1、第二节 单桩静载试验,一、概念,静载荷试桩法：是指对桩基进行静力原型测试。其具体做法是按一定要求将荷载分级加到试桩上，每级荷载维持不变直至桩顶的下沉增量达到某一规定的相对稳定标准，然后继续加下一级荷载，当达到规定的终止试验条件时便停止加荷，再分级卸荷直至零载。,二、试验分类,按载荷方式分：堆载法、锚桩反力梁法、堆载加锚桩反力梁法。 按加载方向分：竖向抗压静载试验，竖向抗拔静载试验，水平静载试验。,堆载法,锚桩反力梁法,按稳定标准分：建筑工程中惯用的静载试验方法是维持荷载法。维持荷载法又可分为慢速维持荷载法和快速维持荷载法。,三、单桩竖向抗压静载试验,检测目的：确定单桩竖向抗压极限承载力，判断竖
2、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。 检测时间：桩身混凝土强度达到设计要求。 休止期：砂土-7d；粉土-10d；非饱和粘土-15d；饱和粘土-25d。,（一）概述,（二）试验加载装置的选择,试桩所承受的荷载一般由油压千斤顶加载系统施加。 加载反力装置可根据现场实际情况以及试桩的预估极限加载量大小来决定，一般可采用锚桩横梁反力装置、堆重平台反力装置等形式。,A 锚桩横梁反力装置,B 压重平台反力装置 配置荷载量不得少于试桩预估极限加载量的 1.2 倍，配置荷载应在试验开始前一次加上，并均匀放置于平台上。 除上述两种主
3、要加载反力装置外，还有其他方式。,锚桩横梁反力装置,预制块压重平台反力装置,大吨位砂包堆载反力装置,（三）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。 静载试验采用千斤顶与油泵相连的形式，由千斤顶施加荷载。 沉降测量宜采用位移传感器或大量程百分表。 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，,（四）现场试验要点,1. 在所有试验设备安装完毕之后，应进行一次系统检查。 2. 试验加载方式： 用慢速维持荷载法进行试验，应按下列规定进行加载、卸载和沉降
4、观测。 1) 加载分级：每级加载量为试桩预计最大试验荷载的 1/101/12，逐级加载，第一级则可取两倍加载量进行加载。 2) 测读桩顶沉降量的间隔时间：每级加载后，隔 5min，10min，15min 测读一次，以后每隔 15min 测读一次，累计一小时后每隔半小时测读一次。,3) 沉降相对稳定标准：在每级荷载作用下，桩顶的沉降量在每小时内不大于0.1mm，并连续出现两次。 4) 终止加载条件：当出现下列情况之一时，即可终止加载： 某级荷载作用下，桩顶的沉降量为前一级荷载作用下沉降量的 5 倍。 某级荷载作用下，桩顶的沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的 2 倍，且经 24 小时尚未达到相对稳
5、定。 达到设计要求最大加载量且沉降达到稳定， 或已达桩身材料的极限强度，以及试桩桩顶出现明显的破损现象。 试桩桩顶总沉降量超过 10cm 时，若桩长大于 40m，则控制的总沉降量可按桩长每增加 10m 相应增加 1cm。 已达到锚桩最大抗拔力或压重平台的最大重量时。,卸载时桩顶沉降观测规定： 每级卸载值为每级加载值的 2 倍，每卸一级荷载后隔 15 分钟测读一次，读两次后，隔半小时再读一次，即可卸下一级荷载。卸载至零后，隔 34 小时再读一次； 在现场进行试验的同时，应对试验资料进行初步的整理，绘制荷载沉降（QS）曲线图，以便及时发现试验中所出现的问题。,绘制有关试验成果曲线，以确定单桩的极限
6、承载力，一般需绘制 QS、 Slgt、SlgQ 曲线，以及其它辅助分析所需的曲线。,（五）检测数据整理,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。 2） 根据沉降随时间变化的特征确定：在前面若干级荷载作用下，s-lgt 曲线呈直线状态，随着荷载的增加，s-lgt 曲线变为双折线甚至三折线，尾部斜率呈增大趋势，单桩竖向抗压极限承载力取 s-lgt 曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值。采用 s-lgt 曲线判定极限承载力时，还应结合各曲线的间距是否明显增大来判断
7、，如果 s-lgt 曲线尾部明显向下弯曲，本级荷载对应的 s-lgt 曲线与前一级荷载的间距明显增大，那么，前一级荷载即为桩的极限承载力；必要时应结合 Q-s 曲线综合判定。,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，单桩竖向抗压极限承载力取前一级荷载值。 4） 如果因为已达加载反力装置或设计要求的最大加载量，或锚桩上拔量已达到允许值而终止加载时，桩的总沉降量不大，桩的竖向抗压极限承载力取为不小于实际最大试验荷载值。 5） 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
8、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。 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。,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极限承载力而又保证有足够的安全储备。,单桩竖向抗压极限承载力统计值确定： 规范规定单桩竖向抗压极限承载力统计值按以下方法确定： (1) 成桩工艺、桩径和单桩竖向抗压承载力设计值相同的受检桩数不小于 3 根时，可进行单位工程单桩竖向抗压极限承载力统计值计算； (2) 参加统计的受检桩试验结果，当满足其极差不超过平均
9、值的 30%时，取其平均值为单桩竖向抗压极限承载力。 (3) 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。必要时可增加受检桩数量。 (4) 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：单位工程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。,四、单桩竖向抗拔静载试验,检测目的：确定单桩竖向抗拔极限承载力，判断竖向抗拔承载力是否满足设计要求，通过桩身内力及变形测试，测定桩的抗拔摩擦力。 检测时间：桩身混凝土强度达到设计要求。 休止期：砂土-7d；粉土-10d
10、；非饱和粘土-15d；饱和粘土-25d。,单桩竖向抗拔极限承载力应绘制上拔荷载U与桩顶上拔量之间的关系曲线（U-）和桩顶上拔量 与时间对数之间的曲线（-lgt 曲线） 。,五、单桩水平静载试验,检测目的：确定单桩水平临界和极限承载力，推定土抗力参数，判定水平承载力是否满足设计要求，通过桩身内力及变形测试，测定桩身弯矩和挠曲。 检测时间：桩身混凝土强度达到设计要求。 休止期：砂土-7d；粉土-10d；非饱和粘土-15d；饱和粘土-25d。,采用单向多循环加载法，应绘制水平力-时间-作用点位移（H-t-Y0）关系曲线和水平力-位移梯度（H-Y0/H）关系曲线。,六、钻桩取芯试验法,检测目的：桩身完整性及桩端持力层情况为检测目的。检测灌注桩桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度，判定或鉴别桩端岩土性状，判定桩身完整性类别（见下图）。,
