桩基检测牛永前

桩基检测技术参考《建筑基桩检测技术规范》所谓基桩是单桩基础中除去承台的桩的部分或者说是群桩中某一单桩称为基桩），由于道路工程中桩很少使用刚性承台，一般都是柔性垫层，所以在建筑规范中承台部分不是我们检测考虑的重点。

一.桩基质量检测的内容（1）桩身质量（完整性）：桩身的破坏形式：扩颈、缩颈、夹泥、离析、断裂。清孔不彻底，孔底沉淀厚度过后。（2）单桩竖向承载力检测：分别测出土对桩的支持力和桩身的材料强度，取两者的小值（一般而言桩身材料强度都能满足需求，更多的时候是土的强度不足无法提供足够的支持力）破坏形式蜂窝疏松夹泥缩径裂纹弯曲浮浆沉渣

二.基桩检测具体方法

直接法2.钻心法coredrillingmethod用钻机钻取芯样以检测桩长，桩身缺陷，桩底沉渣程度以及桩身混凝土的强度，密实性和连续性，判断桩段岩石性状的方法。3.低应变法lowstrainintegriiytesting采用低能量瞬态或者稳态激振方式在桩顶激振，实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线（导纳(admittance)是电导和电纳的统称，在电力电子学中导纳定义为阻抗阻(impedance)的倒数，符号Y，单位是西门子，简称西(S)。和阻抗一样，导纳也是一个复数，由实数部分（电导G）和虚数部分（电纳B）组成：Y=G+jB.）通过波动理论进行检测。1.静载试验法staticloadingtest具体定义：在桩顶部逐级施加竖向压应力，竖向上把力或水平推力，观测桩顶随时间产生的沉降，上拔位移或者水平位移，以确定相应的单桩竖向抗压承载力，单桩竖向抗拔承载力和单桩水平承载力的试验方法。

4.高应变法highstraindynamictesting用重锤冲击桩顶，实测桩顶部的速度和力的时程曲线，通过波动理论分析，对单桩竖向抗压承载力和桩身完整性进行检测的试验方法5.声波透射法crossholesoniclogging在预埋声测管之间发射并接受声波，通过实测声波在混凝土介质中传播的声时，频率和波幅衰减等声学参数的相对变化，对桩身完整性进行检测。间接法原位测试法当根据单桥静力触探资料确定混凝土预制桩单桩竖向极限承载力标准值时，若无当地经验，可按下式经验：（静力触探是指利用压力装置将有触探头的触探杆压入试验土层，通过量测系统测土的贯入阻力，可确定土的某些基本物理力学特性，如土的变形模量、土的容许承载力等）当时，当时，

分别为总极限侧阻力标准值和总极限端阻力标准值

用静力触探比贯入阻力值估算的桩周第i层的土的极限侧阻力（比贯入阻力：静力触探圆锥探头贯入土层时所受的总贯入阻力与探头平面投影面的商）；桩端全截面以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值；桩端全截面以下4倍桩径范围内的比贯入阻力平均值，如桩端持力层为密实的砂土层，其比贯入阻力平均值超过20MPa时，则需乘以系数C予以折减后，再计算；桩端附近的静力触探比贯入阻力标准值（平均值）；折减系数规范中还规定了根据双桥探头静力触探资料确定混凝土预制桩竖向极限承载力标准值的计算方法，具体可参考《建筑桩基技术规范》5.3.42.经验参数法当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准时，可按桩侧第i层土的极限侧阻力标准值;极限端阻力标准值;

经验参数法还能解决大直径单桩极限承载力标准值，钢管桩，混凝土空心桩，嵌岩桩等桩的单桩极限承载力标准值的计算。（具体的大直径桩的极限侧阻力和桩端阻力存在尺寸效应，而大直径桩一般为非挤土桩，成孔过程中产生应力释放，孔壁出现松弛变形，导致侧阻力降低，具体到公式的体现上就是要乘以大直径桩侧阻力，桩端阻力尺寸效应系数）其具体取值都是根据经验参数对照规范进行查表并按照规范规定的公式得到结果。桩基检测步骤及结果评价检测程序：检测开始时间的确定：（1）静载、高应变：混凝土强度达到28天龄期或同条件养护试块达到设计强度（灌注桩）、休止时间达到规范要求。（2）低应变、声波透射：混凝土强度大于设计强度的70％且不低于15MPa（3）钻芯：达到28d龄期或同条件养护试块达到设计强度（4）静载、高应变试验休止时间：考虑时间效应，砂土7天，粉土10天，非饱和粘性土15天，饱和粘性土25天；泥浆护壁灌注桩，宜适当延长休止时间。

桩基静载荷试验

静载荷试验时评价单桩承载力诸法中可靠性较高的一种方法，挤土桩在设置后需要一段时间才开始载荷试验，这是由于打桩时土中产生的孔隙水应力有待消散，且土体因打桩扰动而降低的强度也有待随时间的恢复。所需的间歇时间：预制桩在砂土中不得少于7天；粉土和粘性土不得少于15天；饱和软粘土不得少于25天。灌注桩应在桩身混凝土达到设计强度后才能进行。在同一条件下，进行荷载试验的桩数不得少于总桩数的1%，且不应少于3根。静荷载一般由油压千斤顶提供。千斤顶反力通过锚桩承担，或者压重平台上的重物来平衡。试验装置主要包括加荷稳压部分，提供反力部分和沉降观测部分。单桩静载试验图示《建筑地基基础设计规范》有关规定（1）加荷等级不应小于8级，每级加载宜为预估极限荷载的（2）测读桩沉降量的时间间隔：每级加载后5mim，10min，15min时各读数一次，以后每隔15min读一次，累计1h后每半个小时读数一次。（3）在每级荷载作用下，桩的沉降量连续两次在每小时内小于0.1mm时视为稳定反力系统试桩与锚台（或重压平台边）试桩与基准桩基准桩与锚桩锚桩横梁反力装置重压平台反力装置

且>2.0m

且>2.0m

且>2.0m试桩，锚桩和基准桩的中心距要求终止加载条件：1.当Q~s曲线上有可判定极限承载力的陡降段，且桩顶总沉降量达到40mm。大于2且24小时没有稳定。3.25m以上的非嵌岩桩，Q~s曲线程缓变形时，桩顶总沉降量大于60mm~80mm。4.特殊条件下，可根据要求达到桩顶沉降量达到100mm。单桩竖向极限承载力确定方法：1.当Q~s曲线陡降段明显时，取相应于陡降段起点的荷载值2.在某级荷载作用下，桩的沉降增量大于前一级增量的2倍，且经24h尚未达到相对稳定，取前一级荷载值3.当Q~s曲线程缓型时，取桩顶总沉降量s=40mm所对应的荷载值;当桩长大于40mm时，宜考虑桩身的弹性压缩。Q~s曲线即为极限承载力单桩竖向抗压静载试验装置加载装置油压千斤顶

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1～2mm。基准梁

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40μm和8μm，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。其它辅助设备：地基、复合地基试验用承压板、传力柱单桩竖向抗拔静载试验

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。

当地下水位过高对桩身产生上浮力，或者桩身上部结构为大体积长细结构，风荷载产生弯矩较大，或考虑地震作用的时候，我们必须要考虑桩身抗拔承载能力。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。①抗拔试验反力装置宜采用反力桩（或工程桩）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。②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。千斤顶置于桩上方加载装置抗拔桩检测及数据处理方法

数据整理：应绘制上把荷载—桩顶上拔量（U-δ)关系曲线和上拔量和时间对数的曲线（δ—lgt）。抗拔极限承载力的判定：1.根据上拔量随荷载变化的特征确定：对陡变U-δ曲线，曲陡升起点对应的荷载值。2.根据上拔量随时间变化的特征取值；取δ—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.在某级荷载下抗拔钢筋断裂时，取前一级荷载值。上述（1）（2）两种放置方式图示

单桩抗拔试验载荷试验U-δ，δ-lgt曲线基本形式单桩抗拔试验载荷试验U-δ，δ-lgt工程实例单桩自平衡抗拔检测技术地铁车站施工，尤其是南方地铁施工，车站处于地下，由于地下常水位普遍位于车站底板面以上，地下地铁车站的抗浮是目前地铁工程建设中一个经常面临的问题，桩基静载试验自平衡测试技术就是一种以抗拔桩作为抗浮措施时的试验原理及试验过程。检测原理检测原理：

桩基静载试验自平衡测试技术，是把一种特制的加载装置———荷载箱，在混凝土浇注之前和钢筋笼焊接在一起埋入桩内，将荷载箱的高压油管和位移棒引到地面，然后浇注成桩。由高压油泵在地面向荷载箱充油加载，荷载箱将力传递到桩身，其上部桩身的摩擦力与下部桩身的摩擦力及端阻力相平衡———自平衡来维持加载对基桩抗拔静载试验将荷载箱置于桩底，基桩抗拔静载试验示意图如右图所示。基桩抗拔自平衡试验示意图荷载箱示意图荷载箱与钢筋笼焊接示意图所需的设备1.荷载箱2.荷载与位移的量测仪表3.基准梁4.护管和钢筋笼加荷方法与位移测量

加载方法：采用慢速维持荷载法，即逐级加载，每级荷载达到相对稳定后方可加下一级荷载，直到试桩破坏，然后分级卸载到零。当考虑结合实际工程桩的荷载特征，可采用多循环加、卸载法(每级荷载达到相对稳定后卸载到零)。当考虑缩短试验时间，对于工程桩作检验性试验，可采用快速维持荷载法，即一一般每隔2h加载一次。加卸载与位移观测：①加载分级。每级加载为预估极限荷载的1/10～1/15，第一级可按两倍分级荷载加荷;②位移观测。每级加载后间隔5、10min各读一次，以后每隔15min测读一次，累计1h后每隔30min测读一次。每次测读值记入试验记录表;③位移相对稳定标准。每1h的桩顶上拔量不超过0.1mm并连续出现两次(由1.5h内连续三次观测值计算)，认为已达到相对稳定，可加下一级荷载。终止加载条件：当出现下载情况之一时，即可终止加载。①在某级荷载作用下，桩顶上拔量大于前一级上拔荷载作用下的上拔量5倍：;②按桩顶上拔量控制，当累计桩顶上拔量超过100mm时;③按钢筋抗拉强度控制，桩顶上拔荷载达到钢筋强度标准值的0.9倍;④达到设计要求的最大上拔荷载值。单桩竖向极限承载力的确定：①根据上拔量随荷载的变化特征确定。对于陡变型U－δ曲线，取陡升起始点对应的荷载值;②根据上拔量随时间变化的特征确定。取δ－lgt曲线斜率明显变陡或曲线尾部明显弯曲的前一级荷载;③当在某级荷载下抗拔钢筋断裂时，取其前一级荷载。

单桩水平静载试验作用在桩顶的水平荷载包括：1.长期作用的水平荷载（如上部结构传递的或由土，水压力施加的以及拱的推力等水平荷载）2.反复作用的水平荷载（如风力，波浪力，船舶撞击力和机械制动力等水平荷载和地震作用力产生的水平力水平荷载作用下桩的工作性状：在水平荷载作用下，桩产生变形并挤压桩周土，促使桩周土发生相应的变形而产生水平抗力。水平荷载较小时，桩周土的变形时弹性的，水平抗力主要由靠近底面的表层土提供;随着水平荷载的增大，桩的变形加大，表层土逐渐产生塑性屈服，水平荷载将向更深的土层传递；当桩周土失去稳定，或桩体发生破坏（低配筋率的灌注桩常常是桩身首先出现裂缝，然后断裂破坏），或桩的变形超过了允许值，水平荷载也达到了极限值。国内常用的水平荷载下的桩的计算采用的是E.文克勒地基反力系数法，假设水平抗力等于水平抗力系数与该点的水平位移的乘积的一种方法根据桩，土相对刚度的不同，水平荷载作用下的桩分为刚性桩，半刚性桩和柔性桩。破坏形式如上图：（a）（）刚性桩；（b）（）半刚性桩，（c）（）柔性桩加撇区别为桩顶嵌固与否桩的水平静载荷试验是在现场条件下进行的，影响桩的承载力的各种因素都将在试验过程中真实的反映出来，由此得到的承载力值和地基土水平抗力系数最符合实际情况。如果预先在桩身中埋设测量元件，则试验结果还能反映出加荷过程中桩身截面的应力和位移，并由此求出弯矩,据此检验理论分析结果。

试验装置：进行单桩静载试验时，常采用一台水平放置的千斤顶同时对两二根桩进行加荷。为了不影响桩顶的转动，在朝向千斤顶的桩侧应对中放置半球形支座。测量桩的位移的大量程百分表，应放置在桩的另一侧（外侧），并应成对称布置。有可能时宜在上方500mm处再对称布置一对百分表，以便从上，下百分表的位移差求出底面以上桩轴的转角。单桩水平静载荷试验加荷方法

对于承受反复作用的水平荷载桩基，其单桩试验宜采用多循环加载方式。每级荷载的增量为预估水平极限承载力的1/10~1/15，或取2.5~20kN（当桩径300~1000mm时）。每级各加载卸载5次，即每次施加不变的水平荷载4min（用千斤顶加荷时，达到预计的荷载值所需的时间很短，不另外计算),卸载2min；或者加载，卸载各10min，并按上述时间间隔记录百分表读数，每次卸载都将该级荷载全部卸除。承受长期作用的水平荷载桩基，宜采用分级连续的加载方式，各级荷载的增量同上，各级荷载维持10min并记录百分表读数后即进行下一级荷载的试验。如在加载过程中观测到10min时的水平位移还未稳定，则应延长该级荷载的维持时间，直至稳定为止。其稳定标准可参考竖向荷载静载试验。终止加荷条件当出现下列情况之一时，即可终止试验：①桩身已经出现断裂；②桩侧地表出现明显裂缝或隆起；③桩顶水平位移超过30~40mm；④所加的水平荷载已经超过试验资料整理确定的设计要求的水平位移允许值。由单向多循环加载法由试验数据记录可绘制桩顶水平荷载-时间-桩顶水平位移曲线以及水平荷载-位移梯度曲线，当具有具有桩身应力资料时，还可绘制桩身应力分布图以及水平荷载与最大弯矩截面钢筋应力（）曲线。检测数据的分析与判定（埋设有应力变形传感器应做出桩身弯矩图和曲线）包络线下凹，则前一级为Hcr

采用慢速维持荷载法时应绘制水平力----力作用点位移关系曲线，水平力-位移梯度关系曲线，或，曲线。绘制水平力水平力作用点位移-地基水平抗力系数的比例系数的关系曲线H-m，曲线（注释：m值是E.文克勒地基中的假定系数，文克勒模型把承受水平荷载的单桩视为弹性地基中的竖直梁，通过求解梁挠曲微分方程来计算桩的作用效应。而基本假定是应力等于水平抗力系数与该点位移的乘积，而这里讨论的m值是“m”假定法，假定=mz，即地基水平抗力系数与深度z成正比，其比例系数就是m）且当桩顶自由且水平力作用于地面处时，m可按规范中的公式来进行计算：地基水平抗力系数的比例系数对于图（c）所示的假定方法即等于m桩的水平变形系数是由桩的挠曲微分方程求解得到的，且按照m假定法可得：地基土水平抗力系数的确定当桩顶自由且水平力作用位置位于地面处时，地基土水平抗力系数的比例系数m可根据试验结果按下列公式确定：中m——地基土水平抗力系数的比例系数（kN/m4），该数值为地面以下2（d+1）米深度内各土