靜力載荷實驗的裝置由

⑴ 靜力載荷試驗

靜力載荷試驗是工程地質上的一種現場試驗，指通過一定垂直壓力測定土在天然產狀條件下的變形模量、土的變形隨時間的延續性及在載荷板接近於實際基礎條件下估計地基承載力等。靜力載荷試驗應在建築物基礎砌置深度的承壓層中進行。當需要測定黃土的濕陷性時，可在試驗中進行人工注水。由於取樣方法的改進以及其他先進現場試驗方法的出現，現場靜力載荷試驗已漸遜色，但仍可與其他方法校核使用。 靜力荷載試驗分為平板試驗，螺旋板荷載試驗，深層平板荷載試驗等。 試驗目的：確定地基土的臨塑荷載，極限荷載，為評定地基土的承載力提供依據；估算地基土的變形模量，不排水抗剪強度和基床反力系數。實驗設備：承壓板、加荷系統、反力系統和量測系統。技術要求：試驗點應布置在場地中有代表性的位置，每個場地不少於3個。淺層平板載荷試驗的試坑寬度或直徑不應小於承壓板寬度或直徑的三倍。避免試坑或試井底部的岩石受到擾動而破壞其原有的結構和濕度。靜載荷試驗宜採用圓形剛性承壓板。載入方式應採用分機維持和在沉降相對穩定法。應用：確定地基土的承載力。確定地基土變形模量。估計地基土的基床反力系統。估計地基土的不排水抗剪強度Cu。

⑵ 什麼是樁基靜載荷試驗

靜載荷試驗：是指復按樁的使用功制能，分別在樁頂逐級施加軸向壓力、軸向上拔力或在樁基承台底面標高一致處施加水平力，觀測樁的相應檢測點隨時間產生的沉降、上拔位移或水平位移，根據荷載與位移的關系（即Q~S曲線）判定相應的單樁豎向抗壓承載力、單樁豎向抗拔承載力或單樁水平承載力的試驗方法。它是目前檢驗樁基（含復合地基、天然地基）承載力的各種方法中應用最廣的一種，且被公認為試驗結果最准確、最可靠，被列入各國樁基工程規范或規定中。該試驗手段利用各種方法人工加荷，模擬地基或基礎的實際工作狀態，測試其載入後承載性能及變形特徵。其顯著的優點是受力條件比較接近實際，簡單易用，試驗結果直觀而易於為人們理解和接受；但是試驗規模及費用相對較大。 靜載荷試驗類型：根據試驗對象可分為地基土淺層平板載荷試驗、深層平板載荷試驗、復合地基載荷試驗、岩基載荷試驗、樁（墩）基載荷試驗、錨桿（樁）試驗；根據載入方式可分為：豎向抗壓試驗、豎向抗拔試驗、水平載荷試驗。 試驗使用設備：千斤頂 荷重感測器 位移感測器 百分表

⑶ 樁基奧氏法靜載荷試驗

(Osterberg Cell Load Test，簡稱為「O-Cell試驗」)

一、奧氏法靜載荷試驗簡介

隨著大直徑、超長樁不斷被許多大型工程所採用，這類樁的荷載試驗所需的費用和周期都急劇增加。對高承載力(＞10000kN)樁，載荷試驗方法，是將千斤頂放置在樁的底部，千斤頂的作用是，在向上頂起樁身的同時，也向下擠壓樁端土，使形成的樁的摩阻力和端阻力互為反力，可測得一條與樁頂施加荷載反方向的荷載—位移曲線，通過適當換算後得到相當於樁頂加荷的承載力和位移關系的Q—S曲線，這樣就解決了大噸位樁豎向承載力現場試驗問題，它既有利於指導設計，還可以解決受場地和設備條件限制無法進行大型、超大型單樁豎向承載力原位試驗問題。

這種方法在國外被冠名為Osterberg試樁法，在國內有叫做自平衡試樁。

Osterberg法已成功地應用到鑽孔樁、壁板樁、打入式鋼管樁及預制混凝土樁等樁型中，最大可提供多達220 MN的試驗載荷，測試深度達100m以上，樁徑可達3m。

二、Osterberg試樁法的試驗裝置

試驗裝置的主要設備是經特別設計的液壓千斤頂式的荷載箱(也稱為壓力單元)。根據測試目的不同，荷載箱既可以安置到樁底，也可安置到樁的中間部位。荷載箱可回收，也可是一次性的。可回收的荷載箱一般放置在空心預制樁離樁底不遠的內部，用一對精細加工的卡口，事先澆築、固定在試驗樁內部樁端。試驗時，將荷載箱放到卡口的位置，順時針旋轉90°將荷載箱鎖住；試驗後，再逆時針旋轉90°將其卸下供重復使用。

現以鋼管打入樁為例，說明Osterberg試樁法的試驗裝置。

圖2-29為荷載箱被焊於鋼管樁的底端，荷載箱由活塞、頂蓋、箱壁三部分組成。箱壁由較厚的鋼板製成，其外徑與樁的外徑相同，活塞底的承壓板外徑略大於樁外徑。頂蓋與活塞均用鋼材製成，頂蓋呈漏斗狀，漏鬥口內有螺紋以安裝輸壓豎管；活塞頂面有錐形孔，孔內有螺紋與測位移的芯棒連接。當荷載箱隨樁打入設計標高後，將輸壓豎管與荷載箱頂蓋擰緊連接，再在輸壓豎管中插入芯棒與千斤頂活塞擰緊連接。芯棒的外徑小於輸壓豎管的內徑，以便從輸壓豎管和芯棒的間隙中為千斤頂輸油。輸壓豎管的頂部裝有密封圈來定位芯棒和密封油路，密封圈應不影響芯棒上下自由位移。試驗時，油壓通過液壓輸入口後經輸壓豎管與芯棒之間的環狀空隙傳至荷載箱內，隨著壓力增大，活塞與頂蓋被推開，推動樁體向上移動和通過承壓板壓縮樁端土；此時，樁側阻力與樁端阻力隨之發揮作用。用輸油壓力表可控制、監測、換算施加的壓力大小。一隻千分表支承在基準樑上，與芯棒相連，測量活塞向下的位移；一隻千分表與輸壓豎管相，連測量頂蓋向上的位移；另一隻千分表與樁頂相連，測量樁頂向上的位移。樁頂向上的位移與樁底向上的位移之差，就是加荷時樁身摩阻力所引起的樁身彈性壓縮。

圖2-29 Osterberg試驗裝置示意圖

圖2-30 灌注樁Osterberg試驗示意圖

圖2-31 Osterberg試驗現場(from LOADTEST International Inc)

對於大直徑鑽孔灌注樁和人工挖孔樁的Osterberg試驗法，應首先清孔底、注混凝土漿、找平、使荷載箱能受力均勻；將Osterberg法的荷載箱焊接於鋼筋籠底部，做好輸壓豎管與頂蓋、芯棒與活塞之間的連接工作；然後下放至孔底後灌注混凝土，待混凝土強度等級達到設計要求後，進行試樁。

對於預制混凝土打入樁，早期的一般做法是：在樁預制時將輸壓豎管預埋於樁身中，並將樁底做成平底，預埋一塊樁底鋼板，然後將樁起吊就位，用4隻大螺栓將荷載箱迅速安裝於樁底鋼板上。近年的做法是：將荷載箱的箱蓋直接澆注在樁身底部。Osterberg靜載試驗現場情況見圖2-30、圖2-31所示。

三、基本原理

如圖2-32所示，常規樁頂載入試驗的樁頂荷載P等於樁側摩阻力F和樁端阻力Q之和，即：P=F+Q(不計試樁前樁身自重W在樁端的反力)。奧氏法通常在樁底端預埋一個荷載箱，試樁時通常採用荷載箱在樁底部產生向上、向下兩個方向的荷載P₀，向上的荷載P₀=W+F，向下的荷載為樁身自重與由載入產生的端部反力增量Q之和，即：P₀=W+Q，受力機理和樁頂載入相同。該兩種試樁方法的荷載換算如下：

P=F+Q=(P₀-W)+(P₀-W)；P=2(P₀-W) (2-43)

式中：荷載箱加荷量P₀=液壓表讀數×荷載箱標定常數。

四、試驗結果分析

確定單樁極限承載力一般應繪制Q—S_上，Q—S_下曲線和S_上—lgt，S_下—lgt，S_上—lgQ，S_下—lgQ等曲線。

根據位移隨荷載的變化特徵確定極限承載力對於陡降型Q—S曲線，取Q—S曲線發生明顯陡降的起始點；對於緩變形Q—S曲線，按位移值確定極限值，即：極限側阻Q_u上取S_上=40～60mm 對應的荷載；極限端阻Q_u下取S_下=40～60mm對應的荷載。當S—lgt尾部有明顯彎曲時，取其前一級荷載為極限荷載。

圖2-32 Osterberg載荷試驗原理

分別求出上、下段樁的極限承載力Q_u上和Q_u下，然後考慮樁自重影響，求出單樁豎向抗壓極限承載力，如式(2-44)所示：

Q_u=(Q_u上-W)/γ+Q_u下 (2-44)

式中：γ為樁端體土的重度(kN/m³)，對於粘性土、粉土取0.8；對於砂土取0.7；W為荷載箱上部樁的自重(kN)。

五、問題探討

現行的設計規范，均需由樁頂載入試驗所確定的極限承載力，因此，需將O-Cell試驗資料進行轉換，才能獲得與現行規范相應的測試指標。轉換建立在下列三個假設基礎之上：

(1)樁體向上產生的土體剪切力和頂部載入時樁體向下產生的土體剪切力是相等的；

(2)O-Cell試驗載入時樁端支承力變化和頂部載入時完全相同；

(3)樁體為剛性，暫不計其壓縮量。

顯然，這些假設肯定會對試驗結果產生影響：

1.首先是樁身自重問題

傳統載荷試驗方法不計樁自重的作用，Osterberg試樁法在計算土向下側摩阻力時，將荷載箱向上頂力減去樁自重W；轉換到樁頂載入模式時，為了不計自重影響，還應再次減去這段樁自重。這對中、小力型樁不會有顯著的誤差，但對自重近千噸的大型樁，顯然是不適宜的。

2.端承力、側摩阻的極限值和變形問題

當側摩阻力進入極限狀態時，土體剪切變形產生的位移量較小——粘性土一般在5～10mm左右，而砂性土則略有增加；而端承力極限狀態時的沉降，則多為50～100mm。在某一極限沉降量時，樁側和樁端承載力不可能同時進入極限狀態。為了解決此問題，必須找准平衡點位置，使O-Cell向上及向下載入都達到極限或至少相近，但要找准它是極其困難的。因此，將樁側和樁端極限承載力之和作為樁頂載入試驗的極限承載力，需要進一步探討。

3.樁身壓縮問題

樁頂載入時樁頂沉降量包含了樁身壓縮。而Osterberg試樁法不計樁身的壓縮量，這是一個較大問題。對大量中、小型樁，樁身壓縮量大都為1～3mm；誤差尚可接受；但對樁直徑2m以上、長達百餘米的大型樁，其樁身壓縮量隨荷載增加而增大，實測的樁身壓縮量常達20～30mm。因此，樁體為剛性、暫不計壓縮量這條假設亟需修正。

國內試樁規范有的取40mm樁頂沉降量作為試樁終止加荷載判據或極限荷載選取標准，這對樁身壓縮量達20～30mm的大型樁是不適合的，應以載入曲線出現拐點作為判斷標准為宜。若在無明顯拐點時，可考慮選用國內現有的規范所建議的3%～5%D(樁徑)的沉降標准。

4.載荷試驗後對試驗樁的補強處理

工程樁在進行承載力自平衡法深層載荷試驗後，試驗將會使樁端載荷箱部位與持力層之間形成一個小的縫隙，該縫隙對樁的承載能力有一定影響。為了消除這種不良影響，應採取如下兩種辦法處理，以使試驗樁的豎向承載力能達到原設計指標：

(1)利用位移棒護管(圖2-32)，直接用M₁₀高強度水泥漿對試樁樁底進行注漿補強處理，使試驗產生的縫隙用高強度水泥漿充實，並對載荷箱起到防止滲水銹蝕作用；

(2)試驗樁施工時應將試驗樁的樁端直徑適當放大，以抵消試驗部位對樁端阻力的影響。

⑷ 簡述靜載荷試驗的觀測儀器主要有哪些

1、反力裝置：設計承載力特徵值均為200kPa，反力設備按最大60t～80t准備，在如圖1所示的事專先砌築的磚牆上放屬置8根6m長的工字鋼作為載荷平台，載荷平台上周圍用土袋碼砌，然後裝入砂土作為荷重。

2、測力裝置：採用100t油壓千斤頂加壓，千斤頂型號：QYL100，額定起重量：100t，最低高度≤335㎜，起重高度≥180㎜。
3、載荷板：荷載板採用1㎡的方形鋼板和圓形鋼板以及0.866㎡的圓形鋼板。為防止載荷板產生翹曲變形，又在載荷板上面放置邊長為0.8m的方形鋼板和直徑為0.8m的圓形鋼板。
4、變形測量裝置：百分表（精度0.01㎜）

⑸ 靜力基樁載荷試驗

樁基工程屬隱蔽工程，樁基質量直接關繫到建築物安全，出現問題後的加固及處理難度大，因而，樁基檢測是樁基工程施工中的一個重要的環節。

基樁檢測大致可分為三種方法：

1.直接法

承載力檢測包括：單樁豎向抗壓(拔)靜載試驗和單樁水平靜載試驗。單樁豎向抗壓(拔)靜載試驗，用來確定單樁豎向抗壓(拔)極限承載力，判定工程樁豎向抗壓(拔)承載力是否滿足設計要求，同時可以在樁身或樁底埋設測量應力(應變)感測器，以測定樁側、樁端阻力；也可以通過埋設位移測量桿，測定樁身各截面位移量。單樁水平靜載試驗，除用來確定單樁水平臨界和極限承載力、判定工程樁水平承載力是否滿足設計要求外，還主要用於淺層地基土，求算其水平抗力系數，以便分析工程樁在水平荷載作用下的受力特性；當樁身埋設有應變測量感測器時，也可測量相應荷載作用下的樁身應力，並由此計算樁身彎矩。

2.半直接法

以樁的動態測量為主，在現場原型試驗基礎上，基於一些理論假設和工程實踐經驗，並加以綜合分析才能最終獲得檢測項目結果的檢測方法。主要包括以下兩種：

(1)低應變法。在樁頂面實施低能量的瞬態或穩態激振，使樁在彈性范圍內做彈性振動，並由此產生應力波的縱向傳播；同時利用波動和振動理論對樁身的完整性做出評價的一種檢測方法。有：反射波法、機械阻抗法、水電效應法等。

(2)高應變法。通過在樁頂實施重錘敲擊，使樁產生的動位移量級接近常規的靜載試樁的沉降量級，以便使樁周土阻力充分發揮，通過測量和計算，判定單樁豎向抗壓承載力是否滿足設計要求及對樁身完整性做出評價的一種檢測方法。有：錘擊貫入試樁法、波動方程法和靜動法等。其中，波動方程法是我國目前常用的高應變檢測方法。但這些方法在某些方面仍有較大的局限性，尚不能完全代替靜載試驗而作為確定單樁豎向抗壓極限承載力的設計依據。

3.間接法

依據直接法已取得的試驗成果，結合土的物理力學試驗或原位測試數據，通過統計分析，以一定的計算模式給出經驗公式或半理論、半經驗公式的估算方法。如根據地質勘察資料進行單樁承載力與變形的估算。由於地質條件和環境條件的復雜性，及其對邊界條件判斷有很大的不確定性，所以，本法只適用於工程初步設計的估算。

一、基樁在靜力載荷試驗中的典型破壞模式及其標准曲線特徵

在樁的靜力載荷試驗中，在相同的荷載條件下，由於不同的地質條件、施工工藝，可能表現出不同的破壞模式，如：在樁的豎向抗壓靜力載荷試驗中常見到以下幾種典型的荷載—位移(Q—S)曲線(圖2-14)。它們各自有著不同的含義。

圖2-14中的圖b、圖c樁端持力層為密實度和強度都較高的土層(如密實砂層、卵石層等)，而樁周土為相對軟弱土層，此時端阻所佔比例大，Q—S曲線曲線呈緩變型，極限荷載下樁端呈整體剪切破壞或局部剪切破壞；圖a樁端與樁身為同類型的一般土層，端阻力不大，Q—S曲線呈陡降型，樁端呈刺入沖剪破壞；如軟弱土層中的摩擦樁的沖剪破壞，或者端承樁(尤其是長度較大的嵌岩樁)在極限荷載下由於樁身材料強度的破壞或樁身受壓彎曲產生的破壞；圖d、圖e樁端有虛土或沉渣，該部位樁端土的初始強度低，壓縮性高，當樁頂荷載達一定值後，樁底部土被壓密，強度提高，Q—S曲線呈台階狀；樁身特定缺陷也可表現為雙峰型Q—S曲線(如接樁時接頭開裂的預制樁、有水平裂縫的灌注樁等在一定試驗荷載作用下逐漸閉合)。

圖2-14 相同荷載條件、不同的地質條件和施工工藝導致的基樁不同破壞模式和力學特性

Q—單樁樁頂所受豎向荷載值(kN)；S—在豎向荷載作用下，基樁的沉降量(mm)；Z—地表以下深度(m)；Q_su—單樁側阻極限值(kN)；Q_pu—單樁端阻極限值(kN)

典型的Q—S曲線應具有以下4個特徵(圖2-15)：

(1)比例界限Q_p(又稱第一拐點)，是Q—S曲線上起始的近似直線段終點所對應的荷載；

(2)屈服荷載Q_y，是曲線上曲率最大點所對應的荷載；

(3)極限荷載Q_u，是曲線上某一極限位移S_u所對應的荷載，也稱為工程上的極限荷載；

(4)破壞荷載Q_f，是曲線的切線接近平行於S軸時所對應的荷載，是樁基失穩時的荷載。

在豎向拉、拔荷載作用下，常見的單樁破壞形式是沿樁-土界面間的剪切破壞。樁被拔出或者呈復合剪切面破壞，樁的下部沿樁-土界面破壞，而上部靠近地面附近，出現錐形剪切破壞，且錐形土體會同下面土體脫離並與樁身一起上移(圖2-22)。當樁身材料抗拉強度不足(或配筋不足)時，也可能出現樁身被拉斷現象。不同樁型的豎向抗拔力區別較大，如：為提高抗拔樁的豎向抗拔力，可採用人工擴底或機械擴底等施工方法，在樁端形成擴大頭，以發揮樁底部的擴頭抗拔阻力等。

水平荷載作用下的單樁，其工作性能主要體現在樁與土的相互作用上，當樁產生水平位移時，促使樁周土也產生相應的變形，產生的土抗力會阻止樁水平變形的進一步發展。在樁受荷初期，由靠近地面的地基土提供土抗力，土的變形處於彈性階段；隨荷載增大，樁水平變形量增加，表層土變形量隨之增大，地基土開始出現塑性屈服，土抗力逐漸由深部土層提供，且土體塑性區自上而下逐漸擴大，最大彎矩斷面隨之下移；當樁本身的截面抗矩無法承擔外部荷載產生的彎矩或樁側土強度時，樁身截面受拉而產生側開裂(折斷)破壞。

圖2-15 典型的Q—S曲線及其力學特徵點

二、單樁靜載荷試驗的適用范圍

在工程樁正式施工前，在地質條件具有代表性的場地上先施工幾根樁進行靜載試驗，以確定設計參數的合理性和施工工藝的可行性(需要時，也可在樁身埋設測量樁身應力、應變、位移、樁底反力的感測器或位移桿，以測定樁分層側阻力和端阻力)。若試樁直徑和樁長均較大，可採用中、小直徑樁模擬大直徑樁進行靜載荷試驗，以減少試驗成本。國家標准《建築地基基礎設計規范》(GB 50007—2002)規定：為保證樁基設計的可靠性，除地基基礎設計等級為丙級的建築物，可採用靜力觸探及標貫試驗參數來確定單樁豎向承載力特徵值外，其他建築物的單樁豎向承載力特徵值均應通過單樁豎向靜載荷試驗確定，且同一條件下的試樁數量，不宜少於總樁數的1%，且不應少於3根；為設計提供依據的靜載試驗應載入至破壞，試驗應進行到能判定單樁極限承載力為止。對於以樁身強度控制承載力的端承樁，可按設計要求的載入量進行試驗。檢測數量在同一條件下不應少於3根，且不宜少於總樁數的1%；當工程樁總數在50根以內時，不應少於2根。

為確保實際單樁豎向極限承載力標准值達到設計要求，應根據工程重要性、地質條件、設計要求及工程施工情況進行單樁靜載荷試驗。下列情況之一的樁基工程，應在施工前採用靜載試驗對工程樁單樁豎向承載力進行檢測：

(1)設計等級為甲級、乙級的建築樁基；

(2)地質條件復雜、施工質量可靠性低的建築樁基；

(3)本地區採用的新樁型或新工藝。

三、單樁抗壓靜載荷試驗方法

試驗方法主要有：壓重載荷台靜載試驗法；錨樁反力靜載試驗法；Osterberg法(國內稱自平衡法，見第九節)。

載荷台靜載試驗法(圖2-16，圖2-17)的測試裝置主要包括：加荷及反力裝置、樁頂沉降觀測裝置。荷載可由千斤頂、砂包、鋼筋混凝土構件、大型水箱、磚、鋼錠等壓重物提供，千斤頂的反力由錨樁及反力橫梁承擔，量測樁頂沉降的儀表有千分表或精密水準儀，千分表安裝在基準樑上，樁頂則相應設置沉降觀測標點。

錨樁橫梁反力裝置(俗稱錨樁法，圖2-16)是大直徑灌注樁靜載試驗最常用的載入反力系統，由試樁、錨樁、主梁、次梁、拉桿、錨籠(或掛板)、千斤頂等組成。錨樁、反力梁裝置提供的反力不應小於預估最大試驗荷載的1.2～1.5倍。當採用工程樁作錨樁時，錨樁數量不得少於4根；當試驗載入值較大時，有時需要6根甚至更多的錨樁。具體錨樁數量要通過驗算各錨樁的抗拔力來確定。錨樁的具體布置形式既要考慮現有試驗設備能力，也要考慮錨樁的抗拔力。

圖2-16 單樁抗壓靜力載荷試驗

當採用堆載時應遵守以下規定：

(1)堆載加於地基的壓應力，不宜超過地基承載力特徵值；

(2)堆載的限值可根據其對試樁和對基準樁的影響確定；

(3)堆載量大時，宜利用樁(可利用工程樁)作為堆載的支點；

(4)試驗反力裝置的最大抗拔或承重能力，應滿足試驗載入的要求。

當試樁的最大載入量超過錨樁的抗拔能力時，可採用錨樁壓重聯合反力裝置，在主梁和副樑上堆重或懸掛一定重物，由錨樁和重物共同承受千斤頂載入反力，以滿足試驗荷載要求。還可採用其他形式的反力裝置，如適用於較小直徑試樁的地錨反力裝置。採用地錨反力裝置應注意基準樁、錨桿、試驗樁之間的間距應符合規范規定(表2-10)；對岩面淺的嵌岩樁，可利用岩錨提供反力；對於靜壓樁工程，可利用靜力壓樁機的自重作為反力進行靜載試驗，但不能直接利用靜力壓樁機的載入裝置，而應架設合適的主梁，採用千斤頂載入，基準樁的設置應符合規范。

圖2-17 國內、外單樁抗壓靜力載荷試驗現場工作圖

表2-10 試樁、錨樁(或壓重平台支墩邊)和基準樁之間的中心距離

註：1.D為試樁、錨樁或地錨的設計直徑或邊寬，取其較大者；2.如試樁或錨樁為擴底樁或多支盤樁時，試樁與錨樁的中心距不應小於2倍擴大端直徑；3.括弧內數值可用於工程樁驗收檢測時，多排樁設計樁中心距離小於4D的情況；4.軟土場地壓重平台堆載重量較大時，宜增加支墩邊與基準樁中心和試樁中心之間的距離、觀測基準樁的豎向位移。

沉降測量宜採用位移感測器或大量程千分表，對於機械式大量程(50mm)千分表，全程示值誤差和回程誤差分別應不超過40 μm和8 μm，相當於滿量程測量誤差不大於0.1%FS，分辨力優於或等於0.01mm。

試驗過程中，樁頭部位往往承受較高的豎向荷載和偏心荷載，為保證不因樁頭破壞而終止試驗，一般應對樁頭進行處理。其處理方法及解決方法是：

對預制方樁和預應力管樁，如果未進行截樁處理、樁頭質量正常且單樁設計承載力合理時，可不進行處理；對預應力管樁、尤其是進行了截樁處理的預應力管樁，可採用樁頭向下填芯處理，填芯高度一般為1～2m，也可在填芯時放置鋼筋(籠)，以增加樁頭強度；填芯用的混凝土宜按C25～C30配製。

圖2-18 樁帽結構示意圖

還可以製作鋼卡箍或用鋼筋混凝土樁帽，套在樁頭上進行保護。樁帽(圖2-18)製作使用的具體方法如下：

混凝土樁樁頭處理：應先鑿掉樁頂部的鬆散破碎層和低強度混凝土，露出主筋後，沖洗干凈樁頭再澆注樁帽，並應符合下列規定：.

(1)樁帽頂面應水平、平整，樁帽中軸線與原樁身上部的中軸線嚴格對中，樁帽面積應大於或等於原樁身截面積，樁帽截面形狀可為圓形或方形；

(2)樁帽主筋應全部直通至樁帽混凝土保護層之下，如原樁身露出主筋長度不夠時，應通過焊接加長主筋；各主筋應在同一高度上，樁帽主筋應與原樁身主筋按規定焊接；

(3)距樁頂1倍樁徑范圍內，宜用3～5mm厚的鋼板圍裹，或距樁頂1.5倍樁徑范圍內設置箍筋，間距不宜大於150mm。樁帽應設置水平鋼筋網片3～5層，間距80～150mm。以增加其整體強度；

(4)樁帽混凝土強度等級宜比樁身混凝土提高1～2級，且不得低於C30。

單樁靜載荷試驗開始時間的規定：預制樁打入地基後，如為砂土，需7d後進行；如為粘性土，需視土的強度恢復情況而定，一般不得少於15d；對於飽和軟粘性土，不得少於25d；灌注樁應在樁身混凝土達到設計強度後，才能進行。

四、單樁靜力載荷試驗過程及其成果

在所有試驗設備安裝完畢之後，應進行一次全面檢查。先對試樁施加一較小的荷載進行預壓，目的是消除整個量測系統和被檢樁本身由於安裝、樁頭處理等人為因素造成的間隙而引起的非樁身沉降；排除千斤頂和管路中之空氣；檢查管路接頭、閥門等是否漏液等。一切正常後再卸載歸零，待千分表讀數穩定後記錄千分表初始讀數並做記錄，便可開始進行正式載入試驗。

樁的靜載試驗一般採用維持荷載法。我國靜載試驗的傳統做法是採用慢速維持荷載法，但在工程樁驗收檢測中，也允許採用快速維持荷載法。1985年ISSMFE(International Society for Soil Mechanics and Foundation Engineering，國際土壤力學與基礎工程學會)根據世界各國的靜載試驗有關規定，在推薦的試驗方法中，建議快速維持荷載法載入為每小時一級，穩定標准為0.1mm/20min。常用試驗記錄表格見表2-11。根據所進行的測試內容不同(抗壓、抗拉、水平載荷試驗)，規范也對維持荷載法的具體方法作了相應規定。

下面介紹幾種常見的單樁抗壓靜載荷承載力試驗方法。

單樁抗壓靜載荷承載力試驗方法：

(1)慢速維持荷載法：具體做法是，按一定要求將荷載分級加到試樁上，每級荷載維持不變直到樁頂下沉量達到某一規定的相對穩定標准(每小時的沉降不超過0.1mm，並連續出現2次)，然後繼續加下一級荷載。當達到規定的終止試驗條件時，停止加荷，再分級卸荷直到零載，試驗周期3～7d。

表2-11 單樁抗壓靜載荷試驗記錄表

(2)快速維持荷載法：試驗載入不要求每級的下沉量達到相對穩定，而以等時間間隔、連續載入。終止載入條件為：出現可判定極限荷載的陡降段或樁頂產生不停下沉，無法繼續載入。

(3)等貫入速率法：試驗以保持樁頂等速貫入土中，連續載入，按荷載-下沉量曲線確定極限荷載。

(4)循環載入卸載試驗法：有的在慢速維持荷載中，在部分荷載區間進行載入卸載循環，有的在每一級荷載達到穩定後，重復載入卸載循環；也有以快速維持荷載法為基礎對每一級荷載進行重復載入卸載循環。

1.慢速維持荷載法

按下列規定進行載入卸載和豎向變形觀測：

(1)載入分級：載入應該分級進行，採用逐級等量載入。分級荷載量宜為最大載入量或預估極限承載力的1/10，其中第一級可取分級荷載的2倍。修訂後的《建築地基基礎設計規范》(GB 50007—2002)規定載入分級不應小於8級。分級荷載宜為預估極限承載力的1/8～1/10；《建築樁基技術規范》(JGJ 94—94)規定，分級荷載為預估極限承載力的1/10～1/15。顯然，不同規范、不同行業標准對分級荷載的取值規定是不同的。

其他的特殊規定和要求：①樁底支承在堅硬岩(土)層上，樁的沉降量很小時，最大載入量不應小於設計荷載的2倍。②濕陷性黃土地區單樁豎向承載力靜載荷浸水試驗的載入有著特殊要求：

在進行單樁豎向承載力靜載荷浸水試驗加荷前，應確認該地基是否充分浸水。要求載入前和載入至單樁豎向承載力的預估值後，向試坑內晝夜浸水，以使樁身周圍和樁底端持力層內的土均達到飽和狀態。否則，單樁豎向靜載荷試驗測得的承載力偏大，且不安全。

(2)變形觀測：每級載入後，間隔5min、10min、15min各測讀一次，以後每隔15min測讀一次，累計1h後每隔30min測讀一次，並記錄樁身外露部分裂縫開裂情況。

(3)卸載觀測：每級卸載值為載入值的2倍。卸載時，每級荷載維持1h，按第15min、30min、60min測讀樁頂沉降量後，即可卸下一級荷載；卸載至零後，應測讀樁頂殘余沉降量，維持時間為3h，測讀時間為第15min、30min，以後每隔30min測讀一次。

(4)變形相對穩定標准：連續2h每小時內的變形值都不超過0.1mm，認為已達到相對穩定，可加下一級荷載。

(5)終止載入條件：當出現下列情況之一時，即可終止載入：①當荷載—沉降(Q—S)曲線上有可判定極限承載力的陡降段，且樁頂總沉降量超過40mm；②用快速法時，在某級荷載作用下，樁頂沉降量大於前一級荷載作用下沉降量的5倍；③用慢速法時，在某級荷載作用下，樁頂沉降量大於前一級荷載作用下沉降量的2倍(即：ΔS_n+1/ΔS_n≥2；ΔS_n為第n級荷載的沉降增量；ΔS_n+1為第n+1級荷載的沉降增量)且經24h尚未達到穩定；④已達到反力裝置的最大載入量；⑤已達到設計要求的最大載入量；⑥當荷載—沉降曲線呈緩變型時，可載入至樁頂總沉降量60～80mm，特殊情況下可根據具體要求載入至樁頂累計沉降量超過80mm。非嵌岩的長(超長)樁和大直徑(擴底)樁的Q—S曲線，一般呈緩變型。由於非嵌岩的長(超長)樁的長細比大、樁身較柔，彈性壓縮量大，樁頂沉降較大時，樁端位移還很小；而大直徑(擴底)樁雖樁端位移較大，但尚不足以使端阻力充分發揮，在樁頂沉降達到40mm時，樁端阻力一般不能充分發揮。國際上普遍認為：當沉降量達到樁徑的10%時，才可能達到破壞荷載；⑦當工程樁作錨樁時，錨樁上拔量已達到允許值；⑧ 樁頂荷載為樁受拉鋼筋總極限承載力的0.9倍時。

2.快速維持荷載法

按下列規定進行觀測：

(1)每級荷載施加後，按第5min、15min、30min測讀樁頂沉降量，以後每隔15min測讀一次；

(2)試樁沉降相對穩定標准：載入時每級荷載維持時間不少於1h，最後以15min時間間隔的樁頂沉降增量小於相鄰15min時間間隔的樁頂沉降增量；

(3)當樁頂沉降速率達到相對穩定標准時，再施加下一級荷載；

(4)卸載時，每級荷載維持15min，在第5min、15min測讀樁頂沉降量後，即可卸下一級荷載；卸載至零後，應測讀樁頂殘余沉降量，測讀時間為第5min、10min、15min、30min，以後每隔30min測讀一次，總維持時間為2h。

五、單樁豎向極限承載力確定方法

(1)作荷載—沉降(Q—S)曲線、S—lgt曲線和其他輔助分析所需的曲線；

(2)當陡降段明顯時，取相應於陡降段起點的荷載值為單樁豎向極限承載力；

(3)如果在某級荷載作用下，樁頂沉降量大於前一級荷載作用下沉降量的2倍，且經24h尚未達到穩定標准，單樁豎向抗壓極限承載力值取前一級荷載值；

(4)Q—S曲線呈緩變型時，取樁頂總沉降量S=40mm所對應的荷載值為單樁豎向極限承載力，當樁長大於40m時，宜考慮樁身的彈性壓縮。根據沉降量確定極限承載力的基本原則是，盡可能挖掘樁的極限承載力而又保證有足夠的安全儲備。對直徑D大於或等於800mm的樁，可取Q—S曲線上S=0.05 D對應的荷載值；

(5)單樁豎向抗壓極限承載力，取S—lgt曲線尾部出現明顯向下彎曲的前一級荷載值；

(6)如果因為已達載入反力裝置或設計要求的最大載入量，或錨樁上拔量已超出允許值而終止載入時，若樁的總沉降量不大，樁的豎向抗壓極限承載力取值為不小於實際最大試驗荷載值；

(7)參加統計的試樁，當滿足其極差不超過平均值的30%時，可取其平均值作為單樁豎向極限承載力。極差超過平均值的30%時，宜增加試樁數量並分析離差過大的原因，並結合工程具體情況，確定極限承載力(對樁數為3根及3根以下的柱下樁台，取最小值)；

(8)以外推法求樁的豎向抗壓極限承載力：在許多情況下，樁的靜載試驗載入往往達不到極限荷載而終止試驗；對工程樁的試驗也不允許將樁壓至極限破壞狀態，這給判定樁的極限承載力造成一定困難。根據研究和大量經驗對比，已經建立了一些擬合數學模型和應用實測Q—S曲線的作圖方法，用來推測終止試驗後的Q—S曲線，並確定樁的極限承載力。

1.作圖法

在Q—S曲線段上，選取曲率變化較大的一段曲線，在該曲線段兩側取兩點(如圖2-19中M₁，M₆)，把這2點對應的樁頂沉降等分成若干相等的沉降量ΔS(一般不少於四等分)，過各等分點作Q軸平行線與Q— S曲線相交得點M₂、M₃、M₄……，過上述各交點作S軸的平行線與Q軸相交，得P₁、P₂、P₃、P₄……，過上述各點作與Q軸成45 度的斜線P₁A、P₂B、P₃C、P₄D……，P₁A 與 M₂P₂的上延長線交於A點、P₂B與M₃P₃的上延長線交於B點、P₃C與M₄P₄的上延長線交於C點……，作一條過上述各點的直線AG，上述各點大致落在一條直線上，該直線與Q軸的交點F對應的Q值，即為單樁豎向抗壓極限承載值Q_u，如圖2-19所示。

圖2-19 作圖法求單樁豎向抗壓極限承載值Q_u

2.雙曲線法

雙曲線法又稱斜率倒數法。假設樁的靜載試驗Q—S曲線為一雙曲線，其方程可寫成：

土體原位測試與工程勘察

式中：M，C為待定參數。其確定方法是：在Q—S曲線的已知段選取兩個點(Q₁，S₁)，(Q₂，S₂)，按式(2-32)、式(2-33)求得待定參數M，C為：

土體原位測試與工程勘察

土體原位測試與工程勘察

3.最小二乘法

用最小二乘法對實測Q—S數據進行擬合，則有：

土體原位測試與工程勘察

土體原位測試與工程勘察

土體原位測試與工程勘察

式中：S_i為樁測點處樁身沉降量(mm)；Q_i為測點處的樁身軸力(kPa)。

在數學意義上，樁的極限承載力值Q_f為：

土體原位測試與工程勘察

工程中，樁的極限承載力值Q_u為：

土體原位測試與工程勘察

也可取沉降量等於40mm所對應的荷載做為樁的極限承載力值：

土體原位測試與工程勘察

4.指數方乘法

假設Q—S曲線為指數曲線時，則有如下的方程式：Q=Q_u(1-e^-αs)，經數學變換後得：

土體原位測試與工程勘察

式中：Q為樁所受軸向靜荷載(kPa)；Q_u同上；α為擬合系數，取值詳見國家標准 GB/T19496-2004《鑽心檢測離心高強混凝土抗壓強度試驗方法》。

圖2-20 用指數方乘法求樁的極限承載力值

S-lg(1-Q/Q_u)為一直線，根據Q_u可能的大概范圍，可假設若干個Q_u，再根據靜載試驗結果(Q_i，S_i)，計算出lg(1-Q/Q_u)，用S-lg(1 Q/Q_u)法可以繪出若干根指數曲線。若Q_u小於真實值時，曲線向上彎曲；若Q_u大於真實值時，曲線向下彎曲。在上彎與下彎曲線之間必可得一根近似直線，對應於該近似直線的Q_u，即為樁的極限荷載(圖2-20)。

六、單樁豎向抗壓承載力特徵值R_a的確定

無論載入速率的快慢，應按參加統計的試樁數取試驗值的平均值，並要求其極差不得超過平均值的30%。取此平均值的一半作為單樁豎向抗壓承載力特徵值R_a。

《建築地基基礎設計規范》(GB 50007—2002)規定，單樁豎向抗壓承載力特徵值R_a為單樁豎向抗壓極限承載力統計值的1/2(即：單樁豎向抗壓極限承載力統計值除以安全系數2)。

七、多年凍土地基單樁豎向靜載荷試驗

多年凍土中試樁施工後，應待凍土地溫恢復正常後再進行載荷試驗。試驗樁宜經過一個冬期後再進行試驗。試樁時間宜選在夏末、冬初，地溫出現最高值的一段時間內進行。

單樁靜載荷試驗視試驗條件和試驗要求不同，可選用：慢速維持荷載法或快速維持荷載法進行試驗：

A.採用慢速維持荷載法時，應符合下列要求：

載入級數不應少於6級，第一級荷載應為預估極限荷載的1/4倍，以後各級荷載可為極限荷載的0.15倍，累計試驗荷載不得小於設計荷載的2倍；

在某級荷載作用下，樁在最後24h內的下沉量不大於0.5mm時，應視為下沉已穩定，方可施加下一級荷載；在某級荷載作用下，連續10d達不到穩定時，應視為樁-地基系統已遭破壞，可終止載入；

試驗的測讀時間，應符合下列規定：

a)沉降：載入前讀一次，載入後讀一次，此後每2h讀一次。在高載下，當樁下沉加快時，觀測次數應增加，縮短間隔時間；

b)地溫：每24h觀測一次。

卸載時的每級荷載值為載入值的兩倍。卸載後應立即測讀樁的變位，此後每2h測讀一次，每級荷載的延續時間為12h，卸載期間應照常觀測地溫。

B.採用快速維持荷載法時，應符合下列要求：

快速加荷時每級荷載的間隔時間，應視樁周凍土類型和凍土條件確定，一般不得小於24h，且每級荷載的間隔時間應相等；

載入的級數一般不得少於6～7級，荷載級差可採用預估極限荷載的0.15倍。當樁在某級荷載作用下產生迅速下沉時，或樁頭總下沉量超過40mm時，即可終止試驗；

快速載入時，樁頂下沉和地溫的觀測要求，應與上述慢速載入時相同。

C.多年凍土地基單樁豎向極限承載力的確定，應符合下列規定：

慢速載入時，破壞荷載的前一級荷載，即為樁的極限荷載；

快速載入時，找出每級荷載下樁的穩定下沉速度(即穩定蠕變速率)，並繪制樁的流變曲線圖(圖2-21)，曲線延長線與橫坐標的交點F應作為樁的極限長期承載力。

圖2-21 樁的流變曲線示意圖

多年凍土地基單樁豎向靜載荷試驗設計值的取值，應符合下列規定：

慢速載入時，應按參加統計的試樁數，取試驗值的平均值，並要求其極差不得超過平均值的30%，取此平均值的一半作為單樁承載力的設計值。

快速載入時，應按參加統計的試樁數取試驗值的平均值，並要求其極差不得超過平均值的30%，取此平均值的一半作為單樁承載力的設計值。

⑹ 建築專業 什麼是靜載荷試驗 什麼又叫做承載力檢測

靜載荷試驗：是指在樁頂部逐級施加豎向壓力、豎向上拔力或水平推力，觀測樁頂部隨時間產生的沉降、上拔位移或水平位移，以確定相應的單樁豎向抗壓承載力、單樁豎向抗拔承載力或單樁水平承載力的試驗方法。
目的：靜載試驗採用接近於豎向抗壓樁的實際工作條件的試驗方法，確定單樁豎向（抗壓）極限承載力，作為設計依據，或對工程樁的承載力進行抽樣檢驗和評價。當埋設有樁底反力和樁身應力、應變測量元件時，尚可直接測定樁周各土層的極限側阻力和極限端阻力。除對於以樁身承載力控制極限承載力的工程樁試驗載入至承載力設計值的1.5-2倍外，其餘試樁均應載入至破壞。
承載力檢測：是一種通過現場直接試驗確定承載力的方法。包括（靜）載荷試驗、靜力觸探試驗、標准貫入試驗、旁壓試驗等，其中以載荷試驗法為最可靠的基本的原位測試法。（2）是根據土的抗剪強度指標計算的理論公式確定承載力的方法。

⑺ 什麼是靜力荷載試驗

將靜止的荷載作用於橋樑上的指定位置，以便能夠測試出結構的靜應變、回靜位移以及裂答縫等等，從而推斷橋梁結構在荷載作用下的工作狀態和使用能力的試驗稱為靜力荷載試驗。 從橋梁結構來說，靜載往往是指以緩慢速度行駛到橋上指定荷重級別的車輛荷載。當試驗現場條件受限制時，有時也以施加荷重（如堆置鑄鐵塊、水泥、預制塊件、水箱等）或者以液壓千斤頂裝置施力等方式來模似某一等級的車輛荷載，藉以達到試驗的目的。 橋梁靜載試驗目的有： （1）檢驗橋梁結構設計與施工質量； （2）驗證橋梁結構設計理論和計算方法； （3）直接了解橋梁結構承載情況，藉以判斷橋梁結構實際的承載能力； （4）積累科學技術資料，充實與發展橋梁計算理論和施工技術。

⑻ 靜力荷載試驗的載入方式是什麼

靜載試驗的載入設備可以根據載入要求及具體條件選用，一般有以下兩種載入方式：
1 可行式車輛。可以選用裝載重物的汽車或平板車，也可就近利用施工機械車輛。採用車輛載入的優點很多，便於調運和載入布置，加卸載迅速等。採用汽車荷載既能作靜載試驗又能作動載試驗，這是較常採用的一種方法。
2 重物直接載入。一般可以按控制荷載的著地輪跡先搭設承載架，再在承載架上堆放重物或設置水箱進行載入。如載入僅為滿足控制截面內力要求，也可採用直接在橋面堆放重物或設置水箱的方法載入。重物直接載入准備工作量大，加卸載所需周期一般較長，交通中斷時間亦較長，且試驗時溫度變化對測點的影響較大，因此宜安排在夜間進行試驗。

⑼ 什麼是靜力荷載

靜力荷載一般指靜力載荷試驗，靜力載荷試驗（plate load test，縮寫PLT）是工程地質上的一種現場試驗，指通過一定垂直壓力測定土在天然產狀條件下的變形模量、

土的變形隨時間的延續性及在載荷板接近於實際基礎條件下估計地基承載力等。靜力載荷試驗應在建築物基礎砌置深度的承壓層中進行。

當需要測定黃土的濕陷性時，可在試驗中進行人工注水。由於取樣方法的改進以及其他先進現場試驗方法的出現，現場靜力載荷試驗已漸遜色，但仍可與其他方法校核使用。

(9)靜力載荷實驗的裝置由擴展閱讀

復合地基承載力的分析和確定被認為是復合地基設計最困難的問題之一，最直接的確定方法是通過對實際的樁進行靜載荷現場試驗來測定，因而它不僅可以反映場地土質變化對樁承載力的影響，而且也能反映試樁本身狀況( 如實際樁徑、樁長、垂直度和入持力層的深度等) 對承載力的影響，

所以比較真實可靠。水泥土樁復合地基一般是處理軟土、粉土和含水量較高且地基承載力較低的粘性土等地基，對於不同的樁間土及不同水泥摻入比的樁，其樁土荷載分擔比不同，樁間土承載力的發揮存在較大差異。

⑽ 樁基及復合地基靜載荷試驗幾種反力裝置的

ABSTRACT：That the middle having introced that pole base is loaded with an experiment quietly is in common use several brief species have opposed the force device , have discussed that several kinds, this opposes excellent force device shortcoming and applies condition and. 關鍵詞：樁基；靜載試驗；反力裝置 Key words:Pole base; Static test; Oppose the force device1 引 言 基樁工程質量的好壞主要取決於2個因素，即承載能力與樁身質量，而承載力是二者中的主要因素，對於復合地基來說承載力更是檢驗地基處理效果 最主要因素。承載力的准確測試對於各類建築物、構築物的基礎設計乃至上部結構的設計都至關重要。長期以來，國內外確定承載力的方法很多，總的可分為兩大類：第一類是對工程現場試樁或復合地基進行靜載荷試驗和動力檢測；第二類是通過其它手段。對樁基來說，可以通過分別得出樁端阻力和樁身的側阻力後根據公式（1－1）計算求得。 Ra=Up∑qsiali+qpa"Ae （1－1） 對於復合地基來說，可以通過靜探、動探確定土體或樁體的承載力，根據樁土承擔比確定其承載力。基樁及復合地基檢測的最主要目的就是確定其承載力，而靜載荷試驗是國內外公認的檢測承載力最直觀、最可靠的方法，並且越來越廣泛的應用與工程中。 靜載試驗主要分為水平靜載和豎向兩種。豎向靜載試驗就是模擬建築物作用在樁體或地基上的自重力，一般通過千斤頂對樁體或地基施加荷載，測讀其在一定時間里的沉降量，從而得出荷載與沉降量的關系曲線通過對曲線的分析確定其豎向承載力的大小；水平靜載試驗一般只對樁基來做，主要是通過對樁體施加水平力，得出水平力–時間–位移曲線、水平力–位移梯度）曲線、水平力–位移雙對數曲線，根據對曲線的分析確定其水平承載力的大小。不論是水平靜載試驗還是豎向靜載試驗，其反力裝置都是試驗成敗的關鍵，但水平靜載反力要求相對較小，反力裝置相對簡單，在本文中就不多介紹，本文主要介紹豎向靜載試驗幾種常用反力裝置。