静力载荷实验的装置由

⑴ 静力载荷试验

静力载荷试验是工程地质上的一种现场试验，指通过一定垂直压力测定土在天然产状条件下的变形模量、土的变形随时间的延续性及在载荷板接近于实际基础条件下估计地基承载力等。静力载荷试验应在建筑物基础砌置深度的承压层中进行。当需要测定黄土的湿陷性时，可在试验中进行人工注水。由于取样方法的改进以及其他先进现场试验方法的出现，现场静力载荷试验已渐逊色，但仍可与其他方法校核使用。 静力荷载试验分为平板试验，螺旋板荷载试验，深层平板荷载试验等。 试验目的：确定地基土的临塑荷载，极限荷载，为评定地基土的承载力提供依据；估算地基土的变形模量，不排水抗剪强度和基床反力系数。实验设备：承压板、加荷系统、反力系统和量测系统。技术要求：试验点应布置在场地中有代表性的位置，每个场地不少于3个。浅层平板载荷试验的试坑宽度或直径不应小于承压板宽度或直径的三倍。避免试坑或试井底部的岩石受到扰动而破坏其原有的结构和湿度。静载荷试验宜采用圆形刚性承压板。加载方式应采用分机维持和在沉降相对稳定法。应用：确定地基土的承载力。确定地基土变形模量。估计地基土的基床反力系统。估计地基土的不排水抗剪强度Cu。

⑵ 什么是桩基静载荷试验

静载荷试验：是指复按桩的使用功制能，分别在桩顶逐级施加轴向压力、轴向上拔力或在桩基承台底面标高一致处施加水平力，观测桩的相应检测点随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移，根据荷载与位移的关系（即Q~S曲线）判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。它是目前检验桩基（含复合地基、天然地基）承载力的各种方法中应用最广的一种，且被公认为试验结果最准确、最可靠，被列入各国桩基工程规范或规定中。该试验手段利用各种方法人工加荷，模拟地基或基础的实际工作状态，测试其加载后承载性能及变形特征。其显著的优点是受力条件比较接近实际，简单易用，试验结果直观而易于为人们理解和接受；但是试验规模及费用相对较大。 静载荷试验类型：根据试验对象可分为地基土浅层平板载荷试验、深层平板载荷试验、复合地基载荷试验、岩基载荷试验、桩（墩）基载荷试验、锚杆（桩）试验；根据加载方式可分为：竖向抗压试验、竖向抗拔试验、水平载荷试验。 试验使用设备：千斤顶 荷重传感器 位移传感器 百分表

⑶ 桩基奥氏法静载荷试验

(Osterberg Cell Load Test，简称为“O-Cell试验”)

一、奥氏法静载荷试验简介

随着大直径、超长桩不断被许多大型工程所采用，这类桩的荷载试验所需的费用和周期都急剧增加。对高承载力(＞10000kN)桩，载荷试验方法，是将千斤顶放置在桩的底部，千斤顶的作用是，在向上顶起桩身的同时，也向下挤压桩端土，使形成的桩的摩阻力和端阻力互为反力，可测得一条与桩顶施加荷载反方向的荷载—位移曲线，通过适当换算后得到相当于桩顶加荷的承载力和位移关系的Q—S曲线，这样就解决了大吨位桩竖向承载力现场试验问题，它既有利于指导设计，还可以解决受场地和设备条件限制无法进行大型、超大型单桩竖向承载力原位试验问题。

这种方法在国外被冠名为Osterberg试桩法，在国内有叫做自平衡试桩。

Osterberg法已成功地应用到钻孔桩、壁板桩、打入式钢管桩及预制混凝土桩等桩型中，最大可提供多达220 MN的试验载荷，测试深度达100m以上，桩径可达3m。

二、Osterberg试桩法的试验装置

试验装置的主要设备是经特别设计的液压千斤顶式的荷载箱(也称为压力单元)。根据测试目的不同，荷载箱既可以安置到桩底，也可安置到桩的中间部位。荷载箱可回收，也可是一次性的。可回收的荷载箱一般放置在空心预制桩离桩底不远的内部，用一对精细加工的卡口，事先浇筑、固定在试验桩内部桩端。试验时，将荷载箱放到卡口的位置，顺时针旋转90°将荷载箱锁住；试验后，再逆时针旋转90°将其卸下供重复使用。

现以钢管打入桩为例，说明Osterberg试桩法的试验装置。

图2-29为荷载箱被焊于钢管桩的底端，荷载箱由活塞、顶盖、箱壁三部分组成。箱壁由较厚的钢板制成，其外径与桩的外径相同，活塞底的承压板外径略大于桩外径。顶盖与活塞均用钢材制成，顶盖呈漏斗状，漏斗口内有螺纹以安装输压竖管；活塞顶面有锥形孔，孔内有螺纹与测位移的芯棒连接。当荷载箱随桩打入设计标高后，将输压竖管与荷载箱顶盖拧紧连接，再在输压竖管中插入芯棒与千斤顶活塞拧紧连接。芯棒的外径小于输压竖管的内径，以便从输压竖管和芯棒的间隙中为千斤顶输油。输压竖管的顶部装有密封圈来定位芯棒和密封油路，密封圈应不影响芯棒上下自由位移。试验时，油压通过液压输入口后经输压竖管与芯棒之间的环状空隙传至荷载箱内，随着压力增大，活塞与顶盖被推开，推动桩体向上移动和通过承压板压缩桩端土；此时，桩侧阻力与桩端阻力随之发挥作用。用输油压力表可控制、监测、换算施加的压力大小。一只千分表支承在基准梁上，与芯棒相连，测量活塞向下的位移；一只千分表与输压竖管相，连测量顶盖向上的位移；另一只千分表与桩顶相连，测量桩顶向上的位移。桩顶向上的位移与桩底向上的位移之差，就是加荷时桩身摩阻力所引起的桩身弹性压缩。

图2-29 Osterberg试验装置示意图

图2-30 灌注桩Osterberg试验示意图

图2-31 Osterberg试验现场(from LOADTEST International Inc)

对于大直径钻孔灌注桩和人工挖孔桩的Osterberg试验法，应首先清孔底、注混凝土浆、找平、使荷载箱能受力均匀；将Osterberg法的荷载箱焊接于钢筋笼底部，做好输压竖管与顶盖、芯棒与活塞之间的连接工作；然后下放至孔底后灌注混凝土，待混凝土强度等级达到设计要求后，进行试桩。

对于预制混凝土打入桩，早期的一般做法是：在桩预制时将输压竖管预埋于桩身中，并将桩底做成平底，预埋一块桩底钢板，然后将桩起吊就位，用4只大螺栓将荷载箱迅速安装于桩底钢板上。近年的做法是：将荷载箱的箱盖直接浇注在桩身底部。Osterberg静载试验现场情况见图2-30、图2-31所示。

三、基本原理

如图2-32所示，常规桩顶加载试验的桩顶荷载P等于桩侧摩阻力F和桩端阻力Q之和，即：P=F+Q(不计试桩前桩身自重W在桩端的反力)。奥氏法通常在桩底端预埋一个荷载箱，试桩时通常采用荷载箱在桩底部产生向上、向下两个方向的荷载P₀，向上的荷载P₀=W+F，向下的荷载为桩身自重与由加载产生的端部反力增量Q之和，即：P₀=W+Q，受力机理和桩顶加载相同。该两种试桩方法的荷载换算如下：

P=F+Q=(P₀-W)+(P₀-W)；P=2(P₀-W) (2-43)

式中：荷载箱加荷量P₀=液压表读数×荷载箱标定常数。

四、试验结果分析

确定单桩极限承载力一般应绘制Q—S_上，Q—S_下曲线和S_上—lgt，S_下—lgt，S_上—lgQ，S_下—lgQ等曲线。

根据位移随荷载的变化特征确定极限承载力对于陡降型Q—S曲线，取Q—S曲线发生明显陡降的起始点；对于缓变形Q—S曲线，按位移值确定极限值，即：极限侧阻Q_u上取S_上=40～60mm 对应的荷载；极限端阻Q_u下取S_下=40～60mm对应的荷载。当S—lgt尾部有明显弯曲时，取其前一级荷载为极限荷载。

图2-32 Osterberg载荷试验原理

分别求出上、下段桩的极限承载力Q_u上和Q_u下，然后考虑桩自重影响，求出单桩竖向抗压极限承载力，如式(2-44)所示：

Q_u=(Q_u上-W)/γ+Q_u下 (2-44)

式中：γ为桩端体土的重度(kN/m³)，对于粘性土、粉土取0.8；对于砂土取0.7；W为荷载箱上部桩的自重(kN)。

五、问题探讨

现行的设计规范，均需由桩顶加载试验所确定的极限承载力，因此，需将O-Cell试验资料进行转换，才能获得与现行规范相应的测试指标。转换建立在下列三个假设基础之上：

(1)桩体向上产生的土体剪切力和顶部加载时桩体向下产生的土体剪切力是相等的；

(2)O-Cell试验加载时桩端支承力变化和顶部加载时完全相同；

(3)桩体为刚性，暂不计其压缩量。

显然，这些假设肯定会对试验结果产生影响：

1.首先是桩身自重问题

传统载荷试验方法不计桩自重的作用，Osterberg试桩法在计算土向下侧摩阻力时，将荷载箱向上顶力减去桩自重W；转换到桩顶加载模式时，为了不计自重影响，还应再次减去这段桩自重。这对中、小力型桩不会有显著的误差，但对自重近千吨的大型桩，显然是不适宜的。

2.端承力、侧摩阻的极限值和变形问题

当侧摩阻力进入极限状态时，土体剪切变形产生的位移量较小——粘性土一般在5～10mm左右，而砂性土则略有增加；而端承力极限状态时的沉降，则多为50～100mm。在某一极限沉降量时，桩侧和桩端承载力不可能同时进入极限状态。为了解决此问题，必须找准平衡点位置，使O-Cell向上及向下加载都达到极限或至少相近，但要找准它是极其困难的。因此，将桩侧和桩端极限承载力之和作为桩顶加载试验的极限承载力，需要进一步探讨。

3.桩身压缩问题

桩顶加载时桩顶沉降量包含了桩身压缩。而Osterberg试桩法不计桩身的压缩量，这是一个较大问题。对大量中、小型桩，桩身压缩量大都为1～3mm；误差尚可接受；但对桩直径2m以上、长达百余米的大型桩，其桩身压缩量随荷载增加而增大，实测的桩身压缩量常达20～30mm。因此，桩体为刚性、暂不计压缩量这条假设亟需修正。

国内试桩规范有的取40mm桩顶沉降量作为试桩终止加荷载判据或极限荷载选取标准，这对桩身压缩量达20～30mm的大型桩是不适合的，应以加载曲线出现拐点作为判断标准为宜。若在无明显拐点时，可考虑选用国内现有的规范所建议的3%～5%D(桩径)的沉降标准。

4.载荷试验后对试验桩的补强处理

工程桩在进行承载力自平衡法深层载荷试验后，试验将会使桩端载荷箱部位与持力层之间形成一个小的缝隙，该缝隙对桩的承载能力有一定影响。为了消除这种不良影响，应采取如下两种办法处理，以使试验桩的竖向承载力能达到原设计指标：

(1)利用位移棒护管(图2-32)，直接用M₁₀高强度水泥浆对试桩桩底进行注浆补强处理，使试验产生的缝隙用高强度水泥浆充实，并对载荷箱起到防止渗水锈蚀作用；

(2)试验桩施工时应将试验桩的桩端直径适当放大，以抵消试验部位对桩端阻力的影响。

⑷ 简述静载荷试验的观测仪器主要有哪些

1、反力装置：设计承载力特征值均为200kPa，反力设备按最大60t～80t准备，在如图1所示的事专先砌筑的砖墙上放属置8根6m长的工字钢作为载荷平台，载荷平台上周围用土袋码砌，然后装入砂土作为荷重。

2、测力装置：采用100t油压千斤顶加压，千斤顶型号：QYL100，额定起重量：100t，最低高度≤335㎜，起重高度≥180㎜。
3、载荷板：荷载板采用1㎡的方形钢板和圆形钢板以及0.866㎡的圆形钢板。为防止载荷板产生翘曲变形，又在载荷板上面放置边长为0.8m的方形钢板和直径为0.8m的圆形钢板。
4、变形测量装置：百分表（精度0.01㎜）

⑸ 静力基桩载荷试验

桩基工程属隐蔽工程，桩基质量直接关系到建筑物安全，出现问题后的加固及处理难度大，因而，桩基检测是桩基工程施工中的一个重要的环节。

基桩检测大致可分为三种方法：

1.直接法

承载力检测包括：单桩竖向抗压(拔)静载试验和单桩水平静载试验。单桩竖向抗压(拔)静载试验，用来确定单桩竖向抗压(拔)极限承载力，判定工程桩竖向抗压(拔)承载力是否满足设计要求，同时可以在桩身或桩底埋设测量应力(应变)传感器，以测定桩侧、桩端阻力；也可以通过埋设位移测量杆，测定桩身各截面位移量。单桩水平静载试验，除用来确定单桩水平临界和极限承载力、判定工程桩水平承载力是否满足设计要求外，还主要用于浅层地基土，求算其水平抗力系数，以便分析工程桩在水平荷载作用下的受力特性；当桩身埋设有应变测量传感器时，也可测量相应荷载作用下的桩身应力，并由此计算桩身弯矩。

2.半直接法

以桩的动态测量为主，在现场原型试验基础上，基于一些理论假设和工程实践经验，并加以综合分析才能最终获得检测项目结果的检测方法。主要包括以下两种：

(1)低应变法。在桩顶面实施低能量的瞬态或稳态激振，使桩在弹性范围内做弹性振动，并由此产生应力波的纵向传播；同时利用波动和振动理论对桩身的完整性做出评价的一种检测方法。有：反射波法、机械阻抗法、水电效应法等。

(2)高应变法。通过在桩顶实施重锤敲击，使桩产生的动位移量级接近常规的静载试桩的沉降量级，以便使桩周土阻力充分发挥，通过测量和计算，判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求及对桩身完整性做出评价的一种检测方法。有：锤击贯入试桩法、波动方程法和静动法等。其中，波动方程法是我国目前常用的高应变检测方法。但这些方法在某些方面仍有较大的局限性，尚不能完全代替静载试验而作为确定单桩竖向抗压极限承载力的设计依据。

3.间接法

依据直接法已取得的试验成果，结合土的物理力学试验或原位测试数据，通过统计分析，以一定的计算模式给出经验公式或半理论、半经验公式的估算方法。如根据地质勘察资料进行单桩承载力与变形的估算。由于地质条件和环境条件的复杂性，及其对边界条件判断有很大的不确定性，所以，本法只适用于工程初步设计的估算。

一、基桩在静力载荷试验中的典型破坏模式及其标准曲线特征

在桩的静力载荷试验中，在相同的荷载条件下，由于不同的地质条件、施工工艺，可能表现出不同的破坏模式，如：在桩的竖向抗压静力载荷试验中常见到以下几种典型的荷载—位移(Q—S)曲线(图2-14)。它们各自有着不同的含义。

图2-14中的图b、图c桩端持力层为密实度和强度都较高的土层(如密实砂层、卵石层等)，而桩周土为相对软弱土层，此时端阻所占比例大，Q—S曲线曲线呈缓变型，极限荷载下桩端呈整体剪切破坏或局部剪切破坏；图a桩端与桩身为同类型的一般土层，端阻力不大，Q—S曲线呈陡降型，桩端呈刺入冲剪破坏；如软弱土层中的摩擦桩的冲剪破坏，或者端承桩(尤其是长度较大的嵌岩桩)在极限荷载下由于桩身材料强度的破坏或桩身受压弯曲产生的破坏；图d、图e桩端有虚土或沉渣，该部位桩端土的初始强度低，压缩性高，当桩顶荷载达一定值后，桩底部土被压密，强度提高，Q—S曲线呈台阶状；桩身特定缺陷也可表现为双峰型Q—S曲线(如接桩时接头开裂的预制桩、有水平裂缝的灌注桩等在一定试验荷载作用下逐渐闭合)。

图2-14 相同荷载条件、不同的地质条件和施工工艺导致的基桩不同破坏模式和力学特性

Q—单桩桩顶所受竖向荷载值(kN)；S—在竖向荷载作用下，基桩的沉降量(mm)；Z—地表以下深度(m)；Q_su—单桩侧阻极限值(kN)；Q_pu—单桩端阻极限值(kN)

典型的Q—S曲线应具有以下4个特征(图2-15)：

(1)比例界限Q_p(又称第一拐点)，是Q—S曲线上起始的近似直线段终点所对应的荷载；

(2)屈服荷载Q_y，是曲线上曲率最大点所对应的荷载；

(3)极限荷载Q_u，是曲线上某一极限位移S_u所对应的荷载，也称为工程上的极限荷载；

(4)破坏荷载Q_f，是曲线的切线接近平行于S轴时所对应的荷载，是桩基失稳时的荷载。

在竖向拉、拔荷载作用下，常见的单桩破坏形式是沿桩-土界面间的剪切破坏。桩被拔出或者呈复合剪切面破坏，桩的下部沿桩-土界面破坏，而上部靠近地面附近，出现锥形剪切破坏，且锥形土体会同下面土体脱离并与桩身一起上移(图2-22)。当桩身材料抗拉强度不足(或配筋不足)时，也可能出现桩身被拉断现象。不同桩型的竖向抗拔力区别较大，如：为提高抗拔桩的竖向抗拔力，可采用人工扩底或机械扩底等施工方法，在桩端形成扩大头，以发挥桩底部的扩头抗拔阻力等。

水平荷载作用下的单桩，其工作性能主要体现在桩与土的相互作用上，当桩产生水平位移时，促使桩周土也产生相应的变形，产生的土抗力会阻止桩水平变形的进一步发展。在桩受荷初期，由靠近地面的地基土提供土抗力，土的变形处于弹性阶段；随荷载增大，桩水平变形量增加，表层土变形量随之增大，地基土开始出现塑性屈服，土抗力逐渐由深部土层提供，且土体塑性区自上而下逐渐扩大，最大弯矩断面随之下移；当桩本身的截面抗矩无法承担外部荷载产生的弯矩或桩侧土强度时，桩身截面受拉而产生侧开裂(折断)破坏。

图2-15 典型的Q—S曲线及其力学特征点

二、单桩静载荷试验的适用范围

在工程桩正式施工前，在地质条件具有代表性的场地上先施工几根桩进行静载试验，以确定设计参数的合理性和施工工艺的可行性(需要时，也可在桩身埋设测量桩身应力、应变、位移、桩底反力的传感器或位移杆，以测定桩分层侧阻力和端阻力)。若试桩直径和桩长均较大，可采用中、小直径桩模拟大直径桩进行静载荷试验，以减少试验成本。国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2002)规定：为保证桩基设计的可靠性，除地基基础设计等级为丙级的建筑物，可采用静力触探及标贯试验参数来确定单桩竖向承载力特征值外，其他建筑物的单桩竖向承载力特征值均应通过单桩竖向静载荷试验确定，且同一条件下的试桩数量，不宜少于总桩数的1%，且不应少于3根；为设计提供依据的静载试验应加载至破坏，试验应进行到能判定单桩极限承载力为止。对于以桩身强度控制承载力的端承桩，可按设计要求的加载量进行试验。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。

为确保实际单桩竖向极限承载力标准值达到设计要求，应根据工程重要性、地质条件、设计要求及工程施工情况进行单桩静载荷试验。下列情况之一的桩基工程，应在施工前采用静载试验对工程桩单桩竖向承载力进行检测：

(1)设计等级为甲级、乙级的建筑桩基；

(2)地质条件复杂、施工质量可靠性低的建筑桩基；

(3)本地区采用的新桩型或新工艺。

三、单桩抗压静载荷试验方法

试验方法主要有：压重载荷台静载试验法；锚桩反力静载试验法；Osterberg法(国内称自平衡法，见第九节)。

载荷台静载试验法(图2-16，图2-17)的测试装置主要包括：加荷及反力装置、桩顶沉降观测装置。荷载可由千斤顶、砂包、钢筋混凝土构件、大型水箱、砖、钢锭等压重物提供，千斤顶的反力由锚桩及反力横梁承担，量测桩顶沉降的仪表有千分表或精密水准仪，千分表安装在基准梁上，桩顶则相应设置沉降观测标点。

锚桩横梁反力装置(俗称锚桩法，图2-16)是大直径灌注桩静载试验最常用的加载反力系统，由试桩、锚桩、主梁、次梁、拉杆、锚笼(或挂板)、千斤顶等组成。锚桩、反力梁装置提供的反力不应小于预估最大试验荷载的1.2～1.5倍。当采用工程桩作锚桩时，锚桩数量不得少于4根；当试验加载值较大时，有时需要6根甚至更多的锚桩。具体锚桩数量要通过验算各锚桩的抗拔力来确定。锚桩的具体布置形式既要考虑现有试验设备能力，也要考虑锚桩的抗拔力。

图2-16 单桩抗压静力载荷试验

当采用堆载时应遵守以下规定：

(1)堆载加于地基的压应力，不宜超过地基承载力特征值；

(2)堆载的限值可根据其对试桩和对基准桩的影响确定；

(3)堆载量大时，宜利用桩(可利用工程桩)作为堆载的支点；

(4)试验反力装置的最大抗拔或承重能力，应满足试验加载的要求。

当试桩的最大加载量超过锚桩的抗拔能力时，可采用锚桩压重联合反力装置，在主梁和副梁上堆重或悬挂一定重物，由锚桩和重物共同承受千斤顶加载反力，以满足试验荷载要求。还可采用其他形式的反力装置，如适用于较小直径试桩的地锚反力装置。采用地锚反力装置应注意基准桩、锚杆、试验桩之间的间距应符合规范规定(表2-10)；对岩面浅的嵌岩桩，可利用岩锚提供反力；对于静压桩工程，可利用静力压桩机的自重作为反力进行静载试验，但不能直接利用静力压桩机的加载装置，而应架设合适的主梁，采用千斤顶加载，基准桩的设置应符合规范。

图2-17 国内、外单桩抗压静力载荷试验现场工作图

表2-10 试桩、锚桩(或压重平台支墩边)和基准桩之间的中心距离

注：1.D为试桩、锚桩或地锚的设计直径或边宽，取其较大者；2.如试桩或锚桩为扩底桩或多支盘桩时，试桩与锚桩的中心距不应小于2倍扩大端直径；3.括号内数值可用于工程桩验收检测时，多排桩设计桩中心距离小于4D的情况；4.软土场地压重平台堆载重量较大时，宜增加支墩边与基准桩中心和试桩中心之间的距离、观测基准桩的竖向位移。

沉降测量宜采用位移传感器或大量程千分表，对于机械式大量程(50mm)千分表，全程示值误差和回程误差分别应不超过40 μm和8 μm，相当于满量程测量误差不大于0.1%FS，分辨力优于或等于0.01mm。

试验过程中，桩头部位往往承受较高的竖向荷载和偏心荷载，为保证不因桩头破坏而终止试验，一般应对桩头进行处理。其处理方法及解决方法是：

对预制方桩和预应力管桩，如果未进行截桩处理、桩头质量正常且单桩设计承载力合理时，可不进行处理；对预应力管桩、尤其是进行了截桩处理的预应力管桩，可采用桩头向下填芯处理，填芯高度一般为1～2m，也可在填芯时放置钢筋(笼)，以增加桩头强度；填芯用的混凝土宜按C25～C30配制。

图2-18 桩帽结构示意图

还可以制作钢卡箍或用钢筋混凝土桩帽，套在桩头上进行保护。桩帽(图2-18)制作使用的具体方法如下：

混凝土桩桩头处理：应先凿掉桩顶部的松散破碎层和低强度混凝土，露出主筋后，冲洗干净桩头再浇注桩帽，并应符合下列规定：.

(1)桩帽顶面应水平、平整，桩帽中轴线与原桩身上部的中轴线严格对中，桩帽面积应大于或等于原桩身截面积，桩帽截面形状可为圆形或方形；

(2)桩帽主筋应全部直通至桩帽混凝土保护层之下，如原桩身露出主筋长度不够时，应通过焊接加长主筋；各主筋应在同一高度上，桩帽主筋应与原桩身主筋按规定焊接；

(3)距桩顶1倍桩径范围内，宜用3～5mm厚的钢板围裹，或距桩顶1.5倍桩径范围内设置箍筋，间距不宜大于150mm。桩帽应设置水平钢筋网片3～5层，间距80～150mm。以增加其整体强度；

(4)桩帽混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高1～2级，且不得低于C30。

单桩静载荷试验开始时间的规定：预制桩打入地基后，如为砂土，需7d后进行；如为粘性土，需视土的强度恢复情况而定，一般不得少于15d；对于饱和软粘性土，不得少于25d；灌注桩应在桩身混凝土达到设计强度后，才能进行。

四、单桩静力载荷试验过程及其成果

在所有试验设备安装完毕之后，应进行一次全面检查。先对试桩施加一较小的荷载进行预压，目的是消除整个量测系统和被检桩本身由于安装、桩头处理等人为因素造成的间隙而引起的非桩身沉降；排除千斤顶和管路中之空气；检查管路接头、阀门等是否漏液等。一切正常后再卸载归零，待千分表读数稳定后记录千分表初始读数并做记录，便可开始进行正式加载试验。

桩的静载试验一般采用维持荷载法。我国静载试验的传统做法是采用慢速维持荷载法，但在工程桩验收检测中，也允许采用快速维持荷载法。1985年ISSMFE(International Society for Soil Mechanics and Foundation Engineering，国际土壤力学与基础工程学会)根据世界各国的静载试验有关规定，在推荐的试验方法中，建议快速维持荷载法加载为每小时一级，稳定标准为0.1mm/20min。常用试验记录表格见表2-11。根据所进行的测试内容不同(抗压、抗拉、水平载荷试验)，规范也对维持荷载法的具体方法作了相应规定。

下面介绍几种常见的单桩抗压静载荷承载力试验方法。

单桩抗压静载荷承载力试验方法：

(1)慢速维持荷载法：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到桩顶下沉量达到某一规定的相对稳定标准(每小时的沉降不超过0.1mm，并连续出现2次)，然后继续加下一级荷载。当达到规定的终止试验条件时，停止加荷，再分级卸荷直到零载，试验周期3～7d。

表2-11 单桩抗压静载荷试验记录表

(2)快速维持荷载法：试验加载不要求每级的下沉量达到相对稳定，而以等时间间隔、连续加载。终止加载条件为：出现可判定极限荷载的陡降段或桩顶产生不停下沉，无法继续加载。

(3)等贯入速率法：试验以保持桩顶等速贯入土中，连续加载，按荷载-下沉量曲线确定极限荷载。

(4)循环加载卸载试验法：有的在慢速维持荷载中，在部分荷载区间进行加载卸载循环，有的在每一级荷载达到稳定后，重复加载卸载循环；也有以快速维持荷载法为基础对每一级荷载进行重复加载卸载循环。

1.慢速维持荷载法

按下列规定进行加载卸载和竖向变形观测：

(1)加载分级：加载应该分级进行，采用逐级等量加载。分级荷载量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。修订后的《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2002)规定加载分级不应小于8级。分级荷载宜为预估极限承载力的1/8～1/10；《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—94)规定，分级荷载为预估极限承载力的1/10～1/15。显然，不同规范、不同行业标准对分级荷载的取值规定是不同的。

其他的特殊规定和要求：①桩底支承在坚硬岩(土)层上，桩的沉降量很小时，最大加载量不应小于设计荷载的2倍。②湿陷性黄土地区单桩竖向承载力静载荷浸水试验的加载有着特殊要求：

在进行单桩竖向承载力静载荷浸水试验加荷前，应确认该地基是否充分浸水。要求加载前和加载至单桩竖向承载力的预估值后，向试坑内昼夜浸水，以使桩身周围和桩底端持力层内的土均达到饱和状态。否则，单桩竖向静载荷试验测得的承载力偏大，且不安全。

(2)变形观测：每级加载后，间隔5min、10min、15min各测读一次，以后每隔15min测读一次，累计1h后每隔30min测读一次，并记录桩身外露部分裂缝开裂情况。

(3)卸载观测：每级卸载值为加载值的2倍。卸载时，每级荷载维持1h，按第15min、30min、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15min、30min，以后每隔30min测读一次。

(4)变形相对稳定标准：连续2h每小时内的变形值都不超过0.1mm，认为已达到相对稳定，可加下一级荷载。

(5)终止加载条件：当出现下列情况之一时，即可终止加载：①当荷载—沉降(Q—S)曲线上有可判定极限承载力的陡降段，且桩顶总沉降量超过40mm；②用快速法时，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5倍；③用慢速法时，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(即：ΔS_n+1/ΔS_n≥2；ΔS_n为第n级荷载的沉降增量；ΔS_n+1为第n+1级荷载的沉降增量)且经24h尚未达到稳定；④已达到反力装置的最大加载量；⑤已达到设计要求的最大加载量；⑥当荷载—沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量60～80mm，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。非嵌岩的长(超长)桩和大直径(扩底)桩的Q—S曲线，一般呈缓变型。由于非嵌岩的长(超长)桩的长细比大、桩身较柔，弹性压缩量大，桩顶沉降较大时，桩端位移还很小；而大直径(扩底)桩虽桩端位移较大，但尚不足以使端阻力充分发挥，在桩顶沉降达到40mm时，桩端阻力一般不能充分发挥。国际上普遍认为：当沉降量达到桩径的10%时，才可能达到破坏荷载；⑦当工程桩作锚桩时，锚桩上拔量已达到允许值；⑧ 桩顶荷载为桩受拉钢筋总极限承载力的0.9倍时。

2.快速维持荷载法

按下列规定进行观测：

(1)每级荷载施加后，按第5min、15min、30min测读桩顶沉降量，以后每隔15min测读一次；

(2)试桩沉降相对稳定标准：加载时每级荷载维持时间不少于1h，最后以15min时间间隔的桩顶沉降增量小于相邻15min时间间隔的桩顶沉降增量；

(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15min，在第5min、15min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，测读时间为第5min、10min、15min、30min，以后每隔30min测读一次，总维持时间为2h。

五、单桩竖向极限承载力确定方法

(1)作荷载—沉降(Q—S)曲线、S—lgt曲线和其他辅助分析所需的曲线；

(2)当陡降段明显时，取相应于陡降段起点的荷载值为单桩竖向极限承载力；

(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，单桩竖向抗压极限承载力值取前一级荷载值；

(4)Q—S曲线呈缓变型时，取桩顶总沉降量S=40mm所对应的荷载值为单桩竖向极限承载力，当桩长大于40m时，宜考虑桩身的弹性压缩。根据沉降量确定极限承载力的基本原则是，尽可能挖掘桩的极限承载力而又保证有足够的安全储备。对直径D大于或等于800mm的桩，可取Q—S曲线上S=0.05 D对应的荷载值；

(5)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；

(6)如果因为已达加载反力装置或设计要求的最大加载量，或锚桩上拔量已超出允许值而终止加载时，若桩的总沉降量不大，桩的竖向抗压极限承载力取值为不小于实际最大试验荷载值；

(7)参加统计的试桩，当满足其极差不超过平均值的30%时，可取其平均值作为单桩竖向极限承载力。极差超过平均值的30%时，宜增加试桩数量并分析离差过大的原因，并结合工程具体情况，确定极限承载力(对桩数为3根及3根以下的柱下桩台，取最小值)；

(8)以外推法求桩的竖向抗压极限承载力：在许多情况下，桩的静载试验加载往往达不到极限荷载而终止试验；对工程桩的试验也不允许将桩压至极限破坏状态，这给判定桩的极限承载力造成一定困难。根据研究和大量经验对比，已经建立了一些拟合数学模型和应用实测Q—S曲线的作图方法，用来推测终止试验后的Q—S曲线，并确定桩的极限承载力。

1.作图法

在Q—S曲线段上，选取曲率变化较大的一段曲线，在该曲线段两侧取两点(如图2-19中M₁，M₆)，把这2点对应的桩顶沉降等分成若干相等的沉降量ΔS(一般不少于四等分)，过各等分点作Q轴平行线与Q— S曲线相交得点M₂、M₃、M₄……，过上述各交点作S轴的平行线与Q轴相交，得P₁、P₂、P₃、P₄……，过上述各点作与Q轴成45 度的斜线P₁A、P₂B、P₃C、P₄D……，P₁A 与 M₂P₂的上延长线交于A点、P₂B与M₃P₃的上延长线交于B点、P₃C与M₄P₄的上延长线交于C点……，作一条过上述各点的直线AG，上述各点大致落在一条直线上，该直线与Q轴的交点F对应的Q值，即为单桩竖向抗压极限承载值Q_u，如图2-19所示。

图2-19 作图法求单桩竖向抗压极限承载值Q_u

2.双曲线法

双曲线法又称斜率倒数法。假设桩的静载试验Q—S曲线为一双曲线，其方程可写成：

土体原位测试与工程勘察

式中：M，C为待定参数。其确定方法是：在Q—S曲线的已知段选取两个点(Q₁，S₁)，(Q₂，S₂)，按式(2-32)、式(2-33)求得待定参数M，C为：

土体原位测试与工程勘察

土体原位测试与工程勘察

3.最小二乘法

用最小二乘法对实测Q—S数据进行拟合，则有：

土体原位测试与工程勘察

土体原位测试与工程勘察

土体原位测试与工程勘察

式中：S_i为桩测点处桩身沉降量(mm)；Q_i为测点处的桩身轴力(kPa)。

在数学意义上，桩的极限承载力值Q_f为：

土体原位测试与工程勘察

工程中，桩的极限承载力值Q_u为：

土体原位测试与工程勘察

也可取沉降量等于40mm所对应的荷载做为桩的极限承载力值：

土体原位测试与工程勘察

4.指数方乘法

假设Q—S曲线为指数曲线时，则有如下的方程式：Q=Q_u(1-e^-αs)，经数学变换后得：

土体原位测试与工程勘察

式中：Q为桩所受轴向静荷载(kPa)；Q_u同上；α为拟合系数，取值详见国家标准 GB/T19496-2004《钻心检测离心高强混凝土抗压强度试验方法》。

图2-20 用指数方乘法求桩的极限承载力值

S-lg(1-Q/Q_u)为一直线，根据Q_u可能的大概范围，可假设若干个Q_u，再根据静载试验结果(Q_i，S_i)，计算出lg(1-Q/Q_u)，用S-lg(1 Q/Q_u)法可以绘出若干根指数曲线。若Q_u小于真实值时，曲线向上弯曲；若Q_u大于真实值时，曲线向下弯曲。在上弯与下弯曲线之间必可得一根近似直线，对应于该近似直线的Q_u，即为桩的极限荷载(图2-20)。

六、单桩竖向抗压承载力特征值R_a的确定

无论加载速率的快慢，应按参加统计的试桩数取试验值的平均值，并要求其极差不得超过平均值的30%。取此平均值的一半作为单桩竖向抗压承载力特征值R_a。

《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2002)规定，单桩竖向抗压承载力特征值R_a为单桩竖向抗压极限承载力统计值的1/2(即：单桩竖向抗压极限承载力统计值除以安全系数2)。

七、多年冻土地基单桩竖向静载荷试验

多年冻土中试桩施工后，应待冻土地温恢复正常后再进行载荷试验。试验桩宜经过一个冬期后再进行试验。试桩时间宜选在夏末、冬初，地温出现最高值的一段时间内进行。

单桩静载荷试验视试验条件和试验要求不同，可选用：慢速维持荷载法或快速维持荷载法进行试验：

A.采用慢速维持荷载法时，应符合下列要求：

加载级数不应少于6级，第一级荷载应为预估极限荷载的1/4倍，以后各级荷载可为极限荷载的0.15倍，累计试验荷载不得小于设计荷载的2倍；

在某级荷载作用下，桩在最后24h内的下沉量不大于0.5mm时，应视为下沉已稳定，方可施加下一级荷载；在某级荷载作用下，连续10d达不到稳定时，应视为桩-地基系统已遭破坏，可终止加载；

试验的测读时间，应符合下列规定：

a)沉降：加载前读一次，加载后读一次，此后每2h读一次。在高载下，当桩下沉加快时，观测次数应增加，缩短间隔时间；

b)地温：每24h观测一次。

卸载时的每级荷载值为加载值的两倍。卸载后应立即测读桩的变位，此后每2h测读一次，每级荷载的延续时间为12h，卸载期间应照常观测地温。

B.采用快速维持荷载法时，应符合下列要求：

快速加荷时每级荷载的间隔时间，应视桩周冻土类型和冻土条件确定，一般不得小于24h，且每级荷载的间隔时间应相等；

加载的级数一般不得少于6～7级，荷载级差可采用预估极限荷载的0.15倍。当桩在某级荷载作用下产生迅速下沉时，或桩头总下沉量超过40mm时，即可终止试验；

快速加载时，桩顶下沉和地温的观测要求，应与上述慢速加载时相同。

C.多年冻土地基单桩竖向极限承载力的确定，应符合下列规定：

慢速加载时，破坏荷载的前一级荷载，即为桩的极限荷载；

快速加载时，找出每级荷载下桩的稳定下沉速度(即稳定蠕变速率)，并绘制桩的流变曲线图(图2-21)，曲线延长线与横坐标的交点F应作为桩的极限长期承载力。

图2-21 桩的流变曲线示意图

多年冻土地基单桩竖向静载荷试验设计值的取值，应符合下列规定：

慢速加载时，应按参加统计的试桩数，取试验值的平均值，并要求其极差不得超过平均值的30%，取此平均值的一半作为单桩承载力的设计值。

快速加载时，应按参加统计的试桩数取试验值的平均值，并要求其极差不得超过平均值的30%，取此平均值的一半作为单桩承载力的设计值。

⑹ 建筑专业 什么是静载荷试验 什么又叫做承载力检测

静载荷试验：是指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。
目的：静载试验采用接近于竖向抗压桩的实际工作条件的试验方法，确定单桩竖向（抗压）极限承载力，作为设计依据，或对工程桩的承载力进行抽样检验和评价。当埋设有桩底反力和桩身应力、应变测量元件时，尚可直接测定桩周各土层的极限侧阻力和极限端阻力。除对于以桩身承载力控制极限承载力的工程桩试验加载至承载力设计值的1.5-2倍外，其余试桩均应加载至破坏。
承载力检测：是一种通过现场直接试验确定承载力的方法。包括（静）载荷试验、静力触探试验、标准贯入试验、旁压试验等，其中以载荷试验法为最可靠的基本的原位测试法。（2）是根据土的抗剪强度指标计算的理论公式确定承载力的方法。

⑺ 什么是静力荷载试验

将静止的荷载作用于桥梁上的指定位置，以便能够测试出结构的静应变、回静位移以及裂答缝等等，从而推断桥梁结构在荷载作用下的工作状态和使用能力的试验称为静力荷载试验。 从桥梁结构来说，静载往往是指以缓慢速度行驶到桥上指定荷重级别的车辆荷载。当试验现场条件受限制时，有时也以施加荷重（如堆置铸铁块、水泥、预制块件、水箱等）或者以液压千斤顶装置施力等方式来模似某一等级的车辆荷载，借以达到试验的目的。 桥梁静载试验目的有： （1）检验桥梁结构设计与施工质量； （2）验证桥梁结构设计理论和计算方法； （3）直接了解桥梁结构承载情况，借以判断桥梁结构实际的承载能力； （4）积累科学技术资料，充实与发展桥梁计算理论和施工技术。

⑻ 静力荷载试验的加载方式是什么

静载试验的加载设备可以根据加载要求及具体条件选用，一般有以下两种加载方式：
1 可行式车辆。可以选用装载重物的汽车或平板车，也可就近利用施工机械车辆。采用车辆加载的优点很多，便于调运和加载布置，加卸载迅速等。采用汽车荷载既能作静载试验又能作动载试验，这是较常采用的一种方法。
2 重物直接加载。一般可以按控制荷载的着地轮迹先搭设承载架，再在承载架上堆放重物或设置水箱进行加载。如加载仅为满足控制截面内力要求，也可采用直接在桥面堆放重物或设置水箱的方法加载。重物直接加载准备工作量大，加卸载所需周期一般较长，交通中断时间亦较长，且试验时温度变化对测点的影响较大，因此宜安排在夜间进行试验。

⑼ 什么是静力荷载

静力荷载一般指静力载荷试验，静力载荷试验（plate load test，缩写PLT）是工程地质上的一种现场试验，指通过一定垂直压力测定土在天然产状条件下的变形模量、

土的变形随时间的延续性及在载荷板接近于实际基础条件下估计地基承载力等。静力载荷试验应在建筑物基础砌置深度的承压层中进行。

当需要测定黄土的湿陷性时，可在试验中进行人工注水。由于取样方法的改进以及其他先进现场试验方法的出现，现场静力载荷试验已渐逊色，但仍可与其他方法校核使用。

(9)静力载荷实验的装置由扩展阅读

复合地基承载力的分析和确定被认为是复合地基设计最困难的问题之一，最直接的确定方法是通过对实际的桩进行静载荷现场试验来测定，因而它不仅可以反映场地土质变化对桩承载力的影响，而且也能反映试桩本身状况( 如实际桩径、桩长、垂直度和入持力层的深度等) 对承载力的影响，

所以比较真实可靠。水泥土桩复合地基一般是处理软土、粉土和含水量较高且地基承载力较低的粘性土等地基，对于不同的桩间土及不同水泥掺入比的桩，其桩土荷载分担比不同，桩间土承载力的发挥存在较大差异。

⑽ 桩基及复合地基静载荷试验几种反力装置的

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. 关键词：桩基；静载试验；反力装置 Key words:Pole base; Static test; Oppose the force device1 引 言 基桩工程质量的好坏主要取决于2个因素，即承载能力与桩身质量，而承载力是二者中的主要因素，对于复合地基来说承载力更是检验地基处理效果 最主要因素。承载力的准确测试对于各类建筑物、构筑物的基础设计乃至上部结构的设计都至关重要。长期以来，国内外确定承载力的方法很多，总的可分为两大类：第一类是对工程现场试桩或复合地基进行静载荷试验和动力检测；第二类是通过其它手段。对桩基来说，可以通过分别得出桩端阻力和桩身的侧阻力后根据公式（1－1）计算求得。 Ra=Up∑qsiali+qpa"Ae （1－1） 对于复合地基来说，可以通过静探、动探确定土体或桩体的承载力，根据桩土承担比确定其承载力。基桩及复合地基检测的最主要目的就是确定其承载力，而静载荷试验是国内外公认的检测承载力最直观、最可靠的方法，并且越来越广泛的应用与工程中。 静载试验主要分为水平静载和竖向两种。竖向静载试验就是模拟建筑物作用在桩体或地基上的自重力，一般通过千斤顶对桩体或地基施加荷载，测读其在一定时间里的沉降量，从而得出荷载与沉降量的关系曲线通过对曲线的分析确定其竖向承载力的大小；水平静载试验一般只对桩基来做，主要是通过对桩体施加水平力，得出水平力–时间–位移曲线、水平力–位移梯度）曲线、水平力–位移双对数曲线，根据对曲线的分析确定其水平承载力的大小。不论是水平静载试验还是竖向静载试验，其反力装置都是试验成败的关键，但水平静载反力要求相对较小，反力装置相对简单，在本文中就不多介绍，本文主要介绍竖向静载试验几种常用反力装置。