《桩基培训》PPT课件.ppt

基桩质量检测技术,JI ZHUANG ZHI LIANG JIAN CE JI SHU,黄河水利委员会基本建设工程质量检测中心冷元宝,目 录,第一篇 基本知识,第二篇 桩的静载试验,第三篇 桩的低应变、高应变动力检测,第四篇 声波透射法,第五篇 锚杆锁定力检测,Section 1,第一篇 基本知识,第1章 概 论第2章 桩的基本知识第3章 基桩质量检测的基本规定,第一篇 第1章：概论,1.1 桩的应用历史,12000年前的智利古文化遗址中就已经发现了桩的雏形 7000年前陕西半坡村文明和浙江河姆渡文明开始采用木桩插入土中支承房屋 19世纪20年代，人类开始使用铸铁板桩修筑围堰和码头 1898年俄国工程师斯特拉乌斯提出以混凝土或钢筋混凝土为材料的一类桩型 1901年美国工程师雷蒙德又独立提出了沉管灌注桩的设计,第一篇 第1章：概论,1.1 桩的应用历史,20世纪初，钢桩和钢筋混凝土预制桩相继问世并得到广泛应用 30年代，欧洲一些国家也开始广泛使用钢桩 1949年美国雷蒙德混凝土桩公司最早用离心机生产了中空预应力钢筋混凝土管桩 我国从50年代开始生产预制钢筋混凝土桩 20世纪6070年代，我国也研制生产出预应力钢筋混凝土管桩 今天，桩基础已成为高层建筑、大型桥梁、深水码头和海上石油平台等采用的主要基础型式,第一篇 第1章：概论,1.1 桩身完整性和承载力检测方法的分类,基桩的承载力和完整性检测是基桩质量检测中的两项重要内容，按其完成设计与施工质量验收规范所规定的具体检测项目的方式，宏观上可以分为三种检测方法设计,直接法,半直接法,间接法,第一篇 第1章：概论,直接法,通过现场原型试验直接获得检测项目结果或为施工验收提供依据的检测方法,钻孔取芯法,直接从桩身混凝土中钻取芯样，以测定桩身混凝土的质量和强度，检查桩底沉渣和持力层情况，并测定桩长。,第一篇 第1章：概论,半直接法,在现场原型试验基础上，同时基于一些理论假设和工程实践经验并加以综合分析才能最终获得检测项目结果的检测方法,低应变法,在桩顶面实施低能量的瞬态或稳态激振，使桩在弹性范围内做弹性振动，并由此产生应力波的纵向传播，同时利用波动和振动理论对桩身的完整性做出评价的一种检测方法，主要包括反射波法、机械阻抗法、水电效应法等等。,高应变法,第一篇 第1章：概论,通过在桩顶实施重锤敲击，使桩产生的动位移量级接近常规静载试桩的沉降量级，以便使桩周岩土阻力充分发挥，通过测量和计算判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求及对桩身完整性做出评价的一种检测方法。主要包括锤击贯入试桩法、波动方程法和静动法等等。高应变动力试桩物理意义较明确，检测准确度相对较高，而且检测成本低，抽样数量较静载试验大，更可用于预制桩的打桩过程监控和桩身完整性检查，但受测试人员水平和桩-土相互作用模型等问题的影响，这种方法在某些方面仍有较大的局限性，尚不能完全代替静载试验而作为确定单桩竖向极限承载力的设计依据。,第一篇 第1章：概论,声波透射法,通过在桩身预埋声测管（钢管或塑料管），将声波发射、接受换能器分别放入2根管内，管内注满清水为耦合剂，换能器可置于同一水平面或保持一定高差，进行声波发射和接受，使声波在混凝土中传播，通过对声波传播时间、波幅、声速及主频等物理量的测试与分析，对桩身完整性作出评价的一种检测方法。检测范围可覆盖全桩长的各个横截面，但由于需要预埋声测管，抽样的随机性差，且对桩身直径有一定的要求，检测成本也相对较高。,第一篇 第1章：概论,间接法,依赖直接法已取得的试验成果，结合土的物理力学试验或原位测试数据，通过统计分析，以一定的计算模式给出经验公式或半理论、半经验公式的估算方法。由于地质条件和环境条件的复杂性，施工工艺、施工水平及人员素质的差异性，该方法对设计参数的判断有很大的不确定性，所以只适用于工程初步设计的估算。,Section 1,第一篇 基本知识,第一章 概 论第二章 桩的基本知识第三章 基桩质量检测的基本规定,第一篇 第2章：桩的基本知识,桩的分类,按制桩材料分类,木桩混凝土桩钢桩钢管桩型钢桩钢板桩组合桩混凝土桩+木桩钢管桩+混凝土,按对地基影响分类,非挤土桩干作业挖孔桩泥浆护壁钻孔桩套管护壁灌注桩抓掘成孔桩预钻孔埋桩部分挤土桩钢管桩型钢桩钢板桩等挤土桩各种打入、压入、振入桩,按桩的功能分类,抗压桩摩擦型桩端承型桩抗拔桩水平受荷桩,按成桩方法分类,打（压）入桩就地灌注桩,第一篇 第2章：桩的基本知识,桩的分类,部分常见桩的类型：,第一篇 第2章：桩的基本知识,桩的承载机理,竖向受压荷载作用下的单桩,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，由以下二个因素决定：,地基土强度,桩本身的材料强度,主要因素,第一篇 第2章：桩的基本知识,土体,桩体,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,桩侧阻力先发挥，先达极限,端阻后发挥，后达极限,二者的发挥过程反应了桩土体系荷载的传递过程：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，桩侧摩阻力由上至下逐步被发挥出来，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。,第一篇 第2章：桩的基本知识,土体,桩体,侧阻影响分析,从桩的承载机理来看，桩土间的相对位移是侧摩阻力发挥的必要条件，但不同类型的土，发挥其最大摩阻力所需位移是不一样的，如粘性土为510mm，砂类土为1020mm等等。大量实验结果表明，发挥侧阻所需相对位移并非定值，桩径大小、施工工艺和土层的分布状况都是影响位移量的主要因素。,成桩效应也会影响到侧摩阻力，因为不同的施工工艺都会改变桩周土体内应力应变场的原始分布，如挤土桩对桩周土的挤密和重塑作用，非挤土桩因孔壁侧向应力解除出现的应力松弛等等；这些都会不同程度的提高或降低侧摩阻力的大小，而这种改变又与土的性质、类别，特别是土的灵敏度、密实度和饱和度密切相关。,第一篇 第2章：桩的基本知识,土体,桩体,侧阻影响分析,桩材和桩的几何外形也是影响侧阻力大小的因素之一。同样的土，桩土界面的外摩擦角会因桩材表面的粗糙程度不同而差别较大，如预制桩和钢桩，侧表面光滑，一般为1/31/2（为土的内摩擦角），而对不带套管的钻孔灌注桩、木桩，侧表面非常粗糙，可取2/3。由于桩的总侧阻力与桩的表面积成正比，因此采用较大比表面积（桩的表面积与桩身体积之比）的桩身几何外形可提高桩的承载力。,随桩入土深度的增加，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。,第一篇 第2章：桩的基本知识,土体,桩体,端阻影响分析,同侧摩阻力一样，桩端阻力的发挥也需要一定的位移量。一般的工程桩在桩容许沉降范围里就可发挥桩的极限侧摩阻力，但桩端土需更大的位移才能发挥其全部土阻力，所以说二者的安全度是不一样的。,持力层的选择对提高承载力、减少沉降量至关重要，即便是摩擦桩，持力层的好坏对桩的后期沉降也有较大的影响；同时要考虑成桩效应对持力层的影响，如非挤土桩成桩时对桩端土的扰动，使桩端土应力释放，加之桩端也常常存在虚土或沉渣，导致桩端阻力降低；挤土桩成桩过程中，桩端土受到挤密而变得密实，导致端阻力提高；但也不是所有类型的土均有明显挤密效果，如密实砂土和饱和粘性土，桩端阻力的成桩效应就不明显。,第一篇 第2章：桩的基本知识,端阻力的破坏模式分为三种，即整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲入剪切破坏，主要由桩端土层和桩端上覆土层性质确定。当桩端土层密实度好、上覆土层较松软，桩又不太长时，端阻一般呈现为整体剪切破坏，而当上覆土层密实度好时，则会呈现局部剪切破坏；但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，就可能发生冲剪破坏。,(a)(b)(c)图2-1 桩的破坏模式,常见的单桩荷载-位移（Qs）曲线见图2-11，它们反映了上述的几种破坏模式,第一篇 第2章：桩的基本知识,桩端持力层为密实度和强度均较高的土层（如密实砂层、卵石层等），而桩身土层为相对软弱土层，此时端阻所占比例大，Qs曲线呈缓变型，极限荷载下桩端呈整体剪切破坏或局部剪切破坏,桩端与桩身为同类型的一般土层，端阻力不大，Qs曲线呈陡降型，桩端呈刺入（冲剪）破坏，如软弱土层中的摩擦桩（超长桩除外）；或者端承桩在极限荷载下出现桩身材料强度的破坏或桩身压曲破坏,桩端有虚土或沉渣，初始强度低，压缩性高，当桩顶荷载达一定值后，桩底部土被压密，强度提高，导致Qs曲线呈台阶状；或者桩身有裂缝（如接头开裂的打入式预制桩和有水平裂缝的灌注桩），在试验荷载作用下闭合,第一篇 第2章：桩的基本知识,竖向拉拔荷载作用下的单桩,承受竖向拉拔荷载作用的单桩其承载机理同竖向受压桩有所不同。首先抗拔桩常见的破坏形式是桩-土界面间的剪切破坏，桩被拔出或者是复合剪切面破坏，即桩的下部沿桩-土界面破坏，而上部靠近地面附近出现锥形剪切破坏，且锥形土体会同下面土体脱离与桩身一起上移。当桩身材料抗拉强度不足（或配筋不足）时，也可能出现桩身被拉断现象。其次是当桩在承受竖向拉拔荷载时，桩-土界面的法向应力比受压条件下的法向应力数值小，这就导致了土的抗剪强度和侧摩阻力降低（如桩材的泊松效应影响），而对复合剪切破坏可能产生的锥形剪切体，因其土体内的水平应力降低，也会使桩上部的侧摩阻力有所折减。,土体,桩体,第一篇 第2章：桩的基本知识,水平荷载作用下的单桩,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。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，当桩本身的截面抗拒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。,桩的设计基本知识,桩的设计基本要求,第一篇 第2章：桩的基本知识,建筑物桩基的设计应满足以下几个方面的要求 桩基的安全性方面：首先桩与地基土之间的作用是稳定的；同时应保证桩基不致产生过大沉降和不均匀沉降；其次是桩自身的结构强度是足够的。桩基设计的合理性方面：首先是桩型和施工方法的选择；其次是桩的几何尺寸和桩的布置。桩基设计的经济性方面：对特定的地质条件，可以有多种桩基方案满足建筑物的使用要求，这时就应从施工的可靠性和经济性、桩型的地区性等方面进行多方案的比较，力求桩的承载能力最大限度的发挥，减少桩基造价。,桩的设计基本知识,桩的选型问题,第一篇 第2章：桩的基本知识,桩型的选择要综合考虑多种因素，包括建（构）筑结构类型、荷载性质与大小、穿越土层和桩端土层类别与性质、地下水、施工环境、施工能力、当地桩基使用经验和造价等等。,第一篇 第2章：桩的基本知识,常见桩的施工基本知识,沉管灌注桩,按成孔方法分为振动沉管灌注桩、锤击沉管灌注桩和振动冲击成孔灌注桩，是将带有活瓣桩尖或钢筋混凝土预制桩尖的无缝钢管利用振动沉管打桩机或锤击沉管打桩机沉入土中，然后边灌注混凝土边振动或边锤击、边拔管而形成的灌注桩。,沉管灌注桩施工过程振动沉管设备示意图,第一篇 第2章：桩的基本知识,常见桩的施工基本知识,钻(冲)孔灌注桩,包括泥浆护壁灌注桩和干作业螺旋成孔灌注桩两种。泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩的成桩方法分为反循环钻孔法、正循环钻孔法、旋挖成孔法和冲击成孔法等几种。,反循环、正循环、旋挖成孔设备示意图,第一篇 第2章：桩的基本知识,常见桩的施工基本知识,人工挖孔灌注桩,是指在桩位采用人工挖掘，手摇轱轳或电动葫芦提土成孔，然后放置钢筋笼，灌注混凝土而成的桩型。为确保人身安全，挖孔过程中必须考虑防止土体塌滑的支护措施，如采用现浇混凝土护壁、喷射混凝土护壁等等。,第一篇 第2章：桩的基本知识,常见桩的施工基本知识,预制钢筋混凝土桩,预制钢筋混凝土桩包括普通钢筋混凝土桩和预应力钢筋混凝土桩，按其外形可分为方桩、管桩、板桩和异型桩等，当前使用较为广泛的是预制方桩和预应力管桩。预制方桩常用截面边长200600mm，桩身混凝土强度等级C30C50，最高达C60，采用分节预制，常用单节长度225m，可在工厂或施工现场制作。预应力管桩按制作工艺分为先张法和后张法两种，其中先张法工艺较为常用。管桩按桩身混凝土强度等级分为PC、PTC（薄壁）桩和PHC桩，前两者为C60或C70，后者为C80。,第一篇 第2章：桩的基本知识,常见桩的施工基本知识,预制钢筋混凝土桩,静压设备示意图,履带式打桩机示意图,预制钢筋混凝土桩底沉桩方法主要有锤击法、振动法、静压法及辅助沉桩法（如预钻孔辅助沉桩法、冲水辅助沉桩法等），其中锤击法和静压法是目前应用最多的沉桩方法。锤击法是利用打桩锤下落时的瞬时冲击力冲击桩顶，使桩沉入土中的一种施工方法，主要设备有打桩锤和打桩架。静压法是以静力压装机自重和桩架上的配重作反力，以卷扬机滑轮组或电动油泵液压方式给桩施加荷载将桩压入土中的一种施工方法。,常见桩的施工基本知识,钢桩的施工,第一篇 第2章：桩的基本知识,目前常用的钢桩是钢管桩和H型钢桩。无论是钢管桩还是H型钢桩，锤击施工时均须注意以下几个问题：要保证桩的垂直度，因桩身倾斜会影响桩的入土深度，锤击时扰动地基土，严重的会造成桩的局部变形，甚至焊缝开裂、桩身折断，所以保证桩的垂直度特别是第一节桩的垂直度对整个桩的施工质量有重要影响；保证焊接时的对称焊接和焊接质量，以减少因不均匀收缩造成的上节桩倾斜；控制好收锤标准和打入深度，将桩的最终入土深度和最后贯入度结合起来进行沉桩。,常见的基桩质量通病,第一篇 第2章：桩的基本知识,灌注桩质量通病,1 钻（冲）孔灌注桩,有泥浆护壁的钻(冲)孔灌注桩，桩底沉渣及孔壁泥皮过厚 水下浇注混凝土时，施工不当造成的断桩与混凝土搅拌不均、水灰比过大产生的混凝土离析泥浆比重配置不当，地层松散或呈流塑状，导致孔壁不能直立而出现塌孔形成的扩径、缩颈或断桩 钢筋笼的错位干作业钻孔灌注桩桩底虚土过多、夹泥，塌孔造成夹泥或断桩,2 沉管灌注桩,拔管速度快导致缩颈、夹泥或断桩 桩间距过小时，邻桩施工易引起初凝的桩被振断或拉断，或因挤压而缩颈 地层存在有承压水的砂层，砂层上又覆盖有透水性差的粘土层，由于动水压力作用形成断桩。预制桩尖强度不足，形成桩身下段无混凝土的吊脚桩,常见的基桩质量通病,第一篇 第2章：桩的基本知识,预制桩质量通病,1 钢桩,锤击应力过高时，易造成钢管桩局部损坏，引起桩身失稳 H型钢桩因桩本身的形状和受力差异，当桩入土较深而两翼缘间的土存在差异时，易发生朝土体弱的方向扭转。焊接质量差，锤击次数过多或第一节桩不垂直时，桩身易断裂。,2混凝土预制桩,桩锤选用不合理，轻则桩难于打至设定标高，无法满足承载力要求，或锤击数过多，造成桩疲劳破坏；重则易击碎桩头，增加打桩破损率。锤垫或桩垫过软时，锤击能量损失大，桩难于打至设定标高；过硬则锤击应力大，易击碎桩头，使沉桩无法进行。,常见的基桩质量通病,第一篇 第2章：桩的基本知识,预制桩质量通病,2混凝土预制桩,锤击拉应力是引起桩身开裂的主要原因。焊接质量差或焊接后冷却时间不足，锤击时易造成在焊口处开裂。桩锤、桩帽和桩身不能保持一条直线，造成锤击偏心，不仅使锤击能量损失大，桩无法沉入设定标高，而且会造成桩身开裂、折断。桩间距过小，打桩引起的挤土效应使后打的桩难于打入或使地面隆起，导致桩上浮，影响桩的端承力。在较厚的粘土、粉质粘土层中打桩，如果停歇时间过长，或在砂层中短时间停歇，土体固结、强度恢复后桩就不易打入，此时如硬打，将击碎桩头，使沉桩无法进行。,Section 1,第一篇 基本知识,第一章 概 论第二章 桩的基本知识第三章 基桩质量检测的基本规定,概述,第一篇 第3章：基桩质量检测基本规定,我国每年的用桩量超过300万根，其中沿海地区和长江中下游软土地区占7080；近年来，涉及桩基工程质量问题而直接影响建筑物结构正常使用与安全的事例很多。加强基桩施工过程中的质量管理和施工后的质量检测，提高基桩质量检测工作的质量和检测评定结果的可靠性，对确保整个桩基工程的质量与安全有重要意义20世纪80年代以来，我国的基桩检测技术特别是基桩动测技术得到了飞速发展。从国内外基桩检测实践看，如果不将动测法作为质量普查和承载力判定的补充手段，很难在人力和物力上进行桩基工程质量的有效检测和评价。因此，为有效解决桩基工程质量的检测评价，利用理论和实践渐趋成熟的动测技术势在必行，但与常规的直接法（静载法、钻芯法）相比，动测法对检测人员的经验与理论水平要求高。况且，动测法在国内起步近三十年，但推广应用才十年，仍属发展中的技术，经验和理论有待进一步积累和完善。,第一篇 第3章：基桩质量检测基本规定,检测方法及检测目的,检测程序及相关技术内容,第一篇 第3章：基桩质量检测基本规定,检测机构遵循必要的检测工作程序，不但符合我国质量保证体系的基本要求，而且有利于检测工作开展的有序性和严谨性，使检测工作真正做到管理第一、技术第一和服务第一的最高宗旨。,接受委托,调查、资料收集,制订检测方案,前期准备,现场检测,计算、分析结果,检测报告,设备、仪器检定,重新检测,检测程序及相关技术内容,第一篇 第3章：基桩质量检测基本规定,接受委托,正式接手检测工作前，检测机构应获得委托方书面形式的委托函，以帮助了解工程概况，明确委托方意图即检测目的，同时也使即将开展的检测工作进入合法轨道。要注意的是，应尽量避免检测工作在前，而委托在后，以免发生不必要的纠纷。,检测程序及相关技术内容,第一篇 第3章：基桩质量检测基本规定,调查、资料收集,为进一步明确委托方的具体要求和现场实施的可行性，了解施工工艺和施工中出现的异常情况，应尽可能收集相关的技术资料，必要时检测技术人员到现场勘察，使基桩检测做到有的放矢，以提高检测质量。主要收集内容包括：岩土工程勘察资料受检桩设计施工资料桩位平面图现场辅助条件情况（如道路情况、水、电等）施工工艺等等,检测程序及相关技术内容,第一篇 第3章：基桩质量检测基本规定,制订检测方案,在明确了检测目的并获得相关技术资料后，应着手制定基桩检测方案，以向委托方书面陈述检测工作的形式、方法、依据标准和技术保证。方案的主要内容包括工程概况抽样方案所需的机械或人工配合桩头的加固处理试验周期等等必要时可针对检测方案中的细节同委托方或设计方共同研究确定，其中桩头的加固一般由检测部门出具加固图纸，而由委托方负责施工处理。检测方案并非一成不变，需根据实际情况进行动态调整,前期准备,与,检测程序及相关技术内容,第一篇 第3章：基桩质量检测基本规定,检测开始时间的确定 一般来说，桩基检测应在混凝土28天龄期强度后进行，但受季节、气候、周边环境和工期等因素的影响，很多检测项目无法满足时间上的要求。规范规定，当混凝土强度大于设计强度的70且不低于15MPa时即可进行低应变法和声波透射法检测。静载检测和高应变法检测应在混凝土强度达到28天龄期或设计强度时进行。承载力检测应考虑土的时间效应问题，桩基检测对地基土的休止时间有明确的规定，如砂土7天，粘性土25天等等，对因工期紧而无法满足休止时间的检测项目，应在检测报告中注明。承载力检测前的休止时间如下表所示。,检测程序及相关技术内容,第一篇 第3章：基桩质量检测基本规定,抽样规则与抽检数量 抽样规则：施工质量有疑问的桩设计方认为重要的桩。局部地质条件出现异常的桩。施工工艺不同的桩。承载力验收检测时适量选择完整性检测中判定的类桩，这也是对类桩的验证检测手段。其次考虑受检桩的随机性，如低应变法检测中将桩号末尾号码相同的桩作为受检桩等等。,检测程序及相关技术内容,第一篇 第3章：基桩质量检测基本规定,抽样规则与抽检数量 抽样数量:完整性检测：A）柱下三桩或三桩以下承台抽检桩数不得少于1根；B）抽检数量不得少于总桩数的20且不少于10根是下限规定，对设计等级为甲级、地质条件复杂、成桩质量可靠性低的灌注桩，则不得少于总桩数的30且不得少于20根；C）对端承型大直径灌注桩，承载力一般设计较高，桩身质量是控制承载力的主要因素，所以对此类桩的桩身完整性检测尤为重要。但低应变法受尺寸效应的影响，对大直径桩的完整性判别存在一定问题，而钻芯法和声波透射法恰好可以满足测试需要，且在完整性判别方面定位更准、可靠性较高，钻芯法还能对桩端持力层情况和沉渣厚度进行判定。对端承型大直径灌注桩进行钻芯法或声波透射法检测时，除满足A）、B）两款规定外，抽检数量不得少于总桩数的10；D）地下水位以上终孔的人工挖孔桩，因桩端持力层易于人工核验，且桩底沉渣能清除干净，混凝土浇注质量比水下浇注更可靠，所以抽检数量可适当减少，但不应不少于总桩数的10且不应少于10根；单节混凝土预制桩的桩身质量同样有较大保证，因而也适用这条规定；E）对复合地基中类似素混凝土桩的增强体进行检测时，抽检数量可按建筑地基处理技术规范JGJ79-2002中的有关规定进行。,检测程序及相关技术内容,第一篇 第3章：基桩质量检测基本规定,抽样规则与抽检数量 抽样数量:承载力检测：A）按照传统的百分比抽样原则，单位工程内同一条件下的工程桩竖向抗压静载试验抽检数量低限不得少于总桩数的1且不少于3根；当总桩数在50根以内时，不应少于2根B）对预制桩和满足高应变法适用范围的灌注桩，可采用高应变法进行单桩竖向抗压承载力验收检测。规范规定，当有本地区相近条件的对比验证资料时，高应变法也可作为单桩竖向抗压承载力验收检测的补充；抽检数量为总桩数的5，且不少于5根；C）对端承型大直径灌注桩，往往不允许任何一根桩承载力失效，但因试验荷载大或受场地限制，有时很难甚至无法进行静载试验，此时可采用钻芯法测定沉渣厚度，进行桩端持力层的钻芯鉴别（包括动力触探、标贯试验、岩芯抗压强度试验等），对桩的竖向抗压承载力进行可靠估算。规范规定，单位工程钻芯法的抽样数量不应少于总桩数的10且不少于10根。也可进行深层平板载荷试验，岩基载荷试验，终孔后混凝土灌注前的桩端持力层鉴别，有条件时可预埋荷载箱进行桩端载荷试验，对桩端承载性状进行可靠估计；D）桩的竖向抗拔和水平静载试验抽检数量同样按照传统的百分比抽样原则，为总桩数的1且不少于3根。,检测程序及相关技术内容,第一篇 第3章：基桩质量检测基本规定,检测的仪器设备应根据不同的检测目的组织配套、合理的试验设备，如承载力检测中的千斤顶、压力表、压力（荷重）传感器、位移计，完整性检测中的加速度（或速度）型传感器和数据采集系统等等；所谓试验设备合理，是指仪器设备在试验过程中应有足够的量测精度和使用安全。检测前还应加强对计量器具配套设备的检查或模拟测试，有条件时可建立校准装置进行自校，如发现问题应重新检定。现场检测环境有可能受到温湿度、电压波动、电磁干扰和振动冲击等外界因素的影响而不能满足仪器的使用要求，此时应采取有效防护措施，以确保仪器处于正常工作状态。,检测程序及相关技术内容,第一篇 第3章：基桩质量检测基本规定,现场检测宜先进行完整性检测，后进行承载力检测。当测试数据受外界环境干扰、人员操作失误或仪器设备故障影响变得异常时，应及时查明原因并加以排除，然后组织重新检测 验证检测是针对检测中出现的缺乏依据、无法或难于定论的情况所进行的同类方法或不同类方法的核验过程，以做到结果评价的准确和可靠。扩大检测是针对初次抽检发现的基桩承载力不能满足设计要求或完整性检测中、类桩比例较大时所进行的同类方法的再次抽样检测。扩大检测不能盲目进行，应首先会同甲方、设计、监理等有关方分析和判断桩基的整体质量状况，尽可能查明产生质量问题的原因，以分清责任。,现场检测,数据分析,扩大检测,检测程序及相关技术内容,第一篇 第3章：基桩质量检测基本规定,检测结果评价和检测报告,桩的设计要求通常包含承载力、混凝土强度以及施工质量验收规范规定的各项内容，而施工后基桩检测结果的评价包含了承载力和完整性两个相对独立的评价内容。对于桩身完整性检测，规范给出了完整性类别的划分标准,检测结果评价要按以下原则进行：完整性检测与承载力检测相互配合，多种检测方法相互验证与补充；在充分考虑受检桩数量及代表性基础上，结合设计条件（包括基础和上部结构型式、地质条件、桩的承载性状和沉降控制要求）与施工质量可靠性，给出检测结论。,检测程序及相关技术内容,第一篇 第3章：基桩质量检测基本规定,检测结果评价和检测报告,检测报告是最终向委托方提供的重要技术文件。作为技术存档资料，检测报告首先应结论准确，用词规范，具有较强的可读性；其次是内容完整、精炼，常规的内容包括委托方名称，工程名称、地点，建设、勘察、设计、监理和施工单位，基础、结构型式，层数，设计要求，检测目的，检测数量，检测日期；地质条件描述；受检桩的桩号、桩位和相关施工记录；检测方法，检测仪器设备，检测过程叙述；受检桩的检测数据，实测与计算分析曲线、表格和汇总结果；与检测内容相应的检测结论。特别强调的是，报告中应包含受检桩原始检测数据和曲线，并附有相关的计算分析数据和曲线，对仅有检测结果而无任何检测数据和曲线的报告则视为无效。,Section2,第二篇 桩的静载试验,第4章 单桩竖向抗压静载试验第5章 单桩竖向抗拔静载试验第6章 单桩水平静载试验,第二篇 第4章：单桩竖向抗压静载试验,概述,单桩竖向抗压静载试验采用接近于竖向抗压桩的实际工作条件的试验方法，确定单桩竖向抗压承载力，是目前公认的检测基桩竖向抗压承载力最直观、最可靠的试验方法。单桩竖向抗压静载试验的主要目的是解决基桩竖向抗压承载力，虽然试验中也能得到与承载力相对应的沉降，但必须指出，静载试验中的沉降量s与建筑（构）物的后期沉降量s是不一样的。影响单桩竖向抗压静载试验中的桩顶沉降量s的因素主要是桩（包括桩型、桩长、桩径、成桩工艺等）和桩周桩端岩土性状，而对建（构）筑物的后期沉降量s的影响，除了这些因素外，还有群桩效应、建筑（构）物的结构形式等诸多因素。,第二篇 第4章：单桩竖向抗压静载试验,静载试验目的静载试验可确定桩的承载力，单桩竖向抗压静载试验确定单桩竖向抗压承载力，单桩竖向抗拔静载试验确定单桩竖向抗拔承载力，单桩水平静载试验确定单桩水平承载力。但不同的情况下静载试验，其目的有所不同，主要有以下几种情况：,为设计提供依据 在工程桩正式施工前，在地质条件具有代表性的区域，先施工几根桩，进行静载试验，以确定设计参数的合理性和施工工艺的可行性。,为工程验收提供依据,验证检测,其他目的 有些静载试验是为了搜集科研资料、编制规范、开拓新的桩型和施工工艺、进行静动对比等而进行的,第二篇 第4章：单桩竖向抗压静载试验,试验方法我国建筑工程中惯用的静载试验方法是维持荷载法。在国内外，尚有循环加载、卸荷法、等变形速率法、终级荷载长时间维持法等试验方法。维持荷载法又可分为慢速维持荷载法和快速维持荷载法。,桩侧和桩端阻力测试 当埋设有测量桩身应力、应变、桩底反力的传感器或位移杆时，可测定桩周土分层侧阻力和桩端土端阻力或桩身截面的位移量。由于试验成本较高，主要用于大型、重点工程指导设计和进行科研试验.随着高科技测试手段的应用，如高精度的数值采集仪现场测试，防水绝缘工艺的进步，桩身内力测试技术日臻成熟。,第二篇 第4章：单桩竖向抗压静载试验,桩的极限状态和破坏模式,极限状态设计原则 为了保证建（构）筑物的安全，建筑工程对桩基础的基本要求有两方面，一是稳定性，桩与地基土相互之间的作用是稳定的，桩身本身的结构强度是足够的，在建筑物正常使用期间，承载力满足上部结构荷载的要求，保证不发生整体强度破坏，不会导致发生开裂、滑动和塌陷等有害的现象；第二是变形（沉降及不均匀沉降）不超过建筑物的允许变形值，保证建筑物不会因地基产生过大的变形或差异沉降而影响建筑物的安全与正常使用。传统的桩基设计方法是将荷载、承载力（抗力）等设计参数视为定值，又称为定值设计法。但是建筑工程中的桩基础，从勘察到施工，都是在大量的不确定的情况下进行的，对于不同的地质条件、不同桩型、不同施工工艺，在取相同的安全系数的条件下，其实际的可靠度是不同的。极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类,第二篇 第4章：单桩竖向抗压静载试验,桩的极限状态 桩的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。承载能力极限状态对应于桩基达到最大承载能力或整体失稳或发生不适于继续承载的变形；正常使用极限状态对应于桩基达到建筑物正常使用所规定的变形限值或达到耐久性要求的某项限值,桩基承载能力极限状态 以竖向受压桩基为例，桩基承载能力极限状态由下述三种状态之一确定：桩基达到最大承载力，超出该最大承载力即发生破坏。就竖向受荷单桩而言，其荷载-沉降曲线大体表现为陡降型（A）和缓变型（B）两类 桩基出现不适于继续承载的变形 桩基发生整体失稳。位于岸边、斜坡的桩基、浅埋桩基、存在软弱下卧层的桩基，在竖向荷载作用下，有发生整体失稳的可能,第二篇 第4章：单桩竖向抗压静载试验,桩基的正常使用极限状态 桩基正常使用极限状态系指桩基达到建筑物正常使用所规定的变形限值或达到耐久性要求的某项限值，具体指：桩基的变形竖向荷载引起的沉降或水平荷载引起的水平变位，可能导致建筑物标高的过大变化，差异沉降或水平位移使建筑物倾斜过大、开裂、装修受损、设备不能正常运转、人们心理不能承受等，从而影响建筑物的正常使用功能；桩身和承台的耐久性对处于腐蚀性环境中的桩身和承台，要进行混凝土的抗裂验算和钢桩的耐腐蚀处理；对于使用上需限制混凝土裂缝宽度的桩基可按混凝土结构设计规范规定，验算桩身和承台的裂缝宽度。这些验算的目的是为了满足桩基的耐久性，保持建筑物的正常使用。,破坏模式 桩静载试验桩的破坏模式，如前所述，包括桩身结构强度破坏和地基土的强度破坏 桩身结构强度破坏桩身缩颈、离析、松散、夹泥，混凝土强度低等都会造成桩身强度破坏；灌注桩桩底沉渣太厚，预制桩接头脱节等会导致承载力偏低，虽然不属于狭义的桩身破坏，但也属于成桩质量问题；桩帽制作不符合要求，如桩帽与原桩身不对中、桩帽混凝土强度低，导致试验无法顺利进行，也属于广义的桩身破坏。桩身结构强度破坏的Q-s曲线为“陡降型”；地基土强度破坏 地基土强度破坏显然与地基土的性质密切相关，对于单桩竖向抗压静载试验来说，土对桩的抗力分为桩侧阻力和桩端阻力。对摩擦型桩，地基土破坏特征比较明显，Q-s曲线呈“陡降型”；但对于端承型桩，一般Q-s曲线呈“缓变形”，地基土破坏特征不是很明显。对于桩端持力层存在软夹层、破碎带、溶洞或孔洞，也会导致地基土强度破坏，其Q-s曲线也呈“陡降型”。另外，对采用泥浆护壁的冲、钻孔灌注桩，如果桩周泥皮过厚，会明显降低桩侧阻力。,第二篇 第4章：单桩竖向抗压静载试验,第二篇 第4章：单桩竖向抗压静载试验,单桩竖向静载试验是确定单桩竖向极限承载力的最可靠方法，也是宏观评价桩的变形和破坏性状的依据。静载试验所得荷载-沉降（Q-s）曲线的型态随桩侧和桩端土层的分布与性质、成桩工艺、桩的形状和尺寸（桩径、桩长及其比值）、应力历史等诸多因素而变化。Q-s曲线是桩土体系的荷载传递、侧阻和端阻的发挥性状的综合反应。由于桩侧阻力一般先于桩端阻力发挥，因此Q-s曲线的前段主要受侧阻力制约，而后段则主要受端阻力制约。但是对于下列情况则例外：超长桩（L/D100），Q-s全程受侧阻性状制约 短桩（L/D10）和支承于较硬持力层上的短至中长（L/D25）扩底桩，Q-s前段同时受侧阻和端阻性状的制约；支承于岩层上的短桩，Q-s全程受端阻及嵌岩阻力制约。,第二篇 第4章：单桩竖向抗压静载试验,常见Q-s曲线形态 单桩Q-s曲线与只受基底土性状制约的平板载荷试验不同，它是总侧阻Qs、总端阻Qp随沉降发挥过程的综合反映，因此，许多情况下不出现初始线性变形段，端阻力的破坏模式与特征也难以由Q-s明确反映出来。,一条典型的缓变型Q-s曲线应具有以下四个特征 比例界限Qp 屈服荷载Qy 极限荷载Qu 破坏荷载Qf,第二篇 第4章：单桩竖向抗压静载试验,下面介绍工程实践中常见的几种 Q-s曲线,软弱土层中的摩擦桩（超长桩除外）。由于桩端一般为刺入剪切破坏，桩端阻力分担的荷载比例小，Q-s曲线呈陡降型，破坏特征点明显,桩端持力层为砂土、粉土的桩。由于端阻所占比例较大，发挥端阻所需，典型的缓变型Q-s曲线位移大，Q-s 曲线呈缓变型，破坏特征点不明显,扩底桩。支承于砾、砂、硬粘性土、粉土上的扩底桩，由于端阻破坏所需位移量过大，端阻力所占比例较大，其Q-s曲线呈缓变型，极限承载力一般可取su0.05控制,泥浆扩壁作业、桩端有一定沉淤的钻孔桩。由于桩底沉淤强度低、压缩性高，桩端一般呈刺入剪切破坏，接近于纯摩擦桩，Q-s曲线呈陡降型，破坏特征点明显,第二篇 第4章：单桩竖向抗压静载试验,桩周为加工软化型土（硬粘性土、粉土、高结构性黄土等）无硬持力层的桩。由于侧阻在较小位移下发挥出来并出现软化现象，桩端承载力低，因而形成突变、陡降型Q-s线型，与图（d）所示孔底有沉淤的摩擦桩的Q-s曲线相似。,干作业钻孔桩孔底有虚土。Q-s曲线前段与一般摩擦桩相同，随着孔底虚土压密，Q-s曲线的坡度变缓，形成“台阶形”,嵌入坚硬基岩的短粗端承桩。桩身压缩量小和桩端沉降小，在侧阻力尚未充分发挥的情况下，便由于桩身材料强度的破坏而导致桩的承载力破坏，Q-s曲线呈突变、陡降型,当桩的施工存在明显的质量缺陷，其Q-s曲线将呈现异常。异常形态随缺陷的性质、桩侧与桩端土层性质、桩型等而异，可参见第一篇第2章图2-1（c）,第二篇 第4章：单桩竖向抗压静载试验,仪器设备及桩头处理,仪器设备的合理选择和正确安装，桩头处理是否恰当，一方面关系到检测工作的安全，另一方面关系到检测数据的准确，必须引起我们注意。静载试验设备主要由主梁、次梁、锚桩或压重等反力装置，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。下面分别进行介绍。,钢梁,同一根钢梁，当用于锚桩横梁反力装置和用于压重平台反力装置，允许使用的最大试验荷载是不同的。压重平台反力装置的主梁和次梁是受均布荷载作用，而锚桩横梁反力装置的主梁和次梁受集中荷载作用，集中荷载作用点与试验桩（主梁）、锚桩（次梁）的相对位置有关，而且集中荷载作用点的位置直接影响主梁和次梁所承受的弯矩荷载。,反力装置,钢梁的荷载与应力、挠度的关系,第二篇 第4章：单桩竖向抗压静载试验,由图4-4的受力分析可知，主梁的最大受力区域在梁的中部，因此，在实际加工制作主梁时，一般在主梁的中部（约占1/4至1/3主梁长度）进行加强处理，如图4-5。,第二篇 第4章：单桩竖向抗压静载试验,锚桩横梁反力装置,锚桩横梁反力装置（俗称锚桩法）是大直径灌注桩静载试验最常用的加载反力系统，由试桩、锚桩、主梁、次梁、拉杆、锚笼（或挂板）、千斤顶等组成（参见图4-6），次梁可放在主梁的上面或放在主梁的下面。锚桩、反力梁装置提供的反力不应小于预估最大试验荷载的1.21.5倍。当采用工程桩作锚桩时，锚桩数量不得少于4根，当要求加载值较大时，有时需要6根甚至更多的锚桩。具体锚桩数量要通过验算各锚桩的抗拔力来确定。,第二篇 第4章：单桩竖向抗压静载试验,图4-7提供了几种锚桩布置示意图。,第二篇 第4章：单桩竖向抗压静载试验,压重平台反力装置,压重平台反力装置（俗称堆载法）由重物、工字钢（次梁）、主梁、千斤顶等构成。常用的堆重重物为砂包和钢筋混凝土构件，少数用水箱、红砖和钢（铁）块等。压重不得少于预估最大试验荷载的1.2倍，且压重宜在试验开始之前一次加上，并均匀稳固的放置于平台之上。,规范要求压重施加于地基土的压应力不宜大于地基土承载力特征值的1.5倍，压重平台支墩尺寸较小时，压重平台支墩施加于地基土的压应力