大连地区基桩静载试验两方法对比研究--《大连理工大学》2013年硕士论文
大连地区基桩静载试验两方法对比研究
【摘要】：目前公认的检测基桩竖向抗压承载力的试验方法是基桩竖向抗压静载试验,此方法最为直观,简便,最重要的是比较可靠。与此同时,对于基桩的竖向抗压静载力学性能试验,我们根据试验过程中施加的每一级荷载维持的时间长短以及基桩在每级荷载作用下其沉降量的收敛情况把此方法具体分为两种,一个是慢速维持荷载法,与之相对应,另外一个则为快速维持荷载法。
依据现行《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)规定,如规范中的第4.3.5条所示,在进行基桩检测时,宜选用慢速维持荷载法为工程设计提供可靠的竖向抗压承载力特征值。又如规范中第4.3.7条表明,宜采用慢速维持荷载法进行施工后的工程桩验收检测,所得结果与实际相符,比较可靠。但是,要注意的是,当我们对某一地区有成熟的设计经验时,也可以选择快速维持荷载法对工程桩进行验收检测。综上所述,慢速维持荷载法应为桩竖向抗压静载试验首选方法。而在实际工作中,快速维持荷载法因检测周期较慢速维持荷载法有明显缩短,则被桩基检测机构普遍运用。
本文通过慢速维持荷载法及快速维持荷载法比对试验,对嵌岩桩进行分析研究,并对静载试验数据中Q-S曲线、S-1gQ曲线、S-1gT曲线进行分析,得到每一级荷载作用下,慢速法与快速法所致沉降量的差异规律及其慢速法与快速法分别得出的极限承载力(试验中取用2倍的静载荷载特征值)的差异规律,并且采用ADINA数值计算软件,考虑了桩与土之间的接触效应,进行单因素分析,给出了桩径、桩体弹性模量、桩土模量、桩体泊松比对基桩的荷载—沉降曲线的影响。并与试验进行对比分析,并以此为大连地区桩基抗压静载试验提供有效可靠的慢速法与快速法对比依据。
【关键词】：
【学位授予单位】：大连理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2013【分类号】：TU473.16【目录】：
摘要4-5Abstract5-8引言8-111 快速维持荷载法的可靠性分析与误差11-15 1.1 基桩竖向抗压承载力及其压缩变形11 1.2 工程桩承载力的确定及使用11-12 1.3 桩土荷载传递机理12-13 1.4 桩静载试验沉降与建筑物沉降的区别13-14 1.5 快速维持荷载法的误差分析14-15
1.5.1 加载分级误差14
1.5.2 加载操作误差14
1.5.3 承载力判定误差14-152 单桩竖向抗压静载试验方案15-21 2.1 试验场地选择与地质勘查15-18
2.1.1 前关旧区改造项目(A地块)地质勘查15
2.1.2 甘井子区中华路北侧部分宗地D区改造项目地质勘查15-16
2.1.3 大化集团搬迁及周边改造B3、B5区项目B3区地质勘查16-18 2.2 试验桩型的选择及各桩基本信息18 2.3 试验装置与检测系统的选择18-19
2.3.1 桩身完整性检测18-19
2.3.2 单桩竖向静载试验19
2.3.3 检测系统19 2.4 试验方法及对比试验技术路线19-21
2.4.1 低应变桩身完整性检测方法19-20
2.4.2 快慢法对比试验技术路线20-213 慢速法静载荷试验与快速法静载荷试验方法21-23 3.1 慢速法静载试验21-22 3.2 快速法静载试验22-234 单桩竖向抗压静载试验数据与曲线图汇总23-41 4.1 单桩慢速维持静载试验沉降量统计表23-26 4.2 单桩慢速维持静载试验Q-S曲线图26-30 4.3 单桩慢速维持静载试验S-lgQ曲线图30-34 4.4 单桩慢速维持静载试验S-lgT曲线图34-415 单桩竖向抗压静载试验试验结果及分析41-47 5.1 静载对比试验结果41-46 5.2 静载试验沉降量差异分析46-476 快速法静载荷数值计算分析47-58 6.1 引言47 6.2 有限元分析基本思路47-49 6.3 桩周上体弹塑性本构关系49 6.4 非线性静力分析情况49-50 6.5 单桩竖向力学性能分析50-58
6.5.1 单桩Q-S曲线与桩径的关系53-54
6.5.2 单桩Q-S曲线与桩体弹性模量的关系54-55
6.5.3 单桩Q-S曲线与桩体泊松比的关系55-56
6.5.4 单桩Q-S曲线与桩端土层压缩模量的关系56-57
6.5.5 单桩Q-S曲线与桩土之间摩擦系数的关系57-58结论58-60 主要结论58-59 不足与建议59-60参考文献60-61附图1 堆载试验图61-62附图2 低应变完整性检测图62-63致谢63-64
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&&& 1 总 则&&& 1.0.1 为了确保基桩检测工作质量，统一基桩检测方法，为设计和施工验收提供可靠依据，使基桩质量检测工作符合安全适用、技术先进、数据准确、正确评价的要求，制定本规范。&&& 1.0.2 本规范适用于建筑工程基桩的承载力和桩身完整性的检测与评价。&&& 1.0.3 基桩检测方法应根据各种检测方法的特点和适用范围，考虑地质条件、桩型及施工质量可靠性、使用要求等因素进行合理选择搭配。基桩检测结果应结合上述因素进行分析判定。&&& 1.0.4 建筑工程基桩的质量检测除应执行本规范外，尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。&&& 2 术语、符号&&& 2.1 术语&&& 2.1.1 基桩 foundation pile&&& 桩基础中的单桩。&&& 2.1.2 桩身完整性 pi1e integrity&&& 反映桩身截面尺寸相对变化、桩身材料密实性和连续性的综合定性指标。&&& 2.1.3 桩身缺陷 pile defects&&& 使桩身完整性恶化，在一定程度上引起桩身结构强度和耐久性降低的桩身断裂、裂缝、缩颈、夹泥（杂物）、空洞、蜂窝、松散等现象的统称。&&& 2.1.4 静载试验static loading test&&& 在桩顶部逐级施加竖向压力、竖向上拔力或水平推力，观测桩顶部随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移，以确定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力或单桩水平承载力的试验方法。&&& 2.1.5 钻芯法 core drilling method&&& 用钻机钻取芯样以检测桩长、桩身缺陷、桩底沉渣厚度以及桩身混凝土的强度、密实性和连续性，判定桩端岩土性状的方法。&&& 2.1.6 低应变法 low strain integriiy testing&&& 采用低能量瞬态或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，通过波动理论分析或频域分析，对桩身完整性进行判定的检测方法。&&& 2.1.7 高应变法high strain dynamic testing&&& 用重锤冲击桩顶，实测桩顶部的速度和力时程曲线，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判定的检测方法。&&& 2.1.8 声波透射法 crosshole sonic logging&&& 在预埋声测管之间发射并接收声波，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的方法。&&& 2.2 符号&&& 2.2.1 抗力和材料性能&&& c ——桩身一维纵向应力波传播速度（简称桩身波速）；&&& E ——桩身材料弹性模量；&&& cu f ——混凝土芯样试件抗压强度；&&& m ——地基土水平抗力系数的比例系数；&&& u Q ——单桩竖向抗压极限承载力；&&& a R ——单桩竖向抗压承载力特征值；&&& c R ——由凯司法判定的单桩竖向抗压承载力；&&& x R ——缺陷以上部位土阻力的估计值；&&& |? ——桩身混凝土声速；&&& Z ——桩身截面力学阻抗；&&& |? ——桩身材料质量密度。&&& 2.2.2 作用与作用效应&&& F ——锤击力；&&& H ——单桩水平静载试验中作用于地面的水平力；&&& P ——芯样抗压试验测得的破坏荷载；&&& Q ——单桩竖向抗压静载试验中施加的竖向荷载、桩身轴力；&&& s ——桩顶竖向沉降、桩身竖向位移；&&& U ——单桩竖向抗拔静载试验中施加的上拔荷载；&&& V ——质点运动速度；&&& 0 Y ——水平力作用点的水平位移；&&& |? ——桩顶上拔量；&&& S |ò ——钢筋应力。&&& 2.2.3 几何参数&&& A ——桩身截面面积；&&& B ——矩形桩的边宽；&&& 0 b ——桩身计算宽度；&&& D ——桩身直径（外径）；&&& d ——芯样试件的平均直径；&&& I ——桩身换算截面惯性矩；&&& l ??——每检测剖面相应两声测管的外壁间净距离；&&& L ——测点下桩长；&&& x ——传感器安装点至桩身缺陷的距离；&&& z ——测点深度。&&& 2.2.4 计算系数&&& c J ——凯司法阻尼系数；&&& |á ——桩的水平变形系数；&&& |? ——高应变法桩身完整性系数；&&& |? ——样本中不同统计个数对应的系数；&&& y |í ——桩顶水平位移系数；&&& |? ——混凝土芯样试件抗压强度折算系数。&&& 2.2.5 其他&&& m A ——声波波幅平均值；&&& p A ——声波波幅值；&&& a ——信号首波峰值电压；&&& 0 a ——零分贝信号峰值电压；&&& m c ——桩身波速的平均值；&&& f ——频率、声波信号主频；&&& n ——数目、样本数量；&&& x s ——标准差；&&& T ——信号周期；&&& t ??——声测管及耦合水层声时修正值；&&& 0 t ——仪器系统延迟时间；&&& 1 t ——速度第一峰对应的时刻；&&& c t ——声时；&&& i t ——时间、声时测量值；&&& r t ——锤击力上升时间；&&& x t ——缺陷反射峰对应的时刻；&&& 0 |? ——声速的异常判断值；&&& c |? ——声速的异常判断临界值；&&& L |? ——声速低限值；&&& m |? ——声速平均值；&&& f .——幅频曲线上桩底相邻谐振峰间的频差；&&& f ??.——幅频曲线上缺陷相邻谐振峰间的频差；&&& T .——速度波第一峰与桩底反射波峰间的时间差；&&& x t .——速度波第一峰与缺陷反射波峰间的时间差。&&& 3 基本规定&&& 3.1 检测方法和内容&&& 3.1.1 工程桩应进行单桩承载力和桩身完整性抽样检测。&&& 3.1.2 基桩检测方法应根据检测目的按表3.1.2 选择。&&& 表3.1.2 检测方法及检测目的&&& 检测方法检测目的:&&& 单桩竖向抗压静载试验，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；验证高应变法的单桩竖向抗压承载力检测结果。&&& 单桩竖向抗拔静载试验，确定单桩竖向抗把极限承载力，判定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，测定桩的抗拔摩阻力。&&& 单桩水平静载试验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。&&& 钻芯法:&&& 检测灌注桩桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度，判断或鉴别桩端岩土性状，判定桩身完整性类别。&&& 低应变法检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别。&&& 高应变法：&&& 判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求；&&& 检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别，分析桩侧和桩端土阻力。&&& 声波透射法检测灌注桩桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别。&&& 3.1.3 桩身完整性检测宜采用两种或多种合适的检测方法进&&& 3.1.4 基桩检测除应在施工前和施工后进行外，尚应采取符合本规范规定的检测方法或专业验收规范规定的其他检测方法，进行桩基施工过程中的检测，加强施工过程质量控制。&&& 3.2 检测工作程序&&& 3.2.2 调查、资料收集阶段宜包括下列内容：&&& 1 收集被检测工程的岩土工程勘察资料、桩基设计图纸、施工记录；了解施工工艺和施工中出现的异常情况。&&& 2 进一步明确委托方的具体要求。&&& 3 检测项目现场实施的可行性。&&& 3.2.3 应根据调查结果和确定的检测目的，选择检测方法，制定检测方案。检测方案宜包含以下内容：工程概况，检测方法及其依据的标准，抽样方案，所需的机械或人工配合，试验周期。&&& 3.2.4 检测前应对仪器设备检查调试。&&& 3.2.5 检测用计量器具必须在计量检定周期的有效期内。&&& 3.2.6 检测开始时间应符合下列规定：&&& 1 当采用低应变法或声波透射法检测时，受检桩混凝土强度至少达到设计强度的70%，且不小于15MPa 。&&& 2 当采用钻芯法检测时，受检桩的混凝土龄期达到28d 或预留同条件养护试块强度达到设计强度。&&& 3 承载力检测前的休止时间除应达到本条第2 款规定的混凝土强度外，当无成熟的地区经验时，尚不应少于表3.2.6 规定的时间。&&& 表3.2.6 休止时间&&& 土的类型休止时间(d)&&& 砂土7&&& 粉土10&&& 非饱和15 粘性土&&& 饱和25&&& 注：对于泥浆护壁灌注桩，宜适当延长休止时间。&&& 3.2.7 施工后，宜先进行工程桩的桩身完整性检测，后进行承载力检测。当基础埋深较大时，桩身完整性检测应在基坑开挖至基底标高后进行。&&& 3.2.8 现场检测期间，除应执行本规范的有关规定外，还应遵守国家有关安全生产的规定。当现场操作环境不符合仪器设备使用要求时，应采取有效的防护措施。&&& 3.2.9 当发现检测数据异常时，应查找原因，重新检测。&&& 3.2.10 当需要进行验证或扩大检测时，应得到有关各方的确认，并按本规范第3.4.1 ～&&& 3.4.7 条的有关规定执行。&&& 3.3 检测数量&&& 3.3.1 当设计有要求或满足下列条件之一时，施工前应采用静载试验确定单桩竖向抗压承载力特征值：&&& 1 设计等级为甲级、乙级的桩基；&&& 2 地质条件复杂、桩施工质量可靠性低；&&& 3 本地区采用的新桩型或新工艺。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。&&& 3.3.2 打入式预制桩有下列条件要求之一时，应采用高应变法进行试打桩的打桩过程监测：&&& 1 控制打桩过程中的桩身应力；&&& 2 选择沉桩设备和确定工艺参数；&&& 3 选择桩端持力层。&&& 在相同施工工艺和相近地质条件下，试打桩数量不应少于3 根。&&& 3.3.3 单桩承载力和桩身完整性验收抽样检测的受检桩选择宜符合下列规定：&&& 1 施工质量有疑问的桩；&&& 2 设计方认为重要的桩；&&& 3 局部地质条件出现异常的桩；&&& 4 施工工艺不同的桩；&&& 5 承载力验收检测时适量选择完整性检测中判定的Ⅲ类桩；&&& 6 除上述规定外，同类型桩宜均匀随机分布。&&& 3.3.4 混凝土桩的桩身完整性检测的抽检数量应符合下列规定：&&& 1 柱下三桩或三桩以下的承台抽检桩数不得少于1 根。&&& 2 设计等级为甲级，或地质条件复杂。成桩质量可靠性较低的灌注桩，抽检数量不应少于总桩数的30%，且不得少于20 根；其他桩基工程的抽检数量不应少于总桩数的20%，且不得少于10 根。&&& 注：1 对端承型大直径灌注桩，应在上述两款规定的抽检桩数范围内，选用钻芯法或声波透射法对部分受检桩进行桩身完整性检测。抽检数量不应少于总桩数的10%。&&& 2 地下水位以上且终孔后桩端持力层已通过核验的人工挖孔桩，以及单节混凝土预制桩，抽检数量可适当减少，但不应少于总桩数的10%，且不应少于10 根。&&& 3 当符合第3.3.3 条第1～4 款规定的桩数较多，或为了全面了解整个工程基桩的桩身完整性情况时，应适当增加抽检数量。&&& 3.3.5 对单位工程内且在同一条件下的工程桩，当符合下列条件之一时，应采用单桩竖向抗压承载力静载试验进行验收检测：&&& 1 设计等级为甲级的桩基；&&& 2 地质条件复杂、桩施工质量可靠性低；&&& 3 本地区采用的新桩型或新工艺；&&& 4 挤土群桩施工产生挤土效应。&&& 抽检数量不应少于总桩数的l%，且不少于3 根；当总桩数在50 根以内时，不应少于2 根。&&& 注：对上述第1～4 款规定条件外的工程桩，当采用竖向抗压静载试验进行验收承载力检测时，抽检数量宜按本条规定执行。&&& 3.3.6 对第3.3.5 条规定条件外的预制桩和满足高应变法适用检测范围的灌注桩，可采用高应变法进行单桩竖向抗压承载力验收检测。当有本地区相近条件的对比验证资料时，高应变法也可作为第3.3.5 条规定条件下单桩竖向抗压承载力验收检测的补充。抽检数量不宜少于总桩数的5%，且不得少于5 根。&&& 3.3.7 对于端承型大直径灌注桩，当受设备或现场条件限制无法检测单桩竖向抗压承载力时，可采用钻芯法测定桩底沉渣厚度并钻取桩端持力层岩土芯样检验桩端持力层。抽检数量不应少于总桩数的10%，且不应少于10 根。&&& 3.3.8 对于承受拔力和水平力较大的桩基，应进行单桩竖向抗拔、水平承载力检测。检测数量不应少于总桩数的l%，且不应少于3 根。&&& 3.4 验证与扩大检测&&& 3.4.1 当出现本规范第8.4.5～8.4.6 条和第9.4.7 条中所列情况时，应进行验证检测。验证方法宜采用单桩竖向抗压静载试验；对于嵌岩灌注桩，可采用钻芯法验证。&&& 3.4.2 桩身浅部缺陷可采用开挖验证。&&& 3.4.3 桩身或接头存在裂隙的预制桩可采用高应变法验证。&&& 3.4.4 单孔钻芯检测发现桩身混凝土质量问题时，宜在同一基桩增加钻孔验证。&&& 3.4.5 对低应变法检测中不能明确完整性类别的桩或Ⅲ类桩，可根据实际情况采用静载法、钻芯法、高应变法、开挖等适宜的方法验证检测。&&& 3.4.6 当单桩承载力或钻芯法抽检结果不满足设计要求时，应分析原因，并经确认后扩大抽检。&&& 3.4.7 当采用低应变法、高应变法和声波透射法抽检桩身完整性所发现的Ⅲ、 Ⅳ类桩之和大于抽检桩数的20%时，宜采用原检测方法（声波透射法可改用钻芯法），在未检桩中继续扩大抽检。&&& 3.5 检测结果评价和检测报告&&& 3.5.1 桩身完整性检测结果评价，应给出每根受检桩的桩身完整性类别。桩身完整性分类应符合表&&& 3.5.1 的规定，并按本规范第7～10 章分别规定的技术内容划分。表3.5.1 桩身完整性分类表&&& 桩身完整性类别分类原则&&& Ⅰ类桩桩身完整&&& Ⅱ类桩桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥&&& Ⅲ类桩桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响&&& Ⅳ类桩桩身存在严重缺陷&&& 3.5.2 Ⅳ类桩应进行工程处理。&&& 3.5.3 工程桩承载力检测结果的评价，应给出每根受检桩的承载力检测值，并据此给出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。&&& 3.5.4 检测报告应结论准确，用词规范。&&& 3.5.5 检测报告应包含以下内容：&&& 1 委托方名称，工程名称、地点，建设、勘察、设计、监理和施工单位，基础、结构型式，层数，设计要求，检测目的，检测依据，检测数量，检测日期；&&& 2 地质条件描述；&&& 3 受检桩的桩号、桩位和相关施工记录；&&& 4 检测方法，检测仪器设备，检测过程叙述；&&& 5 受检桩的检测数据，实测与计算分析曲线、表格和汇总结果；&&& 6 与检测内容相应的检测结论。&&& 3.6 检测机构和检测人员&&& 3.6.1 检测机构应通过计量认证，并具有基桩检测的资质。&&& 3.6.2 检测人员应经过培训合格，并具有相应的资质。&&& 4 单桩竖向抗压静载试验&&& 4.1 适用范围&&& 4.1.1 本方法适用于检测革桩的竖向抗压承载力。&&& 4.1.2 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。&&& 4.1.3 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。&&& 4.1.4 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。&&& 4.2 设备仪器及其安装&&& 4.2.1 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。&&& 4.2.2 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。&&& 4.2.3 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%。的压力不应超过规定工作压力的80%。&&& 4.2.4 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：4.2.4 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%，分辨力优于或等于0.01mm 。1&&&& 测量误差不大于0.1%，分辨力优于或等于0.01mm 。&&& 2 直径或边宽大于500 mm 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。&&& 2 直径或边宽大于500 mm 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。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。&&& 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。&&& 4.2.5 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。 4.2.5 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。&&& 4.2.6 当需要测试桩侧阻力和桩端阻力时，桩身内埋设传感器应按本规范附录A 执行。 4.2.6 当需要测试桩侧阻力和桩端阻力时，桩身内埋设传感器应按本规范附录A 执行。& &&& 4.3 现场检测&&& 4.3.1 试桩的成桩工艺和质量控制标准应与工程桩一致。&&& 4.3.2 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。&&& 4.3.3 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。&&& 4.3.4 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%。&&& 4.3.5 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。&&& 4.3.6 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，再施加下一级荷载。&&& 4 卸载时，每级荷载维持lh，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。&&& 4.3.7 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。&&& 4.3.8 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 。&&& 4.3.9 检测数据宜按本规范附录c 附表C.0.1 的格式记录。&&& 4.3.10 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。&&& 4.4 检测数据的分析与判定&&& 4.4.1 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（Q ）、沉降-时间对数（）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。&&& 4.4.2 单桩竖向抗压极限承载力。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 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Q 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8mmm 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。&&& 4.4.3 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。&&& 4.4.4 单位工程同一条件下的单桩竖向抗压承级力特征值应按单桩竖向抗压极限承载力统计值的一半取值。&&& 4.4.5 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 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。&&& 5 单桩竖向抗拔静载试验&&& 5.1 适用范围&&& 5.1.1 本方法适用于检测单柱的竖向抗拔承载力。&&& 5.1.2 当埋设有桩身应力、应变测量传感器时，或桩端埋设有位移测量杆时，可直接测量桩侧抗拔摩阻力，或桩端上拔量。&&& 5.1.3 为设计提供依据的试验桩应加载至桩侧土破坏或桩身材料达到设计强度；对工程桩抽样检测时，可按设计要求确定最大加载量。&&& 5.2 设备仪器及其安装&&& 5.2.1 抗拔桩试验加载装置宜采用油压千斤顶，加载方式应符合本规范第4.2.1 条规定。&&& 5.2.2 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1.2 倍的安全系数并符合下列规定：&&& 1 采用反力桩（或工程桩）提供支座反力时，反力桩顶面应平整并具有一定的强度。&&& 2 采用天然地基提供反力时，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；反力梁的支点重心应与支座中心重合。&&& 5.2.3 荷载测量及其仪器的技术要求应符合本规范第4.2.3 条的规定。&&& 5.2.4 桩顶上拔量测量及其仪器的技术要求应符合本规范4.2.4 条的有关规定。&&& 注：桩顶上拔量观测点可固定在桩顶面的桩身混凝土上。&&& 5.2.5 试桩、支座和基准桩之间的中心距离应符合表4.2.5 的规定。&&& 5.2.6 当需要测试桩侧抗拔摩阻力分布或桩端上拔位移时，桩身内埋设传感器或桩端埋设位移杆应按本规范附录A 执行。&&& 5.3 现场检测&&& 5.3.1 对混凝土灌注桩、有接头的预制桩，宜在拔桩试验前采用低应变法检测受检桩的桩身完整性。为设计提供依据的抗拔灌注桩施工时应进行成孔质量检测，发现桩身中、下部位有明显扩径的桩不宜作为抗拔试验桩；对有接头的预制桩，应验算接头强度。&&& 5.3.2 单桩竖向抗拔静载试验宜采用慢速维持荷载法。需要时，也可采用多循环加、卸载方法。慢速维持荷载法的加卸载分级、试验方法及稳定标准应按本规范第4.3.4 条和4.3.6 条有关规定执行，并仔细观察桩身混凝土开裂情况。&&& 5.3.3 当出现下列情况之一时，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 对于验收抽样检测的工程桩，达到设计要求的最大上拔荷载值。&&& 5.3.4 检测数据可按本规范附录C 附表C.0.1 的格式记录。&&& 5.3.5 测试桩侧抗拔摩阻力或桩端上拔位移时，测试数据的测读时间宜符合本规范第&&& 4.3.6 条的规定。&&& 5.4 检测数据的分析与判定&&& 5.4.1 数据整理应绘制上拔荷载-桩顶上拔量(U )关系曲线和桩顶上拔量-时间对数(关系曲线)。&&& 5.4.2 单桩竖向抗把极限承载力可按下列方法综合判定：&&& 1 根据上拔量随荷载变化的特征确定：对陡变型U 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。&&& 5.4.3 单桩竖向抗拔极限承载力统计值的确定应符合本规范第4.4.3 条的规定。&&& 5.4.4 当作为验收抽样检测的受检桩在最大上拔荷载作用下，未出现本规范第5.4.2 条所列三款情况时，可按设计要求判定。&&& 5.4.5 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：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。&&& 5.4.6 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 受检桩尺寸（灌注桩宜标明孔径曲线）及配筋情况；&&& 3 加卸载方法，荷载分级；&&& 4 第5.4.1 条要求绘制的曲线及对应的数据表；&&& 5 承载力判定依据；&&& 6 当进行抗拔摩阻力测试时，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，各土层中的抗拔极限摩阻力。&&& 6 单桩水平静载试验&&& 6.1 适用范围&&& 6.1.1 本方法适用于桩顶自由时的单桩水平静载试验；其他形式的水平静载试验可参照使用。&&& 6.1.2 本方法适用于检测单桩的水平承载力，推定地基土抗力系数的比例系数。&&& 6.1.3 当埋设有桩身应变测量传感器时，可测量相应水平荷载作用下的桩身应力，并由此计算桩身弯矩。&&& 6.1.4 为设计提供依据的试验桩宜加载至桩顶出现较大水平位移或桩身结构破坏；对工程桩抽样检测，可按设计要求的水平位移允许值控制加载。&&& 6.2 设备仪器及其安装&&& 6.2.1 水平推力加载装置宜采用油压千斤顶，加载能力不得小于最大试验荷载的1.2倍。&&& 6.2.2 水平推力的反力可由相邻桩提供；当专门设置反力结构时，其承载能力和刚度应大于试验桩的1.2 倍。&&& 6.2.3 荷载测量及其仪器的技术要求应符合本规范第4.2.3 条的规定；水平力作用点宜与实际工程的桩基承台底面标高一致；千斤顶和试验桩接触处应安置球形支座，千斤顶作用力应水平通过桩身轴线；千斤顶与试桩的接触处宜适当补强。&&& 6.2.4 桩的水平位移测量及其仪器的技术要求应符合本规范第4.2.4 条的有关规定。在水平力作用平面的受检桩两侧应对称安装两个位移计；当需要测量桩顶转角时，尚应在水平力作用平面以上50cm 的受检桩两侧对称安装两个位移计。&&& 6.2.5 位移测量的基准点设置不应受试验和其他因素的影响，基准点应设置在与作用力方向垂直且与位移方向相反的试桩侧面，基准点与试桩净距不应小于1 倍桩径。&&& 6.2.6 测量桩身应力或应变时，各测试断面的测量传感器应沿受力方向对称布置在远离中性轴的受拉和受压主筋上；埋设传感器的纵剖面与受力方向之间的夹角不得大于10 °。&&& 在地面下10 倍桩径（桩宽）的主要受力部分应加密测试断面，断面间距不宜超过1 倍桩径；超过此深度，测试断面间距可适当加大。桩身内埋设传感器应按本规范附录A 执行。&&& 6.3 现场检测&&& 6.3.1 加载方法宜根据工程桩实际受力特性选用单向多循环加载法或本规范第4 章规定的慢速维持荷载法，也可按设计要求采用其他加载方法。需要测量桩身应力或应变的试桩宜采用维持荷载法。&&& 6.3.2 试验加卸载方式和水平位移测量应符合下列规定：&&& 1 单向多循环加载法的分级荷载应小干预估水平极限承载力或最大试验荷载的1/10 。每级荷载施加后，恒载4min 后可测读水平位移，然后卸载至零，停2min 测读残余水平位移，至此完成一个加卸载循环。如此循环5 次，完成一级荷载的位移观测。试验不得中间停顿。&&& 2 慢速维持荷载法的加卸载分级、试验方法及稳定标准应按本规范第4.3.4 条和4.3.6 条有关规定执行。&&& 6.3.3 当出现下列情况之一时，可终止加载：&&& 1 桩身折断；&&& 2 水平位移超过30～40mm （软土取40mm ）；&&& 3 水平位移达到设计要求的水平位移允许值。&&& 6.3.4 检测数据可按本规范附录C 附表c.0.2 的格式记录。&&& 6.3.5 测量桩身应力或应变时，测试数据的测读宜与水平位移测量同步。&&& 6.4 检测数据的分析与判定&&& 6.4.1 检测数据应按下列要求整理：&&& 1 采用单向多循环加载法时应绘制水平力-时间-作用点位移（）关系曲线和水平力-位移梯度（关系曲线）。&&& 2 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、力作用点位移-时间对数（Y ）关系曲线和水平力-力作用点位移双对数（lg ）关系曲线。&&& 3 绘制水平力、水平力作用点水平位移-地基土水平抗力系数的比例系数的关系曲线。&&& 当桩顶自由且水平力作用位置位于地面处时，值可按下列公式确定：&&& 式中m ——地基上水平抗力系数的比例系数（kN/m ）；4&&& |á ——桩的水平变形系数（）；&&& y |í ——桩顶水平位移系数，由式（6.4.1-2）试算，当≥4.0 时（h 为桩的入土深度），；|á h |á441 . 2 0 =y |í&&& H ——作用于地面的水平力（KN)；&&& 0 Y ——水平力作用点的水平位移（m）；&&& EI ——桩身抗弯刚度（KN ·m2）；其中E 为桩身材料弹性模量，I 为桩身换算截面惯性矩；&&& 0 b ——桩身计算宽度（m）；对于圆形桩：当桩径D≤1m 时，b =0.9（1.5D+0.5）；&&& 当桩径D＞1m 时，b =0.9（D+1）。对于矩形桩：当边宽B≤1m 时，b ：1.5B+0.5；当边宽B＞1m 时，b ＝B+1 。&&& 6.4.2 对埋设有应力或应变测量传感器的试验应绘制下列曲线，并列表给出相应的据：&&& 1 各级水平力作用下的桩身弯矩分布图；&&& 2 水平力-最大弯矩截面钢筋拉应力 （（H-）曲线。S |ò&&& 6.4.3 单桩的水平临界荷载可按下列方法综合确定：&&& 1 取单向多循环加载法时的曲线或慢速维持荷载法时的从曲线出现拐点的前一级水平荷载值。&&& 2 取曲线或lg 曲线上第一拐点对应的水平荷载值。曲线第一拐点对应的水平荷载值。&&& 6.4.4 单桩的水平极限承载力可按下列方法综合确定：&&& 1 取单向多循环加载法时的曲线产生明显陡降的前一级、或慢速维持荷载法时的曲线发生明显陡降的起始点对应的水平荷载值。&&& 2 取慢速维持荷载法时的Y 曲线尾部出现明显弯曲的前一级水平荷载值。t lg 0 -&&& 3 取 曲线或lg 曲线上第二拐点对应的水平荷载值。H Y H ..-/ 0 0 lgY H -4 取桩身折断或受拉钢筋屈服时的前一级水平荷载值。&&& 6.4.5 单桩水平极限承载力和水平临界荷载统计值的确定应符合本规范第4.4.3 条的规定。&&& 6.4.6 单位工程同一条件下的单桩水平承载力特征值的确定应符合下列规定：&&& 1 当水平承载力按桩身强度控制时，取水平临界荷载统计值为单桩水承载力特征值。&&& 2 当桩受长期水平荷载作用且状不允许开裂时，取水平临界荷载统计值的0.8 倍作为单桩水平承载力特征值。&&& 6.4.7 除本规范第6.4.6 条规定外，当水平承载力按设计要求的水平允许位移控制时，可取设计要求的水平允许位移对应的水平荷载作为单桩水平承载力特征值，但应满足有关规范抗裂设计的要求。&&& 6.4.8 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 受检桩的截面尺寸及配筋情况；&&& 3 加卸载方法，荷载分级：&&& 4 第6.4.1 条要求绘制的曲线及对应的数据表；&&& 5 承载力判定依据；&&& 6 当进行钢筋应力测试并由此计算桩身弯矩时，应有传感器类型、安装位置、内力计算方法和第6.4.2 条要求绘制的曲线及其对应的数据表。&&&&&&
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