关于桩与地基静载试验几种方法的比较

1关于桩与地基静载试验几种方法的比较李大展邹庆祥陈钟（国家建筑工程质量监督检验中心，北京100013）[摘要]本文对各有关规范中，关于桩与地基静载试验方面的规定，进行了较详细的比较，提出在实施中应该注意的若干问题，供同行参考。[关键词]基桩复合地基静载试验比较1概述静载试验是桩与地基验收的主要手段，对于建筑领域涉及这一课题的规范约有下列6本：（1）建筑地基基础设计规范GB50007-2003（以下简称地基设计规范）；（2）建筑桩基技术规范JGJ94-94（以下简称桩基规范）；（3）建筑地基处理技术规范JGJ79-2002（以下简称地基处理规范）；（4）建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003（以下简称基桩检测规范）；（5）建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002（以下简称地基验收规范）；（6）岩土工程勘察规范GB50021-2001（以下简称岩土勘察规范）。下面按桩与地基两个部分，对各本规范中有关工程验收时静载试验（仅指竖向抗压慢速维持荷载法，下同）的规定作一研究、比较。2桩的静载试验2.1检验数量和方法《地基设计规范》第10.1.8条规定：“施工完成后的工程桩应进行竖向承载力检验。（黑体字为强制性条文，下同）竖向承载力检验的方法和数量可根据地基基础设计等级和现场条件，结合当地可靠的经验和技术确定。复杂地质条件下的工程桩竖向承载力的检验宜采用静载荷试验，检验桩数不得少于同条件下总桩数的1%，且不得少于3根。大直径嵌岩桩的承载力可根据终孔时桩端持力层岩性报告结合桩身质量检验报告核验。”《桩基规范》第5.2.5条规定：“采用现场静载荷试验确定单桩竖向极限承载力标准值时，在同一条件下的试桩数量不宜小于总桩数的1%，且不应小于3根，2工程总桩数在50根以内时不应小于2根。”第9.2.2条规定：“下列情况之一的桩基工程，应采用静载试验对工程桩单桩竖向承载力进行检测：工程桩施工前未进行单桩静载试验的一级建筑桩基；工程桩施工前未进行单桩静载试验，且有下列情况之一者：地质条件复杂、桩的施工质量可靠性低、确定单桩竖向承载力的可靠性低、桩数多的二级建筑桩基。”《基桩检测规范》第3.3.5条规定：“对单位工程内且在同一条件下的工程桩，当符合下列条件之一时，应采用单桩竖向抗压承载力静载试验进行验收检测：设计等级为甲级的桩基；地质条件复杂、桩施工质量可靠性低；本地区采用的新桩型或新工艺；挤土群桩施工产生挤土效应。抽检数量不应少于总桩数的1%，且不少于3根；当总桩数在50根以内时，不应少于2根。”《岩土勘察规范》第4.9.6条规定：“单桩竖向和水平承载力，应根据工程等级、岩土性质和原位测试成果并结合当地经验确定。对地基基础设计等级为甲级的建筑物和缺乏经验的地区，应建议做静载荷试验。试验数量不宜少于工程桩数的1%，且每个场地不少于3个。”《地基验收规范》第5.1.5条规定：“工程桩应进行承载力检验。对于地基基础设计等级为甲级或地质条件复杂，成桩质量可靠性低的灌注桩，应采用静载试验的方法进行检验，检验桩数不应少于总数的1%，且不应少于3根，当总桩数少于50根时，不应少于2根。”综上所述，上述各规范基本一致地规定：对于地基基础设计等级为甲级；地质条件复杂；成桩质量可靠性低的灌注桩，应采用静载试验的方法进行检验。检验桩数不应少于总数的1%，且不应少于3根，当总桩数少于50根时，不应少于2根。2.2关于试验要点上述规范中对于静载试验要点的规定，主要有下列差异之处：（1）试桩、锚桩和基准桩之间的中心距离《地基设计规范》和《桩基规范》均规定为：“≥4d且＞2.0m”。而《基桩检测规范》则规定为：用于工程桩验收检测，当多排桩设计桩中心距离小于4d的情况时，锚桩、基准桩、试桩之间的中心距离规定为“≥3d且＞2.0m。”（2）测读沉降量的间隔时间3《地基设计规范》和《桩基规范》均规定为：“每级加载后，每第5、10、15min时各测读一次，以后每隔15min读一次，累计一小时后每隔半小时读一次。”而《基桩检测规范》则规定为：“每级荷载施加后按第5、15、30、45、60min测读桩顶沉降量，以后每隔30min测读一次。”可见上述各本规范规定的主要差异是：按《基桩检测规范》中的规定，可省去第10min时的一次读数。（3）卸载观测《地基设计规范》和《桩基规范》均规定为：“每级卸载值为加载值的两倍。卸载后隔15min测读一次，读两次后，隔半小时再读一次，即可卸下一级荷载。全部卸载后，隔3～4小时再测读一次。”而《基桩检测规范》则规定为：“卸载时，每级荷载维持1h，按第15、30、60min测读桩顶沉降量后，即可卸下一级荷载。卸载至零后，应测读桩顶残余沉降量，维持时间为3h，测读时间为第15、30min，以后每隔30min测读一次。”可见上述各本规范规定的主要差异是：按《基桩检测规范》中的规定，在卸载至零后，仍应按规定时间间隔进行测读。（4）极限承载力的确定各规范中单桩极限承载力的确定方法对比如表1。极限承载力确定方法对比表1采用方法地基设计规范桩基规范基桩检测规范Q-s曲线陡降段起始点荷载起始点荷载起始点荷载沉降为前级2倍24h未稳定前一级荷载值/前一级荷载值缓变型s=40mm对应荷载一般取s=40～60mm对应荷载；大直径桩取s=0.03～0.06D对应荷载；细长桩取s=60～80mm对应荷载s=40mm对应荷载；大直径桩取s=0.05D对应荷载s-lgt曲线尾部明显向下弯/前一级荷载值前一级荷载值4可见上述各规范确定极限承载力时，仅在缓变型Q-s曲线时有所差异。（5）极限承载力统计值的确定各规范中确定极限承载力统计值的方法对比如表2。极限承载力统计值确定方法对比表2采用方法地基设计规范桩基规范基桩检测规范极差不超过平均值的30%取平均值/取平均值3桩以下承台，或抽检少于3根取低值/取低值极差超过平均值的30%分析原因/分析原因统计法/按规范计算/可见上述各规范确定极限承载力统计值时，主要差异是《地基设计规范》和《基桩检测规范》按极差方法，而《桩基规范》采用的是统计法。3地基静载试验3.1检验数量和方法《地基设计规范》第7.2.8条规定：设计时“复合地基承载力特征值应通过现场复合地基荷载试验确定，或采用增强体的荷载试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定。”第10.1.3条规定：检验时“复合地基除应进行静载荷试验外，尚应进行竖向增强体及周边土的检验。”《地基处理规范》规定：地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验；但竖向承载旋喷桩、水泥土搅拌桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验和单桩载荷试验。《地基验收规范》第4.1.6条规定：“对水泥土搅拌桩复合地基、高压喷射注浆桩复合地基、砂桩地基、振冲桩复合地基、土和灰土挤密桩复合地基、水泥粉煤灰碎石桩复合地基及夯实水泥土桩复合地基，其承载力检验，数量为总数的0.5%～1%，但不应少于3处。有单桩强度检验要求时，数量为总数的0.5%～1%，但不应少于3根。”《岩土勘察规范》第10.2.2条规定：“载荷试验应布置在有代表性的地点，每个场地不宜少于3个，当场地内岩土体不均时，应适当增加。”由上述各本规范规定可见：复合地基竣工验收时，除应进行静载荷试验外，5有时尚应进行竖向增强体及周边土的检验；承载力检验数量一般为总数的0.5%～1%，但不应少于3处。”3.2关于试验要点（1）承压板面积与标高《地基设计规范》第C.0.1条规定：浅层平板载荷试验“承压板面积不应小于0.25m2，对于软土不应小于0.5m2”。第D.0.2条规定：深层平板载荷试验“承压板采用直径为0.8m的刚性板”。《地基处理规范》第A.0.2条规定：“单桩复合地基载荷试验的承压板可用园形或方形，面积为一根桩承担的处理面积；多桩复合地基载荷试验的承压板可用方形或矩形，其尺寸按实际桩数所承担的处理面积确定。”第A.0.3条规定：“承压板底面标高应与桩顶设计标高相适应。”《岩土勘察规范》第10.2.2条规定：“浅层平板载荷试验应布置在基础底面标高处。”第10.2.3条规定：“土的浅层平板载荷试验承压板面积不应小于0.25m2，对于软土和粒径较大的填土不应小于0.5m2；土的深层平板载荷试验承压板面积宜选用0.5m2。”（2）测读间隔时间和稳定标准《地基设计规范》第C.0.4条规定：“每级加载后，按间隔10、10、10、15、15min，以后为每隔半小时测读一次沉降量，当在连续两小时内，每小时的沉降量小于0.1mm时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。”《地基处理规范》第A.0.6条规定：“每加一级荷载前后均应各读记承压板沉降量一次，以后每半个小时读记一次。当一小时内沉降量小于0.1mm时，即可加下一级荷载。”《岩土勘察规范》第10.2.3条规定：“每级荷载施加后，间隔5min、5min、10min、10min、15min、15min测读一次沉降，以后间隔30min测读一次沉降，当连续两个小时每小时沉降量小于等于0.1mm时，可认为沉降已达相对稳定标准，施加下一级荷载；”由上述3本规范的规定可见，其中采用《地基处理规范》时，试验操作最为简便。（3）特征值的确定6当p～s曲线上极限荷载能确定时，《地基设计规范》和《地基处理规范》的规定基本一致：“其值不小于对应比例界限的2倍时，可取比例界限；当其值小于对应比例界限的2倍时，可取限荷载值的一半；”当p～s曲线是平缓的光滑曲线时，《地基设计规范》第C.0.6条规定：“当压板面积为0.25～0.50m2，可取s/b=0.01～0.015所对应的荷载，但其值不应大于最大加载值的一半。”而《地基处理规范》第A.0.9条规定：“可按相对变形确定”，并根据不同地基处理方法，规定了不同的相对变形值s/b=0.006～0.015。应该指出的是，《地基设计规范》第C.0.5条规定：当p～s曲线出现陡降段时，“其对应的前一级荷载定为极限荷载”。这与确定桩的极限荷载（承载力）时，取明显陡降起始点的对应值是不同的。4结语对上述各规范的比较结果，可得如下几点：（1）工程桩应进行承载力检验，复杂地质条件下的工程桩宜采用静载荷试验，检验桩数不应少于同条件下总桩数的1%，且不应少于3根。大直径嵌岩桩的承载力可根据终孔时桩端持力层岩性报告，结合桩身质量检验报告核验。（2）各规范规定的单桩静载试验方法、要点均略有不同，应按所采用规范的规定严格执行。（3）复合地基设计时，承载力特征值应通过现场复合地基静载试验确定，或采用增强体的荷载试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定；竣工验收时，除应进行复合地基静载试验外，有规定时，尚应进行单桩载荷试验。（4）单桩、多桩复合地基载荷试验的承压板可用方形或矩形，其尺寸应按实际桩数所承担的处理面积确定。承压板底面标高应与桩顶设计标高相适应。静载试验的方法、要点，应按所采用规范的规定严格执行。7[作者简介]李大展（1938-），男，浙江镇海人，中国建筑科学研究院地基所研究员，北京市北三环东路30号100013，电话：[phone]