地基基础工程检测作业指导书.docx
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地基基础工程检测作业指导书
作业指导书
文件编号：
-2013-ZDS
版本：
第1版
更改：
编写：
审核：
批准：
发布日期：
2013年12月12日
实施日期：
2014年01月01日
受控状态：
受控□非受控
1、浅层平板载荷试验……………………………………………1
2、深层平板载荷试验……………………………………………2
3、单桩竖向抗压静载试验………………………………………2
4、静力触探试验…………………………………………………6
5、标准贯入试验…………………………………………………7
6、处理后地基静载荷试验………………………………………8
7、复合地基静载荷试验…………………………………………9
8、复合地基增强体单桩静载荷试验……………………………10
9、单桩竖向抗拔静载试验………………………………………12
10、单桩水平静载荷试验…………………………………..……14
11、低应变法………………………………………………..……17
12、高应变法………………………………………………..……19
1、浅层平板载荷试验
1.1目的和适用范围及标准
地基土浅层平板载荷试验适用于确定浅部地基土层的承压板下应力主要影响范围的承载力和变形系数。
试验依据GB50007-2011《建筑地基基础设计规范》。
1.2试验原理
载荷试验是在现场用一个刚性承压板逐级加荷，测定天然地基、单桩或复合地基的沉降随荷载的变化，借以确定它们承载能力的现场试验。
在拟建建筑场地上将一定尺寸和几何形状（方形或圆形）的刚性板安放在被测的地基持力层上，逐级增加荷载，由固定在基准梁上的变形测量装置测得相应的稳定沉降，直至达到地基破坏标准，由此可得到荷载沉降曲线，即p-s曲线。
通过对p-s曲线进行计算分析，可以得到地基土的承载力fak.
1.3仪器设备
1.3.1试验设备包括承压板、加荷装置和沉降观测装置
①加荷系统：
承压板
②加荷装置：
液压千斤顶、应力环
③反力系统：
地锚、工字钢反力架，一般反力可以由重物、地锚单独或地锚与重物联合提供
④量测系统：
支撑柱、基准梁、位移测量元件
1.4试验技术要求与操作步骤
1.4.1地基土浅层平板载荷试验可适用于确定浅部地基土层的承压板下应力主要影响范围内的承载力。
承压板面积不应小于0.25m2，对于软土不应小于0.5m2。
1.4.2试验基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的三倍。
应保持试验土层的原状结构和天然湿度。
宜在拟试压表面用粗砂或中砂层找平，其厚度不超过20mm。
加荷分级不应少于8级。
最大加载量不应小于设计要求的两倍。
每级加载后,按间隔10、10、10、15、15min，以后为每隔半小时测读一次沉降量，当在连续两小时内，每小时的沉降量小于0.1mm时，则认为已趋稳定,可加下一级荷载。
当出现下列情况之一时，即可终止加载：
①承压板周围的土明显地侧向挤出；
②沉降s急骤增大，荷载-沉降（p-s）曲线出现现陡降段；
③在某一级荷载下，24小时内沉降速率不能达到稳定；
④沉降量与承压板宽度或直径之比大于或等于0.06。
1.4.3当满足前三种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。
承载力特征值的确定应符合下列规定：
①当p-s曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值；
②当极限荷载小于对应比例界限的荷载值的2倍时，取极限荷载值的一半；
③当不能按上述二款要求确定时，当压板面积为0.25-0.50m2，可取s/b=0.01-0.015所对应的荷载，但其值不应大于最大加载量的一半。
1.4.4同一土层参加统计的试验点不应少于三点，当试验实测值的极差不超过其平均值的30%时，取此平均值作为该土层的地基承载力特征值fak。
2、深层平板载荷试验
2.1深层平板载荷试验适用于确定深部地基土层及大直径桩桩端土层在承压板下应力主要影响范围内的承载力和变形参数。
2.2深层平板载荷试验的承压板采用直径为0.8m的刚性板，紧靠承压板周围外侧的土层高度应不少于80cm。
2.3加荷等级可按预估极限承载力的1/10～1/15分级施加。
2.4每级加荷后，第一个小时内按间隔10min、10min、10min、15min、15min，以后每隔半个小时测读一次沉降。
当在连续两个小时内，每小时的沉降量小于0.1mm时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。
2.5当出现下列情况之一时，可终止加载：
①沉降s急剧增大，荷载-沉降（p-s）曲线上有可判定极限承载力的陡降段，且沉降量超过0.04d（d为承压板直径）；
②在某级荷载下，24h内沉降速率不能达到稳定；
③本机沉降量大于前一级沉降量的5倍；
④当持力层土层坚硬，沉降量很小时，最大加载量不小于设计要求的2倍。
2.6承载力特征值的确定应符合下列规定：
①当p-s曲线上有比列界限时，取该比例界限所对应的荷载值；
②满足终止加载条件前三款的条件之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载，当该值小于对应比例界限的荷载值的2倍时，取极限荷载值的一半；
③不能按上述二款要求确定时，可取s/d=0.01～0.015所对应的荷载值，但其值不应大于最大加载量的一半。
2.7同一土层参加统计的试验点不应少于三点，当试验实测值的极差不超过平均值的30%时，取此平均值作为该土层的地基承载力特征值（fak）。
3、单桩竖向抗压静载试验
3.1适用范围
1.1.1本方法适用于检测单桩的竖向抗压承载力。
3.1.2当埋设有测量桩身应力、应变、桩底反力的传感器或位移杆时，可测定桩分层侧阻力和端阻力或桩身截面的位移量。
3.1.3为设计提供依据的试验桩，应加载至破坏；当桩的承载力以桩身强度控制时，可按设计要求的加载量进行。
3.1.4对工程桩抽样检测时，加载量不应小于设计要求的单桩承载力特征值的2.0倍。
3.2仪器设备及其安装
3.2.1试验加载宜采用油压千斤顶。
当采用两台及两台以上千斤顶加载时应并联同步工作，且应符合下列规定：
①采用的千斤顶型号、规格应相同。
②千斤顶的合力中心应与桩轴线重合。
3.2.2加载反力装置可根据现场条件选择锚桩横梁反力装置、压重平台反力装置、锚桩压重联合反力装置、地锚反力装置，并应符合下列规定：
①加载反力装置能提供的反力不得小于最大加载量的1.2倍。
②应对加载反力装置的全部构件进行强度和变形验算。
③应对锚桩抗拔力（地基土、抗拔钢筋、桩的接头）进行验算；采用工程桩作锚桩时，锚桩数量不应少于4根，并应监测锚桩上拔量。
④压重宜在检测前一次加足，并均匀稳固地放置于平台上。
⑤压重施加于地基的压应力不宜大于地基承载力特征值的1.5倍，有条件时宜利用工程桩作为堆载支点。
3.2.3荷载测量可用放置在千斤顶上的荷重传感器直接测定；或采用并联于千斤顶油路的压力表或压力传感器测定油压，根据千斤顶率定曲线换算荷载。
传感器的测量误差不应大于1%，压力表精度应优于或等于0.4级。
试验用千斤顶、油泵、油管在最大加载时的压力不应超过规定工作压力的80%。
3.2.4沉降测量宜采用位移传感器或大量程百分表，并应符合下列规定：
①测量误差不大于0.1%FS，分辨力优于或等于0.01mm。
②直径或边宽大于500mm的桩，应在其两个方向对称安置4个位移测试仪表，直径或边宽小于等于500mm的桩可对称安置2个位移测试仪表。
③沉降测定平面宜在桩顶200mm以下位置，测点应牢固地固定于桩身。
④基准梁应具有一定的刚度，梁的一端应固定在基准桩上，另一端应简支于基准桩上。
⑤固定和支撑位移计（百分表）的夹具及基准梁应避免气温、振动及其他外界因素的影响。
3.2.5试桩、锚桩（压重平台支墩边）和基准桩之间的中心距离应符合表1.2.5规定。
试桩、锚桩（或压重平台支墩边）和基准桩之间的中心距离表1.2.5
反力装置
试桩中心与锚桩中心（或压重平台支墩边）
试桩中心与基准桩中心
基准桩中心与锚桩中心（或压重平台支墩边）
锚桩横梁
≥4（3）D且＞2.0m
≥4（3）D且＞2.0m
≥4（3）D且＞2.0m
压重平台
≥4D且＞2.0m
≥4（3）D且＞2.0m
≥4D且＞2.0m
地锚装置
≥4D且＞2.0m
≥4（3）D且＞2.0m
≥4D且＞2.0m
注：
1D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尚不应小于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基础设计桩中心距离小于4D的情况。
4软土场地堆载重量较大时，宜增加支墩边与基准桩中心和试桩中心之间的距离，并在试验过程中观测基准桩的竖向位移。
3.2.6当需要测试桩侧阻力和桩端阻力时，桩身内埋设传感器应按本规范附录A执行。
3.3现场检测
3.3.1试桩的成桩工艺和质量控制标准应与工程桩一致。
3.3.2桩顶部宜高出试坑底面，试坑底面宜与桩承台底标高一致。
混凝土桩头加固可参照本规范附录B执行。
3.3.3对作为锚桩用的灌注桩和有接头的混凝土预制桩，检测前宜对其桩身完整性进行检测。
试验加卸载方式应符合下列规定：
①加载应分级进行，采用逐级等量加载；分级荷载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。
②卸载应分级进行，每级卸载量取加载时分级荷载的2倍，逐级等量卸载。
③加、卸载时应使荷载传递均匀、连续、无冲击，每级荷载在维持过程中的变化幅度不得超过该级增减量的10%。
3.3.4为设计提供依据的竖向抗压静载试验应采用慢速维持荷载法。
3.3.5慢速维持荷载法试验步骤应符合下列规定：
①每级荷载施加后按第5、15、30、45、60min测读桩顶沉降量，以后每隔30min测读一次。
②试桩沉降相对稳定标准：
每一小时内的桩顶沉降量不超过0.1mm，并连续出现两次（从每级荷载施加后第30min开始，由三次或三次以上每30min的沉降观测值计算）。
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1h，按第5、15、30、60min测读桩顶沉降量；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5、15、30min，以后每隔30min测读一次。
3.3.6施工后的工程桩验收检测宜采用慢速维持荷载法。
当有成熟的地区经验时，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不得少于1h。
当桩顶沉降尚未明显收敛时，不得施加下一级荷载。
3.3.7当出现下列情况之一时，可终止加载：
①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。
注：
当桩顶沉降能稳定且总沉降量小于40mm时，宜加载至桩顶总沉降量超过40mm。
②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。
③已达加载反力装置的最大加载量。
④已达到设计要求的最大加载量。
⑤当工程桩作锚桩时，锚桩上拔量已达到允许值。
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；在特殊情况下，可根据具体要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm。
3.3.8检测数据宜按本规范附录C附表C.0.1的格式记录。
3.3.9测试桩侧阻力和桩端阻力时，测试数据的测读时间应符合第1.3.6条的规定。
3.4检测数据分析与判定
3.4.1检测数据的整理应符合下列规定：
①确定单桩竖向抗压承载力时，应绘制竖向荷载-沉降（Q-s）、沉降-时间对数（s-lgt）曲线，需要时也可绘制其他辅助分析所需曲线。
②当进行桩身应力、应变和桩底反力测定时，应整理出有关数据的记录表，并按本规范附录B绘制桩身轴力分布图、计算不同土层的分层侧摩阻力和端阻力值。
3.4.2单桩竖向抗压极限承载力Qu可按下列方法综合分析确定：
①根据沉降随荷载变化的特征确定：
对于陡降型Q-s曲线，取其发生明显陡降的起始点对应的荷载值。
②根据沉降随时间变化的特征确定：
取s-lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值。
③出现第1.3.8条第2款情况，取前一级荷载值。
④对于缓变型Q-s曲线可根据沉降量确定，宜取s=40mm对应的荷载值；当桩长大于40m时，宜考虑桩身弹性压缩量；对直径大于或等于800mm的桩，可取s=0.05D（D为桩端直径）对应的荷载值。
注：
当按上述四款判定桩的竖向抗压承载力未达到极限时，桩的竖向抗压极限承载力应取最大试验荷载值。
3.4.3单桩竖向抗压极限承载力统计值的确定应符合下列规定：
①参加统计的试桩结果，当满足其极差不超过平均值的30%时，取其平均值为单桩竖向抗压极限承载力。
②当极差超过平均值的30%时，应分析极差过大的原因，结合工程具体情况综合确定。
必要时可增加试桩数量。
③对桩数为3根或3根以下的柱下承台，或工程桩抽检数量小于3根时，应取低值。
3.4.4单位工程同一条件下的单桩竖向抗压承载力特征值Ra应按单桩竖向抗压极限承载力统计值的一半取值。
3.4.5检测报告除应包括JGJ106-2014《建筑基桩检测技术规范》第3.5.5条内容外，还应包括：
①受检桩桩位对应的地质柱状图；
②受检桩及锚桩的尺寸、材料强度、锚桩数量、配筋情况；
③加载反力种类，堆载法应指明堆载重量，锚桩法应有反力梁布置平面图；
④加卸载方法，荷载分级；
⑤第1.1.1条要求绘制的曲线及对应的数据表；与承载力判定有关的曲线及数据；
⑥承载力判定依据；
⑦当进行分层摩阻力测试时，还应有传感器类型、安装位置，轴力计算方法，各级荷载下桩身轴力变化曲线，各土层的桩侧极限摩阻力和桩端阻力。
4、静力触探试验
4.1静力触探试验适用于软土、一般黏性土、粉土、砂土和含少量碎石的土。
静力触探可根据工程需要采用单桥探头、双桥探头或带孔隙水压力量测的单、双桥探头，可测定比贯入阻力（ps）、锥尖阻力（qc）、侧壁摩阻力（fs）和贯入时的孔隙水压力（u）。
4.2静力触探试验的技术要求应符合下列规定：
①探头圆锥锥底截面积应采用10cm2或15cm2，单桥探头侧壁高度应分别采用57mm或70mm,双桥探头侧壁面积应采用150～300cm2，锥尖锥角应为60°；
②探头应匀速垂直压入土中，贯入速率为1.2m/min；
③探头测力传感器应连同仪器、电缆进行定期标定，室内探头标定测力传感器的非线性误差、重复性误差、滞后误差、温度漂移、归零误差均应小于1%FS，现场试验归零误差应小于3%，绝缘电阻不小于500MΩ；
④深度记录的误差不应大于触探深度的±1%；
⑤当贯入深度超过30m，或穿过厚层软土后再贯入硬土层时，应采取措施防止孔斜或断杆,也可配置测斜探头，量测触探孔的偏斜角，校正土层界线的深度；
⑥孔压探头在贯入前，应在室内保证探头应变腔为已排除气泡的液体所饱和，并在现场采取措施保持探头的饱和状态，直至探头进入地下水位以下的土层为止；在孔压静探试验过程中不得上提探头；
⑦当在预定深度进行孔压消散试验时，应量测停止贯入后不同时间的孔压值，其计时间隔由密而疏合理控制；试验过程不得松动探杆。
4.3静力触探试验成果分析应包括下列内容：
①绘制各种贯入曲线：
单桥和双桥探头应绘制ps-z曲线、qc-z曲线、fs-z曲线、Rf-z曲线、孔压探头尚应绘制ui-z线、qt-z曲线、ft-z曲线、Bq-z曲线和孔压消散曲线：
ut-lgt曲线；
其中Rf－－摩阻比；
ui－－孔压探头贯入土中量测的孔隙水压力（即初始孔压）；
qt－－真锥头阻力（经孔压修正）；
ft－－真侧壁摩阻力（经孔压修正）；
Bq－－静探孔压系数，Bq=
u0－－试验深度处静水压力（kPa）；
σvo－－试验深度处总上覆压力（kPa）；
ut－－孔压消散过程时刻t的孔隙水压力；
②根据贯入曲线的线型特征，结合相邻钻孔资料和地区经验，划分土层和判定土类；计算各土层静力触探有关试验数据的平均值，或对数据进行统计分析，提供静力触探数据的空间变化规律。
4.4根据静力触探资料，利用地区经验,可进行力学分层，估算土的塑性状态或密实度、强度、压缩性、地基承载力、单桩承载力、沉桩阻力、进行液化判别等。
根据孔压消散曲线可估算土的固结系数和渗透系数。
5、标准贯入试验
5.1标准贯入试验适用于砂土、粉土和一般粘性土。
5.2标准贯入试验的设备应符合表5.2的规定。
表5.2标准贯入试验设备规格
落锤
锤的质量（kg）
63.5
落距（cm）
76
贯入器
对开管
长度（mm）
>500
外径（mm）
51
内径（mm）
35
管靴
长度（mm）
50～76
刃口角度（°）
18～20
刃口单刃厚度（mm）
1.6
钻杆
直径（mm）
42
相对弯曲
<1/1000
5.3标准贯入试验的技术要求应符合下列规定：
①标准贯入试验孔采用回转钻进，并保持孔内水位略高于地下水位。
当孔壁不稳定时，可用泥浆护壁，钻至试验标高以上15cm处，清除孔底残土后再进行试验；
②采用自动脱钩的自由落锤法进行锤击，并减小导向杆与锤间的摩阻力，避免锤击时的偏心和侧向晃动，保持贯入器、探杆、导向杆联接后的垂直度，锤击速率应小于30击/min；
③贯入器打入土中15cm后，开始记录每打入10cm的锤击数，累计打入30cm的锤击数为标准贯入试验锤击数N。
当锤击数已达50击，而贯入深度未达30cm时，可记录50击的实际贯入深度，按下式换算成相当于30cm的标准贯入试验锤击数N，并终止试验。
（10.3）
式中∆S－50击时的贯入度（cm）。
5.4标准贯入试验成果N可直接标在工程地质剖面图上，也可绘制单孔标准贯入击数N与深度关系曲线或直方图。
统计分层标贯击数平均值时，应剔除异常值。
5.5标准贯入试验锤击数N值，可对砂土、粉土、粘性土的物理状态，土的强度、变形参数、地基承载力、单桩承载力，砂土和粉土的液化，成桩的可能性等做出评价。
应用N值时是否修正和如何修正，应根据建立统计关系时的具体情况确定。
6、处理后地基静载荷试验
6.1本实验要点适用于确定换填垫层、预压地基、压实地基、夯实地基和注浆加固等处理后地基承压板应力主要影响范围内土层的承载力和变形参数。
6.2平板静载荷试验采用的压板面积应按需检验土层的厚度确定，且不应小于1.0m2，对夯实地基，不宜小于2.0m2。
6.3试验基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的3倍。
应保持试验土层的原状结构和天然湿度。
宜在拟试压表面用粗砂或中砂层找平，其厚度不超过20mm。
基准梁及加荷平台支点（或锚桩）宜设在试坑以外，且与承压板边的净距不应小于2m。
6.4加荷分级不应少于8级。
最大加载量不应小于设计要求的2倍。
6.5每级加载后，按间隔10min、10min、10min、15min、15min，以后为每隔0.5h测读一次沉降量，当在连续2h内，每小时的沉降量小于0.1mm时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。
6.6当出现下列情况之一时，即可终止加载，当满足前三种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载；
①承压板周围的土明显地侧向挤出；
②沉降s急骤增大，压力-沉降曲线出现陡降段；
③在某一级荷载下，24h内沉降速率不能达到稳定标准；
④承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6%；
6.7处理后的地基承载力特征值确定应符合下列规定：
①当压力-沉降曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值。
②当极限荷载小于对应比例界限的荷载值的2倍时，取极限荷载值的一半。
③当不能按上述两款要求确定时，可取s/b=0.01所对应的荷载，但其值不应大于最大加载量的一半。
承压板的宽度或直径大于2m时，按2m计算。
注：
s为静载荷试验承压板的沉降量；b为承压板宽度。
6.8同一土层参加统计的试验点不应少于3点，各试验实测值的极差不超过其平均值的30%时，取该平均值作为处理地基的承载力特征值。
当极差超过平均值的30%时，应分析极差过大的原因，需要时应增加试验数量并结合工程具体情况确定处理后地基的承载力特征值。
7、复合地基载荷试验
7.1目的
7.1.1指导检测人员按正确进行复合地基载荷试验，确保检测结果科学、准确。
7.2检测参数及执行标准
①检测参数：
复合土层的承载力和变形参数
②执行标准：
JGJ79-2002《建筑地基处理技术规范》
7.3适用范围
本试验要点适用于单桩复合地基载荷试验和多桩复合地基载荷试验。
测定承压板下应力主要影响范围内复合土层的承载力和变形参数。
7.4职责
检测员必须执行国家标准，按照作业指导书操作，随时做好记录，编制检测报告，并对数据负责。
7.5样本大小及抽样方法
试验点的数量不应少于3点。
7.6仪器设备
①桩基静载系统（GC021）
②千斤顶（GC071或GC073）
③反力系统（GC591）
④方形或矩形或圆形刚性承压板（现场确定）
⑤粗砂或中砂
7.7环境条件
常温，无雨、雪天气的现场环境。
7.8、检测步骤及数据处理
7.8.1试验前准备：
①承压板底面标高应与桩顶设计标高相适应。
承压板底面下宜铺设粗砂或中砂垫层，垫层厚度取50～150mm，桩身强度高时宜取大值。
试验标高处的试坑长度和宽度，应不小于承压板尺寸的3倍。
基准梁的支点应设在试坑之外。
②试验前应采取措施，防止试验场地地基土含水量变化或地基土扰动，以免影响试验结果。
7.8.2加载方式：
加载等级可分为8～12级。
最大加载压力不应小于设计要求压力值的2倍。
7.8.3测读规则：
每加一级荷载前后均应各读记承压板沉降量一次，以后每半个小时读记一次。
当一小时内沉降量小于0.1mm时，即可加下一级荷载。
7.8.4终止加载条件：
当出现下列情况之一时，即可终止加载：
①沉降急剧增大，土被挤出或承压板周围出现明显的隆起；
②承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6％：
③当达不到极限荷载，而最大加载压力已大子设计要求压力值的2倍。
7.8.5卸载观测：
卸载级数可为加载级数的一半，等量进行，每卸一级，间隔半小时，读记回弹量，待卸完全部荷载后间隔三小时读记总回弹量。
7.8.6复合地基承载力特征值的确定：
①当压力一沉降曲线上极限荷载能确定，而其值不小于对应比例界限的2倍时，可取比例界限；当其值小于对应比例界限的2倍时，可取极限荷载的一半；
②当压力--沉降曲线是平缓的光滑曲线时，可按相对变形值确定：
1）对砂石桩、振冲桩复合地基或强夯置换墩：
当以粘性土为主的地基，可取s/b或s/d等于0.015所对应的压力（s为载荷试验承压板的沉降量；b和d分别为承压板宽度和直径，当其值大于2m时，按2m计算）；当以粉土或砂上为主的地基，可取s/b或s/d等于0.01所对应的压力。
2）对土挤密桩。
石灰桩或柱锤冲扩桩复合地基，可取s/b或s/d等于0.012所对应的压力。
对灰土挤密桩复合地基，可取s/b或s/d等于0.008所对应的压力。
3）对水泥粉煤灰碎石桩或夯实水泥土桩复合地基，当以卵石、圆砾、密实粗中砂为主的地基，可取s/b或s/d等于0.008所对应的压力；当以粘性土、粉土为
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