抗壓靜載實驗載入反力裝置

『壹』 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。

『貳』 靜載試驗的試驗裝置

靜載試驗一般採用油壓千斤頂載入，千斤頂的載入反力裝置可根據現場實際條件取。
2.1 錨樁橫梁反力裝置（圖C-1）：
錨樁、反力梁裝置能提供的反力應不小於預估最大試驗荷載的1.2-1.5倍。
採用工程樁作錨樁時，錨樁數量不得少於4根，並應對試驗過程錨樁上拔量進行監測。
2.2 壓重平台反力裝置：壓重量不得少於預估試樁破壞荷載的1.2倍；壓重應在試驗開始後分級施加，並均勻 穩固放置於平台上；
2.3 錨樁壓重聯合反力裝置：當試樁最大載入量超過錨樁的抗拔能力時，可在橫樑上放置或懸掛一定重物，由 錨樁和重物共同承受千斤頂載入反力。
千斤頂平放於試樁中心，當採用2個以上千斤頂載入時，應將千斤頂並聯同步工作，並使千斤頂的合力通過試樁中心。

『叄』 樁基靜載試驗的常見反力裝置

靜載試驗中，作用於樁上的荷載一般由反力裝置提供。反力裝置的易用程度直接影響著試驗的過程和結果，常用的有堆載反力裝置和錨樁反力裝置。
（1）堆載反力裝置就是在樁項使用鋼梁設置一承重平台，上堆重物，依靠放在樁頭上的千斤頂將平台逐步項起，從而將力施加到樁身。反力裝置的主梁可以選用型鋼，也可用自行加工的箱梁，平台形狀可以根據需要設置為方型或矩形，堆載用的重物可以選用砂袋、混凝土預制塊等。
（2）錨樁反力裝置在具體的應用中又可根據反力錨的不同分為兩種：將反力架與錨樁連接在一起提供反力的，俗稱錨樁反力裝置。
錨樁反力裝置就是將被測樁周圍對稱的幾根錨樁用錨筋與反力架連接起來，依靠樁頂的千斤頂將反力架頂起，由被連接的錨樁提供反力，提供反力的大小由錨樁數量，反力架強度和被連接錨樁的抗拔力決定。錨樁反力裝置一般不會受現場條件和載入噸位數的限制，當條件允許，採用工程樁作錨樁是最經濟的，但在試驗過程中需要觀測錨樁的上拔量，以免拔斷，造成工程損失。
錨桿反力裝置是將幾只螺旋鑽鑽入地下或在岩基中植入錨桿，使用地錨提供反力，俗稱錨桿反力裝置。小噸位基樁、復合地基以及岩基載荷板試驗，小巧易用的地錨就顯示出了工程上的便捷性。地錨根據螺旋鑽受力方向的不同可分為斜拉式(也即傘式)和豎直式，斜拉式中的螺旋鑽受土的豎向阻力和水平阻力的影響，豎直式中的螺旋鑽只受土的豎向阻力的影響，而在基岩中植入錨桿主要受基岩自身的強度及植入深度的影響。

『肆』 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㎜）

『伍』 地基承載力靜載檢測

建築地基處理技術規范JGJ79_2002 建築地基基礎施工質量驗收規范GB50202-2002 。單樁豎向抗壓靜載試驗

C.0.1 試驗目的: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。

C.0.2 試驗載入裝置：一般採用油壓千斤頂載入，千斤頂的載入反力裝置可根據現場實際條件取。
C.0.2.1 錨樁橫梁反力裝置（圖C-1）：
錨樁、反力梁裝置能提供的反力應不小於預估最大試驗荷載的1.2-1.5倍。
採用工程樁作錨樁時，錨樁數量不得少於4根，並應對試驗過程錨樁上拔量進行監測。

C.0.2.2 壓重平台反力裝置：壓重量不得少於預估試樁破壞荷載的1.2倍；壓重應在試驗開始前一次加上，並均勻穩固放置於平台上；

C.0.2.3 錨樁壓重聯合反力裝置：當試樁最大載入量超過錨樁的抗拔能力時，可在橫樑上放置或懸掛一定重物，由錨樁和重物共同承受千斤頂載入反力。
千斤頂平放於試樁中心，當採用2個以上千斤頂載入時，應將千斤頂並聯同步工作，並使千斤頂的合力通過試樁中心。

C.0.3 荷載與沉降的量測儀表：荷載可用放置於千斤頂上的應力環、應變式壓力感測器直接測定，或採用聯於千斤頂的壓力表測定油壓，根據千斤頂率定曲線換算荷載。試樁沉降一般採用百分表或電子位移計測量。對於大直徑樁應在其2個正交直徑方向對稱安置4個位移測試儀表，中等和小直徑樁徑可安置2個或3個位移測試儀表。沉降測定平面離樁頂距離不應小於0.5倍樁徑，固定和支承百分表的夾具和基準梁在構造上應確保不受氣溫、振動及其他外界因素影響而發生豎向變位。

C.0.5 試樁製作要求

C.0.5.1 試樁頂部一般應予加強，可在樁頂配置加密鋼筋網2-3層，或以薄鋼板圓筒作成加勁箍與樁頂混凝土澆成一體，用高標號砂漿將樁頂抹平。對於預制樁，若樁頂未破損可不另作處理。

C.0.5.2 為安置沉降測點和儀表，試樁頂部露出試坑地面的高度不宜小於600mm，試坑地面宜與樁承台底設計標高一致。

C.0.5.3 試樁的成樁工藝和質量控制標准應與工程樁一致。為縮短試樁養護時間，混凝土強度等級可適當提高，或摻入早強劑。

C.0.6 從成樁到開始試驗的間歇時間：在樁身強度達到設計要求的前提下，對於砂類土，不應少於10d；對於粉土和粘性土，不應少於15d；對於淤泥或淤泥質土，不應少於25d。

C.0.7 試驗載入方式：採用慢速維持荷載法，即逐級載入，每級荷載達到相對穩定後加下一級荷載，直到試樁破壞，然後分級卸載到零。當考慮結合實際工程樁的荷載特徵可採用多循環加、卸載法（每級荷載達到相對穩定後卸載到零）。當考慮縮短試驗時間，對於工程樁的檢驗性試驗，可採用快速維持荷載法，即一般每隔一小時加一級荷載。

C.0.8 加卸載與沉降觀測：
C.0.8.1 載入分級：每級載入為預估極限荷載的1/10-1/15，第一級可按2倍分級荷載加荷；
C.0.8.2 沉降觀測：每級載入後間隔5、10、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。每次測讀值記入試驗記錄表；
C.0.8.3 沉降相對穩定標准：每一小時的沉降不超過0.1mm,並連續出現兩次（由1.5h內連續三次觀測值計算），認為已達到相對穩定，可加下一級荷載。
C.0.8.4 終止載入條件：當出現下列情況之一時，即可終止載入：
（1）某級荷載作用下，樁的沉降量為前一級荷載作用下沉降量的5倍；
（2）某級荷載作用下，樁的沉降量大於前一級荷載作用下沉降量的2倍，且經24h尚未達到相對穩定；
（3）已達到錨樁最大抗拔力或壓重平台的最大重量時。
C.0.8.5 卸載與卸載沉降觀測：每級卸載值為每級載入值的2倍。每級卸載後隔15min測讀一次殘余沉降，讀兩次後，隔30min再讀一次,即可卸下一級荷載，全部卸載後隔3-4h再讀一次。

C.0.9 試驗報告內容及資料整理

C.0.9.4 確定單樁豎向極限承載力:一般應繪Q-s,s-lgt曲線，以及其他輔助分析所需曲線：
C.0.9.5 當進行樁身應力、應變和樁底反力測定時，應整理出有關數據的記錄表和繪制樁身軸力分布、側阻力分布、樁端-阻力荷載、樁端阻力-沉降關系等曲線；
C.0.9.6 按第C.0.10條和第C.0.11條確定單樁豎向極限承載力標准值。

C.0.10 單樁豎向極限承載力可按下列方法綜合分析確定：
C.0.10.1 根據沉降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；
C.0.10.2根據沉降量確定極限承載力：對於緩變型Q-s曲線一般可取s=40-60mm對應的荷載,對於大直徑樁可取s=0.03-0.06D(D為樁端直徑,大樁徑取低值,小樁徑取高值)所對應的荷載值；對於細長樁（l/d＞80）可取s=60-80mm對應的荷載；
C.0.10.3 根據沉降隨時間的變化特徵確定極限承載力，取s-lgt曲線尾部出現明顯向下彎曲的前一級荷載值。

『陸』 靜載實驗過不了需要擴大載入幾根

若擴大兩倍，一根不合格擴大檢測是二根。
靜載實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。
試驗載入裝置一般採用油壓千斤頂載入，千斤頂的載入反力裝置可根據現場實際條件取。

『柒』 單樁豎向抗壓靜載試驗載入反力裝置應符合那些規定

載入反力裝置可根據現場條件選擇錨樁橫梁反力裝置、壓重平台反力裝置、錨樁壓重聯合反力裝置、地錨反力裝置，並應符合下列規定：
（1） 載入反力裝置能提供的反力不得小於最大載入量的1.2 倍。
（2） 應對載入反力裝置的全部構件進行強度和變形驗算。
（3） 應對錨樁抗拔力（地基土、抗拔鋼筋、樁的接頭）進行驗算；採用工程樁作錨樁時，錨樁數量不應少於4 根，並應監測錨樁上拔量。
（4） 壓重宜在檢測前一次加足，並均勻穩固地放置於平台上。
（5） 壓重施加於地基的壓應力不宜大於地基承載力特徵值的1.5 倍，有條件時宜利用工程樁作為堆載支點。

『捌』 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。

『玖』 什麼是靜載試驗

靜載試驗英來文翻譯：Static Load Testing。是源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。

(9)抗壓靜載實驗載入反力裝置擴展閱讀：

靜載試驗-試驗載入方式

採用慢速維持荷載法，即逐級載入，每級荷載達到相對穩定後加下一級荷載，直到試樁破壞，現場圖片然後分級卸載到零。當考慮結合實際工程樁的荷載特徵可採用多循環加、卸載法（每級荷載達到相對穩定後卸載到零）。當考慮縮短試驗時間，對於工程樁的檢驗性試驗，可採用快速維持荷載法，即一般每隔一小時加一級荷載。

『拾』 CFG樁的檢測問題

CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑和砂加水拌和形成的高粘結強度樁，和樁間土、褥墊層一起形成復合地基。
檢測方法：
1、低應變反射波法是目前使用較為廣泛的低應變動力檢測方法，其基本原理是：一維桿件的波動理論，通過在樁頂施加激振信號產生應力波，該應力波沿樁身傳播過程中，遇到不連續界面（如蜂窩、夾泥、離析、斷裂等缺陷）和樁底面時，將產生反射波。
低應變檢測就是通過分析反射波的傳播時間、幅值、波形特徵和頻譜等信息來分析基樁的完整性和判定缺陷的程度及位置。
2、單樁豎向抗壓靜載試驗通過在樁頂施加荷載以及觀測樁的沉降量來確定單樁豎向的承載力。抗壓靜載試驗能夠提供明確的單樁豎向極限承載力標准值的數據，為樁基工程設計的依據。靜載試驗的載入反力裝置可根據現場條件選擇錨樁橫梁反力裝置、壓重平台反力裝置、錨樁壓重聯合反力裝置、地錨反力裝置。載入應分級進行，採用逐級等量載入；分級荷載為最大載入量或極限承載力的1/10，其中第一級取分級荷載的2倍。每級荷載施加後按要求測讀沉降量，當樁頂沉降速率達到相對穩定標准時，再施加下一級荷載。卸載應分級進行，每級卸載量取分級荷載的2倍，逐級等量卸載。
3、鑽芯法採用鑽機在符合規范要求的鑽孔位置進行鑽孔取芯。鑽芯法適用於檢測混凝土灌注樁的樁長、樁身混凝土強度、樁底沉渣厚度和樁身完整性，判定或鑒別樁端持力層岩土性狀。