桩基础的测试与检测试验方法

桩基础的测试与检测xxx2015.8第一节概述一、桩基的基本知识（一）桩基的分类a.摩擦桩

当软土层很厚，桩端达不到坚硬土层或岩层上时，则桩顶的极限荷载主要靠桩身与周围土层之间的摩擦力来支承，桩尖处土层反力很小，可忽略不计。

根据桩的承载性状、施工方法、桩身材料和设置效应等可将其分为多种类型。1、按承载性状分类：二、桩的分类c.摩擦端承桩

桩顶的极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，但主要由桩端阻力承受。d.端承摩擦桩

桩顶的极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，但主要由桩侧阻力承受。b.端承桩

桩穿过软弱土层，桩端支承在坚硬土层或岩层上时，则桩顶极限荷载主要靠桩尖处坚硬岩土层提供的反力来支承，桩侧摩擦力很小，可以忽略不计。较坚硬(a)摩擦桩(b)端承摩擦桩较坚硬土层坚硬土层(c)摩擦端承桩(d)端承桩a、挤土桩实心的预制桩，木桩、封闭的管桩，打桩时将使桩位处的土大量排挤变形。粘性土受扰动强度降低。b、部分挤土桩开口的钢管桩，H型钢桩等对土的挤压不大，对土的物理力学性质影响不大。c、非挤土桩先钻孔再打入的预制桩。3、按设置效应分类：2、按施工方法分类：

预制桩：钢筋砼桩、钢桩、木桩。

灌注桩：现场桩位钻孔，孔内设钢筋笼后浇砼。（二）桩基的设计和选型1．桩基的安全性要求2．桩基设计的合理性。

3．桩基设计的经济性。二、桩基检测方法分类

1．单桩竖向抗压静载试验：主要测定桩承受竖向下压荷载能力。（常规试验）。2．单桩竖向抗拔静载试验：主要测定桩承受竖向上拔荷载的能力。（抗浮、抗倾覆要求）。3．单桩水平静载试验：主要测定桩承受水平荷载的能力。（高耸建筑物、构筑物承受地震、风荷载、码头抗水冲击荷载）。（一）按桩身受荷方式分类1．慢速维持荷载法：即逐级加载，每级荷载达到相对稳定后加下一级，直到试桩破坏，然后卸荷。2．多循加卸载法：每级荷载达到相对稳定后卸载到零。3．快速维持荷载法：即一般每隔一小时加一级荷载。（二）按加载方式分类第二节单桩竖向抗压静载试验

单桩静载荷试验目的是获取桩基设计所必需的计算参数，对桩型和桩基持力层进行比较和选择，充分发挥地基支承力和桩身结构强度，使二者能够匹配，获取最佳的技术经济效果，并通过打桩掌握桩身应力，选择桩锤，研究停锤标准，预估沉桩可能性，为顺利施工创造条件，提供必要的资料，或对工程桩的承载力进行抽样检验和评价。一、试验目的和试验要求1．初步选定桩型、桩基持力层、试桩和锚桩的尺寸；2．经过技术经济比较，选择不同的桩型和桩材；3．确定的试桩数量；4．预估沉桩的难易程度。确定合适的打桩机械和桩锤，制定沉桩措施，达到沉桩要求；5．预估锚桩的抗拔能力；6．当试桩和锚桩采用标准设计时，应对桩的抗压强度和抗拉强度进行验算；7．根据预估的单桩承载力验算反力架系统结构强度及变形；8．编制详细的试桩大纲。二、试桩前的准备工作一般采用油压千斤顶，千斤顶规格有500kN、1000kN、2000kN、3000kN、5000kN。可选用单个千斤顶、多个千斤顶，当采用2个以上千斤顶加载时应将千斤顶并联同步工作，并使千斤顶的合力通过试桩中心。三、试验设备（一）加载装置试验装置锚桩横梁反力装置试桩压重千斤顶支墩横梁压重平台反力装置小梁横梁锚桩试桩锚桩千斤顶锚桩横梁反力装置压重平台反力装置1锚桩横梁反力装置：四根桩作锚，亦可二桩、六桩、八桩作锚桩。锚桩、反力梁提供反力应不小于预估最大试验荷载的1.2～1.5倍。采用工程桩作锚时，应对试验过程锚桩上拔量进行监测。2压重平台反力装置：压重量不得少于预估试桩破坏荷载的1.2倍，压重应在试验开始前一次加上，并均匀稳固放置于平台上。3锚桩压重联合反力装置：当试桩最大加载量超过锚桩的抗拔能力时，可在横梁上放置或悬挂一定重物，由锚桩和重物共同承受千斤顶加载反力。（二）反力装置a、四锚桩试验(1)荷载：放置于千斤顶上的应力环、应变式压力传感器直接测定，亦可采用并联于千斤顶上的高精度压力表测定的油压，并根据千斤顶的率定曲线换算成荷载。(2)沉降观测装置：一般采用百分表或电测位移计。对于大直径桩，应在桩的两正交直径方向对称安装4个位移测试仪表；中、小直径桩可安装2个或3个。沉降测定平面离开桩顶的距离不应小于0.5倍桩径，固定和支承百分表的夹具和横梁在构造上应确保不因气温、振动及其它外界因素的影响而发生竖向变位。。（三）量测装置1．测试仪表

2．桩身量测元件

（1）振弦式钢筋应力计（2）电三阻应三变片（3）测三杆式三应变三计图2.三2测杆三式应三变仪1-三-荷载2—千分三表3—空心三钢管三桩或三空心三箱形三钢柱4—测杆1三5三—测杆2三6三—测杆31．试三桩顶三部一三般应三予以三加强三，凿三除浮三浆，三用高三标号三砂浆三将桩三顶抹三平；2．对三于预三制桩三顶，三如果三桩头三出现三破损三，其三顶部三要在三外加三封闭三箍后三浇捣三高强三细石三混凝三土予三以加三强；3．试三桩顶三部露三出地三面高三度不三宜小三于60三cm，试三桩的三倾斜三度不三应大三于1%；4．试三桩的三成桩三工艺三和质三量控三制标三准应三严格三遵守三有关三规程三，并三与工三程桩三保持三一致三；5．从予三制桩三打入三和灌三注桩三成桩三到开三始试三验的三时间三间隔三，在三桩身三强度三达到三设计三要求三的前三提下三：对三于砂三类土三，不三应少三于7d；对三于一三般粘三性土三，不三应少三于15三d；对三于粘三土与三砂交三互的三土层三可取三中间三值；三对于三淤泥三或淤三泥质三土，三不应三少于25三d；6．在三试桩三间歇三期内三，试三桩区三周围30三m范围三内尽三量不三要产三生能三造成三桩间三土中三孔隙三水压三力上三升的三干扰四、三试验三方法（一三）试三桩要三求试桩三的加三载量三应满三足以三下要三求：（1）对三于以三桩身三承载三力控三制极三限承三载力三的工三程桩三试验三，加三荷至三设计三承载三力2.三0倍；（2）对三于嵌三岩桩三，当三桩身三沉降三量很三小时三，最三大加三载量三不应三小于三设计三承载三力的2倍；（3）当三以堆三载为三反力三时，三堆载三重量三不应三小于三试桩三预估三极限三承载三力的1.三2倍。（二三）加三载要三求单桩三竖向三抗压三静载三荷试三验的三加载三方式三有：慢速三法快速三法等贯三入速三率法循环三法等三。（三三）加三载方三式每级三加载三后，三隔5、10、15三mi三n各测三读一三次读三数，三以后三每隔15三mi三n后测三读一三次，三累计1h后每三隔0.三5h测读三一次三。1、慢三速法三载荷三试验三沉降三测读三规定在每三级荷三载作三用下三，桩三的沉三降量三满足三连续三两次0.三1m三m/三h。在三软土三地区三，这三个标三准可三适当三放宽三。在三上海三地区三的一三些工三程中三，已三采用三了新三的稳三定标三准，三试桩三沉降三速率三虽然三还没三有达三到0.三1m三m/三h，但三在连三续观三测的三半小三时沉三降量三中，三出现三相邻三三次三平均三沉降三速率三呈现三衰减三，即三可认三为该三级荷三载下三的沉三降已三趋于三稳定三。2、慢三速法三载荷三试验三的稳三定标三准当试三桩过三程中三出现三下列三条件三之一三时，三可终三止加三荷：（1）某三级荷三载作三用下三，桩三顶沉三降量三大于三前一三级荷三载作三用下三沉降三量的5倍；（2）某三级荷三载作三用下三，桩三的沉三降量三大于三等于三前一三级荷三载作三用下三沉降三量的2倍，三且经三过24三h尚未三达到三相对三稳定三标准三；（3）已三达到三设计三要求三的最三大加三载量三；（4）当三工程三桩作三锚桩三时，三锚桩三上拔三量已三达到三允许三值；（5）当三荷载三沉降三曲线三呈缓三变型三时，三可加三载至三桩顶三总沉三降量60三-8三0m三m，在三特殊三情况三下，三可根三据具三体要三求加三载至三桩顶三累计三沉降三量超三过80三mm。3、慢三速载三荷试三验的三试验三终止三条件每级三卸载三值为三加载三增量三的二三倍。三每级三荷载三维持1小时三，卸三载后三按第15、30、60三mi三n测读三一次三桩顶三沉降三量后三，即三可卸三下一三级荷三载。三全部三卸载三后，三维持三时间三为3h，测三读时三间为三第15、30三mi三n，以三后每三隔30三m三in读一三次。4、慢三速载三荷试三验的三卸荷三规定1.场地三准备三平三整场三地，三开挖三试桩三和锚三桩。2.吊装三前准三备三设三立支三墩，三铺平三桩顶三，千三斤顶三就位三。3.设备三吊装三注意三吊装三顺序三：先三主梁三，后三次梁三。4.仪表三安装三、连三接，三调试三。五、三试验三设备三安装三（锚三桩式三）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反力三装置距离试桩三、锚三桩和三基准三桩之三间的三中心三距离六、三试验三资料三整理三分析（一三）填三写试三验记三录表单桩三竖向三抗压三静载荷试验概况三表单桩三竖向三抗压三静载三荷试三验记录三表单桩三竖向三抗压三静载三荷试三验结果三汇总三表。为了三确定三单桩三竖向三抗压三极限三承载三力，三一般三应绘三制Q-三s、s-三lg三t、s-三lg三Q曲线三，以三及其三它进三行辅三助分三析所三需的三曲线三。不三对s求lg。（二三）绘三制有三关试三验成三果曲三线（三三）单三桩竖三向承三载力标准三值确定1．JG三J1三06三-2三01三9规定三：（1）根三据沉三降随三荷载三变化三的特三征确三定。三对于三陡降三型Q-三s曲线三，取三明显三陡降三的起三始点三。（2）根三据沉三降随三时间三的变三化特三征确三定，三取s-三lg三t曲线三尾部三出现三明显三向下三弯曲三的前三一级三荷载三值。（3）当三出现三规定三终止三加载三条件三第2款情三况时三，取三其前三一级三荷载三值。（4）对三于缓三变型Q-三s曲线三可根三据桩三顶沉三降量三确定,宜取s=三40三mm对应三的荷三载；三对直三径大三于或三等于80三0m三m桩，三可取s=三0.三05D（D为桩三端直三径）三对应三的荷三载值三。（5）三参加三统计三的试三桩结三果，三当满三足其三极差三不超三过平三均值三的30三%时，三取其三平均三值为三单桩三竖向三抗压三极限三承载三力。（6）当三极差三超过三平均三值的30三%时，三应分三析极三差过三大的三原因三，结三合工三程具三体情三况综三合确三定，三必要三时可三增加三试桩三数量三。（7）对三桩数三为3根或3根以三下的三柱下三承台三，或三工程三桩抽三检数三量少三于3根时三，取三低值三。单位三工程三同一三条件三下的三单桩三竖向三抗压三承载三力特三征值Ra应按三单桩三竖向三抗压三极限三承载三力统三计值三的一三半取三值。（四三）单三桩竖三向抗三压承三载力特征三值Ra第三三节三单桩三竖向三抗拔三静载三荷试三验一、三概述承受三上拔三荷载三单桩三的破三坏形三态可三归纳三为图2.三3所示三的几三中形三式：图2.三3竖向三上拔三荷载三作用三下单三桩的三破坏三形态影响三单桩三竖向三抗拔三承载三力的三因素三很多三，归三纳起三来有三以下三几个三方面三：1．桩三周围三土体三的影三响2．桩三自身三因素三的影三响3．施三工因三素的三影响4．试三验方三法的三影响试验三加载三装置三一般三采用油压三千斤三顶，千三斤顶三的加三载反三力装三置可三根据三现场三情况三确定三，应三尽量三利用三工程三桩为三反力三锚桩三，若三工程三桩中三的灌三注桩三作反三力锚三桩时三，宜三沿灌三注桩三桩身三通长三配筋三，以三免出三现桩三身的三破损三，试三桩与三锚桩三的最三小间三距也三可按三表3-三1确定三。二、三试验三设备（一三）加三载装三置（二三）荷三载与三变形三量测三装置荷载三可用三放置三于千三斤顶三上的应力三环、三应变三式压三力传三感器三直接三测定，也三可采三用联三结于三千斤三顶上三的标三准压三力表三测定三油压三，根三据千三斤顶荷载—油压三率定三曲线换算三出实三际荷三载值三。试桩上拔三变形一般三用百分三表量三测，其三布置三方法三与单三桩竖三向抗三压静三载荷三试验三相同三。它主三要由三加载三装置三和量三测装三置组三成。1—试桩2—锚桩3—液压三千斤三顶4—表座5—测微三表6—基准三梁7—球铰8—反力三梁9—地面三变形三测点10三—荷载三板从成三桩到三开始三试验三的时三间间三隔一三般应三遵循三下列三要求三：在三确定三桩身三强度三已达三到要三求的三前提三下，三对于三砂类三土，三不应三少于10天；三对于三粉土三和粘三性土三，不三应少三于15天；三对于三淤泥三或淤三泥质三土，三不应三少于25天。三、三试验三方法（一三）试三桩要三求单桩三竖向三抗拔三静载三荷试三验一三般采三用慢三速维三持荷三载法三，先三逐级三加载三，每三级加三载为三预估三极限三荷载三的1/三12～1/三15，每三级荷三载达三到相三对稳三定后三加一三下级三荷载三，直三到试三桩破三坏，三然后三逐级三卸载三到零三。也可三结合三本工三程桩三的实三际受三荷情三况采三用多三循环三加卸三载法三，即三每级三荷载三下上三拔量三达到三相对三稳定三后卸三载到三零，三然后三再加三一下三级荷三载。（二三）加三载和三卸载三要求进行三单桩三竖向三抗拔三静荷三试验三时，三除了三要对三试桩三的上三拔量三进行三观测三外，三尚应三对锚三桩的三上拔三量、三桩周三地面三土的三变形三情况三以及三桩身三外露三部分三裂缝三开展三情况三进行三观测三记录三。试桩三的上三拔量三观测三，应三在每三级加三载后三间隔5、10、15三mi三n各测三读一三次，三以后三每隔15三mi三n测读三一次三，累三计1h后每三隔30三mi三n测读三一次三，每三次测三读值三记录三在试三验记三录表三中。（三三）变三形观三测单桩三竖向三抗拔三静载三荷试三验上三拔量三相对三稳定三标准三应以1h内的三变形三量不三超过0.三1m三m、并三连续三出现三两次三为准三。（四三）上三拔稳三定标三准试验三过程三中，三当出三现下三列情三况之三一时三，即三可终三止加三载：1．桩三顶荷三载为三桩受三拉钢三筋总三极限三承载三力的0.三9倍；2．某三级荷三载作三用下三，桩三顶上三拔位三移量三为前三一级三荷作三用下三的5倍；3．试三桩的三累计三上拔三量超三过10三0m三m。4．对三于验三收抽三样检三测的三工程三桩，三达到三设计三要求三的最三大上三拔荷三载值三。（五三）终三止加三载条三件1．单三桩竖三向抗三拔静三载荷三试验三概况三；2．单三桩竖三向抗三拔静三载荷三试验三记录三表可三参照三表2.三3；3．单三桩竖三向抗三拔静三载荷三试验三变形三汇总三表可三参照三表2.三4；4．绘三制单三桩竖三向抗三拔静三载荷三试验三上拔三荷载三（U）和三上拔三量（△）之三间的U—三△曲线三以及△-l三og三t曲线三；5．当三进行三桩身三应力三、应三变量三测时三，尚三应根三据量三测结三果整三理出三有关三表格三，绘三制桩三身应三力、三桩侧三阻力三随桩三顶上三拔荷三载的三变化三曲线三。6．必三要时三绘制三桩土三相对三位移△＇-U三/U三u(Uu为桩三的竖三向抗三拔极三限承三载力)曲线三。四、三试验三资料三整理五、三确定三单桩三竖向三抗拔三承载三力1．对三于陡三变型三的U—三△曲线三，可三根据U—三△曲线三的特三征点三来确三定，三大量三试验三结果三表明三，单三桩竖三向抗三拔U—三△曲线三大致三上可三划分三为三三段：三第Ⅰ段为三直线三段，U—三△按比三例增三加；三第Ⅱ段为三曲线三段，三随着三桩土三相对三位移三量增三大，三上拔三位移三量比三侧阻三力增三加的三速率三快；三第Ⅲ段又三呈直三线段三；第Ⅲ段起三始点三所对三应的三荷载三值为三桩的三竖向三抗拔三极限三承载三力Uu。2．对三于缓三变型三的U—三△曲线三，可三根据△-l三gt曲线三的变三化情三况综三合判三定，三一般三取△-l三gt曲线尾部三显著三弯曲三的前三一级三荷载三为竖三向抗三拔极三限承三载力3．根三据lg三U-三lg三△曲线三业确三定单三桩竖三向抗三拔极三限承三载力三时，三可取lg三U-三lg三△双对三数曲三线第三二拐三点所三对应三的荷三载为三桩的三竖向三极限三抗拔三承载三力4．根三据△-l三gU曲线三来确三定单三桩竖三向抗三拔极三限承三载力三时，三可取△-l三gU曲线三的直三线段三的起三始点三所对三应的三荷载三值作三为桩三的竖三向抗三拔极三限承三载力三。将三直线三段延三长与三横坐三标相三交，交点三的荷三载值三为极三限侧三阻力，其三余部三分为三桩侧三阻力三。第四三节三单三桩水三平静三载荷三试验一、三概述1．确三定试三桩的三水平三承载三能力2．确三定试三桩在三各级三水平三荷载三作用三下桩三身弯三矩分三布规三律3．确三定弹三性地三基系三数4．推三求桩三侧土三的水三平抗三力（q）和三桩身三挠度三（y）之三间的三关系三曲线单桩三水平三静载三荷试三验装三置通三常包三加载三装置三、反三力装三置、三量测三装置三三部三分。二、三试验三设备试桩三时一三般都三采用三卧式三千斤三顶加三载，三用测三力环三或测三力传三感器三测定三施加三的荷三载值三，对三往复三式循三环试三验可三采用三双向三往复三式油三压千三斤顶三。（一三）加三载装三置反力三装置三的选三用应三考虑三充分三利用三试桩三周围三的现三有条三件，三但必三须满三足其三承载三力应三大于三最大三预估三荷载三的1.三2～1.三5倍的三要求三，其三作用三力方三向上三的刚三度不三应小三于试三桩本三身的三刚度三。常三用的三方法三是利三用试三桩周三围的三工程三桩或三垂直三静载三荷试三验用三的锚三桩作三为反三力装三置，三也可三根据三需要三把两三根或三更多三根桩三连成三一体三作为三反力三墩，三条件三许可三时也三可利三用周三围现三有结三构作三反力三。（二三）反三力装三置工程三实例桩顶三的水三平位三移采三用大量三程百三分表三来量三测，每三试桩三都应三在荷三载作三用平三面和三该平三面以三上50三cm左右三各安三装一三只或三两只三百分三表，下表三量测三桩身三在地三面处三的水三平位三移，三上表三量测三桩顶三水平三位移，根三据两三表位三移差三与两三表距三离的三比值三求出三地面三以上三桩身三的转三角。三如果三桩身三露出三地面三较短三，也三可只三在荷三载作三用水三平面三上安三装百三分表三量测三水平三位移三。（三三）量三测装三置2．桩三身弯三距量三测水平三荷载三作用三下桩三身弯三距并三不能三直接三量测三得到三，它三只能三通过三量测三得到三的桩三身应三变来三推算三。1．桩三顶水三平位三移量三测量测三桩身三的挠三曲变三形，三可在三桩内三预埋测三斜管，用三测斜三仪量三测不三同深三度处三桩截三面倾三角，三利用三桩顶三实测三位移三或桩三端转三角和三位移三为零三的条三件（三对于三长桩三），三求出三桩身三的挠三曲变三形曲三线。3．桩三身挠三曲变三形量三测1．试三桩的三位置三应选三择有三代表三性的三地点三，一三般应三位于三工程三建设三或使三用过三程中三可能三出现三最不三利条三件的三地方三；2．试三桩前三应在三离试三桩边2～6m范围三内布三置工三程地三质钻三孔，三在16三D的深三度范三围内三，按三间距三为1m取土三样进三行常三规物三理力三学性三质试三验，三有条三件时三亦应三进行三其它三原位三测试三；3．试三桩数三量应三根据三设计三要求三和工三程地三质条三件确三定，三一般三不少三于2根；4．沉三桩时三桩顶三中心三偏差三不大三于D/三8，并三不大三于10三cm，轴三线倾三斜度三不大三于0.三1%。当三桩身三埋设三有量三测元三件时三，应三严格三控制三试桩三方向三，使三最终三实际三受荷三方向三与设三计要三求的三方向三之间三夹角三小于±1三0°；5．从三成桩三到开三始试三验的三时间三间隔三，砂三性土三中的三打入三桩不三应少三于3天；三粘性三土中三的打三入桩三不应三少于14天；三钻孔三灌注三桩从三灌注三混凝三土到三试桩三时的三时间三间隔三一般三不少三于28天。三、三试验三方法（一三）试三桩要三求（二三）加三载和三卸载三方式常用三的加三、卸三荷方三式有三单向三多循三环加三、卸三荷法三和双三向多三循环三加卸三荷法三。《建筑三桩基三技术三规范》（JG三J9三4-三20三19）推三荐进三行单三桩水三平静三载荷三试验三时应三采用三单向三多循三环加三载法三，可三取预三估单三桩水三平极三限承三载力三的1/三10～1/三15作为三每级三荷载三的加三载增三量。三根据三桩径三的大三小并三适当三考虑三土层三的软三硬程三度，三对于三直径30三0～10三00三0m三m的桩三，每三级荷三载增三量可三取