桩基静载试验推广应用

《桩基静载试验推广应用》意在与动测配套，完善检测手段，为工程设计部门及桩供技术数据。静载试验能较准确地确定单桩承载力的桩顶下沉量。开展静配合是提高桩基施工工艺、改善技术条件、更新设备，推动桩基事业事。为保证静载试验推广应用研制了桩基静测设备，且该套设备符合国为静压测定技术的推广应用提供了条件。

桩基静载试验简介

在桩基静载测试技术的起步阶段，由于设计单桩的承载力较低，所以现场用来试验的设备也相对简单。在早期的试验过程中，提供反力的配重并不是一下子全部预先加上的，而是根据试验的进度，将配重逐渐加上。随着现场测试技术的发展，配重物由石块、水箱发展到了砂袋、砼预制块等；反力装置也由堆重平台装置发展到了锚桩反力装置、堆重锚桩联合装置等；加载设备也由直接将配重物堆放在试桩桩头上，发展为使用千斤顶提供反作用力，加压泵由手动发展为了电动；观测用的量测表也由机械式百分表发展为大量程、高精度的电子位移计。

在测试方法上，我国大部分的检测规范（规定）都制定的是“慢速维持荷载法”，具体作法是按一定要求将荷载分级加到桩上，在桩下沉未达到某一规定的相对稳定标准前，该级荷载维持不变；当达到稳定标准时，继续加下一级荷载；当达到规定的终止试验条件时终止加载；然后在分级卸载到零。试验周期一般为3～7天。《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）和《建筑桩基技术规范》（JGJ94－94）都提供了该试桩方法。但有关试桩入土后的间隔时间、分级标准、测读下沉量间隔时间、试验终止条件以及卸载规定等项目，各规范和标准的规定不尽相同。《建筑桩基技术规范》（JGJ94－94）规定：每级加载为预估极限的1/10～1/15，第一级可按2倍分级荷载加荷。每级加载后间隔5、10、15min各测读一次，以后每隔15min测读一次，累计1h以后每隔30min测读一次。每次测读值计入试验记录表。每一小时的沉降不超过0.1mm，并连续出现两次(由1.5h内连续三次观测值计算)，认为已达到相对稳定，可加一级荷载。

在上海市等地区和某些港口工程等也有使用多循环加卸载试验法，此方法国外用的较为广泛，它主要是对每一级荷载进行重复加载卸载循环。《建筑桩基技术规范》（JGJ94－94）中提到“当考虑结合实际工程桩的荷载特征可采用多循环加、卸载法（每级荷载达到相对稳定后卸载到零）”，冶金工业部部标准YBJ236－91中也写入了此种加载方法—“多次循环回零加载法”。

快速维持荷载法在加载试验的过程中，不要求观测桩顶下沉的相对稳定，而以等时间间隔连续加载，所测得的下沉仅为桩周土的瞬时下沉。与慢速维持荷载法相比，测得的下沉不受时间影响，整个试验持续时间只需几个小时。有关试验加载分级数、测读下沉量间隔时间、试验终止条件以及卸载等规定，各规范和标准的规定不尽相同。《建筑桩基技术规范》（JGJ94－94）中认为，“当考虑缩短试验时间，对于工程桩的检验性试验，可采用快速维持荷载法，即一般每隔一个小时加一级荷载。” 冶金工业部部标准YBJ236－91中对快速试桩法的描述为“每级加载维持一小时，保持荷载稳定，每级加载的桩顶沉降测读时间与慢速加载法第一小时测读时间相同”，在《建筑工程基桩检测技术规范》（征求意见稿2000）中明确提了出来，对于施工后的工程桩验收检测，当有成熟的地区经验时，可采取快速维持荷载法。

桩基静载试验试验步骤

A、每级荷载加载后维持1h，按5、10、15、30、45、60min测读桩顶沉降量，即可施加下一级荷载；对于最后一级荷载，加载后沉降测读方法及稳定标准按慢速荷载法执行；

B、卸载时每级荷载维持15min，测读时间为第5、15min，即可卸下一级荷载。卸载至零后应测读稳定的残余沉降量，维持时间为2h，测读时间为5、15、30min，以后每隔30min测读一次。

快速维持荷载法的基本依据是快速加载下得到的极限荷载乘以某各修正系数后，可转换成慢速加载时的极限荷载；在设计荷载下，慢速维持荷载法和快速维持荷载法的桩顶下沉量相差不大，有文章认为在5%以内。大量试桩资料分析表明：快速维持荷载法所得的单桩承载力比慢速维持荷载法高。在上海地区，快速维持荷载法所得的单桩承载力比慢速维持荷载法高一级加荷增量左右，而下沉量要偏小百分之十几。慢速维持荷载法试验时间较长，且不易予估；快速维持荷载法试验时间较短，且易予估。

桩基静载试验方法特点

随着高层建筑以及桥梁工程建设的增多，大承载力的混凝土灌注桩得到了广泛的应用，由此而引起的试验手段上的困难所造成的承载力试验无法准确完成的事实越来越引起了人们的注意。在桩基大承载力的测试理论和测试方法研究上，国内外都是刚刚起步。美国在80年代中期开展了桩承载力自平衡试验方法的研究，国内也开展了此方法的理论研究和现场实践。东南大学土木学院于1996年将该方法用于现场实践，取得了良好的社会效益和经济效益。桩承载力自平衡试验方法是在桩端附近安装荷载箱，荷载箱由活塞、顶盖、底盖及箱盖等组成，在上下顶盖布置位移测量装置，然后沿垂直方向加载，即可同时测得桩端阻力和桩侧摩阻力以及上下顶盖的位移值，从而得到试验结果数据与曲线。该方法有以下特点：

i. 试验装置简单；

ii. 可直接测得端阻和侧阻；

iii. 经过处理后，试桩仍可用做工程桩；

传统的桩基静载试验的慢速维持荷载法费时、费力，已远不能适应当前桩基检测工作的发展，在快速荷载试验法的技术上，我们有许多试验单位都作了大量的现场试验对比工作。从国外的发展情况来看，快速荷载试验法将是一个试验手段的发展方向。在这方面，有些地方规范已明确规定了快速荷载试验法的试验步骤，在国家规范方面，《建筑工程基桩检测技术规范》（征求意见稿2001）中已明确提出了试验方法步骤。

桩承载力自平衡试验方法是大承载力桩基静载试验的一种发展方向，但这种技术方法还刚刚兴起，其理论研究还在进行当中，该试验所得到的各种图表数据与传统的试验结果图表还有许多需要对比研究的地方。在现场设备安装时，荷载箱的放置位置会影响到桩侧阻力和桩端阻力的发挥，国外荷载箱一般放在桩端，这是因为国外试桩桩端一般都位于坚硬的持力层中，而我国各地的情况就有所不同，所以在设备安装前要事先进行计算，将荷载箱安装在合适的部位。该方法测出的上段桩的摩阻力方向是向下的，与常规方法测出的摩阻力方向相反，这方面还需要做进一步的理论研究与现场对比试验。

作为桩基工程的使用量和检测量的大国，相信随着测试理论和技术的不断完善、国际交流的不断广泛开展，我国的桩基静载试验将越来越走向成熟并形成自己的特色。

一般情况下，桩基静载试验的成果数据，如单桩承载力、沉降量等均认为是准确、可靠的，这已为无数的工程实例证明。

桩基静载测试技术是随着桩基础在建筑设计中的使用越来越广泛而发展起来的。新中国成立以前，在国内基本上没有桩基静载测试技术的发展（当时期还少有高楼大厦），新中国成立以后，桩基静载测试技术才逐步发展起来，就拿西南边陲省份云南来讲，50年代末和60年代初，就有了在预制桩上进行的静载试验，但因为桩基础的使用量很少，故试验的数量也少。进入到80年代以后，随着改革开放的深入，基础建设规模的逐年加大，特别是灌注桩在工程上的广泛应用，我国的桩基静载测试技术也进入了一个全新的发展时期。