静载试验讲义.docVIP

4.静 载 试 验 4.1 概述 1. 载荷试验是目前获得承载力特征值或标准值的最直观、最可靠的试验方法。载荷试验主要分为单桩载荷试验、复合地基载荷试验及天然地基载荷试验。单桩载荷试验又分为单桩竖向抗压载荷试验、单桩竖向抗拔及单桩水平载荷试验三种，复合地基载荷试验又分为单桩复合地基载荷试验和多桩复合地基载荷试验二种。在工程实践中，以承受竖向荷载为主的桩及复合地基居多。本文仅介绍单桩载荷试验和复合地基载荷试验。 2.单桩载荷试验不仅可以确定桩的承载力，而且通过埋设各种测试元件可以获得荷载传递、桩测阻力、桩端阻力等诸多资料，但由于试验费用、工期、设备等原因，往往只能对部分工程的少量桩进行试验。 3.目前涉及到载荷试验的规范比较多，方法大体相同，某些细节略有差异。本章内容主要以《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106-2003)和《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002）为主。 4.2 单桩竖向抗压静载试验 4.2.1试验目的 单桩竖向抗压静载试验主要用于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、验证高应变法及其它检测方法的单桩竖向抗压承载力检测结果。 a 为设计提供依据 b 为工程验收提供依据 c 验证检测 d 其他目的 4.2.1.1 为设计提供依据 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： 设计等级为甲级、乙级的桩基； 地质条件复杂、桩施工质量可靠性低的桩基； 本地区采用的新桩型或新工艺。 一般做法是：在工程桩正式施工前，在地质条件具有代表性的区域，先施工几根单桩进行静载试验，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，测定桩分层侧阻力和端阻力。 《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003） 规定：为设计提供依据的静载试验应加载至破坏，即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型桩，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。 4.2.1.2 为工程验收提供依据 目前，绝大多数静载试验是为工程验收提供依据，可按设计要求确定最大加载量，不进行破坏试验，一般要求最大加载量为单桩承载力特征值的2.0倍以上。在实际工程中，建议最大加载量大于单桩承力特征值的2.0倍，以保证足够的安全储备。 4.2.1.3 验证检测 针对其他检测结果，如钻芯法或声波透射法检测发现桩身质量有问题，或对高应变承载力试验结果有疑问，需要采用静载试验进行验证检测，判定桩的竖向抗压承载力是否满足设计要求。有关验证试验在《建筑基桩检测技术规范》各章节中有比较明确的规定。 4.2.1.4 其他目的 有些静载试验是为了搜集科研资料、编制规范、开拓新的桩型和施工工艺、进行静动对比等而进行的。 4.2.2 试验方法 单桩竖向抗压静载试验方法分为慢速维持荷载法和快速维持荷载法。一般情况下采用慢速维持荷载法，比如为设计提供依据的静载试验、施工后的工程验收等。当有成熟的地区经验时，对施工后的工程验收为了缩短试验周期，有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1小时，是否延长维持荷载时间应根据桩顶沉降收敛情况而定。 在国内外，尚有循环加载法、等变形速率法、终级荷载长时间维持法等试验方法。 4.2.3 单桩极限承载力和破坏模式 单桩极限承载力由二个因素决定：一是基桩本身的材料强度，二是地基土对桩的支承能力。通常情况，第二个因素是决定单桩极限承载力的主要因素。所以当桩顶下沉量达到人们规定的条件（如破坏状态前）或某一数值时，认为桩侧阻和端阻已充分发挥，这时的外荷载称为单桩极限承载力。 单桩静载试验Q-S曲线宏观反映了桩的受力状态、破坏模式，下面介绍工程实践中常见的几种Q-S曲线，见图4.2-1所示。 1．当桩尖支承在基岩上，而桩周土较差，侧阻占的比例较小，桩在竖向荷载作用下，可能引起纵向弯曲，破坏为桩本身强度破坏。当出现桩身破坏时，Q-S曲线有明显的拐点，如图4.2-1(1)所示。 2．桩穿过较软弱土层，桩尖进入较硬土层，如密实砂层的小直径桩（d800mm），当竖向荷载达某一值时，桩产生整体剪切破坏，Q-S曲线属陡降型，第二拐点明显，极限承载力明确，如 图4.2-1(2)所示。桩周和桩尖土属同一类的一般强度土层，Q-S曲线属陡降型，极限承载力明确，根据桩端土层具体情况，其Q-S曲线可能为图4.2-1 (1)或4.2-1(2)的形式。 3．桩尖持力层为坚硬土层，如密实砂层、砂卵石层等的大直径桩（d800mm），或有较好持力层，其桩端阻力占总承载力比例较大，这种