桩基工程 桩的静载试验.docx

桩基工程桩的静载试验静载试验是获得桩的竖向抗压、抗拔以及水平承载力的最基本而可靠的桩基检测方法。通过现场静载试验确定单桩的竖向极限承载力，作为设计依据，或对工程桩的承载力进行抽样检验和评价。桩的静载试验，是模拟实际荷载情况，通过静载加压，得出一系列关系曲线，综合评定确定其容许承载力，它能较好地反映单桩的实际承载力。荷载试验有多种类型，通常采用的是单桩竖向抗压静载试验、单桩竖向抗拔静载试验和单桩水平静载试验。受检桩的混凝土龄期达到28d或预留同条件养护试块强度达到设计强度。当无成熟的地区经验时，尚不应少于表1规定的时间。不同土类型的休止时间表1休止时间（d）7土的类型10砂土15粉土黏性土非饱和25注：对于泥浆护壁灌注桩，宜适当延长休止时间。检测数量：在同一条件下不应少于3根，且不宜少于总桩数的1%;当工程桩总数在50根以内时，不应少于2根。.单桩竖向抗压静载试验法（1）基本规定1）当设计有要求或满足下列条件之一时，施工前应采用静载试验确定单桩竖向抗压承载力特征值：设计等级为甲级、乙级的桩基；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。2）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。（2）试验设备仪器及安装1）试验加载装置单桩竖向抗压静载试验一般采用油压千斤顶加载，当采用两台及两台以上千斤顶加载时应并联同步工作，应采用同型号、同规格的千斤顶，千斤顶的合力中心应与桩轴线重合。千斤顶的加载反力装置可根据现场实际条件采取下述四种方法之一：锚桩横梁反力装置锚桩横梁反力装置由四根锚桩、主梁、次梁、油压千斤顶以及测量仪表等组成。锚桩、反力梁装置能提供的反力应不得小于最大加载量的1.2倍。应对主次梁进行强度和变形验算。应对锚桩抗拔力（地基土、抗拔钢筋、桩的接头）进行验算；采用工程桩作锚桩时，锚桩数量不应少于4根，并应监测锚桩上拔量。压重宜在检测前一次加足，并均匀稳固地放置于平台上。压重平台反力装置压重平台反力装置由支墩（或垫木）、钢横梁、钢锭、油压千斤顶及测量仪表等组成。堆载量不得小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，并均匀稳固的放置于平台上。压重宜在检测前一次加足，并均匀稳固地放置于平台上。压重施加于地基的压应力不宜大于地基承载力特征值的1.5倍，有条件时宜利用工程桩作为堆载支点。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，可在锚桩上或主次梁上配重,由锚桩和堆重共同承受千斤顶加压的反力。为了避免加荷过程中的相互影响，试桩、锚桩（压重平台支墩边）和基准桩之间的中心距离应符合表2规定。试桩、锚桩（或压重平合支墩边）和墓准桩之间的中心距离表2试桩中心与锚桩中心试桩中心与基准桩中心基准桩中心与锚桩中心（或压重平台支墩边）（或压重平台支墩边）锚桩横梁4(3)d且>2.0m4(3)d且>2.0m4(3)d且>2.0m压重平台4d且>2.0m4(3)d11>2.0m4d且>2.0m地锚装置4d且>2.0m4(3)d且>2.0m24d且>2.0m注：a、d为试桩、锚桩或地锚的设计直径或边宽、取其较大者；b、如试桩或锚桩为扩底桩或多支盘桩时，其中心距上不应小于2倍扩大端直径；c、括号内数值可用于工程桩验收检测时多排桩设计桩中心距离小于4d的情况；d、软土场地堆载重量较大时，宜增加支墩边与基准桩中心和试桩中心之间的距离，并在试验过程中观测基准地锚反力装置对于单桩承载力较小的摩擦桩可采用土锚作反力，对于岩层面浅的嵌岩桩，可采用岩锚提供反力。常见单桩竖向抗压静载试验装置见图Io桩的竖向位移。2）仪表和测试元件荷载测量可用放置在千斤顶上的荷重传感器直接测定；或采用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。传感器的测量误差不应大于1%,压力表精度应优于或等于0.4级。试验用压力表、油泵、油管在最大加载时的压力不应超过规定工作压力的80%。试桩沉降一般宜采用位移传感器或大量程百分表，并应符合下列规定：测量误差不大于0.1%FS,分辨力优于或等于0.01mm；直径或边宽大于50Omm的桩，应在其两个方向对称安置4个位移测试仪表，直径或边宽小于等于500mm的桩可对称安置2个位移测试仪表；沉降测定平面宜在桩顶20Omm以下位置，测点应牢固地固定于桩身；基准梁应具有一定的刚度，梁的一端应固定在基准桩上，另一端应自由地搁置于基准桩上；固定和支撑位移计（百分表）的夹具及基准梁应避免气温、振动及其他外界因素的影响。（3）单桩的静载荷试验要点载荷试验时，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。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。1）荷载分级试验时加载分级荷载宜为最大加载量或预估极限承载力的1/10,其中第一级可取分级荷载的2倍。卸载应分级进行，每级卸载量取加载时分级荷载的2倍，逐级等量卸载。2）试验加载方式采用慢速维持荷载法，即逐级加载，每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载，直到试桩破坏，然后逐级等量卸载到零。力口、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±1。当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时，再施加下一级荷载。当考虑结合实际工程桩的荷载特征，也可采用多循环加、卸载法（每级荷载达到相对稳定后卸载到零）或用等速率贯入法。当考虑缩短试验时间，对于工程桩的检验性试验，可采用快速维持荷载法，即一般每隔Ih加一级荷载。3）测读桩沉降量的间隔时间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，每次测读值记入试验记录表。4）稳定标准在每级荷载作用下，每Ih内的桩顶沉降量不超过0.1mm,并连续出现两次（从分级荷载施加后第30min开始，按1.5h连续三次每30min的沉降观测值计算），认为已达到相对稳定，可加下一级荷教。5）终止加荷的条件某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍。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尚未达到相对稳定标准。已达到设计要求的最大加载量。当工程桩作锚桩时，锚桩上拔量已达到允许值。当荷载一沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量6080mm；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80mmo6）卸载与卸载沉降观测卸载时，每级荷载维持Ih,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，每次测读值记入试验记录表。2 .单桩竖向抗拔静载试验方法在拔力作用下桩的破坏形式有两种：一是地基变形带动周围的土体被拔出；二是桩身强度不够，被拉裂或拉断。(1)试验加载装置一般采用油压千斤顶加载，千斤顶的加载反力装置宜采用反力桩(或工程桩)提供支座反力，也可根据现场情况采用天然地基提供支座反力。试验设备主要用油压千斤顶，把试桩的主筋连接到传力架上，当千斤顶上升时，产生上拔力把试桩拔升。(2)加载方法一般采用慢速维持荷载法。需要时，也可采用多循环加、卸载方法。慢速维持荷载法可参照抗压静载试验方法。(3)终止加载条件当出现下列情况之一时，即可终止加载：1)在某级荷载作用下，桩顶上拔量大于前一级上拔荷载作用下的上拔量5倍。2)按桩顶上拔量控制，当累计桩顶上拔量超过100mm时。3)按钢筋抗拉强度控制，桩顶上拔荷载达到钢筋强度标准值的0.9倍。4）对于验收抽样检测的工程桩，达到设计要求的最大上拔荷载值。3 .单桩水平静载试验方法桩的水平静载荷试验是采用接近于桩的实际工作条件进行试验，以确定单桩的水平承载力和地基土的水平抗力系数。当桩身埋设有应力测量元件时，可测出桩身应力变化，并由此求得桩身弯矩分布。（1）试验设备与仪表装置进行单桩水平静载试验时，常采取互推法，在两根桩中间放置千斤顶施加水平荷载,水平作用线应通过地面标高处（地面标高应与实际工作桩基承台底面标高一致）（图2）。在千斤顶与试桩接触处宜安置一球形铉座，以保证千斤顶作用力能水平通过桩身轴线。用电动油泵加荷，用电阻应变式传感器和电子秤控制荷载。在桩外侧地面及地面以上500-1000mm设置双层大量程百分表（下表测量桩身在地面处的水平位移，上表测量桩顶水平位移，根据两表位移差可求得地面以上桩身转角），以测定桩的水平位移。百分表的基准桩宜打设在桩侧面靠位移的反方向，与试桩的净距不少于1倍试桩直径。（2）加载方法对于承受反复作用的水平荷载的桩基，一般采用单向多循环加、卸载方法，视受力情况和设计要求也可采取慢速维持荷载法及其他加载方法。单向多循环加载法的分级荷载应小于预估水平极限承载力或最大试验荷载的1/10。每级荷载施加后，恒载4min后可测读水平位移，然后卸载至零，停2min测读残余水平位移，至此完成一个加卸载循环。如此循环5次，完成一级荷载的位移观测。试验不得中间停顿。对承受长期作用的水平荷载的桩基，宜采用分级连续的加载方式，各级荷载的增量同上所述,各级荷载维持IOmin,并记录百分表读数后即进行下一级荷载的试验，如到IOmin时的水平位移还未稳定，则应延长该级荷载的维持时间，直至稳定为止。其稳定标准可参照竖向静载试验方法。（3）终止加荷的条件1）桩身折断；2）水平位移超过3040mm（软土取40mm）;3）水平位移达到设计要求的水平位移允许值。