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1、1原位测试基桩的静力载荷测试基桩的静力载荷测试2概述桩基础桩基础在高层建筑、重型厂房、桥梁、港口码头及海上采油平台等工程中，以及特殊的岩土体中被普遍采用。在高层建筑、重型厂房、桥梁、港口码头及海上采油平台等工程中，以及特殊的岩土体中被普遍采用。 桩能将上部结构的荷载传到深层稳定的土层上，从而大大减小基础的沉降和建筑物的不均匀沉降。桩能将上部结构的荷载传到深层稳定的土层上，从而大大减小基础的沉降和建筑物的不均匀沉降。 缺点缺点：桩基的造价较高。：桩基的造价较高。3存在的问题目前，多数工程桩的承载力均按照勘测部门已有的测试资料或根据设计人员的经验确定，往往比实际承载力低得多，造成极大浪费。目前，多
2、数工程桩的承载力均按照勘测部门已有的测试资料或根据设计人员的经验确定，往往比实际承载力低得多，造成极大浪费。 另一方面，灌注桩的应用越来越广，但机械成孔的灌注桩常出现缩径、扩孔、断裂、夹泥、沉渣等质量问题。另一方面，灌注桩的应用越来越广，但机械成孔的灌注桩常出现缩径、扩孔、断裂、夹泥、沉渣等质量问题。4验桩和求桩的承载力方法分类与评价表方法分类方法分类方法方法适用条件及评价直接法 （成桩后在桩上做）适用条件及评价直接法 （成桩后在桩上做）桩载荷测试桩载荷测试可准确求出单桩及群桩承载力。可准确求出单桩及群桩承载力。GBJ789规范要求，一级建筑物必须做。缺点是费用高，历时长规范要求，一级建筑物必
3、须做。缺点是费用高，历时长高应变动力测桩法高应变动力测桩法可求出单桩的极限承载力，结果较为准确，省时，并可以检测桩基完整性，但设备较小应变法重可求出单桩的极限承载力，结果较为准确，省时，并可以检测桩基完整性，但设备较小应变法重低应变动力测桩法低应变动力测桩法试验结果应和载荷试验对比，可提高成果精度，费用低，设备轻便，历时短，可大量做，并可检测桩身质量上有无缺陷试验结果应和载荷试验对比，可提高成果精度，费用低，设备轻便，历时短，可大量做，并可检测桩身质量上有无缺陷间接法 （成桩前的勘察阶段采用）据室内岩土试验数据间接法 （成桩前的勘察阶段采用）据室内岩土试验数据 查表法承载力公式法求出的单桩承载
4、力可靠性小，仅供参考，要和载荷试验对比查表法承载力公式法求出的单桩承载力可靠性小，仅供参考，要和载荷试验对比静力触探法静力触探法求单桩承载力可靠性较高，并可确定桩基持力层等，费用低，省时求单桩承载力可靠性较高，并可确定桩基持力层等，费用低，省时旁压试验法旁压试验法求单桩承载力，精度一般求单桩承载力，精度一般动力触探法动力触探法求单桩承载力，精度一般，可确定桩基持力层位置求单桩承载力，精度一般，可确定桩基持力层位置野外十字板试验法野外十字板试验法可在软土中求桩的承载力，精度一般可在软土中求桩的承载力，精度一般5桩基的静力载荷测试桩基的静力载荷测试6堆载配重锚桩反力堆载配重锚桩反力7小应变动力测桩
5、小应变动力测桩8高应变动力测桩高应变动力测桩9桩静载荷测试桩静载荷测试桩静载荷测试（或桩静载荷试验）是目前确定单桩竖向或水平向承载力最可靠方法，也是其它求单桩承载力的众多方法进行比较的基础，国内外广泛采用。（或桩静载荷试验）是目前确定单桩竖向或水平向承载力最可靠方法，也是其它求单桩承载力的众多方法进行比较的基础，国内外广泛采用。 但是，桩的静载荷测试有下列但是，桩的静载荷测试有下列缺点缺点：设备笨重、庞大，起重、运输、安装工作量大，测试时间长；每根桩的承载力因桩身质量、长度及桩周土的差别往往有较大的分散性，须用多种方法配合，才能达到既经济又安全的目的。：设备笨重、庞大，起重、运输、安装工作量大
6、，测试时间长；每根桩的承载力因桩身质量、长度及桩周土的差别往往有较大的分散性，须用多种方法配合，才能达到既经济又安全的目的。10不同规范对试桩数量的要求 建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范（GB50007-2002） 单桩竖向承载力特征值应通过单桩竖向静载荷试验确定。在同一条件下的试桩数量，不宜少于总桩数的，且不应少于根。单桩竖向承载力特征值应通过单桩竖向静载荷试验确定。在同一条件下的试桩数量，不宜少于总桩数的，且不应少于根。 建筑桩基检测技术规范建筑桩基检测技术规范（JGJ106-2003） 检测数量在同一条件下不应少于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根，且不宜少于
7、总桩数的1%；当工程桩总数在；当工程桩总数在50根以内时，不应少于根以内时，不应少于2根。根。 港口工程桩基规范港口工程桩基规范（JTJ222-83） 工程桩总桩数在工程桩总桩数在500根以下，试桩不少于根以下，试桩不少于2根，每增加根，每增加500根增加根增加1根试桩，如地质条件复杂，桩型较多或其它原因，也可按地区经验酌情调整。根试桩，如地质条件复杂，桩型较多或其它原因，也可按地区经验酌情调整。11基桩的静力测试分类单桩竖向抗压静载荷试验单桩竖向抗压静载荷试验单桩竖向抗拔静载荷试验单桩竖向抗拔静载荷试验单桩水平静载荷试验单桩水平静载荷试验桩承载力自平衡测试法桩承载力自平衡测试法12一、单桩竖
8、向抗压静载荷测试13单桩竖向抗压静载荷试验单桩竖向抗压静载荷试验，采用接近于竖向抗压桩实际工作条件的试验方法，确定单桩的竖向极限承载力以作为，采用接近于竖向抗压桩实际工作条件的试验方法，确定单桩的竖向极限承载力以作为设计的依据设计的依据，或者对工程桩的承载力进行，或者对工程桩的承载力进行抽样检验和评价抽样检验和评价。 单桩竖向承载力的大小取决于两个因素，即桩本身的材料强度和土层对桩的支撑力。单桩竖向承载力的大小取决于两个因素，即桩本身的材料强度和土层对桩的支撑力。1.1 概述141.1 测试的开始时间（试桩休止期）预制桩预制桩砂土，需砂土，需7天后进行；粉土，天后进行；粉土，10天；粘性土，一
9、般不得少于天；粘性土，一般不得少于15天；饱和软粘土，不得少于天；饱和软粘土，不得少于25天；天；灌注桩灌注桩应在桩身混凝土达到设计强度后才能进行。应在桩身混凝土达到设计强度后才能进行。151.2 测试装置主要包括主要包括加压装置加压装置和桩顶和桩顶沉降观测装置沉降观测装置。压力由千斤顶提供，反力由锚桩承担，或由压重平台的重物，或由锚桩压重联合反力来平衡；测量桩顶沉降的仪表有百分表或精密水准仪。压力由千斤顶提供，反力由锚桩承担，或由压重平台的重物，或由锚桩压重联合反力来平衡；测量桩顶沉降的仪表有百分表或精密水准仪。161）锚桩横梁反力装置在试验过程中必须对锚桩的上拔量进行监测（在试验过程中必须
10、对锚桩的上拔量进行监测（公路桥涵地基与基础设计规范（公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）规定：桥涵桩基兼作锚桩时，其上拔量不得大于）规定：桥涵桩基兼作锚桩时，其上拔量不得大于15mm）。）。单桩竖向抗压静载荷试验装置示意图单桩竖向抗压静载荷试验装置示意图17182）压重平台反力装置压重平台反力装置示意图压重平台反力装置示意图19203）锚桩压重联合反力装置当试桩最大加载重量超过锚桩的抗拔能力时，可在锚桩或横梁上配重，由锚桩与堆重共同承担上拔力。当试桩最大加载重量超过锚桩的抗拔能力时，可在锚桩或横梁上配重，由锚桩与堆重共同承担上拔力。 由于堆载的作用，锚桩混凝土裂缝的开展就可以得到有
11、效的控制。由于堆载的作用，锚桩混凝土裂缝的开展就可以得到有效的控制。214）试桩、锚桩和基准桩之间中心距离距离反力装置试桩中心与锚桩中心（或压重平台支墩边）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）锚桩横梁4(反力装置试桩中心与锚桩中心（或压重平台支墩边）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）锚桩横梁4(3) )D且且2.0m4(4(3) )D且且2.0m4(4(3) )D且且2.0m压重平台压重平台4D且且2.0m4(4(3) )D且且2.0m4D且且2.0m地锚装置地锚装置4D且且2.0m4(4(3) )D且且2.0m4D且且2.0m注：注：1 D为
12、试桩、锚桩或地锚的设计直径或边宽，取其较大者。为试桩、锚桩或地锚的设计直径或边宽，取其较大者。 2 如试桩或锚桩为扩底桩或多支盘桩时，试桩与锚桩的中心距尚不应小于如试桩或锚桩为扩底桩或多支盘桩时，试桩与锚桩的中心距尚不应小于2倍扩大端直径。倍扩大端直径。 3 括号内数值可用于工程桩验收检测时多排桩基础设计桩中心距离小于括号内数值可用于工程桩验收检测时多排桩基础设计桩中心距离小于4D的情况。的情况。 4 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桩的竖向位移。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
13、基准桩的竖向位移。建筑桩基检测技术规范（建筑桩基检测技术规范（JGJ106-2003）235）测试仪表荷载荷载可用放置于千斤顶上的应力环、应变式压力传感器直接测定，也可以由高精度压力表测定油压，然后根据千斤顶的可用放置于千斤顶上的应力环、应变式压力传感器直接测定，也可以由高精度压力表测定油压，然后根据千斤顶的率定率定曲线换算成荷载。曲线换算成荷载。 沉降沉降测量一般采用百分表或电测位移计。对于大直径桩，应在桩的两个正交直径方向对称安装测量一般采用百分表或电测位移计。对于大直径桩，应在桩的两个正交直径方向对称安装4个位移测试仪表；中小直径的桩安装个位移测试仪表；中小直径的桩安装23 个。如果采用
14、堆载反力装置，应用水准仪对基准梁进行监控。个。如果采用堆载反力装置，应用水准仪对基准梁进行监控。24256）桩身量测元件为了比较准确地了解在桩顶荷载作用下，为了比较准确地了解在桩顶荷载作用下，桩侧土的阻力桩侧土的阻力及及桩端土阻力桩端土阻力的变化情况，需要在桩身中土层变化部位和桩端埋设量测元件。主要有：的变化情况，需要在桩身中土层变化部位和桩端埋设量测元件。主要有：振弦式钢筋应力计、电阻应变片和测杆式应变计振弦式钢筋应力计、电阻应变片和测杆式应变计。26振弦式传感器振弦式传感器27应变片应变片28测杆式应变计在国外，以美国材料及测试学会（测杆式应变计在国外，以美国材料及测试学会（ASTM）推荐
15、的测量桩身应变的方法最为常用。其基本方法是沿桩身不同标高处预埋不同长度的）推荐的测量桩身应变的方法最为常用。其基本方法是沿桩身不同标高处预埋不同长度的金属管金属管和和测杆测杆，用千分表测量杆趾部位相对于桩顶处的下沉量，经计算后得到应变和杆趾部轴力：，用千分表测量杆趾部位相对于桩顶处的下沉量，经计算后得到应变和杆趾部轴力：2pci i iA EQQL=Qi杆趾部的轴向力（杆趾部的轴向力（kN）；）； Ap桩身截面积（桩身截面积（m2）；）； Ec桩身材料弹性模量（桩身材料弹性模量（MPa）；）； Q施加于桩顶的荷载（施加于桩顶的荷载（kN）；）； i第第i个测杆的测量的变形（个测杆的测量的变形（
16、mm）；）； Li第第i个测杆的长度（个测杆的长度（m）；）；291.3 加载总量要求1. 对于以桩身承载力控制极限承载力时，加荷至设计承载力的对于以桩身承载力控制极限承载力时，加荷至设计承载力的1.5-2.0倍；倍；2. 对于嵌岩桩，当桩身沉降量很小时，最大加载量不应小于设计承载力的对于嵌岩桩，当桩身沉降量很小时，最大加载量不应小于设计承载力的2倍；倍；3. 当以堆载为反力时，堆载重量不应小于试桩预估极限承载力的当以堆载为反力时，堆载重量不应小于试桩预估极限承载力的1.2倍。倍。301.4 加载方式慢速法慢速法 快速法快速法 等贯入速率法（等贯入速率法（CRP） 循环加载卸载试验法循环加载卸载试验法311.4.1 慢速法慢速法慢速法是慢速维持荷载法的简称，即先逐级加载，待该级荷载作用下沉降达到相对稳定后，再加下一级荷载，直到试验破坏，然后按每级加荷量的两倍卸载到零。慢速法载荷试
