍；3．试桩的累累计上拔量量超过100mm。4．对于验收收抽样检测测的工程桩桩，达到设设计要求的的最大上拔拔荷载值。。（五）终止止加载条件件1．单桩竖向向抗拔静载载荷试验概概况；2．单桩竖向向抗拔静载载荷试验记记录表可参参照表2.3；3．单桩竖向向抗拔静载载荷试验变变形汇总表表可参照表表2.4；4．绘制单桩桩竖向抗拔拔静载荷试试验上拔荷荷载（U）和上拔量量（△）之间的U—△曲线以及△-logt曲线；5．当进行桩桩身应力、、应变量测测时，尚应应根据量测测结果整理理出有关表表格，绘制制桩身应力力、桩侧阻阻力随桩顶顶上拔荷载载的变化曲曲线。6．必要时绘绘制桩土相相对位移△＇-U/Uu(Uu为桩的竖向向抗拔极限限承载力)曲线。四、试验资资料整理五、确定单单桩竖向抗抗拔承载力力1．对于陡变变型的U—△曲线，可根根据U—△曲线的特征征点来确定定，大量试试验结果表表明，单桩桩竖向抗拔拔U—△曲线大致上上可划分为为三段：第第Ⅰ段为直线段段，U—△按比例增加加；第Ⅱ段为曲线段段，随着桩桩土相对位位移量增大大，上拔位位移量比侧侧阻力增加加的速率快快；第Ⅲ段又呈直线线段；第Ⅲ段起始点所所对应的荷荷载值为桩桩的竖向抗抗拔极限承承载力Uu。2．对于缓变变型的U—△曲线，可根根据△-lgt曲线的变化化情况综合合判定，一一般取△-lgt曲线尾部显著弯弯曲的前一一级荷载为为竖向抗拔拔极限承载载力3．根据lgU-lg△曲线业确定定单桩竖向向抗拔极限限承载力时时，可取lgU-lg△双对数曲线线第二拐点点所对应的的荷载为桩桩的竖向极极限抗拔承承载力4．根据△-lgU曲线来确定定单桩竖向向抗拔极限限承载力时时，可取△-lgU曲线的直线线段的起始始点所对应应的荷载值值作为桩的的竖向抗拔拔极限承载载力。将直直线段延长长与横坐标标相交，交点的荷载载值为极限限侧阻力，其余部分分为桩侧阻阻力。第四节单单桩水平平静载荷试试验一、概述1．确定试桩桩的水平承承载能力2．确定试桩桩在各级水水平荷载作作用下桩身身弯矩分布布规律3．确定弹性性地基系数数4．推求桩侧侧土的水平平抗力（q）和桩身挠挠度（y）之间的关关系曲线单桩水平静静载荷试验验装置通常常包加载装装置、反力力装置、量量测装置三三部分。二、试验设设备试桩时一般般都采用卧卧式千斤顶顶加载，用用测力环或或测力传感感器测定施施加的荷载载值，对往往复式循环环试验可采采用双向往往复式油压压千斤顶。。（一）加载载装置反力装置的的选用应考考虑充分利利用试桩周周围的现有有条件，但但必须满足足其承载力力应大于最最大预估荷荷载的1.2～1.5倍的要求，，其作用力力方向上的的刚度不应应小于试桩桩本身的刚刚度。常用用的方法是是利用试桩桩周围的工工程桩或垂垂直静载荷荷试验用的的锚桩作为为反力装置置，也可根根据需要把把两根或更更多根桩连连成一体作作为反力墩墩，条件许许可时也可可利用周围围现有结构构作反力。。（二）反反力装置置工程实例例桩顶的水水平位移移采用大量程百百分表来来量测，每试桩桩都应在在荷载作作用平面面和该平平面以上上50cm左右各安安装一只只或两只只百分表表，下表量测测桩身在在地面处处的水平平位移，，上表量量测桩顶顶水平位位移，根据两两表位移移差与两两表距离离的比值值求出地地面以上上桩身的的转角。。如果桩桩身露出出地面较较短，也也可只在在荷载作作用水平平面上安安装百分分表量测测水平位位移。（三）量量测装置置2．桩身弯弯距量测测水平荷载载作用下下桩身弯弯距并不不能直接接量测得得到，它它只能通通过量测测得到的的桩身应应变来推推算。1．桩顶水水平位移移量测量测桩身身的挠曲曲变形，，可在桩桩内预埋测斜管管，用测斜斜仪量测测不同深深度处桩桩截面倾倾角，利利用桩顶顶实测位位移或桩桩端转角角和位移移为零的的条件（（对于长长桩），，求出桩桩身的挠挠曲变形形曲线。。3．桩身挠挠曲变形形量测1．试桩的的位置应应选择有有代表性性的地点点，一般般应位于于工程建建设或使使用过程程中可能能出现最最不利条条件的地地方；2．试桩前前应在离离试桩边边2～6m范围内布布置工程程地质钻钻孔，在在16D的深度范范围内，，按间距距为1m取土样进进行常规规物理力力学性质质试验，，有条件件时亦应应进行其其它原位位测试；；3．试桩数数量应根根据设计计要求和和工程地地质条件件确定，，一般不不少于2根；4．沉桩时时桩顶中中心偏差差不大于于D/8，并不大大于10cm，轴线倾倾斜度不不大于0.1%。当桩身身埋设有有量测元元件时，，应严格格控制试试桩方向向，使最最终实际际受荷方方向与设设计要求求的方向向之间夹夹角小于于±10°°；5．从成桩桩到开始始试验的的时间间间隔，砂砂性土中中的打入入桩不应应少于3天；粘性性土中的的打入桩桩不应少少于14天；钻孔孔灌注桩桩从灌注注混凝土土到试桩桩时的时时间间隔