桩基静载试验

2、竖向抗压静载试验了解：单桩竖向抗压静载试验目的、意义及适用范围。熟悉：单桩竖向抗压静载试验方法，锚桩反力装置、压重平台反力装置、锚杆压重联合装置的适用条件、试验设备安装要求、量程精度要求；竖向抗压静载试验加载方式、终止加荷条件等；竖向抗压静载试验中的常见问题；依据地质勘查报告和施工记录预估最大极限荷载。掌握：单桩竖向抗压极限承载力判定方法，试验数据分析；桩身轴力测试、计算方法及区分各土层桩侧极限摩阻力、桩端阻力和桩端承载力确定方法。2010年基桩检测比对试验理论测试大纲3、抗拔静载试验了解：试验目的，承受上拔力的建(构)筑物类型，等截面和扩底抗拔桩破坏形态及破坏机理。熟悉：抗拔静载试验加载方法；抗拔试验加载方式、终止加荷条件等。掌握：抗拔静载试验数据分析，抗拔承载力的判定及计算，桩身轴力测试、计算方法及区分各土层桩侧极限摩阻力。2010年基桩检测比对试验理论测试大纲4、单桩水平静载试验了解：试验目的，桩的水平承载性状，弹性地基反力法。熟悉：水平静载试验加荷方式、加载装置、测量仪表、测读时间、稳定标准、终止加荷条件；单向单循环维持荷载法、多循环水平维持荷载法；影响水平承载力因素。掌握：水平极限承载力、水平极限承载力标准值及设计值的确定方法，确定水平地基反力系数随深度增加的比例系数m值。2010年基桩检测比对试验理论测试大纲3桩基静载试验•分类：单桩竖向抗压静载试验单桩竖向抗拔静载试验单桩水平静载试验•在桩顶部逐级施加竖向压力、竖向上拔力或水平推力，观测桩顶部随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移，以确定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力或单桩水平承载力的试验方法。3.1单桩竖向抗压静载试验•1）为设计提供依据；•2）为工程验收提供依据；•3）验证检测；•4）其它目的。一、试验目的灌注桩混凝土达龄期后测试时间：预制桩砂土10天粘土15天淤泥25天承载力：不丧失稳定；不过分下沉；桩身材料不破坏试桩数量：不宜少于总桩数的1％且不应少于3根•1）适用于检测单桩的竖向抗压承载力。•2）当埋设有测量桩身应力、应变、桩底反力的传感器或位移杆时，可测定桩的分层侧阻力和端阻力或桩身截面的位移量。•3）为设计提供依据的试验桩，应加载至破坏；当桩的承载力以桩身强度控制时，可按设计要求的加载量进行。•4）对工程桩抽样检测时，加载量不应小于设计要求的单桩承载力特征值的2.0倍。二、适用范围三、载荷试验装置•主梁、次梁、锚桩或压重等反力装置；•千斤顶、油泵等加载装置；•压力表、压力传感器或荷重传感器等荷载测量装置；•百分表或位移传感器等位移测量装置选择加载反力装置应注意：•加载反力装置能提供的反力不得小于最大加载量的1.2倍；•在最大试验荷载作用下，加载反力装置的全部构件不应产生过大的变形，应有足够的安全储备；•应对加载反力装置的全部构件进行强度和变形验算；•当采用锚桩横梁反力装置时，还应对锚桩抗拔力（地基土、抗拔钢筋、桩的接头混凝土抗拉能力）进行验算，并应监测锚桩的上拔量。•1）钢梁•用于锚桩横梁反力装置和用于压重平台反力装置的受力方式不一样，前者集中荷载，后者均布荷载。•2）锚桩横梁反力装置（锚桩法）•大直径灌注桩静载试验•由试桩、锚桩、主梁、次梁、拉杆、锚笼（或挂板）、千斤顶等组成。锚桩法静载试验•锚桩、反力梁装置提供的反力不应小于预估最大试验荷载的1.2~1.5倍；•当采用工程桩作为锚桩时，锚桩数量不得小于4根，当要求加载值较大时，有时需要6根甚至更多。•锚桩与试桩的中心间距，当试桩直径(或边长)小于或等于800mm时，可为试桩直径(或边长)的5倍；当试桩直径大于800mm时，上述距离不得小于4m。•3)压重平台反力装置（堆载法）•由重物、工字钢（次梁）、主梁、千斤顶等构成•堆重重物通常采用砂包和钢筋混凝土构件，少数用水箱、砖和钢铁块等。•压重不得少于预估最大试验荷载的1.2倍，且压重宜在试验开始之前一次加上，并均匀稳固的放置于平台之上。•压重施加于地基土的压应力不宜大于地基土承载力特征值的1.5倍。•4)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，可在承载梁上放置或是挂一定重物，由锚桩和重物共同承受千斤顶受力。•5)地锚反力装置•6)岩锚反力装置•7)静力压桩机•荷载测量采用以下两种形式•1）通过放置在千斤顶上荷重传感器直接测定；•2）通过并联于千斤顶油路的压力表或压力传感器测定油压，根据千斤顶率定曲线换算荷载；四、荷载测量•设备要求：•1）荷重传感器和压力传感器误差不大于1％；•2）压力表准确度等级应优于或等于0.4级（即压力表的示值误差不大于0.4%）；最大试验荷载对应的油压不宜小于压力表量程的1/4；也不宜大于压力表量程的2/3；•3）千斤顶最大试验荷载对应的千斤顶出力宜为千斤顶量程的30%~80%。五、沉降测量•1.基准梁•1）不能简单地将基准梁放置在地面上，或不打基准桩而架设在砂袋（或红砖）上；•2）基准桩打得不够深、不稳；•3）基准梁长度不符合规范要求；•4）基准梁的刚度不够，产生较大的挠曲变形；•5）未采取有效措施防止外界因素对基准梁的影响；•6）基准梁的一端固定在基准桩上，另一端简支于基准桩上，以减少温度变化引起的基准梁挠曲变形。•2.基准桩•1）基准桩与试桩、锚桩(或压重平台支墩边缘)之间的距离宜符合下表的规定；•2）当支墩边距试桩较近时，大吨位堆载地面下沉将对桩产生负摩阻力，特别对摩擦型桩将明显影响其承载力；桩加载（地面卸载）时地基土回弹对基准桩产生影响；可考虑对支墩下2~3倍宽影响范围内的地基进行加固。•1）沉降测定平面宜在桩顶200mm以下位置，最好不小于0.5倍桩径，测点应牢固地固定于桩身，即不得在承压板上或千斤顶上设置沉降观测点；•2）直径或边宽大于500mm的桩，应在其两个方向对称安置4个百分表或位移传感器，直径或边宽小于等于500mm的桩可对称安置2个；•3）沉降测量误差不大于0.1%FS，分辨力优于或等于0.01mm。•3.百分表和位移传感器六、桩头处理•混凝土桩桩头处理应先凿掉桩顶部的松散破碎层和低强度混凝土，露出主筋，冲洗干净桩头后再浇注桩帽。•1）桩帽顶面应水平、平整、桩帽中轴线与原桩身上部的中轴线严格对中，桩帽面积大于等于原桩身截面积，桩帽截面形状可为圆形或方形；•2）桩帽主筋应全部直通至桩帽混凝土保护层之下，如原桩身露出主筋长度不够时，应通过焊接加长主筋，各主筋应在同一高度上，桩帽主筋应与原桩身主筋按规定焊接；•3）距桩顶1倍桩径范围内，宜用3~5mm厚的钢板围裹，或距桩顶1.5倍桩径范围内设置箍筋，间距不宜大于150mm。桩帽应设置钢筋网片3~5层，间距80~150mm；•4）桩帽混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高1~2级，且不低于C30；•小吨位静载试验桩•桩帽设计图•大吨位静载试验桩•桩帽设计图•管桩静载试验桩头处理•桩帽设计图•1）试桩数量：不宜少于1％，且不少于2根•2）试桩位置：桩顶高出试坑底面、试坑底面与承台底标高一致•3）试桩成桩工艺•4）测量仪表必须精确，支承仪表的基准架应有足够的刚度和稳定性。基准桩应埋人地基表面以下一定深度，不受气候条件等影响。•5）成桩后到开始试验的时间：在满足桩身混凝土强度达到设计要求的前提下，砂类土≮7d，一般粘性土≮15d，淤泥或淤泥质土≮25d•6）预压，系统检查七、一般规定•①加载应分级进行，采用逐级等量加载；每级荷载宜为预估最大荷载的1/10—1/15。当桩的下端埋入巨粒土、粗粒土以及坚硬的粘质土中时，第一级可按2倍的分级荷载加载。•预估最大荷载：对施工检验性试验，一般可采用设计荷载的2.0倍。•②卸载应分级进行，每级卸载量为两个加载级的荷载值。•③加、卸载时应使荷载传递均匀、连续、无冲击，每级荷载在维持过程中的变化幅度不得超过分级荷载的±10%。八、试验方法——维持荷载法•1.试验加卸载方式•①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；•②试桩沉降相对稳定标准：每级荷载作用下，桩顶的沉降量连续两次在每小时内不超过0.1mm，可视为稳定。•【在下列时间内如不大于0.1mm时即可认为稳定：桩端下为巨粒土、砂类土、坚硬粘质土，最后30min；桩端下为半坚硬和细粒土，最后1h。】•③当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时，再施加下一级荷载；•④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。•2.慢速维持荷载法•①每级荷载施加后按第5、15、30min测读桩顶沉降量，以后每隔15min测读一次；•②试桩沉降相对稳定标准：加载时每级荷载维持时间不少于一小时，最后15min时间间隔的桩顶沉降增量小于相邻15min时间间隔的桩顶沉降增量；•③当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时，再施加下一级荷载；•④卸载时，每级荷载维持15min，按第5、15min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2h，测读时间为第5、10、15、30min，以后每隔30min测读一次。•3.快速维持荷载法•①某级荷载作用下，桩顶下沉量大于前一级荷载作用下下沉量的5倍时，加载即可终止。当桩顶沉降能稳定且总沉降量小于40mm，宜加载至桩顶总沉降量超过40mm。•②某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h未达稳定。该条件只对慢速维持荷载法适用。•③已达加载反力装置的最大加载量。•④已达到设计要求的最大加载量。•⑤当工程桩作为锚桩时，锚桩上拔量已达到允许值（15mm）•⑥当Q-s曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量60~80mm；在特殊情况下，可根据具体要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm。（国际上普遍认为：当沉降量达到桩径的10%时，才可能达到破坏荷载）•4.终止加载条件•⑦施工过程中的检验性试验，一般加载应继续到桩的2倍的设计荷载为止。如果桩的总沉降量不超过40mm，及最后一级加载引起的沉降不超过前一级加载引起的沉降的5倍，则该桩可以予以检验。•《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）略有区别。•极限荷载的确定有时比较困难，应绘制荷载—沉降曲线(Q-s曲线)、沉降—时间曲线(s-t曲线)确定，必要时还应绘制s-lgt曲线、s-lgP曲线(单对数法)、s-[1-P/Pmax]曲线(百分率法)等综合比较，确定比较合理的极限荷载取值。九、检测数据的分析与判定•1.单桩竖向抗压极限承载力的确定•①根据沉降随荷载变化的特征确定：对于陡降型Q-s曲线，取其发生明显陡降的起始点对应的荷载值。•②根据沉降随时间变化的特征确定：取s-lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值。•③当某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h未达稳定时，取前一级荷载值。•④对于缓变型Q-s曲线可根据沉降量确定，宜取s＝40mm对应的荷载值；当桩长大于40m时，宜考虑桩身弹性压缩量；对直径大于或等于8mmm的桩，可取S=0.05D（D为桩端直径）对应的荷载值。•注：当按上述四款判定桩的竖向抗压承载力未达到极限时，桩的竖向抗压极限承载力应取最大试验荷载值。•①参加统计的试桩结果，当满足其极差不超过平均值的30%时，取其平均值为单桩竖向抗压极限承载力。•②当极差超过平均值的30%时，应分析极差过大的原因，结合工程具体情况综合确定，必要时可增加试桩数量。•③对桩数为3根或3根以下的柱下承台，或工程桩抽检数量少于3根时，应取低值。•2.单桩竖向抗压极限承载力统计值的确定•单位工程同一条件下的单桩竖向抗压承载力特征值Ra应按单桩竖向抗压极限承载力统计值的一半取值。•3.单桩竖向抗压承载力特征值的确定单桩竖向承载力特征值2002《地基规范》2uaQRRa单桩竖向承载力特征值Qu单桩竖向极限承载力sQ0QuQ~s曲线确定方法：教材或规范11nuiuiQQn•基桩内力测试可采用应变式传感