DB21-T 3909-2024 大直径基桩自平衡法静载试验技术规程

辽宁省地方标准

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辽宁省市场监督管理局

辽宁省市场监督管理局

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辽宁科学技术出版社 沈阳 根据辽宁省市场监督管理局文件《辽宁省市场监督管理局关于印发

年辽宁省地方标准立项计

号）的要求，由辽宁省建筑设计研究院岩土工程有限责任公司会同有关单位经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国内外先进标准，并在广泛征求意见基础上，本规程主要包括总则、术语和符号、基本规定、现场检测、测试数据的分析与判定等五部分内容本规程由辽宁省住房和城乡建设厅负责管理，由辽宁省建筑设计研究院岩土工程有限责任公司负责具体技术内容的解释。执行本规程过程中如有意见，请寄送至辽宁省建筑设计研究院岩土工程有限

）。本规程主编单位：

本规程参编单位：

刘忠昌

苏艳军

顾银锋

舒昭然（以下按姓氏

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A

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B

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Quoted

..........................................................................

.................................................... 总

则

术

语

和

符

号

在桩身中预埋荷载箱，利用桩身自重、桩侧阻力及桩端阻力互相提供反力检测桩身承载力的试验

基桩上段桩的桩身自重（或自重与附加重量）及极限桩侧摩阻力之和与下段桩极限桩侧摩阻力及

beam

method将自平衡静载试验的荷载箱向上、向下的荷载位移曲线等效转换为相应传统静载试验的荷载位移

u

uu

ud

Ep

W

p

hd

L

dhd

γ

抗压侧阻力转换系数：对应于不同土质桩荷载箱以上部分向下方向侧阻力极限值（相当于抗拔）换算成相同位置处桩向上方向侧阻力极限值（相当于抗压）的折减系数；

基

本

规

定一般规定

为设计提供依据的桩，按设计要求确定最大加载值，应加载至桩侧与桩端的岩土阻力达到极限

工程桩验收检测最大加载值应满足设计对承载力的检测与评价要求，当设计无明确要求时最

倍；

检测方案

检测程序

d

对于受检桩桩身混凝土强度应不低于设计强度的

，或按该强度计算的桩身承载力应大于荷

休止时间

当采用后注浆施工工艺时，除符合本条第

休止时间

检测报告

工程名称、地点、委托方、建设、勘察、设计、监理、施工和检测单位，基础、结构形式、

受检桩的桩型、尺寸、桩号、桩身强度、桩顶标高、荷载箱参数、荷载箱位置、成桩工艺、

当进行分层侧阻力和端阻力测试时，应包括传感器类型、安装位置、轴力计算方法、各级荷

现

场

检

测

仪器设备

）：

检测所使用的仪器仪表及设备应具备检测工作所必需的防尘、防潮、防震等功能，并应能在适

荷载箱应按基桩类型、检测要求及基桩施工工艺定制。荷载箱的技术要求应符合本规程附

E

压，

设备安装

荷载箱埋设位置应符合附录

A

钢筋笼与荷载箱焊接必须保持垂直，荷载箱的顶板和底板应通过

L

型加强筋分别与上下钢筋笼

°；

倍桩直径范围内钢筋笼箍筋应加密处理，其间距取

10mm25mm

40mm

3mm

下笼过程中，需要对位移管线和油管每隔

用扎丝（或绑带）绑扎牢固，并保证护套

当空桩长度超过

2m

时，空桩部分需放置简易钢筋笼（不少于

根主筋，每

2m

设一道加强箍）

3m

桩身混凝土灌注前除荷载箱埋设于桩底外，尚应计算好导管长度配置，确保导管底距荷载箱底

2m

当混凝土接近荷载箱时，应控制导管拆除的节数，拔导管速度应放缓，确保导管底在混凝土

5m

当荷载箱在桩端

范围内时，应采用大料斗并在料斗内满料后正常速率开闸浇筑，放料过

为避免机械挖断油路及位移装置，试桩部位开挖时先由人工准确定位后，方可采用机械配合人

基准桩与受检桩之间的中心距离不应小于

倍的受检桩直径，且不应小于

现场测试

自平衡静载试验宜采用慢速维持荷载法，应采用全自动测试仪测试。

加载应分级进行，采用逐级等量加载，每级荷载为最大荷载值的

0，其中第一级加载量可取

加、卸载时，应使荷载传递均匀、连续、无冲击，且每级荷载在维持过程中的变化幅度不得

位移相对稳定标准：每级荷载作用下每一小时内的沉降量不超过

，并连续出现两次（从

卸载时，每级荷载分别按第

测读位移量，即可卸下一级荷载；卸载至零后，应测读残余位移，维持时间不得小于

，测读时间分别为第

，以后每隔

测读

某级荷载作用下，荷载箱上段或下段位移增量大于前一级荷载作用下位移增量的

倍，且位

40mm

某级荷载作用下荷载箱上段或下段位移增量大于前一级荷载作用下位移增量的

倍，且经

当荷载位移曲线呈缓变型时，向上位移总量可加载至

40mm60mm；向下位移总量可加载至60mm80mm；当桩端阻力尚未充分发挥时，可加载至总位移量超过

80mm

测试桩身应变和桩身截面位移时，试验加载前应测试各传感器初值，宜在每级荷载施加前后 数

据

分

析

与

判

定

应绘制桩身各分段的荷载位移曲线、位移加载时间单对数曲线，也可绘制其他辅助分析所需的

身应或桩测定规程

B

整理，绘身轴力分布图，计算不同土层的桩侧阻力和桩端阻力；必要时也可绘制侧阻力分布、桩端阻荷载

uu

ud

上段桩极限加载值取荷载箱处向上位移总量等于

20mm40mm

对应的荷载值，或按设计要）下段桩极限加载值取荷载箱处向下位移总量等于

40mm

桩端直径（二者取大值）对

不满足本规程第

条情况时，上下段桩极限承载力宜分别取荷载箱处向上、向下的最大加载

基桩自平衡法静载试验测得的荷位移曲线，宜等效转换为相应传统静载试验桩顶加载时的荷

等效转换方法可将自平衡法静载试验测得的荷载箱处向上、向下的荷载位移曲线，等效转换为相应传统静载试验桩顶加载时的荷载位移曲线（图

可参照本方法分段进行转换。等效转换应满足位移连续条件，在自平衡法测得的向上、向下荷载位移

s+

si

si

s

+

ss b

自平衡法静载试验测试荷载移曲线上，取分界截面向上、向下位移大小相等时的对应荷载，

Wg

W

Wg

gEppg

g

L

）；

m）；

i）；

i）；W

荷载箱上段桩自重与附加重量之和（或施加的反力、设计桩顶以上超灌段自重和空桩段回填土自重，地i

mm）；L

m）；p

mEp

）；γ

抗压侧阻力转换系数，宜根据实际情况通过相近条件的比对试验和据上段桩长范围内的岩土类型确定：黏性土、粉土取

，砂石土

范围类型γa

γ

+1

i

i

i

单元单元单元i

节点节点节点节点i节点i+1

qsqsmi单元n荷载箱

节点n节点n+1

smi

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(i)

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+

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i

m）。

uQu

Qu

Wg

Q

Q

Q

uQ

ug

γ

同条件下，对参加统计算术平均的检测桩检测结果，当极差不超过平均值的

时，可取其算

对参加算术平均的检测桩检测结果，当极差超过平均值的

时，应结合桩型、施工工艺、地基条件、基础形式等工程具体情况分析原因，综合确定极限承载力；不能明确极差过大的原因时，应

附录

A

荷载箱埋设位置确定

当受检桩为抗压桩，预估极限端阻力小于预估极限侧阻力时，应将荷载箱置于桩身平衡点处，

当受检桩为抗压桩，预估极限端阻力大于预估极限侧阻力时，可将荷载箱置于桩端，在不影响

当受检桩为抗拔桩时，荷载箱应置于桩端；当荷载箱下部提供的反力不足时，可采取加大桩

ui

l

i

qu

g

i

W

ui

liqu

qup

W

ml

mqu

侧摩阻力极限值（

桩端截面积（mqup

γi

折减系数，取抗压侧阻力转换系数的最大值。较小，适宜于长较大，需提高制作较小，适宜于长温度变化范围较可以实现温度变化温度变化范围较可以实现温度变除非采用六线制，需进行长导线电阻下段桩存在导线影响问题，上段对自身的弯曲、扭可通过标定解决附录

B

桩身内力测试

力测桩身基本的桩侧各摩阻

标定断面：在荷载箱上下

倍桩径范围内各设置一个测量断面作为传感器标定断面，标定断

面：量断两种层的且距的距

力测测试桩型选用式传式应传感器技术、环境特性一览表

传感器技术、环境特性一览表

ii

ei

Ei

i

i

i

）；ei

i

断面处钢筋应变平均值，长期监测时应消除桩身徐变影响；Ei

i

断面处桩身材料弹性模量（凝土桩桩身测量断面与标定断面两者的i

i

m）。

每级试验荷载下，应将桩身不同断面处的轴力值制成表格，并绘制轴力分布图。桩侧土的分qi

i

i+×li

qp

qp

qi

i

i+1

）；qp）；im）；li

i

i+1

m）；n）；m）。

i

σi

E·εi

σi

i

）；E）；εi

i

身断以及桩身的位采用）测（丝）应具有一定的刚度，宜采用内外套管形式，外管固定在桩身，内管下端固定在需测试断面，顶

e

e

e

e

e

r

ε——ε′——rΩ）；Ω）。

采用弦式传感器测量时，应根据率定系数将钢筋计实测频率换算成力，再将力值换算成与钢

e

K

e

eeee′Kεe

附录

C确保衡法验测后工正常，必对测荷载位产的缝行后

注浆管应采用钢管，采用丝扣连接或套焊，确保不漏浆，上下端加盖、管内无异物，应能承

注浆管数量宜根据桩径大小设置。对直径小于

的桩，宜对称布置不少于

根注浆管；

注浆前应进行压水试验，冲洗试验后留下的空隙，直到相邻注浆管返回的水流变清澈后，方

浆液从另外注浆管冒出，相邻注浆管冒出的浆液浓度与注入浆液浓度相差不大时，封闭相邻附录

荷载箱的技术要求

荷载箱应有铭牌，注明规格、额定压力、额定输出推力、质量、出厂编号、制造日期等，同

载箱率为

加载数不于五荷载

额定下持时间

，在额定压力下持荷时间不应小于

，持荷过程中荷载箱不应出现压力减小值大于

等异常

当整体检定受限制时，组成荷载箱的液压缸应为同型号，相同油压时的液压缸出力相对误差

ρb/Apb荷载箱投影面积（mpm

ρ

ρ本标准用词说明

“”“”“”“”“”“”“”“”

条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“……”

“应按……执行”

；非必须引用标准名录

GB

GB

GB

GB

辽宁省地方标准大直径基桩自平衡法静载试验技术规程

条

文

说

明

基本规定

一般规定

检测程序

现场检测

仪器设备

设备安装

现场测试

检测数据分析与判定

附录

荷载箱埋设位置确定

..............................................附录

桩身内力测试

...................................................1 总

则

基桩自平衡法静载试验利用桩身中预埋的荷载箱进行加载，由上段桩的桩侧阻力和下段桩的桩

装置简单，不受场地条件（陆地、水上）和加载吨位限制，不需运输上百吨至数千吨的钢梁

与传统方法相比，试验综合费用低，吨位越大、场地条件越复杂、传统静载试验很难实施时

本规程适用于辽宁省行政区域内建筑、市政工程的大直径混凝土桩、预制桩及钢桩基础竖向承基桩自平衡法静载试验可用于斜桩抗压与抗拔静载荷试验，通过该项检测技术可确定斜桩轴向3

基

本

规

定

一般规定

试验桩的大量测试结果表明，按照岩土工程勘察报告预估的极限承载力加载，往往达不到桩侧与桩端的岩土阻力极限状态。为测得桩周岩土的极限承载力，宜将预估的极限承载力放大后作为最大加载值进行加载。若桩长较短或地层较差，放大系数可取

；若桩长较长或地层较好，放大系数可取

本条规定的检测数量仅为下限，可根据实际情况增加试桩数量。但现实当中一些项目工程桩桩数小于

根，如按现有行业规范检测

根来进行检测造价成本较高且超过施工成本，故建议各单位工

如果不能得出准确判断、为补强或设计变更方案提供可靠依据时，应扩大检测。扩大检测数量宜根据地基条件、桩基设计等级、桩型、施工质量变异性等因素合理确定。倘若初次检测已基本查明质量问

检测时，组成荷载箱的千斤顶缸套和活塞之间会产生相对滑移，荷载箱处的混凝土被拉开，但桩身其它部分未破坏，上、下两段桩仍被荷载箱连在一起。因荷载箱多在桩身下端，试验后通过位移

检测程序

如委托要求的变化、现场调查情况与委托方介绍的不符，或在现场检测尚未全部完成就已发现质量问题而需要进一步排查，都可能使原检测方案中的检测数量、受检桩桩位发生变化。总之，检测方案并

本条提出的检测方案内容为一般情况下包含的内容，某些情况下还需要包括场地开挖、道路、供电、照明等要求。为满足建设方在技术质量、安全及工期方面的要求，检测机构应根据现场情况，从仪器设备、人员组织、质量保证措施、安全措施、检测周期等方面认真编写有针对性的检测方案， 自平衡法为双向加载，桩身产生的应力是传统试验的一半，本规程规定检测时桩身混凝土强度

4

现

场

检

测 仪器设备

荷载箱应根据受检桩的设计单桩竖向承载力等有关技术参数与正规的生产厂家定制。荷载箱

为保证试验现场的人员安全，最大加载压力不应超过压力表、油泵、油管工作压力的

，一般为

。当受条件限制而需加载超过

时，应采用耐压性能更好的配套试验设备，或者采用

m

设备安装

当预估极限端阻力大于预估极限侧阻力时，可将荷载箱置于桩端，同时在桩顶通过配重或锚桩来提供加载所需反力的差值，并且配重或锚桩所能提供的反力不得小于此差值的

倍。当荷载箱埋置在桩端时，直接埋设桩端沉渣或浇筑过程容易造成空洞导致试验失败，故本规程对荷载箱距离桩端位

导向结构应根据现场情况在现场加工制作，数量和直径宜与主筋数相同，当相邻两根导向筋间距大于或小于导管直径的三分之二时，则应增加或减少导向筋数量，避免因导向筋间距过大下放导管钢筋笼之间设置导向筋，导向筋的一端与主筋焊接，一端焊在环形荷载箱板内圆边缘处，导向筋其数量和直径宜等同主筋。导向筋与荷载箱平面的夹角应大于

。导向筋与荷载箱的连接大样图见图

对于预应力混凝土管桩和钢管桩，荷载箱与上、下段桩焊接连接，焊接强度应符合现行国家有由于预应力混凝土管桩一般在工厂中按固定模数生产，平衡点位置未必刚好与模数相符，此时应特别制作一定长度（非标准模数）的管桩节段，以满足平衡点设置的要求。对于钢管桩，可直接在平对于预制混凝土管桩和钢桩，荷载箱可选择打桩过程中焊接，也可在预制过程中同时制作，连接

3

对桩身上部、下部位移测量可采用位移杆或位移丝进行传递，位移杆或位移丝应有护管进行保具体操作步骤为：未浇灌混凝土前将位移杆的一端固定在待测量位移处（一般为荷载箱的上、应注意保护各测点及油管的外露部分，防止施工过程中破坏。注意上位移和下位移当采用位移丝测量装置时，应使用足够的配重使位移丝系紧。根据工程经验，建议优先采用位移

试验各方主体，包括检测方、施工方、监理方等均应认识到荷载箱上部、下部混凝土浇灌密实是确保试验成功的关键因素，如采取措施不当将会导致试验失败。因此施工时应特别留意对荷载箱以上

2m

范围内混凝土的和易性、导管埋入混凝土中的深度以及控制好拔升速度，确保混凝土能浇灌对于桩径

以内的桩混凝土宜采用细石混凝土，因荷载箱中部预留导管孔直径有限，同时自平衡法应用于抗拔试验时，荷载箱埋置于桩端，端承力对试验反力的提供占比一般较大，抗拔

50mm

当自平衡静载试验无地面堆载及锚桩时，基准桩所受试桩的影响小于传统静载试验，基准梁的

受检桩在加、卸载过程中，荷载会传至基准桩周围地基土并使之变形。当受检桩与基准桩间距离较近时，地基土变形对基准桩的变位影响加剧。对于扩底桩、嵌岩桩或桩长较短等，基准桩与受检桩

现场测试

检测数据分析与判定

单桩竖向抗压承载力试验时，荷载箱埋设在设计桩端标高以上，自平衡测试时荷载箱上部桩身自重和桩顶以上空桩段内的物质自重方向与桩侧阻力方向一致，故在判定桩侧阻力时应当扣除。自平衡测出的上段桩的摩阻力方向是向下的，与传统方法得到的摩阻力方向相反。传统加载时，侧阻力将使土层压密，而自平衡法加载时，上段桩侧阻力将使土层减压松散，故该法测出的摩阻力小于传统方

自平衡荷载试验后需要把加载值等效转换为桩顶荷载，