基桩静载试验-讲义 - 图文

桩端土的承载力特征值，为设计提供依据，但不能做为工程桩施工完毕后承载力检验的依据。当桩端土为中风化泥岩或砂岩时，可采用岩基载荷试验确定岩石地基承载力特征值。

6.静载试验的评价对象是什么?试验结论该如何提交?

JGJ106-2003第3.5.3条文规定：单桩承载力检测应明确给出每根桩的承载力检测值，据此并结合整个工程桩身完整性检测的结果，给出该单位工程同一条件下的单桩承载力特征值是否满足设计要求的结论。不仅对来样负责，而且要对同一单位工程内同一条件下的其他工程桩的极限承载力统计结果负责，故要求试桩应有足够的代表性。该结论是从数理统计概念评价的群体行为，并无全部基桩均满足设计要求或均不满足设计要求的涵义。

实际检测中，有时出现这样的情况：3根工程桩静载试验，分十级加载，其中一根桩第十级破坏，另两根桩满足设计要求，按JGJ106-2003第3.5.3条，单位工程的单桩竖向抗压承载力特征值不满足设计要求。此时若有一根满足设计要求的桩的最大加载量取为单桩承载力特征值的2.2倍，且试验证实竖向抗压承载力不低于单桩承载力特征值的2.2倍，则单位工程的单桩竖向抗压承载力特征值满足设计要求。显然，若抽检的3根桩有代表性，就可避免不必要的工程处理。

在出具检测结论时，需结合设计条件(基础和上部结构型式、地质条件、桩的承载性状、沉降控制要求等)和施工质量可靠性，在充分考虑受检桩数量及代表性的基础上进行。桩基工程事故，绝大部分表现为沉降过大或不均匀，其中有些是因桩身存在严重缺陷造成的。完整性检测带有普查性，故整体评价不能仅根据少数桩的承载力检测结果，尚应结合完整性检测结果。

7.如何保证静载试桩的代表性?

试桩是否具有代表性，一般应从下列五个方面考虑： 1)不同类型、规格桩的代表性；

2)局部地质条件出现异常桩的代表性；

3)设计方认为重要桩的代表性：包括不同的结构形式、不同的沉降要求、不同的荷载要求的代表性； 4)不同施工工艺、不同施工人员素质、不同施工机具的代表性； 5）沉桩过程、基坑开挖过程等施工因素影响不同桩的代表性。 试桩代表性要求的具体规定：

1)为设计提供依据的试桩静载试验，不应作为工程桩验收的依据；

2)为保证试桩的代表性，试桩的成桩工艺及质量控制标准应与工程桩一致； 3)对接桩质量有明显缺陷的多节预制桩不应作为试桩；

4)对充盈系数偏大或偏小、扩缩径明显且没有代表性的灌注桩不应作为试桩； 5)钻孔灌注桩试桩应进行成孔质量检测，包括孔径、孔深、沉渣厚度及垂直度，充盈系数允许范围1. 0~1. 3。对于钻孔灌注桩要注意控制桩底沉渣和桩径、超深合理指标，前者将对试桩的承载力产生明显影响，后者将涉及到能否代表大量实际工程桩，充盈系数过大的试桩或超深的试桩将会给工程带来隐患，同时，要求控制充盈系数，也是为了防止施工过程中弄虚作假现象，达到保证工程质量的目的。

8.基坑深度的影响

桩筏(箱)基础随着高层建筑的大量兴起而得到广泛的应用，基础埋置深度越来越大。一般而言，为了使试桩受力条件与设计条件相同，试桩地面宜与承台底标高一致。但是限于基坑开挖、基础工程施工不便及施工工期等方面因素，很多情况下的静载试桩在地表进行，因而普遍存在一个如何对待基础深度内桩段的侧摩阻力问题。

《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041一2000)规定：做静压、静拔的试桩，为便于在原地面处施加荷载，在承台底面以上部分或局部冲刷线以上部分设计不能考虑的摩擦力应予扣除。

但是对于如何考虑或扣除该部分侧摩阻力，目前国家、行业及地方标准对该问题均无明确规定，一般采用下列方法解决：

方法((l.)：消除基坑深度内桩侧摩阻力影响。国内目前均缺乏系统的研究与探讨，国外严格的做法是在桩表面涂浆如沥青涂层或设置套管方法予以消除。

方法(2)：对于为设计提供依据的试验，静载试验在基坑开挖之前进行。当工程桩的桩顶设计标高低于地表面较多时，一般是施工一组直通地面的长桩(桩长等于工程桩长加桩顶埋深)，进行静载试验，一般加载至桩周土破坏得出其极限承载力。再从试验所得的单桩竖向抗压(拔)极限承载力中，减去从地面至开挖后的基底一段高度内的桩周土对桩身的抗压(拔)极限侧摩阻力，一般以勘察报告提供的承载力参数按经验公式估算，作为工程桩的实际极限承载力。鉴于目前岩土工程勘察报告提供的承载力参数普遍偏于保守，建议对勘察报告提供的承载力参数或抗拔折减系数入适当放大。

方法(3)：对于验收性试验，应参考工程地质勘察报告及地方经验，在确定静载试验预计最大加载量考虑基础埋深范围内桩侧摩阻力。

？？？？方法(4)：方法(2)、(3)属于间接方法，不是严格意义上的静载试验结果，可靠性较低。可做一组专测桩侧摩阻力的短桩作静载试验，先将桩压至桩顶设计标高以下0. 5m左右，再上拔使桩下端达到桩的设计标高，此时下端悬空，进行静载荷试验就可仅测桩侧摩阻力，再用长桩的极限承载力减去短桩的承载力，就可较准确地得到真实承载力。该法是以静载试验获取工程桩设计标高以上范围内的极限侧摩阻力，不失静载试验的意义，且具有一定的可靠性。

9.荷载测量有哪些形式?使用时应注意哪些问题?

1）荷载测量的形式

两种形式：一是通过用放置在千斤顶上的荷重传感器直接测定，见图2-12；

二是通过并联于千斤顶油路的压力表或压力传感器测定油压，见图2-13，根据千斤顶率定

曲线换算荷载。

必要时，建议在千斤顶上放置应力环或压力传感器进行双控校正。用荷重传感器测力，不

需考虑千斤顶活塞摩擦对出力的影响；用油压表(或压力传感器)间接测量荷载需对千斤顶出力进行率定，受千斤顶活塞摩擦的影响，不能简单地根据油压乘活塞面积计算荷载，同型号千斤顶在保养正常状态下，相同油压时的出力相对误差约为1%~2%，非正常时可高达5%

目前市场上有两类千斤顶，一类是单油路千斤顶，只有一个油嘴，进油和回油(加载或卸载)都是通过这个油路，压力表连接在该油路上；另一种是双油路千斤顶，有上下两个油嘴，进油路接在千斤顶的下油路，压力表也连接在该油路上，油泵通过该油路对桩进行加载，回油路接在千斤顶的上油路。不论采用哪

一类千斤顶，油路的“单向阀”(又称止油阀)应安装在压力表和油泵之间，不能安装在千斤顶和压力表之间，否则压力表无法监控千斤顶的实际油压值。 2)进行荷载测量时应注意的问题

①所谓精密压力表是指高精度的指针式压力表，一般为直读式。采用压力表测定油压时，为保证静载试验测量精度，压力表准确度等级应优于或等于0.4级，不得使用1.5级压力表作加载控制。所谓0.4级是指该精密压力表的精密等级为测量上限值的±0.4%，亦即允许的最大示值基本误差为其测量上限值的±0. 4%。

例如：0.4级精密压力表((0~60MPa)允许误差±0.24 Mpa；0.4级精密压力表(0~100MPa)允许误差±0.4MPa。不同精度等级的精密压力表除允许基本误差有区别之外，还有读数分辨率的区别。例如：中国精密压力表国家标准中规定0.4级1.6MPa的精密压力表，其表盘标尺的刻线为160分格，0.25级1.6 MPa的精密压力表，其表盘标尺的刻线为320分格。显然，密分的表盘刻线必定具有较高的读数精度，可减小精密压力表的读数视差。0.4级精密压力表使用环境温度为20士3°，空气相对湿度不大于80%，当环境温度太低或太高时应考虑温度误差修正。注意：“精密压力表为0.4级”与“压力表的读数精度为0.4MPa\不是一回事，不能混为一谈。根据千斤顶的配置和最大试验荷载要求，合理选择油压表(量程有25Mpa，40Mpa， 60Mpa，100MPa等)。最大试验荷载对应的油压不宜小于压力表量程的1/4，避免“大秤称轻物”;同时为了延长压力表的使用寿命，最大试验荷载对应的油压不宜大压力表量程的2/3。注意油压表示值相对千斤顶出力的滞后问题。

② 选用压力传感器和荷重传感器应注意量程和精度，测量误差不应大于1%。

采用压力传感器测量荷载属于间接测量。它测量的是千斤顶的油压而不是桩的实际荷载值。其实质只是等同于传统的机械压力表，只不过传感器自身的精度和分辨率较压力表更高罢了。

采用荷重传感器测量荷载属于标准的高精度直接测量。荷重传感器置于试桩上，直接测量荷载值。测量范围、误差仅取决传感器的量程与精度，与所用千斤顶的大小无关系。采用荷重传感器另一个优势是标定简单：仅需传感器单独标定而不再需要标定千斤顶。

③为防止出现诸如油管爆裂、接头漏油、油泵加压不足造成千斤顶出力受限、压力表线性度变差等情况，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%。对载荷试验油压系统的安全出力做出估算，一般国产千斤顶在额定出力情况下的最大油压是已知的，例如上海江南机械厂出的QW型320t千斤顶在额定出力时的油压为70. 7MPa，如果按照其额定出力使用，则与其配套使用的压力表、油泵、油管的额定工作压力应高于70.7÷0.80=88.4MPa。相反，如果已知并联千斤顶数目和型号及配套系统的最小额定压力，例如千斤顶4台Qw320、压力表100 MPa、油泵80MPa、油管60MPa，则最小额定压力为60MPa，根据配套系统的最小额定压力可换算出千斤顶的最大出力，在本例条件下就是4X60X0.80X320=70.7=869t，由此得出的是符合规范规定的安全要求的油压系统最大出力，而简单地将千斤顶进行合计出力得4X320=1280t的做法是非常危险的，甚至要付出生命的代价。

④在使用千斤顶时，不能采用油压压强乘以活塞面积的方法来确定荷载量。因为油压千斤顶的作用力一般用油压表测定和控制，油压表上的指示读数为油缸内的单位油压，在理论上将其乘以活塞面积即应为千斤顶的作用力。但是由于油缸与活塞之间有一定的摩阻力，此项摩阻力抵消一部分作用力，因此实际作用力要比理论值为小。

10.位移测量有哪些方法?应注意哪些问题?

1)位移测量宜采用位移传感器或大量程百分表。JGJ 106-2003要求位移测量误差不大于0.1% F. S.，分辨力高于或等于0.01mm

2)沉降测定平面宜在桩顶200rnm以下位置，且测定平面到桩顶距离不小于0.5倍桩径，两者取大值。直径或边宽大于500mm的桩，应在其2个方向对称安置4个百分或位移传感器。直径或边宽小于等于500mm的桩可对称安置2个百分表或位移传感器。仪表应对称排布并位于同一水平面。

众所周知，在桩顶施加荷载后桩顶平面及其上下两侧一定范围内是应力的集中区域，在该区域属于不

稳定区域，桩身或传力部件的侧向位移甚至桩身的局部表面裂隙将对沉降观测结果产生明显影响，有时可导致试验结果的错误。

测点表面需经一定处理，使其牢固地固定于桩身，不得在承压板上或千斤顶上设置沉降观测点，避免因承压板变形导致沉降观测数据失实。如图2-14所示百分表直接安装在荷载板上，属于严重违规。承压板厚度至少宜为5cm以上，以免受力时产生弯曲。尺寸不应小于桩头或千斤顶底座。

地基平板荷载试验时，沉降观测点一般是设置在荷载板上的，但是基桩静载试验不允许设置在承压板上。原因在于地基平板荷载试验的加载量一般不是很大，荷载板的变形可以不考虑，但是基桩静载试验的加载量往往很大，承压板的压缩及翘曲变形不能不加考虑。

抗拔试验上拔量量测平面必须在桩身位置，严禁在上拔钢筋上设置测读点。对于静载试验在地面进行，但是试桩顶面低于地面的情况，应在试桩桩顶断面设置沉降杆。

在测量过程中要注意即将发生的位移是否会很大，是否可能造成测杆与测点脱离接触或测杆被顶死的情况，应及时观察调整。

11.基准桩与基准梁

1)基准桩的设置应满足以下条件：基准桩本身不变动；没有被触碰的危险；附近没有振源；不受直射阳光与风雨等干扰；不受试桩下沉的影响。基准桩和基准梁原则上应该是不动的。；

2)基准梁应具有足够的刚度，宜采用工字钢，高跨比不宜小于1/400型钢的缺点是温度膨胀系数大，为减少温度变化引起的基准梁挠曲变形，一端固定在基准桩上，另一端应可沿基准梁方向水平移动(简支于基准桩上（见图2-20）。