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岩土研究院

单桩竖向抗压静载试验

378 2022-06-21 08:54:49

适 用 范 围


本方法适用于检测单桩的竖向抗压承载力。

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,可测定桩的分层侧阻力和端阻力或桩身截面的位移量。

为设计提供依据的试验桩,应加载至破坏;当桩的承载力以桩身强度控制时,可按设计要求的加载量进行。


对工程桩抽样检测时,加载量不应小于设计要求的单桩承载力特征值的2.0倍。


设备仪器及其安装


试验加载宜采用油压千斤顶。当采用两台及两台以上千斤顶加载时应并联同步工作,且应符合下列规定∶

1 采用的千斤顶型号、规格应相同。

2 千斤顶的合力中心应与桩轴线重合。


加载反力装置可根据现场条件选择锚桩横梁反力装置、压重平台反力装置、锚桩压重联合反力装置、地锚反力装置,并应符合下列规定∶

1 加载反力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;采用工程桩作锚桩时,锚桩数量不应少于 4 根,并应监测锚桩上拔量。

4 压重宜在检测前一次加足,并均匀稳固地放置于平台上。

5 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。


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。试验用压力表、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%。


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 测量误差不大于0.1% FS,分辨力优于或等于0.01 mm。

2 直径或边宽大于 500mm的桩,应在其两个方向对称安置4个位移测试仪表,直径或边宽小于等于500mm 的桩可对称安置 2个位移测试仪表。

3 沉降测定平面宜在桩顶 200mm 以下位置,测点应牢固地固定于桩身。

4 基准梁应具有一定的刚度,梁的一端应固定在基准桩上,另一端应简支于基准桩上。

5 固定和支撑位移计(百分表)的夹具及基准梁应避免气温、振动及其他外界因素的影响。


试桩、锚桩(压重平台支墩边)和基准桩之间的中心距离应符合表4.2.5规定。


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现 场 检 测

试桩的成桩工艺和质量控制标准应与工程桩一致。

桩顶部宜高出试坑底面,试坑底面宜与桩承台底标高一致。混凝土桩头加固可按本规范附录 B执行。

对作为锚桩用的灌注桩和有接头的混凝土预制桩,检测前宜对其桩身完整性进行检测。


试验加卸载方式应符合下列规定∶

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。

2 卸载应分级进行,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%。


为设计提供依据的竖向抗压静载试验应采用慢速维持荷载法。


慢速维持荷载法试验步骤应符合下列规定;

1 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 连续三次每30min 的沉降观测值计算)。

3 当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时,再施加下—级荷载。

4 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。


施工后的工程桩验收检测宜采用慢速维持荷载法。当有成熟的地区经验时,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 1h,是否延长维持荷载时间应根据桩顶沉降收敛情况确定。


当出现下列情况之一时,可终止加载∶

1 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。

2 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。

3 已达到设计要求的最大加载量。

4 当工程桩作锚桩时,锚桩上拔量已达到允许值。

5 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。


检测数据宜按本规范附录 C附表 C.0.1的格式记录。

测试桩侧阻力和桩端阻力时,测试数据的测读时间宜符合第4.3.6条的规定。


检测数据的分析与判定

检测数据的整理应符合下列规定;


1 确定单桩竖向抗压承载力时,应绘制竖向荷载-沉降(O-s)、沉降-时间对数(s-Igt)曲线,需要时也可绘制其他辅助分析所需曲线。

2 当进行桩身应力、应变和桩底反力测定时,应整理出有关数据的记录表,并按本规范附录A绘制桩身轴力分布图、计算不同土层的分层侧摩阻力和端阻力值。


单桩竖向抗压极限承载力 Q。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,取其发生明显陡降的起始点对应的荷载值。

2 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值。

3 出现第4.3.8条第2款情况,取前一级荷载值。

4 对于缓变型 O-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;对直径大干或等干800mm 的桩,可取s=0.05D (D为桩端直径)对应的荷载值。


注;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。


单桩竖向抗压极限承载力统计值的确定应符合下列规定∶


1 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。

3 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。


单位工程同一条件下的单桩竖向抗压承载力特征值R。应按单桩竖向抗压极限承载力统计值的一半取值。


检测报告除应包括本规范第 3.5.5条内容外,还应包括∶

1 受检桩桩位对应的地质柱状图;

2 受检桩及锚桩的尺寸、材料强度、锚桩数量、配筋情况;

3 加载反力种类,堆载法应指明堆载重量,锚桩法应有反力梁布置平面图;

4 加卸载方法,荷载分级;

5 本规范第4.4.1条要求绘制的曲线及对应的数据表;与承载力判定有关的曲线及数据;

6 承载力判定依据;

7 当进行分层摩阻力测试时,还应有传感器类型、安装位置,轴力计算方法,各级荷载下桩身轴力变化曲线,各土层的桩侧极限摩阻力和桩端阻力。