樁基礎(chǔ)的測(cè)試與檢測(cè)

樁基礎(chǔ)的測(cè)試與檢測(cè)

樁基礎(chǔ)是一種應(yīng)用十分廣泛的基礎(chǔ)形式，樁基的質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)建筑物的安危。樁的施工具有高度的隱蔽性，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題難，事故處理更難。樁基礎(chǔ)檢測(cè)工作是整個(gè)樁基工程中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。基樁靜力荷載試驗(yàn)基樁低應(yīng)變動(dòng)測(cè)試驗(yàn)基樁的高應(yīng)變動(dòng)測(cè)試驗(yàn)靜力載荷試驗(yàn)根據(jù)樁的受力情況，靜載荷試驗(yàn)可分為單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)、單樁水平向靜載試驗(yàn)。

樁的靜荷載試驗(yàn)是確定單樁承載能力、提供合理設(shè)計(jì)參數(shù)以及檢驗(yàn)樁基質(zhì)量最直觀、最可靠的方法?；鶚秳?dòng)測(cè)試驗(yàn)20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)的基樁動(dòng)測(cè)技術(shù)得到了飛速發(fā)展?；鶚兜膭?dòng)力測(cè)試，一般是在樁頂施加一激振能量，引起樁身的振動(dòng)，利用特定的儀器記錄下樁身的振動(dòng)信號(hào)并加以分析，從中提取能夠反映樁身性質(zhì)的信息，從而達(dá)到確定樁身材料強(qiáng)度、檢查樁身的完整性、評(píng)價(jià)樁身施工質(zhì)量和樁身承載力等目的。按照測(cè)試時(shí)樁身和樁周土所產(chǎn)生的相對(duì)位移大小的不同?；鶚兜膭?dòng)力測(cè)試又可分為低應(yīng)變法和高應(yīng)變法?；鶚兜牡蛻?yīng)變動(dòng)測(cè)試驗(yàn)基樁的高應(yīng)變動(dòng)測(cè)試驗(yàn)單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)

樁基礎(chǔ)是以承受豎向下壓荷載為主的。單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)采用接近于豎向抗壓樁實(shí)際工作條件的試驗(yàn)方法，確定單樁的豎向承載力。當(dāng)樁身中埋設(shè)有量測(cè)元件時(shí)，還可以實(shí)測(cè)樁周各土層的側(cè)阻力和樁端阻力。同一條件下的試樁數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的1%，并不少于3根，工程總樁數(shù)在50根以?xún)?nèi)時(shí)，不應(yīng)少于2根。？抽取多少根樁進(jìn)行載荷試驗(yàn)試驗(yàn)設(shè)備

加載裝置加載反力裝置可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件選擇錨樁橫梁反力裝置、壓重平臺(tái)反力裝置、錨樁壓重聯(lián)合反力裝置。試樁、錨樁和基準(zhǔn)樁之間的中心距離反力系統(tǒng)試樁與錨樁試樁與基準(zhǔn)樁基準(zhǔn)樁與錨樁壓重平臺(tái)支力墩邊壓重平臺(tái)支力墩邊錨桿橫梁反力裝置≥4d≥4d≥4d壓重平臺(tái)反力裝置≮2.0m≮2.0m≮2.0m？基準(zhǔn)梁要支撐在其它工程樁上并遠(yuǎn)離沉降影響范圍。壓重、基準(zhǔn)梁長(zhǎng)度？壓重施加于地基的壓應(yīng)力不宜大于地基承載力特征值的1.5倍。作為基準(zhǔn)梁的工字鋼應(yīng)盡量長(zhǎng)些，但其高跨比以不小于1/40為宜。荷載可用放置于千斤頂上的應(yīng)力環(huán)、應(yīng)變式壓力傳感器直接測(cè)定，或采用并聯(lián)于千斤頂油路的高精度壓力表或壓力傳感器測(cè)定，并根據(jù)千斤頂?shù)穆识ㄇ€換算成荷載。傳感器的測(cè)量誤差不應(yīng)大于1％，壓力表精度等級(jí)應(yīng)優(yōu)于或等于0.4級(jí)。重要的樁基試驗(yàn)尚須在千斤頂上放置應(yīng)力環(huán)或壓力傳感器，實(shí)行雙控校正。測(cè)試儀表

沉降測(cè)量一般采用位移傳感器或大量程百分表，測(cè)量誤差不大于0.1％FS，分辨力優(yōu)于或等于0.01mm。對(duì)于直徑和寬邊大于500mm的樁，應(yīng)在樁的兩個(gè)正交直徑方向?qū)ΨQ(chēng)安裝4個(gè)位移測(cè)試儀表；直徑和寬邊小于等于500mm的樁可對(duì)稱(chēng)安裝2個(gè)位移測(cè)試儀表。沉降測(cè)定平面宜在樁頂200mm以下位置，測(cè)點(diǎn)應(yīng)牢固地固定于樁身。當(dāng)采用堆載反力裝置時(shí)，為了防止堆載引起的地面下沉影響測(cè)讀精度，應(yīng)采用水準(zhǔn)儀對(duì)基準(zhǔn)梁進(jìn)行監(jiān)控。測(cè)試儀表樁身軸力為了比較準(zhǔn)確地了解樁頂荷載作用下樁側(cè)土的阻力及樁端土阻力的變化情況，需要在樁身中土層變化部位和樁端埋設(shè)量測(cè)元件。這些元件主要有振弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)、電阻應(yīng)變片和測(cè)桿式應(yīng)變計(jì)。測(cè)試儀表測(cè)桿式應(yīng)變計(jì)1―荷載2―千分表3―空心鋼管或空心箱形鋼柱4―測(cè)桿15―測(cè)桿26―測(cè)桿3試驗(yàn)方法1.試樁要求為了保證試驗(yàn)?zāi)軌蜃畲笙薅鹊啬M實(shí)際工作條件，使試驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確、更具有代表性，進(jìn)行載荷試驗(yàn)的試樁必須滿足一定要求。主要有以下幾個(gè)方面：（1）試樁的成樁工藝和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與工程樁一致；（2）混凝土樁應(yīng)鑿掉樁頂部的破碎層和軟弱混凝土，樁頭頂面應(yīng)平整，樁頭中軸線與樁身上部的中軸線應(yīng)重合；（3）樁頭主筋應(yīng)全部直通至樁頂混凝土保護(hù)層之下，各主筋應(yīng)在同一高度上。（4）距樁頂一倍樁徑范圍內(nèi)，宜用厚度為3～5mm的鋼板圍裹或距樁頂1.5倍樁徑范圍內(nèi)設(shè)置箍筋，間距不宜大于100mm。樁頂應(yīng)設(shè)置鋼筋網(wǎng)片2～3層，間距60～100mm；試驗(yàn)方法1.試樁要求（5）樁頭混凝土強(qiáng)度等級(jí)宜比樁身混凝土提高1～2級(jí)，且不得低于C30；（6）對(duì)于預(yù)制樁，如果樁頭出現(xiàn)破損，其頂部要在外加封閉箍后澆搗高強(qiáng)細(xì)石混凝土予以加強(qiáng)；（7）開(kāi)始試驗(yàn)時(shí)間：預(yù)制板在砂土中7天后：粘性土不得少于15天。灌注樁應(yīng)在樁身混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才能進(jìn)行；（8）在試樁間歇期內(nèi)，試樁區(qū)周?chē)?0cm范圍內(nèi)盡量不要產(chǎn)生能造成樁間土中孔隙水壓力上升的干擾，如打樁等。試驗(yàn)方法2.

加載要求

1）加載總量要求

進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)時(shí)，試樁的加載量應(yīng)滿足以下要求：（1）對(duì)于以樁身承載力控制極限承載力的工程樁試驗(yàn)，加荷至設(shè)計(jì)承載力的1.5～2.0倍；（2）對(duì)于嵌巖樁，當(dāng)樁身沉降量很小時(shí)，最大加載量不應(yīng)小于設(shè)計(jì)承載力的2倍；（3）當(dāng)以堆載為反力時(shí)，堆載重量不應(yīng)小于試樁預(yù)估極限承載力的1.2倍。試驗(yàn)方法2）加載方式單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)加載方式有慢速法、快速法、等貫入速率法和循環(huán)法等。慢速法是慢速維持荷載法的簡(jiǎn)稱(chēng)，即先逐級(jí)加載，待該級(jí)荷載達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定后，再加下一級(jí)荷載，直到試驗(yàn)破壞，然后按每級(jí)加載量的兩倍卸載到零。慢速法載荷試驗(yàn)的加載分級(jí)，一般是按試樁的最大預(yù)估極限承載力將荷載等分成10～15級(jí)逐級(jí)施加。試驗(yàn)方法實(shí)際試驗(yàn)過(guò)程中，也可將開(kāi)始階段沉降變化較小時(shí)的第一、二級(jí)荷載合并，將試驗(yàn)最后一級(jí)荷載分成兩級(jí)施加。卸載應(yīng)分級(jí)進(jìn)行，每級(jí)卸載量取加載時(shí)分級(jí)荷載的2倍，逐級(jí)等量卸載。加、卸載時(shí)應(yīng)使荷載傳遞均勻、連續(xù)、無(wú)沖擊，每級(jí)荷載在維持過(guò)程中的變化幅度不得超過(guò)分級(jí)荷載的±10%。為設(shè)計(jì)提供依據(jù)的豎向抗壓靜載試驗(yàn)應(yīng)采用慢速維持荷載法。施工后的工程樁驗(yàn)收檢測(cè)宜采用慢速維持荷載法。試驗(yàn)方法3.

慢速法載荷試驗(yàn)沉降測(cè)讀規(guī)定每級(jí)加載后按第5、15、30、45、60min測(cè)讀樁頂沉降量，以后每隔30min測(cè)讀一次。4.

慢速法載荷試驗(yàn)的穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)

每一小時(shí)內(nèi)樁頂?shù)某两盗坎怀^(guò)0.1mm，并連續(xù)出現(xiàn)兩次。當(dāng)樁頂沉降速率達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，再施加下一級(jí)荷載。試驗(yàn)方法5.

慢速載荷試驗(yàn)的試驗(yàn)終止條件

當(dāng)試樁過(guò)程中出現(xiàn)下列條件之一時(shí)，可終止加荷:

（1）某級(jí)荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的5倍；（2）某級(jí)荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的2倍，且經(jīng)過(guò)24h尚未達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)；（3）已達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大加載量；（4）當(dāng)工程樁作錨樁時(shí)，錨樁上拔量已達(dá)到允許值；（5）當(dāng)荷載－沉降曲線呈緩變型時(shí)，可加載至樁頂總沉降量60mm～80mm；在特殊情況下，可根據(jù)具體要求加載至樁頂累計(jì)沉降量超過(guò)80mm。慢速法載荷試驗(yàn)1.

試樁要求2.

加載要求3.

沉降測(cè)讀規(guī)定4.

穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)5.

終止條件試驗(yàn)資料的整理

填寫(xiě)試驗(yàn)記錄表

為了能夠比較準(zhǔn)確地描述靜載荷試驗(yàn)過(guò)程中的現(xiàn)象，便于實(shí)際應(yīng)用和統(tǒng)計(jì)，單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)成果宜整理成表格形式，并且對(duì)成樁和試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象作必要的補(bǔ)充說(shuō)明。

單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)概況表

試驗(yàn)資料的整理單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)記錄表試驗(yàn)資料的整理2.繪制有關(guān)試驗(yàn)成果曲線為了確定單樁豎向抗壓極限承載力，一般應(yīng)繪制豎向荷載-沉降（Q-S）、沉降-時(shí)間對(duì)數(shù)（S-lgt）、沉降-荷載對(duì)數(shù)（S-lgQ）曲線及其它進(jìn)行輔助分析所需的曲線。在單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)的各種曲線中，不同地基土、不同樁型的Q-S曲線具有不同的特征。典型的單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)曲線a）軟至半硬粘土中或松砂中的摩擦樁b）硬粘土中的摩擦樁c）樁端支承在軟弱而有孔隙的巖石上d）樁端開(kāi)始離開(kāi)了堅(jiān)硬巖石，當(dāng)被試驗(yàn)荷載壓下后又重新支承在巖石上e）樁身的裂縫被試驗(yàn)的下壓荷載閉合f）樁身混凝土被試驗(yàn)荷載剪斷1―樁端下巖石結(jié)構(gòu)的破損2―巖土的總剪切破壞3、4―正常曲線單樁豎向抗壓承載力的確定1.單樁豎向抗壓極限承載力的確定

《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2003）按下列方法綜合分析確定單樁豎向抗壓極限承載力Qu：（1）根據(jù)沉降隨荷載變化的特征確定：對(duì)于陡降型的Q-S曲線，取其發(fā)生明顯陡降的起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載值；（2）根據(jù)沉降隨時(shí)間變化的特征確定：取S-lgt曲線尾部出現(xiàn)明顯向下彎曲的前一級(jí)荷載值；（3）某級(jí)荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降的2倍，且經(jīng)24h尚未達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，則取前一級(jí)荷載值；（4）對(duì)于緩變型Q-S曲線可根據(jù)沉降量確定，宜取S=40mm對(duì)應(yīng)的荷載值；當(dāng)樁長(zhǎng)大于40m時(shí)，宜考慮樁身彈性壓縮量；對(duì)于直徑大于或等于800mm的樁，可取S=0.05D（D為樁端直徑）對(duì)應(yīng)的荷載值。單樁豎向抗壓承載力的確定2.單樁豎向抗壓承載力特征值的確定

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)規(guī)定的單樁豎向抗壓承載力特征值是按單樁豎向抗壓極限承載力統(tǒng)計(jì)值除以安全系數(shù)2得到。

單樁豎向抗壓承載力的確定

單樁豎向抗壓極限承載力統(tǒng)計(jì)值的確定應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）參加統(tǒng)計(jì)的試樁結(jié)果，當(dāng)滿足其極差不超過(guò)平均值的30%時(shí)，取其平均值為單樁豎向抗壓極限承載力。（2）當(dāng)其極差超過(guò)平均值的30%時(shí)，應(yīng)分析級(jí)差過(guò)大的原因，結(jié)合工程具體情況綜合確定，必要時(shí)可增加試樁數(shù)量。（3）對(duì)樁數(shù)為3根或3根以下的柱下承臺(tái)，或工程樁抽檢數(shù)量少于3根，應(yīng)取低值。工程實(shí)例一、概況

某大廈上部結(jié)構(gòu)為兩幢33層寫(xiě)字樓，下部結(jié)構(gòu)采用大直徑鉆孔灌注樁。經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)和試樁負(fù)責(zé)人三方共同商定，對(duì)施工編號(hào)為148的樁進(jìn)行單樁豎向靜載荷試驗(yàn)。

試樁施工編號(hào)樁長(zhǎng)(m)樁底標(biāo)高(m)樁頂標(biāo)高(m)混凝土灌注量(m3)充盈系數(shù)實(shí)際樁徑(m)14861.62-62.61-1.0093.01.141.39工程實(shí)例一、概況

某大廈上部結(jié)構(gòu)為兩幢33層寫(xiě)字樓，下部結(jié)構(gòu)采用大直徑鉆孔灌注樁。經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)和試樁負(fù)責(zé)人三方共同商定，對(duì)施工編號(hào)為148的樁進(jìn)行單樁豎向靜載荷試驗(yàn)。

試樁縱向鋼筋為18φ25通長(zhǎng)配置，采用300#商品混凝土灌注。試樁施工編號(hào)樁長(zhǎng)(m)樁底標(biāo)高(m)樁頂標(biāo)高(m)混凝土灌注量(m3)充盈系數(shù)實(shí)際樁徑(m)14861.62-62.61-1.0093.01.141.39工程實(shí)例二、試驗(yàn)簡(jiǎn)介本試驗(yàn)按國(guó)標(biāo)GBJ7-89有關(guān)規(guī)定進(jìn)行；加荷設(shè)備采用液壓千斤頂和錨樁反力梁裝置；采用位移百分表測(cè)量樁頂位移，固定百分表的基準(zhǔn)梁安置在工程樁上；樁身應(yīng)變采用YJ18型電阻應(yīng)變儀測(cè)量。試樁的鋼筋籠上都安裝有電阻應(yīng)變式鋼筋計(jì)，沿軸線工布置9個(gè)應(yīng)變量測(cè)截面，每個(gè)截面上安裝4個(gè)鋼筋計(jì)，對(duì)稱(chēng)均勻分布，應(yīng)變測(cè)量截面基本上位樁周各主要土層的分界面上。本試驗(yàn)采用慢速維持荷載，148#樁每級(jí)荷載增量為1500kN，加荷至12000kN時(shí)，試樁產(chǎn)生急劇沉降而終止加荷。工程實(shí)例1.單樁豎向極限承載力

按GBJ7-89和JGJ4-80規(guī)范，取Q-S曲線明顯陡降的起始點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的荷載為單樁豎向極限荷載，148#樁的極限荷載為10500kN。2.樁身鋼筋混凝土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系由試驗(yàn)實(shí)測(cè)各級(jí)荷載下標(biāo)定面的軸向應(yīng)變值和對(duì)應(yīng)的應(yīng)力計(jì)算值，可得個(gè)試樁標(biāo)定面鋼筋混凝土的軸向應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系，回歸分析表明，二次方程可較為準(zhǔn)確地表達(dá)這種非線性關(guān)系，方程形式為：

式中a0、a1、a2──回歸系數(shù)。

148#樁的回歸方程系數(shù)為a0=-0.1527516，a1=0.6164006×105，a2=-0.1121264×109。工程實(shí)例3.樁身軸力計(jì)算根據(jù)預(yù)埋鋼筋計(jì)的應(yīng)變數(shù)據(jù)，以下式計(jì)算各測(cè)量截面的軸力：式中Qij和εij──分別為第j級(jí)荷載作用下的軸力和應(yīng)變；

AP──樁身平均橫截面積。4.平均摩阻力計(jì)算由于鋼筋計(jì)都是有意識(shí)地安裝在各土層的分界面上，根據(jù)軸力計(jì)算值，各土層的平均摩阻力可按下式計(jì)算：式中

AS──第i樁節(jié)的側(cè)表面積。5.持力層樁端承力計(jì)算

P~s曲線樁身軸力圖工程實(shí)例三、結(jié)論：

148#樁豎向極限承載力為10500kN，樁側(cè)極限摩阻力為9350kN。

148#樁產(chǎn)生急劇沉降時(shí)，實(shí)測(cè)端承力為7370kN，此時(shí)樁周摩阻力明顯降低。本工程樁平均單位側(cè)摩阻力分別為淤泥⑶qsu=16～20kPa；粉土和淤泥質(zhì)土互層⑷～⑺qsu=35～40kPa；粉質(zhì)粘土和碎礫石互層⑻～⑾qsu=35～45kPa；殘積粉土層⑿qsu=50～55kPa，持力層極限端承力為：qp=4.85Mpa。經(jīng)樁身內(nèi)鉆孔取芯，148#樁樁尖下部有27cm沉渣。沉渣主要由護(hù)壁泥漿、小礫、卵石及殘積土碎屑組成。報(bào)告編寫(xiě)語(yǔ)言通順，用詞科學(xué)規(guī)范表格簡(jiǎn)練，數(shù)據(jù)正確可信圖件美觀，內(nèi)容重點(diǎn)突出圖表文字報(bào)告編寫(xiě)一、概況工程名稱(chēng)：xxxxxx工程地點(diǎn)：xxxxxx委托單位：xxxxxx勘察單位：xxxxxx設(shè)計(jì)單位：xxxxxx（樁型；樁徑；混凝土等級(jí)；加荷極限）施工單位：xxxxxx（成樁方式；施工紀(jì)錄）測(cè)試單位：xxxxxx（測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)；測(cè)試內(nèi)容；測(cè)試數(shù)量；測(cè)試時(shí)間）報(bào)告編寫(xiě)二、場(chǎng)地地質(zhì)條件工程實(shí)例三、測(cè)試儀器、原理、方法1試驗(yàn)儀器2試驗(yàn)原理3試驗(yàn)規(guī)程四、檢測(cè)樁基本情況1試樁施工情況和基本參數(shù)2試樁樁位五、實(shí)測(cè)曲線1Q～S曲線2S～lgt曲線六、檢測(cè)成果及分析意見(jiàn)報(bào)告編寫(xiě)報(bào)告編寫(xiě)報(bào)告編寫(xiě)報(bào)告編寫(xiě)單樁豎向抗拔靜載荷試驗(yàn)

高聳建（構(gòu)）筑物往往要承受較大的上拔荷載，而樁基礎(chǔ)是建（構(gòu)）物抵抗上拔荷載的重要基礎(chǔ)型式。迄今為止，樁基礎(chǔ)上拔承載力的計(jì)算還是一個(gè)沒(méi)有從理論上解決的問(wèn)題，在這種情況下，現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)在確定單樁豎向抗拔承載力中的作用就更顯得尤為重要。單樁豎向抗拔靜載荷試驗(yàn)就是采用接近于豎向抗拔樁實(shí)際工作條件的試驗(yàn)方法，確定單樁的豎向抗拔極限承載能力。試驗(yàn)設(shè)備

單樁豎向抗拔承載力試驗(yàn)裝置。它主要由加載裝置和量測(cè)裝置組成。1.加載裝置試驗(yàn)加載裝置一般采用油壓千斤頂