桩基础的静荷载试验测试与检测

桩基础的的测试与与检测桩基础是是一种应应用十分分广泛的的基础形形式，桩桩基的质质量直接接关系到到整个建建筑物的的安危。。桩的施工工具有高高度的隐隐蔽性，，发现质质量问题题难，事事故处理理更难。。桩基础检检测工作作是整个个桩基工工程中不不可缺少少的重要要环节。。基桩静力力荷载试试验基桩低应应变动测测试验基桩的高高应变动动测试验验静力载荷荷试验根据桩的的受力情情况，静静载荷试试验可分分为单桩竖向向抗压静静载试验验、单桩竖向向抗拔静静载试验验、单桩水平平向静载载试验。桩的静荷荷载试验验是确定单桩承载载能力、提供合合理设计计参数以以及检验验桩基质质量最直直观、最最可靠的的方法。。基桩动测测试验20世纪80年代以来来，我国国的基桩桩动测技技术得到到了飞速速发展。。基桩的动动力测试试，一般般是在桩桩顶施加加一激振振能量，，引起桩桩身的振振动，利利用特定定的仪器器记录下下桩身的的振动信信号并加加以分析析，从中中提取能能够反映映桩身性性质的信信息，从从而达到到确定桩身材料料强度、检查桩身的完完整性、评价桩身身施工质质量和桩身承载载力等目的。。按照测试试时桩身身和桩周周土所产产生的相对位移移大小的不不同。基基桩的动动力测试试又可分分为低应变法法和高应变法法。基桩的低低应变动动测试验验基桩的高高应变动动测试验验单桩竖向向抗压静静载荷试试验桩基础是是以承受受竖向下下压荷载载为主的的。单桩桩竖向抗抗压静载载荷试验验采用接接近于竖竖向抗压压桩实际际工作条条件的试试验方法法，确定定单桩的的竖向承载载力。当桩身身中埋设设有量测元件件时，还可可以实测测桩周各土土层的侧侧阻力和和桩端阻阻力。同一条件件下的试试桩数量量不应少少于总桩桩数的1%，并不少少于3根，工程总总桩数在在50根以内时，，不应少少于2根。？抽取多少少根桩进进行载荷荷试验试验设备备加载装置置加载反力力装置可可根据现现场条件件选择锚锚桩横梁梁反力装装置、压压重平台台反力装装置、锚锚桩压重重联合反反力装置置。锚桩反力力架检测测桩基承承载力预制块堆堆载法桩桩基静载载检测大吨位砂砂包堆载载法桩基基静载检检测试桩、锚锚桩和基基准桩之之间的中中心距离离反力系统试桩与锚桩试桩与基准桩基准桩与锚桩压重平台支力墩边压重平台支力墩边锚杆横梁反力装置≥4d≥4d≥4d压重平台反力装置≮2.0m≮2.0m≮2.0m？基准梁要要支撑在在其它工工程桩上上并远离离沉降影影响范围围。压重、基基准梁长长度？压重施加加于地基基的压应应力不宜宜大于地地基承载载力特征征值的1.5倍。作为基准准梁的工工字钢应应尽量长长些，但但其高跨跨比以不不小于1/40为宜。荷载可用放置置于千斤斤顶上的的应力环、应变式压压力传感感器直接测定定，或采采用并联联于千斤斤顶油路路的高精度压压力表或压力传感感器测定，并并根据千千斤顶的的率定曲曲线换算算成荷载载。传感器的的测量误误差不应应大于1％，压力力表精度度等级应应优于或或等于0.4级。重要要的桩基基试验尚尚须在千千斤顶上上放置应应力环或或压力传传感器，，实行双控校正正。测试仪表表沉降测量量一般采用用位移传传感器或或大量程程百分表表，测量量误差不不大于0.1％FS，分辨力力优于或或等于0.01mm。对于直径径和宽边边大于500mm的桩，应应在桩的的两个正正交直径径方向对对称安装装4个位移测测试仪表表；直径和宽宽边小于于等于500mm的桩可对对称安装装2个位移测测试仪表表。沉降测定定平面宜宜在桩顶顶200mm以下位置置，测点点应牢固固地固定定于桩身身。当采用堆堆载反力力装置时时，为了了防止堆堆载引起起的地面面下沉影影响测读读精度，，应采用用水准仪仪对基准准梁进行行监控。。测试仪表表桩身轴力力为了比较较准确地地了解桩桩顶荷载载作用下下桩侧土的的阻力及桩端土阻阻力的变化情情况，需需要在桩桩身中土土层变化化部位和和桩端埋埋设量测测元件。。这些元元件主要要有振弦式钢钢筋应力力计、电阻应变变片和测杆式应应变计。测试仪表表测杆式应应变计1―荷载2―千分表3―空心钢管管或空心心箱形钢钢柱4―测杆15―测杆26―测杆3试验方法法1.试桩要求求为了保证证试验能能够最大大限度地地模拟实实际工作作条件，，使试验验结果更更准确、、更具有有代表性性，进行行载荷试试验的试试桩必须须满足一一定要求求。主要要有以下下几个方方面：（1）试桩的的成桩工工艺和质质量控制制标准应应与工程程桩一致致；（2）混凝土土桩应凿凿掉桩顶顶部的破破碎层和和软弱混混凝土，，桩头顶顶面应平平整，桩桩头中轴轴线与桩桩身上部部的中轴轴线应重重合；（3）桩头主筋应应全部直通至至桩顶混凝土土保护层之下下，各主筋应应在同一高度度上。（4）距桩顶一倍倍桩径范围内内，宜用厚度度为3～5mm的钢板围裹或或距桩顶1.5倍桩径范围内内设置箍筋，，间距不宜大大于100mm。桩顶应设置置钢筋网片2～3层，间距60～100mm；试验方法1.试桩要求（5）桩头混凝土土强度等级宜宜比桩身混凝凝土提高1～2级，且不得低低于C30；（6）对于预制桩桩，如果桩头头出现破损，，其顶部要在在外加封闭箍箍后浇捣高强强细石混凝土土予以加强；；（7）开始试验时时间：预制桩桩在砂土中7天后：粘性土土不得少于15天。灌注桩应应在桩身混凝凝土达到设计计强度后才能能进行；（8）在试桩间歇歇期内，试桩桩区周围30cm范围内尽量不不要产生能造造成桩间土中中孔隙水压力力上升的干扰扰，如打桩等等。试验方法2.加载要求1）加载总量要求求进行单桩竖向向抗压静载荷荷试验时，试试桩的加载量量应满足以下下要求：（1）对于以桩身承承载力控制极极限承载力的的工程桩试验验，加荷至设设计承载力的1.5～2.0倍；（2）对于嵌岩桩，，当桩身沉降降量很小时，，最大加载量量不应小于设设计承载力的的2倍；（3）当以堆载为反反力时，堆载载重量不应小小于试桩预估估极限承载力力的1.2倍。试验方法2）加载方式单桩竖向抗压压静载试验加加载方式有慢速法、快速速法、等贯入入速率法和循循环法等。慢速法是慢速速维持荷载法法的简称，即即先逐级加载载，待该级荷荷载达到相对稳定后，再加下一一级荷载，直直到试验破坏坏，然后按每每级加载量的两倍倍卸载到零。慢速法载荷试试验的加载分分级，一般是是按试桩的最最大预估极限限承载力将荷荷载等分成10～15级逐级施加。试验方法实际试验过程程中，也可将将开始阶段沉沉降变化较小小时的第一、二级荷荷载合并，将试验最后一级荷载载分成两级施施加。卸载应分级级进行，每级级卸载量取加加载时分级荷载的2倍，逐级等量卸卸载。加、卸载时应应使荷载传递递均匀、连续、、无冲击，每级荷载在在维持过程中中的变化幅度度不得超过分分级荷载的±10%。为设计提供供依据的竖向向抗压静载试试验应采用慢慢速维持荷载载法。施工后后的工程桩验验收检测宜采用慢速维维持荷载法。试验方法3.慢速法载荷试试验沉降测读读规定每级加载后按按第5、15、30、45、60min测读桩顶沉降降量，以后每每隔30min测读一次。4.慢速法载荷试试验的稳定标标准每一小时内桩顶的沉降降量不超过0.1mm，并连续出现两次。当桩顶沉降速率率达到相对稳稳定标准时，再施加下一一级荷载。试验方法5.慢速载荷试验验的试验终止止条件当试桩过程中中出现下列条条件之一时，，可终止加荷:（1）某级荷载作作用下，桩顶顶沉降量大于于前一级荷载载作用下沉降降量的5倍；（2）某级荷载作作用下，桩顶顶沉降量大于于前一级荷载载作用下沉降降量的2倍，且经过24h尚未达到相对对稳定标准；（3）已达到设计计要求的最大加载量；（4）当工程桩作作锚桩时，锚桩上拔量已已达到允许值值；（5）当荷载－沉沉降曲线呈缓缓变型时，可可加载至桩顶顶总沉降量60mm～80mm；在特殊情况况下，可根据据具体要求加加载至桩顶累累计沉降量超过80mm。慢速法载荷试试验1.试桩要求2.加载要求3.沉降测读规定定4.稳定标准5.终止条件试验资料的整整理填写试验记录录表为了能够比较较准确地描述静载荷试试验过程中的的现象，便于实际应应用和统计，，单桩竖向抗抗压静载荷试试验成果宜整整理成表格形形式，并且对对成桩和试验验过程中出现现的异常现象象作必要的补补充说明。单桩竖向抗压压静载试验概概况表试验资料的整整理单桩竖向抗压压静载荷试验验记录表试验资料的整整理2.绘制有关试验验成果曲线为了确定单桩桩竖向抗压极极限承载力，，一般应绘制制竖向荷载-沉降（Q-S）、沉降-时间对数（S-lgt）、沉降-荷载对数（S-lgQ）曲线及其它它进行辅助分分析所需的曲曲线。在单桩竖向抗抗压静载荷试试验的各种曲曲线中，不同同地基土、不不同桩型的Q-S曲线具有不同同的特征。典型的单桩竖竖向抗压静载载荷试验曲线线a）软至半硬粘土土中或松砂中中的摩擦桩b）硬粘土中的摩摩擦桩c）桩端支承在软软弱而有孔隙隙的岩石上d）桩端开始离开开了坚硬岩石石，当被试验验荷载压下后后又重新支承承在岩石上e）桩身的裂缝被被试验的下压压荷载闭合f）桩身混凝土被被试验荷载剪剪断1―桩端下岩石结结构的破损2―岩土的总剪切切破坏3、4―正常曲线单桩竖向抗压压承载力的确确定1.单桩竖向抗压压极限承载力力的确定《建筑基桩检测测技术规范》（JGJ106-2003）按下列方法法综合分析确确定单桩竖向向抗压极限承承载力Qu：（1）根据沉降随荷载变变化的特征确定：对于陡陡降型的Q-S曲线，取其发发生明显陡降降的起始点对对应的荷载值值；（2）根据沉降随时间变变化的特征确定：取S-lgt曲线尾部出现现明显向下弯弯曲的前一级级荷载值；（3）某级荷载作作用下，桩顶沉降量大大于前一级荷荷载作用下沉沉降的2倍，且经24h尚未达到相对对稳定标准，，则取前一级级荷载值；（4）对于缓变型型Q-S曲线可根据沉沉降量确定，，宜取S=40mm对应的荷载值值；当桩长大于于40m时，宜考虑桩桩身弹性压缩缩量；对于直直径大于或等等于800mm的桩，可取S=0.05D（D为桩端直径））对应的荷载值值。单桩竖向抗压压承载力的确确定2.单桩竖向抗压压承载力特征征值的确定《建筑地基基础础设计规范》(GB50007-2002)规定的单桩竖竖向抗压承载载力特征值是是按单桩竖向抗压压极限承载力力统计值除以安全系数数2得到。单桩竖向抗压压承载力的确确定单桩竖向抗压压极限承载力力统计值的确定应符合合下列规定：：（1）参加统计计的试桩结果果，当满足其其极差不超过平平均值的30%时，取其平均值值为单桩竖向向抗压极限承承载力。（2）当其极差超过平均均值的30%时，应分析级差差过大的原因因，结合工程程具体情况综综合确定，必必要时可增加加试桩数量。。（3）对桩数为3根或3根以下的柱下承台，，或工程桩抽抽检数量少于3根，应取低值。工程实例一、概况某大厦上部结结构为两幢33层写字楼，下下部结构采用用大直径钻孔孔灌注桩。经经业主、设计计和试桩负责责人三方共同同商定，对施施工编号为148的桩进行单桩桩竖向静载荷荷试验。试桩施工编号桩长(m)桩底标高(m)桩顶标高(m)混凝土灌注量(m3)充盈系数实际桩径(m)14861.62-62.61-1.0093.01.141.39工程实例一、概况某大厦上部结结构为两幢33层写字楼，下下部结构采用用大直径钻孔孔灌注桩。经经业主、设计计和试桩负责责人三方共同同商定，对施施工编号为148的桩进行单桩桩竖向静载荷荷试验。试桩纵向钢筋筋为18φ25通长配置，采用300#商品混凝土灌灌注。试桩施工编号桩长(m)桩底标高(m)桩顶标高(m)混凝土灌注量(m3)充盈系数实际桩径(m)14861.62-62.61-1.0093.01.141.39工程实例二、试验简介介本试验按国标GBJ7-89有关规定进行行；加荷设备备采用液压千斤顶和和锚桩反力梁梁装置；采用位移百分表测量桩顶位移移，固定百分分表的基准梁梁安置在工程程桩上；桩身身应变采用YJ18型电阻应变仪仪测量。试桩的钢筋笼笼上都安装有有电阻应变式式钢筋计，沿沿轴线共布置置9个应变量测截截面，每个截截面上安装4个钢筋计，对对称均匀分布布，应变测量量截面基本上上位桩周各主主要土层的分界面面上。本试验采用慢速维持荷载载，148#桩每级荷载增增量为1500kN，加荷至12000kN时，试桩产生生急剧沉降而而终止加荷。。工程实例1.单桩竖向极限限承载力按GBJ7-89和JGJ4-80规范，取Q-S曲线明显陡降降的起始点所所对应的荷载载为单桩竖向向极限荷载，，148#桩的极限荷载载为10500kN。2.桩身钢筋混凝凝土应力应变变关系由试验实测各各级荷载下标标定面的轴向向应变值和对对应的应力计计算值，可得得各试桩标定定面钢筋混凝凝土的轴向应应力和应变关关系，回归分分析表明，二二次方程可较较为准确地表表达这种非线线性关系，方方程形式为：：式中a0、a1、a2──回归系数。148#桩的回归方程程系数为a0=-0.1527516，a1=0.6164006××105，a2=-0.1121264×109。工程实例3.桩身轴力计算算根据预埋钢筋筋计的应变数数据，以下式式计算各测量量截面的轴力力：式中Qij和εij──分别为第j级荷载作用下下的轴力和应应变；AP──桩身平均横截截面积。4.平均摩阻力计计算由于钢筋计都都是有意识地地安装在各土土层的分界面面上，根据轴轴力计算值，，各土层的平平均摩阻力可可按下式计算算：式中AS──第i桩节的侧表面面积。5.持力层桩端承承力计算P~s曲线桩身轴力图工程实例三、结论：148#桩竖向极限承承载力为10500kN，桩侧极限摩摩阻力为9350kN。148#桩产生急剧沉沉降时，实测测端承力为7370kN，此时桩周摩摩阻力明显降降低。本工程桩平均均单位侧摩阻阻力分别为淤淤泥⑶qsu=16～20kPa；粉土和淤泥泥质土互层⑷⑷～⑺qsu=35～40kPa；粉质粘土和和碎砾石互层层⑻～⑾qsu=35～45kPa；残积粉土层层⑿qsu=50～55kPa，持力层极限限端承力为：：qp=4.85Mpa。经桩身内钻孔孔取芯，148#桩桩尖下部有有27cm沉渣。沉渣主主要由护壁泥泥浆、小砾、、卵石及残积积土碎屑组成成。报告编写语言通顺，用用词科学规范范表格简练，数数据正确可信信图件美观，内内容重点突出出图表文字报告编写一、概况工程名称：xxxxxx工程地点：xxxxxx委托单位：xxxxxx勘察单位：xxxxxx设计单位：xxxxxx（桩型；桩径；；混凝土等级级；加荷极限限）施工单位：xxxxxx（成桩方式；；施工纪录））测试单位：xxxxxx（测试标准；测测试内容；测测试数量；测测试时间）报告编写二、场地地质质条件工程实例三、测试仪器器、原理、方方法1试验仪器2试验原理3试验规程四、检测桩基基本情况1试桩施工情况况和基本参数数2试桩桩位五、实测曲线线1Q～S曲线2S～lgt曲线六、检测成果果及分析意见见报告编写报告编写报告编写报告编写单桩竖向抗拔拔静载荷试验验高耸建（构））筑物往往要要承受较大的的上拔荷载，，而桩基础是是建（构）物物抵抗上拔荷荷载的重要基基础型式。迄今为止，桩桩基础上拔承承载力的计算算还是一个没没有从理论上上解决的问题题，在这种情情况下，现场场原位试验在在确定单桩竖竖向抗拔承载载力中的作用用就更显得尤尤为重要。单桩竖向抗拔拔静载荷试验验就是采用接接近于竖向抗抗拔桩实际工工作条件的试试验方法，确确定单桩的竖竖向抗拔极限限承载能力。。试验设备单桩竖向抗拔拔承载力试验验装置。它主主要由加载装置和量测装置组成。1.加载装置试验加载装置置一般采用油压千斤顶，千斤顶的加加载反力装置置可根据现场场情况确定，，可以利用工程桩为反力锚桩，，也可采用天然地基提供支座反力力。试验设备若工程桩中的的灌注桩作为为反力锚桩时时，宜沿灌注注桩桩身通长配筋，以免出现桩桩身的破损；；采用天然地基基提供反力时时，施加于地地基的压应力力不宜超过地地基承载力特特征值的1.5倍；反力梁支点重心应与支柱中心重合；反力桩顶面应平整整并具有一定的的强度。试验设备2.荷载与变形量量测装置荷载可用放置置于千斤顶上上的应力环、应变变式压力传感感器直接测定，也也可采用连接接于千斤顶上上的标准压力表测定油压，根据千千斤顶荷载-油压率定曲线线换算出实际际荷载值。试桩上拔变形形一般用百分表量测，其布置置方法与单桩桩竖向抗压静静载荷试验相相同。试验方法1.现场检测从成桩到开始试验的时间间隔一一般应遵循下下列要求：在在确定桩身强强度已达到要要求的前提下下，对于砂类类土，不应少少于10d；对于粉土和和粘性土，不不应小于15d；对于淤泥或或淤泥质土，，不应少于25d。单桩竖向抗拔拔静载荷试验验一般采用慢速维持荷载载法，需要时也可可采用多循环加、卸卸载法，慢速维持荷荷载法的加载载分级、试验验方法可按单单桩竖向抗压压静载试验的的规定执行。。试验方法2.终止加载条件件试验过程中，，当出现下列列情况之一时时，即可终止止加载：（1）按钢筋抗拉拉强度控制，，桩顶上拔荷荷载达到钢筋筋强度标准值值的0.9倍；（2）某级荷载作作用下，桩顶顶上拔位移量量大于前一级级上拔荷载作作用下上拔量量的5倍；（3）试桩的累计计上拔量超过过100mm；（4）对于抽样检检测的工程桩桩，达到设计计要求的最大大上拔荷载值值。试验资料整理理陡变型U-δ曲线确定单桩桩竖向抗拔极极限承载力缓变型U-δ曲线根据δ-lgt曲线确定单桩竖向向抗拔极限承承载力确定单桩竖向向抗拔承载力力根据δ-lgU曲线确定单桩桩竖向抗拔极极限承载力lgU单桩水平静载载荷试验以桩顶自由的的单桩为对象象，采用接近近于水平受荷荷桩实际工作作条件的试验验方法，得到到如下结果：：（1）确定试桩的的水平承载力力（2）确定试桩在在各级水平荷荷载作用下桩桩身弯矩的分分布规律。（3）确定弹性地地基系数（4）推求桩侧土土的水平抗力力(q)和桩身挠度(y)之间的关系曲曲线。试验设备单桩水平荷载载试验装置1－百分表；2－桩；3－千斤顶；4－导木；5－钢管；6－垫层；7－试桩图8.2.5单桩水平荷载试验装置1－百分表；2－桩；3－千斤顶；4－导木；5－钢管；6－垫层；7－试桩加载装置采用卧式千斤斤顶加载，加加载能力不小小于最大试验验荷载的1.2倍反力装置承载力应大于于最大预估荷荷载的1.2倍，作用力方方向上的刚度度不应小于试试桩本身的刚刚度。量测测装装置置（1）桩桩顶顶水水平平位位移移大量量程程百百分分表表量量测测，，根根据据桩桩身身在在地地面面处处和和桩桩顶顶水水平平位位移移差差和和两两表表距距离离可可求求出出地地面面以以上上桩桩身身转转角角。。（2）桩桩身身弯弯矩矩量量测测在桩桩身身贴贴应应变变量量测测元元件件，，沿沿受受力力方方向向对对称称布布置置在在远远离离中中性性轴轴的的受受拉拉和和受受压压主主筋筋上上。。（3）桩桩身身挠挠曲曲变变形形观观测测试验验方方法法1、试试桩桩要要求求试桩桩的的位位置置根根据据场场地地地地质质、、地地形形条条件件和和设设计计要要求求及及地地区区经经验验的的因因素素综综合合考考虑虑，，选选择择有有代代表表性性的的地地点点，，一一般般应应位位于于工工程程建建设设或或使使用用过过程程中中可可能能出出现现最最不不利利条条件件的的地地方方布置置工工程程地地质质钻钻孔孔，，去去土土样样进进行行物物理理力力学学性性质质试试验验试桩桩数数量量一一般般不不少少于于2根沉桩桩时时桩桩顶顶中中心心偏偏差差不不大大于于D/8，不不大大于于10cm，轴轴线线倾倾斜斜度度不不大大于于0.1%。2、加加载载、、卸卸载载方方式式单向向多多循循环环加加载载法法：：取取预预估估水水平平极极限限承承载载力力的的1/15~1/10作为为每每级级荷荷载载的的加加载载量量，，每每级级荷荷载载施施加加后后，，恒恒载载4min测读读水水平平位位移移，，然然后后卸卸载载至至零零，，停停2min测读读残残余余水水平平位位移移，，完完成成一一个个加加卸卸载载循循环环，，如如此此循循环环5次便便完完成成一一级级荷荷载载的的观观测测。。试试验验时时加加载载时时间间应应尽尽量量短短，，测测量量位位移移的的时时间间间间隔隔应应严严格格准准确确，，试试验验不不得得中中途途停停止止。。慢速速维维持持加加载载法法：：事事先先估估计计单单桩桩所所能能承承受受的的最最大大荷荷载载，，每每级级荷荷载载加加载载量量为为最最大大试试验验荷荷载载的的1/10。每每级级卸卸载载量量为为加加载载量量的的2倍。。加加载载时时每每级级荷荷载载维维持持20min，每每间间隔隔5min测读读一一次次读读数数；；卸卸载载时时每每级级维维持持10min，每每隔隔5min测读读一一次次读读数数。。3、试试验验终终止止条条件件当试试验验过过程