静载试验讲义1

1、4. 静载试验4.1概述1. 载荷实验是目前获得 承载力特征值或标准值的最直观、最可靠的实验方法 。载荷实验主要分为 单桩载荷实验、复合地基载荷实验及天然地基载荷实验 。单桩载荷实验又分为单桩竖向抗压载荷实验、单桩竖向抗拔及单桩水平载荷实验三种，复合地基载荷实验又分为单桩复合地基载荷实验和多桩复合地基载荷实验二种。在工程实践中，以承受 竖向荷载为主的桩及复合地基居多 。本文仅介绍 单桩载荷实验和复合地基载荷实验。 b5E2RGbCAP2. 单桩载荷实验不仅可以确定桩的承载力 ，而且通过埋设各种测试元件可以获得荷载传递、桩测阻力、桩端阻力等诸多资料，但由于实验费用、工期、设备等原因，往往只能对部

2、分工程的少量桩进行实验。 p1EanqFDPw3. 目前涉及到载荷实验的规范比较多 ，方法大体相同，某些细节略有差异。本章内容主要以 建筑基桩检测技术规范 (JGJ 106-2003>和建筑地基处理技术规范<JGJ 79-2002 ）为主 。DXDiTa9E3d4.2单桩竖向抗压静载实验实验目的单桩竖向抗压静载实验主要用于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、验证高应变法及其它检测方法的单桩竖向抗压承载力检测结果。RTCrpUDGiT1/70a 为设计提供依据b 为工程验收提供依据c 验证检测d 其他目的为设计提

3、供依据当设计有要求或满足下列条件之一时，施工前应采用静载实验确定单桩竖向抗压承载力特征值：设计等级为甲级、乙级的桩基；地质条件复杂、桩施工质量可靠性低的桩基；本地区采用的新桩型或新工艺。一般做法是： 在工程桩正式施工前，在地质条件具有代表性的区域，先施工几根单桩进行静载实验，以确定设计参数的合理性和施工工艺的可行性。需要时，也可在桩身埋设测量桩身应力、应变、位移、桩底反力的传感器或位移杆，测定桩分层侧阻力和端阻力。 5PCzVD7HxA建筑基桩检测技术规范<JGJ106-2003） 规定：为设计提供依据的静载实验应加载至破坏，即实验应进行到能判定单桩极限承载力为止 。对于以 桩身强度控制

4、承载力的端承型桩，可按设计要求的加载量进行实验。jLBHrnAILg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。为工程验收提供依据2/70目前，绝大多数静载实验是为工程验收提供依据，可按设计要求确定最大加载量，不进行破坏实验，一般要求最大加载量为单桩承载力特 征值的 2.0 倍以上。在实际工程中，建议最大加载量大于单桩承力特征值的 2.0 倍，以保证 足够的安全储备 。xHAQX74J0X验证检测针对其他检测结果，如 钻芯法或声波透射法检测发现桩身质量有问题，或对高应变承载力实验结果有疑问 ，需要采用静载实验进行验证检测，判定桩的竖

5、向抗压承载力是否满足设计要求。有关验证实验在建筑基桩检测技术规范各章节中有比较明确的规定。LDAYtRyKfE其他目的有些静载实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。实验方法单桩竖向抗压静载实验方法分为 慢速维持荷载法和快速维持荷载法。一般情况下采用慢速维持荷载法 ，比如为设计提供依据的静载实验、施工后的工程验收等。当有 成熟的地区经验时 ，对施工后的工程验收为了缩短实验周期，有时也可采用快速维持荷载法。 快速维持荷载法的每级荷载维持时间至少为 1 小时，是否延长维持荷载时间应根据桩顶沉降收敛情况而定。 Zzz6ZB2Ltk在国内外，尚有循环加载法、等

6、变形速率法、终级荷载长时间维持法等实验方法。单桩极限承载力和破坏模式3/70单桩极限承载力由二个因素决定：一是基桩本身的 材料强度 ，二是地基土对桩的支承能力。通常情况， 第二个因素 是决定单桩极限承载力的主要因素。所以当桩顶下沉量达到人们规定的条件<如破坏状态前）或某一数值时，认为桩侧阻和端阻已充分发挥，这时的外荷载称为单桩极限承载力。dvzfvkwMI1单桩静载实验Q-S 曲线宏观反映了桩的受力状态、破坏模式，下面介绍工程实践中常见的几种Q-S 曲线，见图4.2-1 所示。rqyn14ZNXI图 4.2-1单桩静荷载实验的QS曲线1当桩尖支承在 基岩上，而桩周土较差，侧阻占的比例较小

7、，桩在竖向荷载作用下，可能引起纵向弯曲，破坏为桩本身强度破4/70坏。当出现桩身破坏时， Q-S 曲线有明显的拐点 ，如图 4.2-1(1> 所示。 EmxvxOtOco2桩穿过较软弱土层，桩尖进入较硬土层，如密实砂层的小直径桩 <d<800mm），当竖向荷载达某一值时，桩产生整体剪切破坏，Q-S 曲线属陡降型，第二拐点明显，极限承载力明确，如 图 4.2-1(2> 所示。 桩周和桩尖土属同一类的一般强度土层，Q-S 曲线属陡降型，极限承载力明确，根据桩端土层具体情况，其Q-S 曲线可能为图 4.2-1 (1>或 4.2-1(2> 的形式。 SixE2yXP

8、q53桩尖持力层为坚硬土层，如密实砂层、砂卵石层等的大直径桩 <d>800mm），或有较好持力层，其桩端阻力占总承载力比例较大，这种 桩做静载荷试桩时，每级荷载沉降都能稳定，Q-S 曲线属缓变型，第二拐点不明显。见图4.2-1 (3>(4>，一般按桩顶沉降量确定极限承载力。6ewMyirQFL4 桩底有较厚沉渣或虚土，桩端阻力很小，Q-S 曲线属陡降型，极限承载力明确。当沉渣或虚土较少，竖向荷载到达一定值时，桩尖土被压密，承载力提高，Q-S 曲线成台阶型，如图4.2-1(5> ，这种类型桩，一般按沉降量控制承载力。kavU42VRUs加载装置加载反力装置一般分为锚

9、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、地锚反力装置四种，可根据 现场条件选择。 y6v3ALoS89加载反力装置 主要由主梁、次梁、锚梁、千斤顶、油泵加载装5/70置，压力表、压力传感器或荷重传感器等 荷重测量装置 ，基准装置、百分表或位移传感器等 位移测量装置组成 。M2ub6vSTnP实验加载装置一般使用 一台或多台油压千斤顶并联同步加载 ，采用两台以上千斤顶加载时，要求千斤顶型号、规格相同，且合力中心与桩轴线重合 。0YujCfmUCw不论采用哪种加载反力装置，均应符合下列规定：加载反力装置一般分为锚桩横梁反力装置、压重平台反力装置、锚桩压重联合反力装置、地锚反力装置四

10、种，可根据现场条件选择。 eUts8ZQVRd加载反力装置主要由主梁、次梁、锚梁、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重测量装置，基准装置、百分表或位移传感器等位移测量装置组成。 sQsAEJkW5T实验加载装置一般使用一台或多台油压千斤顶并联同步加载，采用两台以上千斤顶加载时，要求千斤顶型号、规格相同，且合力中心与桩轴线重合。 GMsIasNXkA不论采用哪种加载反力装置，均应符合下列规定：1、加载装置能提供的反力不得小于最大加载量的1.2 倍；2、应对加载反力装置的全部构件进行强度和变形验算；3、应对 锚桩抗拔力 <地基土、抗拔钢筋、桩的接头）进行验算；采用工程桩

11、作锚桩时，锚桩数量不应少于4 根，并应监测锚桩上拔量； TIrRGchYzg4、压重宜在检测前一次加足，并均匀稳固地放置 于平台上；6/705、压重施加于地基的压应力不宜大于地基承载力特征值的1.5倍，有条件时宜利用工程桩作为堆载支点。锚桩横梁反力装置锚桩横梁反力装置 <见图 4.2-2 ）俗称锚桩法 ，是大直径灌注桩静载实验最常用的加载反力系统，由锚桩、主梁、次梁、拉杆、锚笼<或挂板）等组成 。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。 7EqZcWLZNX锚桩采用方式可根据现场布桩情况而定，为了节省费用，尽量采用工程桩

12、作为锚桩，图4.2-3提供了几种锚桩布置示意图。lzq7IGf02E图 4.2-4 为天津某工地的静载装置，实验桩及锚桩均为工程桩，桩径 1.5M，桩长 60M，单桩承载力特征值设计为 6000kN。采用4 根工程桩作为锚桩，实验最大荷载为12000kN。 zvpgeqJ1hk锚担钢筋钢垫板静载荷仪静载荷仪钢筋钢垫板 导线位移传感器锚 桩锚 桩泵控制器基准梁承压板油压传感器NrpoJac3v1高压油泵图 4.2-2锚桩横梁反力装置及仪器测试示意图7/708/70图 4.2-4工程实例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）等构成，见图 4.2-5 。常用的堆

13、重重物为 沙包、钢筋混凝土构件 、砖和钢<铁）块 ，少数用水箱等。 压重实验开始前一次加上，并均匀稳固的放置于平台之上。 1nowfTG4KI建筑基桩检测技术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 1.25 倍，若压重平台支墩施加于地基土的压应力大于地基土承载力 ，将会造成地基土破坏或明显下沉，导致堆载平台倾斜甚至坍塌，发生危险 <当压重在实验前一次加足可能会造成支墩下地基土破坏时，少部分压重可在实验过程中加上。这样做存在安全隐患，如果在较高荷载下桩身脆性破坏，全部压重作用于支墩下的地基土，使地基土破坏，极有可能造成整个压重平台坍塌）。 fjnFLDa5Zo9

14、/70配重副梁载荷板百分表 <位移传感器）基准梁图 4.2-5压重平台反力装置示意图锚桩压重联合反力装置当试桩的最大加载量超过锚桩的抗拔能力时，可在主梁和次梁上堆重或悬挂一定重物，由锚桩和重物共同承受千斤顶加载反力，以满足实验荷载要求 。采用锚桩压重联合反力装置 应注意两个问题：一是当 各锚桩的抗拔力不一样 时，重物应相对集中在 抗拔力较小的锚桩附 近；二是 重物和锚桩反力的同步性问题 ，拉杆应予留足够的空隙 ，保证实验前期锚桩暂不受力，先用 重物作为实验荷载 ，实验后期联合反力装置共同起作用。 tfnNhnE6e5地锚反力装置除上述三种主要反力装置外，还有其他形式，例如地锚反力装置，如

15、图4.2-6所示，适用于较小桩的静载实验，一般实验最大荷载不宜超过300kN。采用 地锚反力装置应注意基准桩、地锚锚杆、实验桩之间的间距应符合规范的规定；对 岩面浅的嵌岩桩，可利用岩锚提供反力。HbmVN777sL10/70图4.2-6伞形地锚装置示意图荷载测量装置荷载测量 可用放置在千斤顶上的荷重传感器直接测定，或采用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 。 传感器的测量误差不应大于 1%，压力表精度应优于或等于 0.4 级。实验用压力表、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%。目前市场上用于静载实验的油压表的量程主要有 25MPa

16、、40 MPa、60 MPa、100 MPa，应根据千斤顶的配置和最大实验荷载要求，合理选择油压表。 最大实验荷载对应的油压不宜小于压力表量程的 1/4 ，避免“大称砣轻物”；同时，为了延长压力表使用寿命， 最大实验荷载对应的油压不宜大于压力表11/70量程的 2/3 。V7l4jRB8Hs近几年来，许多单位采用自动化静载实验设备进行实验，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 ，不仅减轻检测人员的工作强度，而且测试数据准确可靠。关于 自动化静载实验设备的量值溯源，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

17、进行校准。 83lcPA59W9 沉降测量装置基准桩试桩、锚桩或压重平台支墩边和基准桩之间的中心距应符合表4-1 的规定。表 4-1 试桩、锚桩 <或压重平台支墩边）和基准桩之间的中心距离。表 4-1 是国家行业标准建筑基桩检测技术规范<JGJ106-2003）的规定要求。国家标准建筑地基基础设计规范<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实验的规定，提出了静载实验的建议方法并提出：试桩中心到

18、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12/70的大直径桩实验荷载大，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。考虑到现场验收实验中的困难，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，建筑基桩检测技术规范对部分间距的规定放宽为“不小于3D”，具体见表

19、4-1 。 mZkklkzaaP基准桩打入深度不应小于1.0M。表4-1 试桩、锚桩 <或压重平台支墩边）和基准桩之间的中心距离基准梁宜采用 工字梁作基准梁 ，高跨比不宜小于1/40 ，尤其是大吨位静载实验 ，实验影响范围较大，要求采用较长和刚度较大的基准梁，有时由于运输和型钢尺寸的限制，需要在现场将两根钢梁组合或焊接成一根基准梁，如果组合或焊接质量不好，会影响基准梁的稳定性，必要时可将两根基准梁连接或者焊接成网架结构，以提高其稳定性。另外，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。AVktR43bpw13/70基准梁的一端应固定在基准桩上，另一端应简支于基

20、准桩上，以减少温度变化引起的基准梁挠曲变形。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。ORjBnOwcEd实际实验中应避免一些违反规范要求的做法，如简单地将基准梁放置在地面上，或不打基准桩而架设在砂袋上；基准桩打的不深不稳；基准梁长度不符合规范要求；基准梁的刚度不够产生较大的挠曲变形；未采取有效措施防止外界因素对基准梁的影响等。2MiJTy0dTT百分表和位移传感器沉降测量宜采用 位移传感器或大量程百分表，并应符合下列规定：1. 测量误

21、差不大于 0.1%FS，分辨率优于或等于 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，但沉降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）。 gIiSpiue7A2. 直径或边宽大于 500mm的桩，应在其两个方向对称安装 4 个百分表或位移传感器，直径或边宽 小于或等于 500mm的桩可对称安置 2 个百分表 或位移传感器。 uEh0U1Yfmh3. 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 。不得在承压板上或千斤顶上设14/70置沉降测点，避免因承压板变形导致

22、沉降观测数据失实。 IAg9qLsgBX 桩头处理1. 桩帽顶面应 水平、平整、桩帽中轴线与原桩身上部的中轴线严格对中，桩帽面积大于或等于原桩身截面积，桩帽截面形状可为圆形或方形。 WwghWvVhPE2. 桩帽主筋 应全部直通至桩帽 混凝土保护层 之下，如原桩身露出主筋长度不够时，应通过焊接加长主筋，各主筋应在同一高度上，桩帽主筋应与原桩身主筋按规定焊接。asfpsfpi4k3. 距桩顶 1 倍桩径范围内，宜用 35mm厚的钢板围裹 ，或距桩顶 1.5 倍桩径范围内设置箍筋，间距不宜大于 150mm。桩帽应设置钢筋网片 35 层，间距 80150mm。ooeyYZTjj14. 桩帽混凝土强度

23、等级宜比桩身混凝土提高 12 级，且不得低于 C30。图 4.2-7 是几种桩帽设计图 ，可供参考。对 检验性实验的工程桩的桩头处理 ，经常以 薄钢板圆筒作成加强箍与桩顶混凝土浇成一体，用高标号沙浆将桩顶抹平 。BkeGuInkxI试桩桩顶标高最好由检测单位根据自己的实验设备来确定，特别是对大吨位静载实验更有必要。为便于沉降测量仪表安装，试桩顶部宜高出试坑地面；为使实验桩受力条件与设计条件相同，试坑地面宜与承台底标高一致。PgdO0sRlMo15/70图 4.2-7静载实验桩桩帽设计示意图<单位： mm）实验方法? 系统检查? 实验加、卸载? 沉降观测? 终止加载系统检查在所有实验设备安

24、装完毕之后，应进行一次系统检查 。方法是对试桩施加一较小的荷载进行预压，其目的是消除整个量测系统和被检桩本身由于安装、桩头处理等人为因素造成的间隙而引起的非桩身沉降；排除千斤顶和管路中之空气；检查管路接头、阀门等是16/70否漏油等。如一切正常，卸载至零，待百分表或位移传感器显示的读数稳定后，记录初始读数，即可开始进行正式加载。 3cdXwckm15 实验加、卸载方法1. 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。h8c52WOngM在工业与民用建筑地基基础设计规范 <TJ7-74）中规定分级荷载为单桩允许承载力

25、的 1/10 ，相当于极限承载力的 1/20 。工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程 <JGJ4-80）规定分级荷载为预估极限承载力的1/10 1/15 ，建筑地基基础设计规范<GB50007-2002）规定加载分级不应小于8 级，分级荷载宜为预估极限承载力的1/8 1/10 ，建筑桩基技术规范<JGJ94-94）规定分级荷载为预估极限承载力的1/10 1/15 。显然，不同规范包括其他行业标准对分级荷载的取值规定是不完全一样的。一般来说，对工程桩的验收实验，分级荷载可取大一些，对于指导设计的试桩实验宜取小一些，对于科研性质的静载实验等，根据需要可以采用非等量加载，如将最后

26、若干级荷载的分级荷载减半。v4bdyGious2终止加载后开始卸载，卸载也应分级进行，每级卸载量取加载时分级荷载的2 倍，逐级等量卸载 。3. 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%。J0bm4qMpJ9沉降观测慢速维持荷载法沉降观测步骤应符合以下规定：17/701. 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。2. 试桩沉降相对稳定标准： 每一小时内的桩顶沉降量 不超过0.1mm，并连续出现两次 <从分级荷载施加后第30min 开始，按 1.5h连续三次

27、每 30min 的沉降观测值计算）。 XVauA9grYP3. 当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时，再施 加下一级荷载 。4. 当实验达到终止加载条件时即开始卸载。卸载时 ，每级荷载维持 1h，按第 15、30、60min 测读桩顶沉降量后，即可卸下一级荷载。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 15、30min，以后每隔 30min 测读一次。 bR9C6TJscw快速维持荷载法的每级荷载维持时间至少 1h<每级施加后按第5、15、30min 测读沉降量，以后每隔 15min 测读一次），是否延长维持荷载时间应根据桩顶收敛情况而定。 pN9LBDdtrd终止加

28、载条件当出现下列情况之一时，即可终止加载：某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的 5 倍<注：当桩顶沉降量能相对稳定且总沉降量小于 40mm时，宜加载至桩顶总沉降量超过 40mm。）。 DJ8T7nHuGT某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的 2 倍，且经 24h 尚未达到相对稳定标准。已达到设计要求的最大加载量。当工程桩作锚桩时，锚桩上拔量已达到允许值。18/70 当荷载 - 沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量60-80mm；在特殊情况下，可根据具体要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm。QF81D7bvUA由于地质条件的差异或成桩工艺的原因<

29、;如桩侧泥皮过厚等），锚桩的实际抗拔力可能会小于计算值，导致锚桩上拔量过大。公路桥涵地基与基础设计规范<JTJ024-1985）规定桥涵基桩兼作锚桩时，其上拔量不得大于15mm。建筑行业标准中未提出锚桩上拔量的允许值是多少，事实上，用作锚桩的工程桩，不得影响其用作为工程桩的使用功能，这是验算锚桩拔力和控制锚桩上拔量的前提条件，因此应考虑实验过程中锚桩的上拔荷载与上拔量处于弹性工作状态，显然，锚桩上拔量的允许值与其地质条件、桩长等因素密切相关。可按短桩5 、长桩 10 来控制，对抗裂有要求的桩，应按抗裂要求验算锚桩的抗拔承载力。4B7a9QFw9h实验资料记录静载实验资料应准确记录。实验前

30、应收集工程地质资料、设计资料、施工资料等 ，填写桩静载实验简况表<见表 4-2 ），简况表包括三部分信息， 一是有关拟建工程资料，二是实验设备资料，三是受检桩实验前后表观情况及实验异常情况的记录。实验过程记录表可按表4-3 记录，应及时记录百分表调表等情况，如果沉降量突然增大，荷载无法稳定，还应记录桩“破坏”时的残余油压值。ix6iFA8xoX表 4-2桩静载实验简况表wt6qbkCyDEKp5zH46zRk工程地点建设单委托单位承建单质量监督机表4-3桩静载实验记录表设计单勘察单位百分表编号实验日期：桩号：实验序号：工程名称：基桩施工单结构形监理单层数实验序工程实验前桩头观察19情/况

31、70实验后桩头观察情况实验建筑面工程桩总数混凝土设计强度等级号桩号异常积 <）1<kN）桩型持力层单桩承载力特征值Yl4HdOAA61油压表荷 读数时时间间读数 <）沉降 <）备4.2.10读数实验数据分析载间隔<MPa）<kN<min）表表 表 表表本累确定单桩竖向抗压承载力时，应整理）1荷载2沉降3汇总4表5<参计考表 4-4），绘制竖向荷载 - 沉降 <Q-s）、沉降 - 时间对数 <s-lgt）曲线，需要时还应绘制 s-lgQ 、 lgs-lgQ等其他辅助分析所需曲线。 ch4PJx4BlIqd3YfhxCzo荷载 <k

32、N）表 4-4 桩静载实验结果汇总表工程名称：历时 <min）沉降 <mm）实验日期：桩号：实验序号：序号单桩竖向抗压极限承载力的确定本级累计本级累计4.2.10.1单桩竖向抗压极限承载力Qu可按下列方法综合分析确定：1. 根据沉降随荷载变化的特征确定 ：对于 陡降型 Q-s 曲线，单桩竖向抗压极限承载力取其发生明显陡降的起始点所对应的荷载值。E836L11DO52. 根据沉降随时间变化的特征确定 ：取 s-lgt 曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载。3. 如果在某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的 2 倍，且经 24h 尚未达到稳定标准，在这种情况下，单桩竖向

33、抗压极限承载力取前一级荷载值。 S42ehLvE3M4. 对于缓变型 Q-s 曲线可根据沉降量确定 ，宜取 s=40mm对应的荷载值；当桩长大于 40m 时，宜考虑桩身弹性压缩量；对 直径大于或等于 800mm的桩，可取 s=0.05D 对应的荷载值 。501nNvZFis桩身弹性压缩量可根据最大实验荷载时的桩身平均轴力、桩长L、横截面积 A、桩身弹性模量E，按 L/AE 来近似计算。桩身轴力一般按梯形分布考虑 <桩端轴力应根据实践经验估计），对于摩擦桩，桩身轴力可按三角形分布计算<近似假设桩端轴力为零），对于端承20/70桩，桩身轴力可按矩形分布计算<近似假设桩端轴力等于桩

34、顶轴力）。 jW1viftGw9对大直径桩，按 Q-s 曲线沉降量确定，直径大于等于 800mm的桩极限承载力，取 s=0.05D 对应的荷载值。因为 D800mm时定义为大直径桩，当 D=800mm， 0.05D=40mm，这样正好与中、小直径桩的沉降标准衔接。应该注意，世界各国按桩顶总沉降确定极限承载力的规定差别较大，这和各国安全系数的取值大小、特别是上部结构对桩基沉降的要求有关。因此当按桩顶沉降量确定极限承载力时，尚应考虑上部结构对桩基沉降的具体要求。 xS0DOYWHLP对于缓变型 Q-s 曲线，根据沉降量确定极限承载力，各国标准和国内不同规范规程有不同的规定，基本原则是尽可能挖掘桩的

35、极限承载力而又保证有足够的安全储备。 LOZMkIqI0w 单桩竖向抗压极限承载力统计值的确定根据建筑基桩检测技术规范<JQJ106-2003）有关规定，单桩竖向抗压极限承载力统计值按以下方法确定：ZKZUQsUJed1. 参加统计的试桩结果，当满足其极差不超过平均值的30%时，取其平均值为单桩竖向抗压极限承载力。2. 当极差超过平均值的 30%时，应分析极差过大 的原因，结合工程具体情况 综合确定 ，必要时可增加 试桩数量 。dGY2mcoKtT3. 对桩数为 3 根或 3 根以下的柱下承台 ，或工程桩抽检数量少于 3 根时，应取低值 。单桩竖向抗压承载力特征值的确定21/70单位工程

36、同一条件下的单桩竖向抗压承载力特征值Ra 应按单桩竖向抗压极限承载力统计值的一半取值。建筑地基基础设计规范规定的单桩竖向抗压承载力特征值是按单桩竖向抗压极限承载力统计值除以安全系数2 得到的。 rCYbSWRLIA桩的侧阻和端阻测试分析*桩身内力测试基桩内力测试可采用电阻式应变计测量应变，弦式钢筋计测量力，沉降杆测量位移，也可采用滑动测微计。需要检测桩身某断面或桩底位移时，可在需要检测断面设置沉降杆。各元件选用时，应使其量程、灵敏度、测量误差均能满足实验要求，这些元件的使用、安装、埋设都有很严格的技术标准，实验时一定要认真对待。FyXjoFlMWh当在桩身埋设电阻应变计或钢弦式传感器时，传感器

37、宜放在两种不同性质土层的界面处，以测量桩在不同土层中的分层摩阻力。在地面处 <或以上）应设置一个测量断面作为传感器标定断面。最上面和最下面的传感器埋设断面分别距桩顶和桩底的距离不应小于1倍桩径。在同一断面处可对称设置24 个传感器，当桩径较大或实验要求较高时取高值。TuWrUpPObX1. 电阻式应变计电阻式应变计是由电阻应变片组合而成，可按全桥或半桥方式制作，宜优先采用全桥方式。应变计的测量片和补偿片应选用同一规格同一批号的产品，按轴向、横向准确地粘贴在钢筋同一断面上。测点的连接应采用屏蔽电缆，导线的对地绝缘电阻值应在22/70500M 以上。使用前应将整卷电缆除两端外全部浸入水中1h

38、，测量芯线与水的绝缘，电缆屏蔽线应与钢筋绝缘，测量和补偿所用连接电缆的长度和线径应相同。7qWAq9jPqE电阻应变片及其连接电缆均应有可靠的防潮绝缘防护措施，正式实验前，电阻应变片及电缆的系统绝缘电阻不应低于200M 。llVIWTNQFk电阻应变片主要是用来测量桩身的应变，它的工作部分是粘贴在极薄的绝缘材料上的金属丝。在轴向荷载作用下，桩身发生变形，粘贴在桩上应变片的电阻也随之发生变化，通过测量应变片电阻的变化就可得到桩身的应变，进而得到桩身应力的变化情况。yhUQsDgRT1电阻应变测量所用的电阻式应变仪宜具有多点自动测量功能，仪器的分辨力应优于或等于1，并有存储和打印功能。MdUZYn

39、KS8I2. 混凝土预制桩和灌注桩中电阻应变计的制作方法对混凝土预制桩和灌注桩中电阻应变计的制作和埋设可视具体情况采用以下三种方法之一。<1）在 6001000mm长的钢筋上，轴向、横向粘贴四个<两个）应变片组成全桥 <半桥），经防水绝缘处理后，到材料实验机上进行应力应变关系标定。标定时的最大拉力宜控制在钢筋抗拉强度设计值的60以内，经三次重复标定，应力应变曲线的线性、滞后和重复性满足要求后，方可采用。应变计应在浇注混凝土前按指定位置焊接和绑扎 <泥浆护壁灌注桩应焊接）在主筋上，并满足规范对钢筋锚固长度的要求。固定后带应变片的钢筋不得弯曲变形或有附23/70加应力产生。

40、09T7t6eTno<2）直接将电阻应变片粘贴在桩身指定断面的主筋上，其制作方法及要求与上面相同。<3）将应变砖或埋入式混凝土应变测量传感器按产品使用要求预埋在预制桩的桩身指定位置。3. 弦式钢筋计弦式钢筋计应按主筋直径大小选择，带有接长杆弦式钢筋计可直接焊接在桩身的主筋上<不宜采用螺纹连接），并代替这一段钢筋的工作。仪器的可测频率范围应大于桩在最大加载时的频率的1.2倍。使用前应对钢筋计逐个标定，得出压力<推力）与频率之间的关系。弦式钢筋计通过与之匹配的频率仪进行测量，频率仪的分辨力优于或等于 1Hz。e5TfZQIUB5桩身内力测试数据分析在各级荷载作用下进行桩顶沉

41、降测读的同时，对桩身内力进行测试记录。测试数据整理应符合下列规定：1. 采用电阻应变计测量时，按下列公式对实测应变值进行导线电阻修正，采用半桥测量时：?<4-1）? 采用全桥测量时：24/70?<4-2）? 式中 修正后的应变值；? 修正前的应变值；? 导线电阻 < ）；? 应变计电阻 < ）。2. 采用弦式钢筋计测量时，将钢筋计实测频率通过率定系数换算成实测钢筋应力，由式 4-3 计算钢筋的应变。 s1SovAcVQM?<4-3）? 式中 桩身第断面处的钢筋应力 <kPa）；? 钢筋的弹性模量 <kPa）；? 桩身第断面处的钢筋应变。3. 在数据整理

42、过程中，应将零漂大、变化无规律的测点删除，求出同一断面有效测点的应变平均值。由于混凝土与钢筋笼是紧密地浇注在一起，他们同步变形，位移是连续的，因此钢筋的应变即为桩身混凝土的应变，可按下式计算该断面处桩身轴力： GXRw1kFW5s?<4-4）? 式中 Qi桩身第断面处轴力 <kN）；? 第断面处应变平均值；? Ai 第断面处桩身截面面积 <m2）；? Ei 第断面处桩身材料弹性模量 <kPa），当桩身断面、配筋一致时，宜按标定断面处的应力与应变的比值确定。 UTREx49Xj94. 按每级实验荷载下桩身不同断面处的轴力值制成表格，并绘25/70制轴力分布图。再由桩顶极限

43、荷载下对应的各断面轴力值计算桩侧土的分层极限摩阻力和极限端阻力：8PQN3NDYyP?<4-5）?<4-6）? 式中 qsi 桩第断面与第 +1 断面间侧摩阻力 <kPa）；? qp桩的端阻力 <kPa）；? i 桩检测断面序号，自桩顶以下从小到大排列；? u桩身周长 <m）；? li 第断面与第 +1 断面之间的桩段长 <m）；? Qn桩端的轴力 <kN）；? A0桩端面积 <m2）。滑动测微计测量桩身应变20 世纪 80 年代初，瑞士联邦苏黎世科技大学K.Kovari教授等提出了线法监测原理，可以连续监测相邻两点间的信息，如应变。mLPVzx

44、7ZNw滑动测微计主要由探头内含电感位移计和温度传感器，电缆，用于数据采集、处理、存储的控制器组成，探头的基准长度为1000mm，量程为10mm，灵敏度为0.001 ，精度为0.003 。与滑动测微计配套的是PVC专用测管，需在成桩前预埋，孔底密封，孔口加保护盖。 PVC专用测管每间距1000 1mm设置一个测环，测量时通过操作杆将探头卡在两个相邻测环上，即可测量相邻两点测环之间的应变，如图 4.2-8 。AHP35hB02d26/70图4.2-8 滑动位移传感器测试示意图27/70NDOcB141gT图 4.2-9 位移杆桩身变形测试4.2.11.41. 荷载； 2.百分表； 3.空心钢管桩或空心沉降杆测量桩身<端）位移测杆 2；6. 测杆 3箱形钢柱； 4. 测杆 1； 5.桩身 <端）位移测量可通过沉降杆进行，沉降杆宜采用内、外管形式，如图 4.2-9 所示。外管固定在桩身，内管 <测杆）顶端高出外管 100200mm，下端固定在需测试断面，这样即可用百分表量测测杆趾部相对于顶端的下沉量。内管内可设置多个测杆，同时测量桩身不同截面处下沉量，这种方法是美国材料与实验学会&