建筑基桩地基静载检测试验东锦内部培训课件.PPT

建筑桩基（地基）静载检测试验,襄阳东锦工程质量检测有限公司 何宏伟 2012年6月20日,规范标准,规范标准,检测人员应遵循的原则,坚持检测标准；规范检测行为；保证检测质量；检测工作必须要有程序、有了程序必须要执行、执行过的必须要有记录；写我所做、做我所写、记我所测；别把习惯当成标准、要把标准变成习惯；,东锦检测执业精神,严格标准 公正执业的科学精神 开拓创业 永无止境的进取精神 顾全大局 团结协作的团队精神 信守合同 客户至上的诚信精神 脚踏实地 求真务实的奉献精神,静载试验主要内容,1、概述2、基础知识3、主要仪器设备4、现场检测技术方法5、检测结果分析与评价6、检测记录与报告7、工程实例,1.概述,1.1 建筑地基型式,1.概述,地基处理的方法(JGJ79-2002、JGJ 123-2000),1.概述,桩的分类,1.概述,地基基础检测解决的主要问题,承载力（包含变形特性）、完整性（均匀性）,地基基础检测主要方法,1.2 地基基础检测解决的主要问题与主要检测方法,5,基桩静载试验,地基基础静载试验,地基静载试验,单桩竖向抗压,单桩竖向抗拔,单桩水平试验,地基（岩）土静载,复合地基静载,浅层平板试验,深层平板试验,岩基载荷试验,1.概述,1.3地基基础静载试验类型,1.概述,1.4地基基础静载试验依据的标准,1.概述,1.5 建筑地基基础设计等级,GB50027-2002 第3.0.1条根据地基复杂程度，建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使作的程度，将地基基础设计分为三个设计等级。,1.概述,1.5 建筑地基基础设计等级,JGJ94-2008 第3.1.2条根据建筑规模、功能特征、对差异变形的适应性、场地地基和建筑物体型的复杂性以及由于桩基问题可能造成建筑破坏和影响正常使用的程度，将桩基设计分为三个设计等级。,2.基础知识,2.1 术语及定义,2.基础知识,2.1 术语及定义,2.基础知识,2.1 术语及定义,“静载试验static loading test”的定义：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。,主要目的1、为工程提供承载力的设计依据，2、为基桩工程的施工质量进行检验和评定提供依据，3、为基桩施工选择最佳工艺参数，4、或为本地区采用的新桩型与提出承载力的设计依据。,基桩静载试验的地位：是目前进行承载力和变形特性评价的最可靠的方法，也是其它方法（如基桩高应变法）与之进行比对的标准。,2.基础知识,2.2 建筑基桩常见的质量问题,成桩工艺、成桩的过程、周围环境的影响、岩土条件,2.基础知识,2.2 建筑基桩常见的质量问题,2.基础知识,2.2 建筑基桩常见的质量问题,2.基础知识,2.2 建筑基桩常见的质量问题,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.1竖向受压荷载作用下的单桩工作机理,单桩竖向抗压极限承载力是指桩在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形所对应的最大荷载，二个因素决定：桩本身的材料强度 地基土强度。,在竖向受压荷载作用下，桩土体系荷载的传递过程：a 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；b 随着荷载的增大，桩顶位移加大，桩侧摩阻力由上至下逐步被发挥出来，c 在达到极限值后，继续增加的荷载则全部由桩端土阻力承担。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。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.1竖向受压荷载作用下的单桩工作机理,1、侧阻影响分析桩周岩土层性状的影响：粘性土为510mm，砂类土为1020mm。成桩效应：饱和土中的成桩效应大于非饱和土的，群桩的大于单桩的。桩材和桩的几何外形。桩入土深度：作用在桩身的水平有效应力成比例增大。按照土力学理论，桩的侧摩阻力也应逐渐增大；但实验表明，在均质土中，当桩的入土超过一定深度后，桩侧摩阻力不再随深度的增加而变大，而是趋于定值，该深度被称为侧摩阻力的临界深度。时间效应：对于在饱和粘性土中施工的挤土桩，在施工过程中对土的扰动会产生超孔隙水压力，它会使桩侧向有效应力降低，导致在桩形成的初期侧摩阻力偏小；随时间的增长，超孔隙水压力逐渐沿径向消散，扰动区土的强度慢慢得到恢复，桩侧摩阻力得到提高。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.1竖向受压荷载作用下的单桩工作机理,2、端阻影响分析桩端阻力的发挥也需要一定的位移量。持力层的选择对提高承载力、减少沉降量至关重要。桩端进入持力层的深度，一般认为，桩端进入持力层越深，端阻力越大；但大量实验表明，超过一定深度后，端阻力基本恒定。关于端阻的尺寸效应问题，一般认为随桩尺寸的增大，桩端阻力的极限值变小。端阻力的破坏模式分为三种，主要由桩端土层和桩端上覆土层性质确定。整体剪切破坏：当桩端土层密实度好、上覆土层较松软，桩又不太长时，局部剪切破坏：当上覆土层密实度好时 冲入剪切破坏：当桩端密实度差或处在中高压缩性状态，或者桩端存在软弱下卧层时。实际上，侧阻和端阻的发挥和分布是相互作用、相互制约。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.1竖向受压荷载作用下的单桩工作机理,3、常见的单桩荷载-位移（Qs）曲线,常见的单桩荷载-位移（Qs）曲线见图3-1，它们反映了上述的几种破坏模式。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.2竖向拉拔荷载作用下的单桩工作机理,抗拔计算公式现状：理论计算公式是先假定不同的桩基破坏模式，然后以土的抗剪强度及侧压力系数等参数来进行承载力计算。经验公式则以试桩实测资料为基础，建立起桩的抗拔侧阻力与抗压侧阻力之间的关系和抗拔破坏模式。,1、破坏模式、极限状态,在上拔荷载作用下，初始阶段，上拔阻力主要由浅部土层提供，桩身的拉应力主要分布在桩的上部，随着桩身上拔位移量的增加，桩身应力逐渐向下扩展，桩的中、下部的上拔土阻力逐渐发挥。当桩端位移量超过某一数值（通常为610mm）时，就可以认为整个桩身的土层抗拔阻力达到极限，其后抗拔阻力就会下降。此时，如果继续增加上拔荷载，就会产生破坏。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.2竖向拉拔荷载作用下的单桩工作机理,图3-2 竖向抗拔荷载作用下单桩的破坏形态,桩的抗拔承载力：由桩侧阻力、桩身重力组成，桩端真空吸引力一般不予考虑。桩周阻力的大小，受桩土界面的几何特征、土层的物理力学特性等较多因素的影响；但粘性土中的抗拔桩在长期荷载作用下，随上拔量的增大，会出现应变软化的现象，即抗拔荷载达到峰值后会下降，而最终趋于定值。短期效应：如送电线路杆塔基础由风荷载产生的拉拔荷载，长期荷载：船闸、船坞、地下油罐基础以及地下车库的抗拔桩基。为提高抗拔桩的竖向抗拔力，可以考虑改变桩身截面形式。桩身材料强度（包括桩在承台中的嵌固强度）也是影响桩抗拔承载力的因素之一。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.2竖向拉拔荷载作用下的单桩工作机理,2、影响单桩竖向抗拔承载力的主要因素（1）桩周围土体：桩周土的性质、土的抗剪强度、侧压力系数和土的应力历史。（2）桩自身因素：桩侧表面的粗糙程度、桩截面形状、桩长、桩的刚度和桩材的泊松比。曾有试验证明，粗糙侧表面桩的抗拔极限承载力是光滑表面桩的1.7倍。（3）施工因素：施工过程中桩周土体的扰动、打入桩中的残余应力、桩身完整性、桩的倾斜角度。（4）休止时间：从成桩到开始试验之间的休止时间长短对单桩竖向抗拔承载力影响是明显的；另外，桩顶的加载方式、荷载维持时间、加载卸载过程等对单桩竖向抗拔承载力也有影响。,基桩竖向抗拨静载试验,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.3 水平荷载作用下的单桩工作机理,1、单桩水平静载试验确定,单桩水平临界荷载和极限荷载，推定土抗力参数，或对工程桩的水平承载力进行检验和评价。当桩身埋设有应变测量传感器时，可测量相应水平荷载作用下的桩身应力，并由此计算得出桩身弯矩分布情况，可为检验桩身强度、推求不同深度弹性地基系数提供依据。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.3 水平荷载作用下的单桩工作机理,2、桩顶实际工作条件,桩顶自由状态（JGJ106-2003中的试验桩为桩顶自由的单桩）；桩顶受约束：（自由转动、桩顶受垂直荷载作用）。,桩所受的水平荷载部分由桩本身承担，大部分是通过桩传给桩侧土体，其工作性能主要体现在桩与土的相互作用上，即当桩产生水平变位时，促使桩周土也产生相应的变形，产生的土抗力会阻止桩变形的进一步发展。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.3 水平荷载作用下的单桩工作机理,3、受荷传递,在桩受荷初期，由靠近地面的土提供土抗力，土的变形处在弹性阶段；随着荷载增大，桩变形量增加，表层土出现塑性屈服，土抗力逐渐由深部土层提供；随着变形量的进一步加大，土体塑性区自上而下逐渐开展扩大，最大弯矩断面下移，当桩本身的截面抗力无法承担外部荷载产生的弯矩或桩侧土强度遭到破坏，使土失去稳定时，桩土体系便处于破坏状态。,4、破坏机理,桩土相对刚度的不同，桩土体系的破坏机理及工作状态分为二类:刚性短桩：桩的抗弯刚度比地基土刚度大很多，在水平力作用下，桩身象刚体一样绕桩上某点转动或平移而破坏；此类桩的水平承载力由桩周土的强度控制；弹性长桩：桩的抗弯刚度与土刚度相比较具柔性，在水平力作用下，桩身发生挠曲变形，桩下段嵌固于土中不能转动；此类桩的水平承载力由桩身材料的抗弯强度和桩周土的抗力控制。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.3 水平荷载作用下的单桩工作机理,4、破坏机理,对于钢筋混凝土弹性长桩，因其抗拉强度低于轴心抗压强度，所以在水平荷载作用下，桩身的挠曲变形将导致桩身截面受拉侧开裂，然后渐趋破坏；当设计采用这种桩作为水平承载桩时，除考虑上部结构对位移限值的要求外，还应根据结构构件的裂缝控制等级，考虑桩身截面开裂的问题；但对抗弯性能好的钢筋混凝土预制桩和钢桩，因其可忍受较大的挠曲变形而不至于截面受拉开裂，设计时主要考虑上部结构水平位移允许值的问题。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.3 水平荷载作用下的单桩工作机理,4、影响桩水平承载力的因素,截面刚度、材料强度、桩侧土质条件、桩的入土深度、桩顶约束条件,工程中通过静载试验直接获得水平承载力的方法因试验桩与工程桩边界条件的差别，结果很难完全反应工程桩实际工作情况；此时可通过静载试验测得桩周土的地基反力特性，即地基土水平抗力系数（它反映了桩在不同深度处桩侧土抗力和水平位移的关系，可视为土的固有特性），为设计部门确定土抗力大小进而计算单桩水平承载力提供依据。水平静载试验一般按设计要求的水平位移允许值控制加载，为设计提供依据的试验桩宜加载至桩顶出现较大的水平位移或桩身结构破坏。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.4 地基受竖向荷载的变形特性,一种是土体自重作用下的应力（自重应力），另一种是建筑物荷载作用下地基土中超过自重应力的那一部份应力增量称之附加应力。通常地基土在自重应力作用下的变形已经完成，建筑物荷载作用所引起的附加应力是地基土产生新的变形的根源。,1、建筑物地基中作用有两种应力,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.4 地基受竖向荷载的变形特性,1、建筑物地基中作用有两种应力,基础底面下地基土中附加应力分布随深度具有非线性扩散性质。条形基础：H=1.5B时,Pi=0.5P0，主要受力层3B。独立基础：H=0.5B时,Pi=0.5P0，主要受力层1.52.0B。,地基浅层平板载荷试验往往只反映了建筑物下浅层地基的变形特性,当地基的主要受力层由性质相差悬殊的多层土组成时，宜分层进行载荷试验或用不同面积的载荷板在同一试验深度进行。也可以补充其它原位测试手段，如轻便触探、标贯试验、静力触探等，对建筑场地的变形特征作出综合判定。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.4 地基受竖向荷载的变形特性,2、地基受竖向荷载作用变形的三个阶段,直线变形阶段（压密阶段）：地基土的变形是由于土的孔隙体积的减小即压密所引起。局部剪切阶段：压板下地基土在发生压密的同时，压板两侧基础边缘处的应力首先达到极限平衡，土体产生剪切而发生塑性变形区，并随荷载的增加，塑形变形区范围逐渐扩大，下沉量显著增大。完全破坏阶段：压板连续急剧下沉，即地基土中的塑性变形区不断扩大。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.4 地基受竖向荷载的变形特性,2、地基受竖向荷载作用变形的三个阶段,在软弱地基土中，基础的竖向位移产生沿基础周边的竖向剪切，使基础不断向下刺入。在压缩性较小的密实砂土或粘性土地基中，由于塑性区的不断扩大而形成连续滑动面，土从载荷压板下挤出来，形成隆起的土堆，此时地基完全破坏，即基础压板丧失稳定。,地基变形的三个阶段是难以明确划分的，只有对砂土和密实的粘性土地基比较典型。,为了使地基载荷试验的结果能较好地描绘出地基土的变形特征，试验前应施加预压荷载，预压荷载（包括设备重量）应等于卸去压板以上土的自重，其相应的沉降量不计。加荷等级可分为8-12级，以后每级荷载增量，对较坚硬的土（硬塑或可塑粘性土）不超过25-50kPa，对于松软的土（软塑或流塑状态的淤泥或淤泥质土），不超过10-25kPa。地基载荷试验施加的总荷载不应少于设计荷载值的2倍，或应尽量接近土的极限荷载。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.5 复合地基受竖向荷载的变形特性,1、复合地基的类别,复合地基在刚性基础下的变形特性比较复杂，随桩体与土体的相对刚度（如桩体材料性质、桩土应力比、面积置换率等因素）的变化而变化。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.5 复合地基受竖向荷载的变形特性,1、复合地基的类别,根据桩体材料性质，可将复合地基分为：（1）散体材料桩复合地基：有碎石桩（振冲、挤密、干振）复合地基、碴土桩及砂桩复合地基、强夯置换墩体复合地基、柱锤冲扩桩复合地基等；（2）一般粘结强度桩复合地基：有灰土桩复合地基、石灰桩复合地基、土挤密桩复合地基、水泥土桩（深层搅拌桩、粉喷桩）复合地基、夯实水泥土桩复合地基等；（3）高粘结强度桩复合地基：有CFG（水泥、粉煤灰、碎石）桩复合地基、素砼桩复合地基、碎石压力灌浆桩（树根桩）复合地基等。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.5 复合地基受竖向荷载的变形特性,1、复合地基的变形特征,复合地基承载力大小，取决于桩体刚度与桩周土体刚度间的匹配关系。荷载施加初期，土承担的荷载大于桩承担的荷载。随着荷载的增加，应力逐渐向桩体转移，桩间土承担的荷载比例逐渐减少，桩承担的荷载比例逐渐增大。当桩和土承担的荷载各占50%之后，在桩身强度满足的条件下，随着桩长的增加，桩承担的荷载势必愈来愈大于桩间土承担的荷载。同样，当竖向荷载达到一定的量值后，在恒定的荷载作用下，桩承担荷载比（p）随桩长增加、桩距减小、土体强度降低、褥垫层厚度减小而增大。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.5 复合地基受竖向荷载的变形特性,2、充分发挥桩土共同作用的措施,为了充分发挥复合地基中桩土的共同作用，桩体强度和桩长应根据桩周土体的强度作适当调整，使桩土应力比处于相对合理。对于一般粘结强度桩复合地基，桩与桩间土并非同时会达到极限荷载。一般桩体到达极限荷载后，上部桩体（25）d被压碎。对于双轴水泥搅拌桩，复合地基中桩的最大轴力在3m以内，而单桩受荷时的最大轴力在5.0m以内。适当提高桩顶下（58）d范围内的桩体强度。在碎石桩复合地基中，当桩长L2.5B时，再增加桩长对提高复合地基承载能力作用不大。石灰桩模量高于碎石桩，荷载传递深度大于碎石桩，但由于桩身强度不高，随桩长的增加端阻力发挥愈来愈小。CFG桩由于桩体强度较高，能全长发挥侧阻力，桩长较短时端阻力也能得到较好地发挥。通过调节褥垫层的厚度、桩体强度及桩长，以控制桩土荷载分担比，充分发挥桩周土体的承载作用。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.5 复合地基受竖向荷载的变形特性,3、复合地基设计中涉及的主要参数,（1）桩土应力比n:复合地基竖向荷载中，作用于桩顶应力与作用于桩间土应力之比称为桩土应力比。复合地基中桩土应力比不是常数。通常柔性桩的桩土应力比n10，刚性桩的桩土应力比n为1540。,（2）面积置换率m：复合地基中桩体所占据的面积与桩土总面积之比称为平均面积置换率。,（3）等效影响园直径de：是指复合地基中与加固单元体（一根桩及桩周加固土体）面积相等的园面积的直径，是确定复合地基载荷试验承压板面积的重要参数。,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.5 复合地基受竖向荷载的变形特性,4、复合地基中置换率m的计算,2.基础知识,2.3 基本理论,2.3.5 复合地基受竖向荷载的变形特性,4、复合地基中置换率m的计算,独立基础下的复合地基，通常作单桩复合地基载荷试验，试验承压板为圆形或方形，压板面积A=F/n（F为基础面积，n为基础下桩数）。,条形基础,3.主要检测仪器设备,3.1 试验的主要测试装置,静载试验由加载反力装置、荷载测量装置、变形测量装置三部分组成,3.2 加载反力装置,加载反力装置组成：加载稳压设备、反力装置，目的：是保证提供足够的反力通过加载设备将荷载传到桩的预定部位。1、加载设备试验加载无论是竖向抗压、抗拔或水平推力均宜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。为此，采用的千斤顶型号、规格应相同，同时须保证在进行竖向承载力试验时千斤顶的合力中心应与桩轴线重合，在进行水平承载力试验时作用力合力应水平通过桩身轴线。,3.主要检测仪器设备,3.2 加载反力装置,千斤顶：单油路 双油路,主要技术参数,3.主要检测仪器设备,3.2 加载反力装置,2、反力装置 单桩竖向抗压静载试验锚桩横梁反力装置、压重平台反力装置、锚桩压重联合反力装置、地锚反力装置。,3.主要检测仪器设备,3.2 加载反力装置,2、反力装置 单桩竖向抗拔静载试验可采用反力桩（或工程桩）或天然地基提供支座反力。单桩水平水平静载试验水平推力的反力可由相邻桩或专门设置的反力结构提供。,3.主要检测仪器设备,3.3 荷载测量装置,静载试验均采用千斤顶与油泵相连的形式，由千斤顶施加荷载。荷载测量可采用以下两种形式，一是通过用放置在千斤顶上的荷重传感器直接测定，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，根据千斤顶率定曲线换算荷载。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%。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。,3.主要检测仪器设备,3.3 荷载测量装置,采用自动化静载试验设备进行试验，采用荷重传感器测量荷重或采用压力传感器测定油压，实现加卸荷与稳压自动化控制。量值溯源，不仅应对压力传感器进行校准，而且还应对千斤顶进行校准，或者对压力传感器和千斤顶整个测力系统进行校准。精密压力表使用环境温度为203，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修正。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%）。油压表的量程主要有25、40、60、100 MPa，应根据实际使用要求，合理选择油压表。荷重传感器：要求传感器的测量误差不应大于1%。千斤顶校准一般从其量程的20%或30%开始，根据58个点的校准结果给出率定曲线（或校准方程）。选择千斤顶时，最大试验荷载对应的千斤顶出力宜为千斤顶量程的20%80%。当采用两台及两台以上千斤顶加载时，为了避免受检桩偏心受荷，千斤顶型号、规格应相同且应并联同步工作。,3.主要检测仪器设备,3.3 荷载测量装置,3.主要检测仪器设备,3.4 变形测量装置,变形测量置包括基准梁、基桩桩和百分表或位移传感器。1、基准梁要有足够的刚度（工字钢作基准梁，高跨比不宜小于1/40；必要时可将两根基准梁连接或者焊接成网架结构）基准梁越长，越容易受外界因素的影响，有时这种影响较难采取有效措施来预防。基准梁的一端应固定在基准桩上，另一端应简支于基准桩上，以减少温度变化引起的基准梁挠曲变形。防护措施：在满足规范规定的条件下，基准梁不宜过长，并应采取有效遮挡措施，以减少温度变化和刮风下雨、振动及其他外界因素的影响，尤其在昼夜温差较大且白天有阳光照射时更应注意。一般情况下，温度对沉降的影响约为12mm。,基准梁,3.主要检测仪器设备,3.4 变形测量装置,2、基准桩GB50007-2002要求试桩、锚桩（压重平台支墩边）和基准桩之间的中心距离大于4倍试桩和锚桩的设计直径且大于2.0m。1985年，国际土力学与基础工程协会（ISSMFE）根据世界各国对有关静载试验的规定，提出了静载试验的建议方法并指出：试桩中心到锚桩（或压重平台支墩边）和到基准桩各自间的距离应分别“不小于2.5m或3D”，小直径桩按3D控制，大直径桩按2.5m控制，这和我国现行规范规定的“大于等于4D且不小于2.0m”相比更容易满足。高层建筑物下的大直径桩试验荷载大、桩间净距小（规定最小中心距为3D），往往受设备能力制约，采用锚桩法检测时，三者间的距离有时很难满足“大于等于4D”的要求，加长基准梁又难避免产生显著的气候环境影响。考虑到现场验收试验中的困难，且加载过程中，锚桩上拔对基准桩、试桩的影响一般小于压重平台对它们的影响。因此，规范JGJ106-2003对部分间距的规定放宽为“不小于3D”，具体见表3-2。,3.主要检测仪器设备,3.4 变形测量装置,JGJ106-2003试桩、锚桩（或压重平台支墩边）和基准桩之间的中心距离 表3-2,注：1 D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2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设计桩中心距离小于4D的情况。4 软土场地压重平台堆载重量较大时，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。,3.主要检测仪器设备,3.4 变形测量装置,3、百分表和位移传感器位置：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，避免因承压板变形导致沉降观测数据失实。数量：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个百分表或位移传感器。精度与量程：变形测量宜采用位移传感器或大量程百分表，对于机械式大量程（50mm）百分表，大量程百分表JJG379规定的1级标准为：全程示值误差和回程误差分别不超过40m和8m，相当于满量程测量误差不大于0.1%。因此JGJ106-2003要求变形测量误差不大于0.1%FS，分辨力优于或等于0.01mm。常用的百分表量程有50mm、30mm、10mm，量程越大、周期检定合格率越低，但变形测量使用的百分表量程过小，可能造成频繁调表，影响测量精度。,3.主要检测仪器设备,3.4 变形测量装置,其它辅助设备：地基、复合地基试验用承压板、传力柱,4.现场检测技术方法,4.1 检测程序,4.现场检测技术方法,4.2 单桩竖向抗压静载试验,1、试验依据及试验方法 建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003 地基基础设计规范GB50007-2002 试验方法：慢速维持荷载法、快速维持荷载法。2、试验数量的确定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、乙级的桩基；2）地质条件复杂、桩施工质量可靠性低；3）本地区采用的新桩型或新工艺。,4.现场检测技术方法,4.2 单桩竖向抗压静载试验,2、试验数量的确定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。选桩原则：单桩承载力和桩身完整性验收抽样检测的受检桩选择宜符合下列规定：1 施工质量有疑问的桩；2 设计方认为重要的桩；3 局部地质条件出现异常的桩；4 施工工艺不同的桩；5 承载力验收检测时适量选择完整性检测中判定的类桩；6 除上述规定外，同类型桩宜均匀随机分布。,4.现场检测技术方法,4.2 单桩竖向抗压静载试验,3、检测的时机由于成桩过程中，对地基土体产生了扰动使土体提供的阻力明显降低，不同土性的土体强度恢复所需要的时间不尽相同；对于现场浇筑的混凝土桩，尚需要桩身混凝土达到设计强度。,现行标准对休止期的规定 表3-3,4.现场检测技术方法,4.2 单桩竖向抗压静载试验,4、现场试验装置及控制要求1）两种典型的试验装置,堆载反力平台装置,4.现场检测技术方法,4.2 单桩竖向抗压静载试验,堆载反力装置,4.现场检测技术方法,4.2 单桩竖向抗压静载试验,图3-6锚桩试验装置示意图,4.现场检测技术方法,4.2 单桩竖向抗压静载试验,锚桩试验装置,4.现场检测技术方法,4.2 单桩竖向抗压静载试验,4.现场检测技术方法,4.2 单桩竖向抗压静载试验,4.现场试验装置及控制要求a.试桩桩顶处理:试桩桩顶平面保持平整，并具有足够的强度。,JGJ106-2003 附录B 混凝土桩桩头处理 B.0.1 混凝土桩应先凿掉桩顶部的破碎层和软弱混凝土。B.0.2 桩头顶面应平整，桩头中轴线与桩身上部的中轴线应重合 B.0.3 桩头主筋应全部直通至桩顶混凝土保护层之下，各主筋应在同一高度上。B.0.4 距桩顶1 倍桩径范围内，宜用厚度为35m 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100mm。桩顶应设置钢筋网片23 层，间距60100 mm。B.0.5 桩头混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高12 级，且不得低于C30。B.0.6 高应变法检测的桩头测点处截面尺寸应与原桩身截面尺寸相同。,4.现场检测技术方法,4.2 单桩竖向抗压静载试验,4.现场试验装置及控制要求,b.试验的沉降测量系统的安装距离:（试桩、支墩边或锚桩、基桩桩）是否符合相应标准的要求，在有关标准中无具体要求的以JGJ106-2003为准，并对基准梁给予应有的保护。c.试验荷载（堆载反力平台），荷载应一次堆上，保持荷载的平衡，确保荷载重心穿过试桩中心，荷载总量不得少于预定最大加载的1.2倍（支墩的荷载在无相应连接措施情况下不应计入总荷载量）。对于锚桩反力平台，应验算锚桩提供的有效反力（验算钢筋截面、焊接强度、试验装置的偏心及单桩抗拔承载力）大于最大加载的1.2倍。d.加载测力装置中，千斤顶的出力中心应与桩中心重叠，与主梁的受力中心重叠，确保反力能高效传递到桩顶。,4.现场检测技术方法,4.2 单桩竖向抗压静载试验,4.现场试验装置及控制要求,对于大吨位竖向抗压静载试验，当采用堆载反力平台时，现场尚须对支墩部位的地基土强度进行验算，确定支墩面积，确保试验开始时地基受力在允许的范围内，同时应考虑大面积支墩和地基受高应力水平时，地基沉降对基准系统的影响，有相应的措施予以控制。,4.现场检测技术方法,4.2 单桩竖向抗压静载试验,5、现场试验1）慢速维持荷载法现场试验技术控制要求现场试验装置安装完成后，现场试验时主要是预压、加载分级、测读时间、判稳标准、荷载的维持、终止加载条件。现场试验时应按试验依据的标准给予控制。2）快速维持荷载法现场试验技术控制要求JGJ106-2003第4.3.7条规定“施工后的工程桩验收检测宜采用慢速维持荷载法。当有成熟的地区经验时，也可采用快速维持荷载法”，因而快速维持荷载法是有使用条件限制的，即“有成熟的地区经验”，亦即若采用快速维持荷载法，就需提供成熟的地区经验作为支撑，反之提不出相应的成熟地区经验就不可采用快速维持荷载法。,4.现场检测技术方法,4.2 单桩竖向抗压静载试验,5、现场试验,快速维持荷载法现场测量：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；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；当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时，再施加下一级荷载；卸载时，每级荷载维持15min，按第5、15min测读桩顶沉降量；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。,4.现场检测技术方法,4.2 单桩竖向抗压静载试验,5、现场试验,慢速维持荷载法现场试验技术控制要求比对表,4.现场检测技术方法,4.2 单桩竖向抗压静载试验,慢速维持荷载法现场试验技术控制要求比对表,4.现场检测技术方法,4.2 单桩竖向抗压静载试验,5、现场试验,慢速维持荷载法现场试验技术控制要求比对表,4.现场检测技术方法,4.2 单桩竖向抗压静载试验,6、现场试验的记录要求检测记录的原则要求在“实验室资质认定评审准则”中作出以下规定：所有工作应当时予以记录。要求在现场检测过程中所做的各项工作均应实时记录；对电子存储的记录也应采取有效措施，避免原始信息或数据的丢失或改动。要求采用电子仪器采集的数据在存储、修改方面要有相应的控制措施，以保证原始数据的安全、真实；每次检测和/或校准的记录应包含足够的信息以保证其能够再现。要求记录的信息充分到能够通过查阅记录复现原检测现场；记录应包括参与抽样、样品准备、检测和/校准人员的标识。对检测过程和人员责任的要求。总的来说，现场记录要及时、充分、完整，记录的存储要安全、可靠。,4.现场检测技术方法,4.2 单桩竖向抗压静载试验,6、现场试验的记录要求针对单桩竖向抗压静载试验，记录的信息应至少反映以下内容：1）检测目的：确定单桩竖向抗压极限承载力，判定竖向抗压承载力是否满足设计要求，通过桩身内力及变形测试、测定桩侧、桩端阻力，验证高应变法的单桩竖向抗压承载力检测结果。2）检测依据的技术标准和方法：试验依据何种技术标准进行，采用什么方法（慢速维持荷载法、快速维持荷载法、等速率加载法等）。3）试验桩的特性和状态：试验桩型、尺寸、休止时间或养护时间，试验桩顶标高与设计要求是否一致等。4）试验桩的处理情况：试验桩顶如何处理、锚桩如何处理及如何连接、用天然地基作为支墩支承面地基强度是否满足要求。5）使用的仪器设备名称、技术指标、检定/校准状况。,4.现场检测技术方法,4.2 单桩竖向抗压静载试验,6、现场试验的记录要求针对单桩竖向抗压静载试验，记录的信息应至少反映以下内容：6）现场测试系统的安装情况：包括反力装置、荷载测量装置、沉降测量装置，需有实际的现场信息来说明各系统的安装能够满足相应技术标准的要求。7）现场试验中的观测数据（指仪器、仪表的示值）中间计算数据（如各级沉降量的计算，用以现场判稳）和异常情况说明（补载、地基受力后是否正常、使用锚桩反力平台时，锚桩受力后是否开裂、锚桩上拔量）8）试验时的环境条件：天气条件、现场振动情况等。由于应变式或钢弦式测力计存在温度补偿问题。,4.现场检测技术方法,4.3 单桩竖向抗拔静载试验,1、试验依据的技术标准JGJ106-2003试验方法：慢速维持荷载法，多循环加、卸载方法。2、试验数量的确定检测数量不应少于总桩数的1%，且不应少于3根。可参照前述内容。3、检测的时机 可参照前述内容。4、现场试验装置及控制要求,4.现场检测技术方法,4.3 单桩竖向抗拔静载试验,4、现场试验装置及控制要求1）主要设备：由主梁、次梁（适用时）、反力桩或反力支承墩等反力装置，千斤顶、油泵加载装置，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组成。2）现场检测安装控制要求 荷载测量抗拔试验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；反力架系统应具有不小于1.2倍的安全系数。采用反力桩（或工程桩）提供支座反力时，反力桩顶面应平整并具有一定的强度，为保证反力梁的稳定性，应注意反力桩顶面直径（或边长）不宜小于反力梁的梁宽，否则，应加垫钢板以确保试验设备安装稳定性。,4.现场检测技术方法,4.3 单桩竖向抗拔静载试验,4、现场试验装置及控制要求采用天然地基提供反力时，两边支座处的地基强度应相近，且两边支座与地面的接触面积宜相同，施加于地基的压应力不宜超过地基承载力特征值的1.5倍，避免加载过程中两边沉降不均造成试桩偏心受拉，反力梁的支点重心应与支座中心重合。加载装置采用油压千斤顶，千斤顶的安装有两种方式：1）一种是千斤顶放在试桩的上方、主梁的上面，2）另一种是将两个千斤顶分别放在反力桩或支承墩的上面、主梁的下面，千斤顶顶主梁。荷载测量同竖向抗压试验。,4.现场检测技术方法,4.3 单桩竖向抗拔静载试验,4、现场试验装置及控制要求 上拔量测量安装位置：桩顶上拔量测量平面必须在桩顶或桩身位置，安装在桩顶时应尽可能远离主筋，严禁在混凝土桩的受拉钢筋上设置位移观测点，避免因钢筋变形导致上拔量观测数据失实。测量系统：试桩、反力支座和基准桩之间的中心距离的规定与单桩抗压静载试验相同。在采用天然地基提供支座反力时，拔桩试验加载相当于给支座处地面加载。支座附近的地面也因此会出现不同程度的沉降。荷载越大，这种变形越明显。为防止支座处地基沉降对基准梁的影响，一是应使基准桩与反力支座、试桩各自之间的间距按单桩竖向抗压试验要求执行，二是基准桩需打入试坑地面以下一定深度（一般不小于1m）。,4.现场检测技术方法,4.3 单桩竖向抗拔静载试验,5、现场试验试验前的准备工作在拔桩试验前，对混凝土灌注桩及有接头的预制桩采用低应变法检查桩身质量，目的是防止因试验桩自身质量问题而影响抗拔试验成果。对抗拔试验的钻孔灌注桩在浇注混凝土前进行成孔质量检测，目的是查明桩身有无明显扩径现象或出现扩大头，因这类桩的抗拔承载力缺乏代表性，特别是扩大头桩及桩身中下部有明显扩径的桩，其抗拔极限承载力远远高于长度和桩径相同的非扩径桩，且相同荷载下的土拔量也有明显差别。对有接头的PHC、PTC 和PC 管桩应进行接头抗拉强度验算。对电焊接头的管桩除验算其主筋强度外，还要考虑主筋墩头的折减系数以及管节端板偏心受拉时的强度及稳定性。墩头折减系数可按有关规范取0.92，而端板强度的验算则比较复杂，可按经验取一个较为安全的系数。,4.现场检测技术方法,4.3 单桩竖向抗拔静载试验,5、现场试验单桩竖向抗拔静载试验宜采用慢速维持荷载法。需要时，也可采用多循环加、卸载方法。慢速维持荷载法可按下面要求进行。1）加卸载分级加载应分级进行，采用逐级等量加载；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。终止试验后开始卸载，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。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%。,第四节 现场检测技术方法,二、单桩抗拔静载试验,5、现场试验慢速维持荷载法可按下面要求进行。2）桩顶上拔量的测量加载时，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。卸载时，每级荷载维持1h，按第5、15、30、60min测读桩顶沉降量；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5、10、15、30min，以后每隔30min测读一次。试验时应注意观察桩身混凝土开裂情况。3）变形相对稳定标准在每级荷载作用下，桩顶的沉降量在每小时内不超过0.1mm，并连续出现两次，可视为稳定（由1.5h内的沉降观测值计算）。当桩顶上拔速率达到相对稳定标准时，再施加下一级荷载。,抗拔加载反力装置,4.现场检测技术方法,4.3 单桩竖向抗拔静载试验,5、现场试验慢速维持荷载法可按下面要求进行。4）终止加载条件当出现下列情况之一时，可终止加载：(1)在某级荷载作