基桩静载试验讲义

1、基桩静载试验、平板载荷试验、锚杆试验1.基桩静载试验的依据标准国家标准:建筑地基基础设计规范(GB50007一2002)建筑地基基础工程施工质量验收范(GB50202一2002)岩土工程勘察规范)( GB50021一2001)湿陷性黄土地区建筑规范)( GB0025一2004)等行业标准:建设部：建筑基桩检测技术规范(JGJ106一2003)建筑桩基技术规范(JGJ942008)交通部：港口工程桩基规范(JTJ254一1998)港口工程基桩静荷载试验规程(JTJ255一2002)公路桥涵施工技术规范(JTJ041一2000)公路桥涵地基基础设计规范(JTG D63一2007)铁道部：铁路工程基

2、桩检测技术规程)( TBI0218一2008)铁路桥涵地基和基础设计规范Bl0002.5一2005)铁路桥涵施工规范(TB10203一2002)等。 其他标准：例如：美国材料与试验协会标准：深基础轴向抗压静载标准试验方法(ASTM Dl143)台湾地区：基桩轴向静压载重试验法(CNS 12460 A3302)等。适用对象：中国大陆地区的外方投资项目，使用国际贷款项目、对外援建工程，台湾、香港、澳门地区及国际投标项目等要求执行的。对策：试验前要明确执行哪一本规范，以免引起争议。常用规范要求不同举例： GB 50007-2002对堆载法施加于地基的压应力不宜超过地基承载力特征值。JGJ 106-2

3、003规定堆载法施加于地基的压应力不应超过地基承载力特征值的1.5倍。二者规定的不同对于堆载法的实施可产生较明显的差异。对于试验终止条件的判定： JGJ106-2003有末级沉降大于前级沉降5倍的规定，GB 50007-2002则无。对于桩的承载力的确定方法：JGJ 106-2003对大直径桩规定了采用相对沉降的方法确定桩的极限承载力， GB50007一2002并无此规定。JGJ l06一2003 、JGJ94一2008两规范对于单桩水平承载力特征值的确定方法不尽相同。 不同行业制定标准的术语、符号等不尽一致。例如：尽管安全系数取值相同(K=2)，但在TB10002.5-2005称为

4、“单桩容许承载力”，在GB 50007-2002则称为“单桩承载力特征值”。上海市地方标准建筑基桩检测技术规程(DGJ08-218-2003)的单桩竖向抗压承载力特征值计算方法与行业标准JGJ106一2003差别较大。美国材料与试验协会标准ASTM D1143所列静载试验加载方式有标准加载法、循环加载法、等时加载法、等速贯人法等7种，与国内规范差别较大。 2.静载试桩的选择JGJ106-2003第3.3.3条要求，单桩承载力抽检检测的受检桩选择宜符合下列规定：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；适量选择完整性检测中判定的III类桩；除-外，同类型

5、桩宜均匀随机分布。公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)规定：施工阶段检验性试桩的位置应符合设计要求，设计无要求时，宜选择在有代表性地质的地方，并尽量靠近地质钻孔或静力触探孔，其间距一般不宜大于5m或小于lm。3.试桩从成桩到开始试验的休止时间的规定(1)GB 50007-2002：预制桩在砂土中人土7d后；粘性土不得少于15d；对于饱和软粘土不得少于25d；灌注桩应在桩身混凝土达到设计强度后，才能进行。(2) JGJ106-2003第3. 2. 6条规定：在桩身混凝土强度达到设计要求的前提下，当无成熟的地区经验时，休止时间至少应满足：对于砂类土，不应少于7d；对于粉土，不应少于l0d

6、；对于非饱和的粘性土，不应少于15d；对于饱和的粘性土，不应少于25d。对于泥浆护壁灌注桩，宜适当延长休止时间。(3)港口工程基桩静荷载试验规程（JT1255-2002)规定：试验桩沉桩后至进行加载的间歇时间，粘性土不应少于14d，砂性土不应少于3d；淤泥或淤泥质土中的摩擦桩不应少于25d，水冲下沉桩不应少于28d。灌注桩的混凝土强度等级应达到设计要求。当试验桩需再次进行抗压试验时，间歇时间应超过3d。轴向抗拔静载荷试验可利用抗压试验桩进行，抗压试验结束至抗拔试验开始的间歇时间应超过3d。利用已完成轴向静载荷试验的桩进行水平静载荷试验时，其间歇时间不宜少于2d。(4)铁路工程基桩检测技术规程(

7、 TB10218-2008)规定:单桩静载试验桩身混凝土强度应达到设计强度外，桩侧和桩端土的间歇时间尚应满足下列要求:对打入桩：砂土7d，粉土10d，非饱和粘性土15d，饱和粘性土25d，对于泥浆护壁混凝土灌注桩，宜较上述规定适当延长间歇时间。(5)对规范相关条文的解读预制桩沉桩后，开始静载试验的时间要求，对于粘性土场地和砂土场地是不一样的。这是因为桩在施工过程中不可避免地扰动桩周土，降低土体强度，引起桩的承载力下降。随着休止时间的增加，土体重新固结，土体强度逐渐恢复提高，桩的承载力也逐渐增加。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，粘性土中则较慢且增幅很大

8、。规范条文对试桩休止时间的规定侧重考虑了土层条件对休止时间的影响，同时大部分规范都没有明确“土的类别”到底是指桩侧土、桩周土或桩端持力层。实际上，桩周土体得到基本恢复的最短时间(所谓休止期)，受场地工程地质条件、水文地质条件、成桩工艺、施工顺序及周边环境等诸多因素制约。休止时间是指桩周地基土不受周围施工扰动影响算起，以试桩为中心(1.01.5)L为半径范围内没有强烈的振动干扰或挤土的条件下，至试验开始的间歇时间。L为桩的人土深度。严格地讲，不是沉桩施工结束至静载试验开始的间歇时间。当工期紧无法满足休止时间时，应在检测合同及检测报告中加以注明，否则可能会引起争议。需要强调的是，即使休止时间严格满

9、足规范要求，单桩承载力仍然可能达不到甚至远低于设计要求。桩周环境问题。无论试桩还是工程桩，均应分析其工作环境并进行对比，确定环境因素对桩承载能力的影响。例如，试桩时，附近仍有打桩或压桩作业，均会造成桩周土中孔隙水压力消散减慢，甚至不降反升或试桩周边有基坑开挖、降水等作业，造成桩周土下沉而对桩产生负摩擦力，这些情况都可能造成试桩承载力实测值偏低。倘若工程桩正常工作中这些或类似的环境条件依然存在，则也就不能考虑桩的承载力随时间增长的问题。4.按照试验目的的不同，静载试验分为哪两种类型?(GB50007-2002规定，地基基础设计等级为甲、乙级建筑物的单桩竖向承载力特征值应采用静载试验确定；公路桥涵

10、施工技术规范(JTJ041-2000)规定：特大桥和地质复杂的大、中桥，应采用静压试验方法确定单桩容许承载力。按照试验目的的不同，静载试验可分为设计提供依据的试验及验收性试验两种类型。(1)为设计提供依据的试验设计试桩验证的是桩的设计参数和工艺参数。一般在经验不足或重要工程的情况下要先设计试桩。一方面勘察报告提供的承载力参数往往偏于保守，静载试验确定的单桩承载力一般高于估算值，可以减少桩数。另一方面可以验证工艺参数，验证成桩可行性，以便及时调整成桩工艺、施工机具等，否则会拖延工期、增加费用。例如：用静载荷试验检验单桩竖向极限承载力时，发现有的桩基承载力有很多富余，无形浪费大量的可用资源；有的桩

11、基承载力达不到要求是由于设计引起的；有的工程没有经过静载试桩就开始施工，给工程带来了隐患。万一承载力没有达到设计要求，可能不得不采取减层处理、补桩或改变基础型式、桩间土加固处理等措施，显而易见会造成巨大经济损失。为设计提供依据的静载试验，一般情况下工程桩尚未施工，试桩静载试验的结果可能会改变工程桩的桩长、桩数等。对于以桩周土控制承载力情况，一般应加载至地基土破坏或试桩下沉量达到一定限度；对于以桩身强度控制承载力的情况，一般应加载至桩身材料达到设计强度。试桩的位置，宜靠近地质钻探位置，以便相互核对。建议尽量采取先试桩，后设计的方法，一方面克服低估桩的承载力的盲目性，减少在部分桩基工程中仍然存在的

12、某些过于保守的现象，另一方面可为提高设计水平提供可靠的数据积累。例如：有的桩基工程，为了所谓“安全”，打桩过多，造成资金浪费不说，还由于挤土效应，大范围地扰动了地下土层，其后果一是对周边环境产生不利影响；二是土体产生的巨大侧向挤压造成断桩等工程事故；三是引起更大的工后沉降量，反而不安全。大片住宅小区，尤其是多层住宅如果大量使用桩基，地下“桩头林立”，会妨碍地下空间的利用，对地下空间的规划、施工都会产生巨大影响。江苏昆山某变电所工程，勘察单位提供的承载力参数严重失真，在没做试桩的情况下按错误的资料设计，单桩实际承载力只有设计承载力的一半，造成巨大经济损失。公路桥涵施工技术规范(JTJ 041-2

13、000)5.2.2条明确规定:除一般的中、小桥沉桩工程有可靠的依据和实践经验可不进行试桩外，其他沉桩工程在施工前，应先沉试桩，以确定沉桩工艺和检验桩的承载力。(2)验收性试验验收性试验验证的是桩的施工质量。全面施工后抽取一定桩数进行静载荷试验，验证单桩竖向承载力特征值是否满足设计要求，不满足时要采取补强措施。所有工程在桩基施工完毕后都要进行施工试桩，根据试桩报告进行质量评定及验收。为工程验收而进行抽样检测的静载试验，工程桩已经完毕，试验仅是为了检验基桩是否符合设计要求，最大加载量不应小于设计要求的单桩竖向抗压承载力特征值的2. 0倍，以保证足够的安全储备。所谓单桩承载力特征值是指正常使用极限状

14、态计算时采用的单桩承载力，其涵义即为在发挥正常使用功能时所允许采用的抗力设计值。(3)应注意的两个问题对于密集沉桩施工，工程桩应采用静载试验进行验收检测。同时，前期为设计提供依据的静载试验，试桩数量一般很少，群桩挤土效应没有充分显现，施工后的单桩承载力与施工前的试桩结果可能相差甚远，故试桩的检测结果不应作为工程桩的检测结果，也不应作为工程桩的验收依据。桩的竖向载荷试验其加载量要否考虑桩身强度因素?桩的极限承载力的出现分两种情况，一种是桩周土的破坏(包括大的变形)，另一种是桩身的破坏。能否仅仅根据桩的载荷试验得到的极限承载力直接确定桩的承载力特征值，是值得商榷的，原因是某些桩的实际桩身强度可能远

15、大于设计强度，对于采用实际强度确定承载力的情况可能造成桩的承载力被夸大而丧失代表性。因此，桩的竖向载荷试验其加载量(尤其在试桩阶段)不应超过桩的设计强度决定的极限承载力，如果桩的极限承载力已经超过按照桩身设计强度确定的极限承载力，则应重新换算桩身强度，进行相应设计调整，否则提交的试验结果是不合理的，容易为工程埋下隐患。地基土对桩的支承能力尽量接近桩身结构强度。5.关于静载试验的抽检数量 一个工程中究竟应抽取多少根桩进行载荷试验，各种规范的规定并不统一。(1) GB50007-2002：复杂地质条件下的工程桩竖向承载力的检验宜用静荷载试验，检验桩数不得少于同一条件下总桩数的1%，且不少于3根。(

16、2)岩土工程勘察规范GB50021-2001：单桩竖向和水平承载力，应根据工程等级、岩土性质和原位测试成果并结合当地经验确定。甲级地基建议做静载荷载的试验。试验的数量不宜少于工程桩数的1%，且每个场地不少于3根。(3) JGJ106-2003规定：对于单桩竖向抗压静载试验，单位工程内在同一条件下工程桩的验收检测，抽检数量不应小于总桩数的1%，且不应小于3根；工程桩总桩数在50根内，不应小于2根。对于单桩竖向抗拔及水平静载试验，抽检数量不应小于总桩数的1%，且不应小于3根。(4)港口工程基桩静荷载试验规程JT1255-2002：除设计有特殊要求外，试验桩的数量应根据地质条件、桩的材质与尺寸、桩尖

17、型式和工程总桩数等确定。当总桩数少于500根时，试验桩不应少于2根。总桩数每增加500根，试验桩宜相应增加1根。(5)公路桥涵施工技术规范JTJ 041-2000：在相同地质情况下，按桩总数的1%计，并不得少于2根。以上规范中所讲同一条件是指同地质条件，同桩型、规格，同施工工艺，同施工队伍、人员素质、机具条件，同设计要求等五方面。 “单位工程内在同一条件下工程桩的验收检测，抽检数量不应小于总桩数的1%，且不应小于3根”，此处的总桩数应是满足上述“同一条件”要求下的总桩数。 例如某小区(单位工程)在工程地质条件均匀的场地内拟建10栋小高层，均采用同一工艺、同一规格、长度的钻孔灌注桩，每栋75根，

18、共750根，业主为了加快进度决定由3支施工队各承包250根桩同时施工，在此情况下，一般应做多少静载试桩?可能有三种不同的答案： 最后，还应特别指出的是在考虑抽检试桩数量的同时，更要注意试桩的代表性，例如高层建筑中的主楼和裙房可能上述五个“同一条件”均未满足，但是否以主楼的试桩来代替裙房的试桩，还值得研究，因为一般来说，主楼桩多且密，而裙房桩少而稀，两者施工因素的影响不同；当然，在施工挤土明显的工程中，以工程桩大规模施工前的试桩作为验收的依据，更无代表性而言。 上述试桩数量应是充分考虑试桩代表性基础上的抽检下限，在试桩代表性不足，给出单位工程同一条件下单桩承载力特征值是否满足设计要求的结论有困难

19、时，应适当增加试桩数量。需要注意的是：对持力层较密实、单桩承载力很高的大直径端承型桩，可采用深层平板载荷试验确定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

20、，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

21、、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

22、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. 01. 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

23、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

24、，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

25、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

26、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

27、%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

28、.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(060MPa)允许误差±0.24 Mpa；0.4级精密压力表(0100MPa)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

29、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。 选用压力传感器和荷重传感器应注意

30、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。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

31、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

32、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。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

33、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

34、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

35、。 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）。 12.抗压、抗拔试验试桩、锚桩和基准桩之间的中心距离应符合哪些规定? 1)有关名词 基准梁是指用于设置观测仪表的梁；基准桩是指用来架设基准梁的桩。采用工程桩作基准桩最为理想，在水上试桩时，一般要

36、专门打入4根基桩用于架设基准梁。2）GB 50007-2002附录Q：试桩锚桩(压重平台支座)和基准桩之间的中心距离应符合表2-3的规定。试桩、锚桩（或压重平台支墩边）和基准桩之间的中心距离 表2-3距离反力装置试桩中心与锚桩中心（或压重平台支墩边）试桩中心与基准桩中心基准桩中心与锚桩中心（或压重平台支墩边）锚桩横梁4d且2.0m4d且2.0m4d且2.0m压重平台4d且2.0m4（3）d且2.0m4d且2.0m注:d试桩或锚桩的设计直径，取二者中较大者(如试桩或锚桩为扩底桩时，试桩与锚桩的中心距离尚不应小于2倍扩大端直径)。3) JGJ 106-2003的规定试桩、锚桩和基准桩之间的中心距离

37、见表2-4试桩、锚桩（或压重平台支墩边）和基准桩之间的中心距离 表2-4距离反力装置试桩中心与锚桩中心（或压重平台支墩边）试桩中心与基准桩中心基准桩中心与锚桩中心（或压重平台支墩边）锚桩横梁4（3）d且2.0m4（3）d且2.0m4（3）d且2.0m压重平台4d且2.0m4（3）d且2.0m4d且2.0m地锚装置4d且2.0m4d且2.0m4d且2.0m注：1.d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上不应小于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.软土场地堆载重量较大时，

38、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。 4)铁路工程基桩检测技术规程(TB10218一2008）的规定 试桩、锚桩(压重平台支墩边)和基准桩相互之间的中心距应符合如下规定：当试桩直径小于或等于0.8m时，可为试桩直径的5倍；当试桩直径大于0. 8m时，上述距离不得小于4m。(6)公路桥涵施工技术规范(JTJ o41一2000>的规定 试桩、锚桩和基准桩之间的中心距离见下表。反力系统基准桩与试桩基准桩与锚桩（或压重平台支撑边）锚桩承载梁反力装置4d4d压重平台反力装置2.0m2.0m注：表中为试桩的直径或边长d800mm的情况；若试桩直径d800

39、mm时，基准桩中心至试桩中心(或压重平台支承边)的距离不宜小于4. 0m 7）规定试桩与锚桩之间最小距离的重要性 锚桩在受到上拔作用的过程中，其桩周土也在相应的产生扰动，从而对试桩沉降量产生一定的影响，上拔量越大，其自身扰动就越大，对试桩的影响也就越大。为确保试验数据的准确性，试验时应严格遵守以上规定。美国材料试验协会标准Standard Test Method for Piles Under Static Axial Compressive Load)(ASTM D1143-81)规定试桩与锚桩间距离不应小于5d，比国内规范要严格一些。13.水平静载荷试验试桩、基准桩与反力结构之间的净距应符

40、合哪些规定? 当采用顶推加荷法时，反力结构与试桩之间净距不应小于5d，d为桩径，见图2-22(a)。当采用牵引加荷法时，反力结构与试桩之间净距不应小于l0d且不小于6m，见图2-22(b) 。 基准桩与试桩反力结构的净距不宜小于5d。当基准桩在与加荷轴线垂直方向上或试桩位移相反方向上时，间距可适当减小，但不应小于2m。 14.抗拔锚桩是预应力管桩时，抗拔验算应包括哪些方面? 1)土体提供的竖向抗拔承载力计算土体提供的竖向抗拔承载力可根据勘察报告、有关规范及地区经验确定。勘察报告提供的承载力参数往往偏于保守，土体所能提供的单桩竖向抗拔极限承载力实测值一般大于估算值。 2)桩身结构的强度验算抗拉强

41、度设计值。抗拔桩竖向抗拔承载力除了要满足桩土相互作用的抗拔承载力要求外，还需满足PHC管桩桩身结构强度的要求。目前应用较多的计算方法有国家建筑标准设计图集预应力混凝土管桩(03SG409)的推荐公式。管桩开裂荷载计算。对于不允许开裂的管桩(兼做工程桩的抗拔试桩或抗压试验中的锚桩) 应验算开裂荷载，控制上拔力不高于开裂荷载。3)管桩连接构件的强度验算焊缝强度验算墩头抗拉强度验算孔口端板抗剪强度验算端板抗弯强度验算4)填芯混凝土的抗拔验算抗拔静荷载试验一般用微膨胀混凝土填芯内插钢筋的做法传递上拔力，但是如何计算填芯与管桩内壁间的戮结力现行规范至今没有一个计算公式。15.单桩抗压静载试验中导致试桩偏

42、心受力素有哪些?1）制作的桩帽轴心与原桩身轴线严重偏离；2)支墩下的地基不均匀变形；3)用于锚桩的钢筋预留量不匹配，锚桩之间承受的荷载不同步；4)采用多个千斤顶，千斤顶实际合力中心与桩身轴线严重偏离。桩是否存在偏心受力，可以通过四个对称安装的百分表或位移传感器的测量数据分析。16.当采用压重平台反力装置时，是否可采用边堆载边试验的方式?一般压重宜在检测前一次加足，并均匀稳固地放置于平台上，对于试验荷载很大的桩，一次堆载过大势必产生较大的地面荷载，致使桩周土下沉，对桩产生负摩阻力，分级加载的前几级沉降量过大，导致累计沉降过大而影响单桩极限承载力的确定。同时为了避免主梁压实千斤顶，或避免支承墩下地

43、基土可能破坏而导致安全事故等，可采用边堆载边试验，但是加载应符合“加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%”的规定。17.可否能采用静力压桩机作为单桩竖向抗压静载试验加载反力装置?（不可以）采用静力压桩机架或类似打桩机架作为单桩竖向抗压静载试验加载反力装置，可以省去设置反力梁、锚桩或压重，节省运输、组装费用及工期。但是采用静力压桩机架或类似打桩机架作为单桩竖向抗压静载试验加载反力装置进行基桩静载试验，该做法存在下列3个问题：1）基准桩中心与压重平台支墩边的距离JGJ 106-2003第4 .2 .5条“基准桩中心或压重平台支墩边的

44、距离4D且>2. 0m”的要求；由于桩机结构是长方体，两只短船几乎靠在一起，无法满足规范规定的试桩距平台支墩的距离要求，使得基准桩不“基准”，量测的沉降不可靠。另外，由于试桩周围软弱地基土被桩机移动时扰动，其影响半径在1020m；每级对桩加荷，又相当于地面卸荷，基准梁抬高；即使基准梁间距能达到规范要求，扰动后的蠕变也会导致测试结果失真。2)加、卸载时荷载的传递达不到规范第4.3.4条第3款“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%”的要求。由于桩机重量大、地基强度低或加荷前千斤顶被桩机压牢，当加压系统稍稍起动，油压升高，

45、力值大幅上升，将超出分级荷载的+10%；卸载时，油压稍稍回落，力值骤减，超出分级荷载的-10%。无论是人工观测，还是自动仪器都很难控制加、卸荷载量，卸载很难卸至零。3)桩机重量大或地基强度低，千斤顶被桩机压牢，加荷前桩顶实际就已开始下沉时，到正式试验该部分的沉降由于未能记录而缺失，导致试验前几级的沉降偏小，甚至没沉降。从而影响了Q-s，曲线的形态及最终累计沉降量，严重时还会导致错误的结论。18.单桩竖向抗压静载试验的荷载维持方法有哪些?慢速维持荷载法：1) 为设计提供依据2) 验收试验3) 摩擦桩或桩端持力层为遇水易软化的风化岩层快速维持荷载法1）验收检测2）有成熟的地区经验（缩短试验周期，减

46、少昼夜温差等环境影响的沉降测量误差）3）最少持载时间为1h（数据可靠性好坏关键在于施加最后一级(或二级)荷载时，沉降是否有收敛趋势及收敛速度的快慢。）建议：检测单位应在检测合同里与委托单位明确具体试验方法。 快速维持荷载法在加载试验的过程中，不要求观测桩顶下沉的相对稳定，而以等时间隔连续加载，所测得的下沉仅为桩周土的瞬时下沉。在设计荷载下，慢速维持荷载法和快速维持荷载法的桩顶下沉量相差不大，一般在5%以内。相对而言，慢速法的加载速率比建筑物建造过程中的施工加载速率要快得多，规范中的快慢速试桩沉降差异是可以忽略的。大量试桩资料分析表明：快速维持荷载法所得的单桩承载力比慢速维持荷载法高。快速法较慢

47、速法，一般极限承载力偏高0. 5-1.0倍极差。19.许多检测人员认为卸载无用，甚至在试验时省略了卸载观测，是否可行?卸载观测：正确判断桩在荷载作用下工作性状。（近似弹性、弹塑性、塑性），从沉降变形无法判断弹性变形，只能从卸载回弹上进行观测。回弹变形观测，可以初步估计基桩竖向抗压承载力的潜力。例如，某试桩卸载至零时的回弹变形量已达到总沉降量的80%，意味着极限荷载值远高于试验终止荷载值，反映在Q-s曲线是一条近似直线，s-lgt曲线为等间距的近似水平或微微倾斜的一组直线。缺少卸载资料及其分析的单桩竖向抗压载荷试验是不完整的。20.单桩抗拔静载试验的荷载维持方法有哪些?终止加载条件有哪些? 1)

48、 JGJ l06一2003竖向抗拔静载试验应采用慢速维持荷载法，可采用多循环加、卸载方法。试验中应仔细观察桩身混凝土开裂情况。终止加载条件：达到设计要求的最大加载量且上拔量达到相对稳定；试桩在某级荷载作用下的上拔量大于前一级荷载上拔量的5倍；抗拔试验试桩的钢筋应力达到钢筋抗拉强度标准值的0.9倍；柱顶累计上拔量超过100mm。在荷载不大时发生5倍的陡增，不宜停止加载。当桩身出现多条环向裂缝后，其桩顶位移可能会出现突变，非达到桩侧土的极限抗拔力。桩顶上拔荷载达到钢筋强度标准值的0.9倍可终止加载，但是并非一定要终止加载。注意规范用词，正确理解规范，灵活运用规范。桩顶上拔量确定的标准应该是保证竖向

49、抗拔试验不会对试桩桩身质量产生显著的影响。但是目前对该问题的认识差别较大。建设部及交通部(港口)行业标准:100mm；交通部(公路)行业标准25mm；上海地方规程；混凝土桩30mm，钢桩100mm。21.水平静载试验的荷载维持方法有哪些?应注意哪些问题?单桩水平静载试验的加载方法：单向多循环加载法、慢速维持荷载法。单循环加载法。港口工程一般采用单向循环加载法。慢速维持荷载法的加卸载分级、试验方法及稳定标准同单桩竖向抗压静载试验。为了消除试验体系的一些误差因素，以获取确切反映桩的性能的数据，计算位移梯度时应取第5循环。1)加载方式可采用水平推力或水平拉力。加载装置可采用卧式千斤顶、卷扬机或手拉葫

50、芦。2)试桩桩顶宜以自由状态进行试验，不考虑承台底面与地基土的摩擦力及承台正面填土抗力是偏于安全的；水平荷载作用点高程宜与实际工程桩基承台.底面高程一致。桩基抵抗水平力很大程度上依赖于承台底阻力和承台侧面抗力，带承台桩基的水平荷载试验能反映桩基在水平力作用下的实际工作状况。对于重要工程，可模拟承台顶竖向荷载的实际状况进行试验。3)千斤顶与试桩接触部位应设置球形铰支座；水平力的方向应通过试桩截面中心。4)水平荷载作用部位应局部加强或增大受力面积(补强)。5)桩内埋有测试元件或测斜管的试桩，应控制沉桩后测试元件或测斜管的方位与试验加载方位一致。桩顶水平位移测量宜采用位移计或百分表，桩顶转角测试宜采

51、用测斜仪或位移计。水平位移的测试精度不宜低于0.01mm，截面转角的测试精度不宜低于5。桩顶转角应在水平荷载作用点以上部位测试。当采用固定式测斜仪时，可将仪器安设在桩顶顶面或桩的侧面，测试方向应与桩的位移方向一致。当采用位移计时，两层位移计的间距应大于lm。桩的挠曲变形可通过在桩内预埋测斜管，采用活动式测斜仪逐段对桩身斜率变化进行测试，预埋测斜管的测斜方向应夕桩身挠曲变形方向一致。22.试桩竖向抗压极限承载力如何确定?1) GB 50007-2002：作荷载沉降(Q-S)曲线和其他辅助分析所需的曲线。当陡降段明显时取相应于陡降段起点的荷载值。当出现两倍沉降，且经24h尚未达到稳定的情况取前一级

52、荷载值。Q-s曲线呈缓变型时取桩顶总沉降量s= 40mm所对应的荷载值，当桩长大于40m时宜考虑桩身的弹性压缩。按上述方法判断有困难时可结合其他辅助分析方法综合判定。对桩基沉降有特殊要求者应根据具体情况选取。参加统计的试桩，当满足其极差不超过平均值的30%时，可取其平均值为单桩竖向极限承载力。极差超过平均值的30%时，宜增加试桩数量并分析离差过大的原因，结合工程具体情况确定极限承载力。注:对桩数为3根及3根以下的柱下桩台，取最小值。2)建筑基桩检测技术规范(JGJ 106-2003) 根据沉降随荷载变化的特征确定：对于陡降型Q-s曲线，取其发生明显陡降的起始点对应的荷载值。 根据沉降随时间变化

53、的特征确定：取s-lgt曲线尾部明显向下弯曲的前一级荷载值。s -lgt曲线的形态能比较灵敏地反映桩土体系的工作状态，即竖向荷载与桩顶沉降的演变特征。在第1拐点(比例界限或临塑荷载)前，s-lgt曲线为等间距的近似水平或微微倾斜的直线，反映了该阶段各级荷载的沉降速率较小，并很快趋于稳定，桩周土基本不出现塑性变形。第1拐点以后，s-lgt曲线仍为直线，但间距有所增大，斜率缓慢变大，表明桩周土塑性变形区逐渐开展。当竖向荷载大于第二拐点后，s -lgt曲线的斜率及间距急骤增大，甚至在尾部出现明显的向下弯曲，表明桩端以下土体已进入塑性破坏状态。出现“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

54、的2倍，且经24h尚未达到相对稳定标准”情况，取前一级荷载值。对于缓变型Q- S曲线可根据沉降量确定，宜取:= 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(D为桩端直径)对应的荷载值。大量实践经验表明：当沉降量达到桩径的10%时，才可能出现极限荷载(Terzaghi指出：“除非桩的下沉量至少等于10%的桩径，否则达不到破坏荷载”)；粘性土中端阻充分发挥所需的桩端位移为桩径的4%-5%，而砂土中至少达到15%。故对缓变型Q -s曲线按s=0. 05D确定直径大于等于800mm桩的极限承载力大体上是保守的；且因D 800mm时

55、定义为大直径桩，当D= 800mm时，0.05D等于40mm，正好与中、小直径桩的取值标准衔接。按规范建议沉降量确定极限承载力时，应该考虑上部结构对桩基沉降的具体要求。当按上述四款判定桩的竖向抗压承载力未达到极限时，桩的竖向抗压极限承载力应取最大试验荷载值。23.竖向抗拔桩的单桩承载力特征值如何确定? 1)根据上拔量随荷载变化的特征确定:对陡变型u-s曲线，取陡升起始点对应的荷载值。 2)根据上拔量随时向变化的特征确定：取s- lgt曲线斜率明显变陡或曲线尾部明显弯曲的前一级荷载值。3)当在某级荷载下抗拔钢筋断裂时，取其前一级荷载值。该处所指“断裂”是钢筋强度不够情况下的断裂。抗拔钢筋受力不均

56、、部分钢筋受力过大造成的“断裂”，应视为该次试验无效。单位工程同一条件下的单桩竖向抗拔承载力特征值应按单桩竖向抗拔极限承载力统计值的一半取值。注:对于抗拔桩的设计，设计人员要依据场地勘察报告关于环境类别，水、土腐蚀性，参照现行混凝土结构设计规范(GB 50010-2002)确定桩身的裂缝控制等级，对于不同裂缝控制等级采取相应设计原则。当工程桩不允许带裂缝工作时，取桩身开裂的前一级荷载作为单桩竖向抗拔承载力特征值，并与按极限荷载一半取值确定的承载力特征值相比取小值。24.什么是m法?桩在横轴向荷载作用下桩身的内力和位移计算，目前较为普遍的是桩侧土采用Winkler假定(假定地基单位面积上所承受的压力与该单位面积上的地基变形成正比)，通过求解挠曲微分方程，再结合力的平衡条件，求出桩各部位的内力和位移。严格地讲Winkler假定是不够严密的，但其基本概念明确，方法较简单，所得结果一般较安全。地基土水平抗力系数C表示单位面积土在弹性限度内产生单位变形时所需施加的力，单位为kN/m3 , C值是通过对试桩在不同类别土质及不同深度进行实测反算得到。大量的试验表明，C值不仅与土的类别及其性质有关，而且也随着深度而变化。由于实测的客观条件和分析方法不尽相同等原因，所采用的C值随深度的分布规律也