桩基检测静载试验教材

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1、静 载 试 验2011年福建省基桩检测上岗证培训福建省建筑科学研究院 许国平 电话：83705449 手机：13600891976 E-mail：XGP QQ: 584023468许国平制作静载试验分类n桩基静载试验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依据为建筑基桩检测技术规范(JGJ106-2003)公路桥涵施工技术规范(JTJ 041-2000)港口工程基桩静载荷试验规程(JTJ 255-2002)铁路工程基桩检测技术规程(TB 10218-2008)n地基土载荷试验浅层平板载荷试验、深层平板载荷试验、螺旋板载荷试 验依据为建筑地基基础设计规范(GB50007-2002

2、）岩土工程勘察规范（GB 50021-2001）许国平制作静载试验分类n复合地基静载荷试验依据为建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)n锚杆(土钉)拉拔试验依据为建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）建筑基坑支护技术规范(JGJ120-99)建筑基坑工程技术规范（YB9258-97）建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086- 2001）岩土锚杆(索)技术规程（CECS22：2005）许国平制作地基土载荷试验n浅层平板载荷试验可适用于确定浅部地基土层的承压板下应力主要 影响范围内的承载力。承压板面积不应小于0.25m2，对于软土不

3、应小 于0.5m2 。试坑宽度不应小于承压板宽度或直径的三倍，应保持试验 土层的原状结构和天然湿度，宜在拟试压表面用粗砂或中砂层找平 中砂层找平，厚度不超过20mm。n深层平板载荷试验可适用于确定深部地基土及大直径桩桩端土层在 承压板下应力主要影响范围内的承载力。承压板采用直径为0.8m的 刚性板，紧靠承压板周围外侧的土层高度应不少于80cm 。n加荷分级不应少于8级。最大加载量不应小于设计要求的两倍。n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。n对于浅层平板试验，

4、当出现下列情况之一时，即可终止加载：1.承压板周围的土明显地侧向挤出；2.沉降s急骤增大， p-s曲线出现现陡降段；3.在某一级荷载下，24小时内沉降速率不能达到稳定；4.沉降量与承压板宽度或直径的之比大于或等于0.06； 当满足前3种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。许国平制作地基土载荷试验n对于深层平板试验，当出现下列情况之一时，可终止加载： 1.沉降s急骤增大，荷载沉降曲线上有可判定极限承载力的陡降段， 且沉降量超过0.04d(d为承压板直径）；2.在某级荷载下，24小时内沉降速率不能达到稳定；3.本级沉降量大于前一级沉降量的5倍；4.当持力层土层坚硬，沉降量很小时，最大加载量

5、不小于设计要求的2 倍。当满足前3种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。n承载力特征值的确定应符合下列规定：1.当p-s曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值；2.当极限荷载小于对应比例界限荷载值的2倍时，取极限荷载值的一半 ；3.当不能按上述二款要求确定时，可取s/b=0.010.015所对应的荷载 ，但其值不应大于最大加载量的一半。n同一土层参加统计的试验点不应少于三点，当试验实测值的极差不 超过其平均值的30%时，取此平均值作为该土层的地基承载力特征值 fak。许国平制作复合地基载荷试验n各种地基处理方法的承载力检验l对于灰土地基、砂和砂石地基、土工合成材料地基、粉煤 灰

6、地基、强夯地基、注浆地基、预压地基，地基承载力检 验应采用地基土平板载荷试验，检验数量为每单位工程不 小于3点； l对于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，地 基承载力检验应采用复合地基载荷试验，其承载力检验， 数量为总数的0.5%1%，但不应小于3点。 许国平制作复合地基载荷试验n单桩复合地基载荷试验的承压板可用圆形或方形，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。 n每加一级荷载前后均应各读记承压板沉降量一次

7、，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。 n当出现下列情况之一时，即可终止加载： 1 沉降急剧增大，土被挤出或承压板周围出现明显的隆起；2 承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6：3 当达不到极限荷载，而最大加载压力已大于设计要求压力值的 2倍。n承载力特征值的确定应符合下列规定： 1. 当Q-s曲线上极限荷载能确定，而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 极限荷载的一半； 许国平制作复合地基载荷试验n一根桩承担的处理面积可按如下方法计算：l对于矩形布桩，一根桩承担的处理面积等于两个方向的桩距的乘 积；

8、l对于等边三角形布桩，一根桩承担的处理面积等于0.866乘以桩距 的平方；l对于梅花形布桩，一根桩承担的处理面积等于桩的行距与排距的 乘积。 许国平制作复合地基载荷试验2.按相对变形值确定： 1）对砂石桩、振冲桩复合地基或强夯置换墩：当以粘性土为主的 地基，可取s/b或s/d等于0.015所对应的压力；当以粉土或砂土 为主的地基，可取s/b或s/d等于0.01所对应的压力。 2）对土挤密桩。石灰桩或柱锤冲扩桩复合地基，可取s/b或s/d等 于0.012所对应的压力；对灰土挤密桩复合地基，可取s/b或s/d 等于0.008所对应的压力。 3）对水泥粉煤灰碎石桩或夯实水泥土桩复合地基，当以卵石、圆

9、 砾、密实粗中砂为主的地基，可取s/b或s/d等于0.008所对应的 压力；当以粘性土、粉土为主的地基，可取s/b或s/d等于0.01所 对应的压力。 4）对水泥土搅拌桩或旋喷桩复合地基，可取s/b或s/d等于0.006所 对应的压力。 5）对有经验的地区，也可按当地经验确定相对变形值。 按相对变 形值确定的承载力特征值不应大于最大加载压力的一半。n试验点不应少于三点，当试验实测值的极差不超过其平均值的 30%时，取此平均值作为该复合地基承载力特征值。许国平制作桩基静载试验n桩的基本知识l桩的分类：按成桩对地基土影响程度分：非挤土桩、部分挤土桩、挤土 桩按桩的功能分：抗压桩、抗拔桩、水平受荷桩

10、按成桩方法分：打（压）入桩、灌注桩，而灌注桩又分沉管 灌 注桩、钻（冲）孔灌注桩、人工挖孔桩、挤扩多支盘灌注桩等 。l桩的承载机理：单桩竖向抗压极限承载力由以下二个因素决定：一是桩身 材 料强度；二是地基土对桩的极限支承能力。一般由第二因素决 定。在竖向受压荷载作用下，桩顶荷载由桩侧摩阻力和桩端阻力承担，在初始受荷 阶 段，桩顶位移小，荷载由桩上侧表面的土阻力承担，以剪应力形式传递给桩周土体 ， 桩身应力和应变随深度递减。随着荷载的增大，桩顶位移加大，桩侧摩阻力由上而 下 逐步被发挥出来，在达到极限值后，继续增加的荷载则全部由桩端上阻力承担，随 着 桩端持力层的压缩和塑性挤出，桩顶位移增长速度

11、加大，在桩端阻力达到极限值后 ， 位移迅速增大而破坏，此时桩所承受的荷载就是桩的极限承载力。许国平制作桩基静载试验l桩的选型误区：（1）凡嵌岩桩必为端承桩（）导致嵌岩深度加大，工期延长， 造价提高（2）将挤土沉管灌注桩用于高层建筑（）由于挤土效应造成断桩、缩颈、上浮，事故频发且严重（3）预制桩质量稳定性高于灌注桩（） 优于沉管灌注桩是肯定的。但有以下三点应特别注意：沉桩挤土效应；无法穿透硬夹层，桩长受限制；单桩承载力可调范围小，难于实现变刚度调平设计。许国平制作桩基静载试验l桩的选型误区： （4） 人工挖孔桩质量可靠（） 地下水位以上人工挖孔桩可实现彻底清孔、直观检查持力层， 且 无断桩缩颈现

12、象。存在隐患： 边挖孔边抽水，细颗粒流失，地面下沉，乃至护壁整体脱落 临近新灌注混凝土桩抽水，带走水泥，造成离析 在流动性淤泥中挖孔，引起淤泥侧向流动，导致土体失稳滑移， 桩体倾斜断桩 （5） 灌注桩不适当扩底（） 岩石fr混凝土fc情况下扩底，不必要；桩侧土层较好、桩长较大情况下扩底，既损失扩底端以上部分 侧 阻力，又增加扩底费用，可能得失相当或失大于得；将扩底端置于有软弱下卧层的薄硬层上，增大沉降。许国平制作桩基静载试验l桩的质量通病 冲钻孔灌注桩： 通常存在以下两方面问题：一是属于桩身完整性，常见的缺陷为夹泥、断裂、缩径 、 扩径、混凝土离析及桩顶混凝土密实度较差等；二是嵌岩桩，影响桩底

13、支承条件的 质量问题，主要是灌注混凝土前清孔不彻底，桩底沉渣厚度超标，影响承载力。 人工挖孔桩： 混凝土浇筑不当造成离析，如未采用串筒或串筒距离过大； 孔底地下水未抽干就灌注混凝土，造成桩底混凝土离析； 边抽水边挖孔，造成地下水位下降，对护壁造成不利影响，影响桩侧阻力发挥。 PHC管桩： 锤击拉应力引起桩身开裂； 接头焊接质量差或冷却时间不够，造成接头断裂； 打桩或压桩时偏心，容易造成桩身断裂； 桩间距小，沉桩造成的挤桩效应导致桩上浮，影响桩竖向承载力； 短桩长的压桩力控制不当，造成承载力不足。许国平制作单桩静载试验的破坏模式n桩承载力一般取决于土对桩的支承能力，即土强度发挥程度，桩侧阻和 端

14、阻是否充分发挥和桩土间相对位移密切相关，侧阻力充分发挥的位移 约37mm，端阻力充分发挥的位移和桩型有关，打入桩较小，而灌注桩 要大得多。桩侧阻力的发挥一般是桩体和土之间的剪切破坏，而端阻力 发挥有的是“刺入”破坏，有的是“压剪”破坏（大直径桩）。n常见的几种Q-s曲线： 软弱土层的摩擦桩，一般桩端呈刺入破坏，桩端阻力分担比例小，曲线 呈 陡降型，破坏特征点明显；如图a 桩端持力层为砂土、粉土，发挥端阻所需位移大，曲线呈缓变型，如图b 扩底桩，端阻破坏所需位移量过大，端阻占比例大，曲线呈缓变型，如 图c 桩端有较厚沉渣的钻孔桩，桩端呈刺入破坏，曲线呈陡降型，如图d 桩周为加工软化型土无硬持力层

15、的桩，侧阻在较小位移发挥并出现软化 现 象桩端承载力低，曲线呈突变陡降型，与图d相似 孔底有虚土，或有一定沉渣的钻孔桩，随着孔底虚土或沉渣压缩，曲线 坡 度变缓，形成“台阶形”，如图e 嵌岩短桩，由于桩身材料强度破坏导致桩承载力破坏，曲线呈突变陡降 型，如图f许国平制作3.1.1 工程桩应进行单桩承载力和桩身完整性抽样检测。 l3.2.3 应根据调查结果和确定的检测目的，选择检测方法，制定检测方案。检测方案宜包含以下内容：工程概况，检测方法及其依据的标准， 抽样方案，所需的机械或人工配合，试验周期。l3.2.4 检测前应对仪器设备检查调试。l3.2.5 检测用计量器具必须在计量检定周期的有效期

16、内。 l3.2.6 检测开始时间应符合下列规定：l承载力检测前的休止时间除应满足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，尚不应少于表3.2.6规定的时间。预制桩施工过程中对桩周土扰动，降低土体强度，也引起桩的承载力下降；随着休止时间的增加，土体重新固结，强度逐渐恢复提高， 桩的承载力也恢复。受超孔隙水压力消散速率的影响，砂土中桩的承载 力恢复随时间增加较快且增幅较小，黏性土中则较慢且增幅较大。l施工后，宜先进行工程桩的桩身完整性检测，后进行承载力检测 。桩基检测基本规定许国平制作桩基检测基本规定l3.3.1 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：1.设计等级为甲级、乙级的建筑桩基。2.地质条件复杂、施工质量可靠性低的建筑桩基。3.本地区采用的新桩型或新工艺。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