单桩竖向抗压静载试验作业指导书.docx

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单桩竖向抗压静载试验作业指导书

一、依据的检测标准及技术要求1

二、适用范围1

三、试验目的1

四、仪器设备1

五、试验原理3

六、试验准备3

七、操作规程5

八、数据处理7

工程检测咨询有限公司

单桩竖向抗压静载试验标准化作业指导书

一、依据的检测标准及技术要求

《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2014）

二、适用范围

适用于检测单桩的竖向抗压承载力。

三、试验目的

单桩竖向抗压静载试验的目的分为两种情况：

3.1对于为设计提供依据的试验桩，试验目的是得到极限（破坏）状态下单桩竖向抗压极限承载力；

3.2对于工程桩验收检测，试验的目的是评价受检桩的单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。

四、仪器设备

单桩竖向抗压静载试验采用武汉中岩科技股份有限公司RSM-JC5（A）静载测试仪进行数据采取，各试验设备见表4.1。

表4.1试验设备一览表

仪器

名称

型号规格

量程

设备编号

校准/检定

单位

有效期至

静载测试仪

RSM-JC5（A）

∕

ZD-DJYQ-06

郑州市质量技术监督检验测试中心

2020.4.11

位移传感器

FP-50I

0～50mm

ZD-DJYQ-10～14

苏州朗博校准检测有限公司

2020.4.11

压力变送器

ST3000LBCⅢERY

0～70MPa

ZD-DJYQ-07

苏州朗博校准检测有限公司

2020.4.11

液压千斤顶

1000kN

0～1000kN

ZD-DJYQ-08

郑州市质量技术监督检验测试中心

2020.4.11

液压千斤顶

3000kN

0～3000kN

ZD-DJYQ-08

郑州市质量技术监督检验测试中心

2020.4.11

液压千斤顶

3000kN

0～3000kN

ZD-DJYQ-26

郑州市质量技术监督检验测试中心

2020.5.7

4.1加荷系统

单桩竖向抗压静载试验的加载设备采用液压式千斤顶，其加载能力不得小于最大试验加载量的1.2倍。

加荷系统一般由液压千斤顶、油泵、压力传感器、高压油管、多通等组成。

压力传感器要按计量部门的要求，定期率定方可使用。

当采用两台或两台以上千斤顶加载时，应并联同步工作，且符合下列规定：

4.1.1采用的千斤顶型号、规格应相同；

4.1.2千斤顶的合力中心应与受检桩的横截面形心重合。

4.2荷载测量

荷载测量可用放置在千斤顶上的荷重传感器直接测定。

当通过并联于千斤顶油路的压力表或压力传感器测定油压并换算荷载时，应根据千斤顶率定曲线进行荷载换算。

ST3000LBCⅢERY型压力传感器的准确度等于0.5级，满足《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2014）中“荷重传感器、压力传感器或压力表的准确度应优于或等于0.5级”的要求。

试验用压力表、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%。

4.3位移测量

桩的沉降测量采用FP-50I型位移传感器，量程为50mm，精度为0.1%FS，分辨力为0.01mm，满足《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2014）中“桩的沉降测量宜采用大量程的位移传感器或百分表，位移测量仪器的测量误差不得大于0.1%FS，分度值/分辨力应优于或等于0.01mm”的要求。

4.4反力系统

加载反力装置可根据现场条件，选择锚桩反力装置、压重平台反力装置、锚桩压重联合反力装置、地锚反力装置等，且应符合下列规定：

（1）加载反力装置提供的反力不得小于最大加载值的1.2倍；

（2）加载反力装置的构件应满足承载力和变形的要求；

（3）应对锚桩的桩侧土阻力、钢筋、接头进行验算，并满足抗拔承载力的要求；

（4）工程桩作锚桩时，锚桩数量不宜少于4根，且应对锚桩上拔量进行检测；

（5）压重宜在检测前一次加足，并均匀稳固地放置于平台上，且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。

五、试验原理

单桩竖向抗压静载试验是在桩顶部逐级施加竖向压力，观测桩顶部随时间产生的沉降，观察受检基桩在沉降过程中的的受荷状态，使用仪器按照规范要求采集数据并得到荷载-沉降（Q-s）曲线、沉降-时间对数（s-lgt）曲线等参数，采用一定的方法（规范、规程规定）分析、评价单桩竖向抗压承载力水平，它是目前最可靠且应用最广泛的方法。

反力装置采用压重平台反力装置，试验装置示意见下图5.1所示。

图5.1单桩竖向抗压静载试验装置示意图

六、试验准备

6.1收集和了解检测工程概况

检测任务开展前，应对受检工程进行现场调查，搜集其工程地质资料、基桩设计图纸和施工记录、监理日志等，对于单桩竖向抗压静载试验尤其要对桩周土的性质、各土层的岩性特征进行详细了解并记录，还需要了解施工工艺及施工过程中出现的异常情况。

（1）工程项目名称，建设、设计、施工、监理单位名称；

（2）场地工程地质勘察报告；

（3）桩基本参数：

桩型、桩径、桩长、桩身砼强度、持力层及极限承载力；

（4）桩位图及桩基施工记录。

6.2确认检测数量

为设计提供依据的试验桩，检测数量应满足设计要求，且在同一条件下不应少于3根；当预计工程桩总数小于50根时，检测数量不应少于2根。

6.3制定检测方案

在开展现场检测工作之前，应根据具体检测项目制定检测方案。

由于静载试验的特殊性，现场试验人员务必要保证必要的安全措施，在编制检测方案时应包括试验现场安全的内容。

6.4仪器的检查

实施现场检测之前，务必对本次检测所需的检测仪器进行检查、调试。

基桩检测用仪器设备必须由法定计量单位定期标定和年检，合格后方可使用。

6.5检测龄期

（1）受检桩的混凝土龄期应达到28d，或受检桩同条件养护试件强度应达到设计强度要求；

（2）承载力检测前的休止时间，除应满足6.5条第1款的规定外，当无成熟的地区经验时，尚不应少于表6.1规定的时间。

表6.1休止时间

土的类别

休止时间（d）

砂土

7

粉土

10

黏性土

非饱和

15

饱和

25

6.6基本参数的现场复核

对于受检桩的设计参数，应根据实际情况对其进行实际测量并记录。

如果条件允许，可以对桩径、桩间距等参数进行现场测量，以保证检测的准确性。

七、操作规程

7.1为设计提供依据的试验桩，应加载至桩侧与桩端的岩土阻力达到极限状态；当桩的承载力由桩身强度控制时，可按设计要求的加载量进行加载。

7.2工程桩验收检测时，加载量不应小于设计要求的单桩承载力特征值的2.0倍。

一般取“设计单桩承载力特征值×2”作为试验的最大加载值。

7.3试验桩、锚桩（压重平台支墩边）和基准桩之间的中心距离应符合表7.1的规定。

表7.1受检桩、压重平台支墩边和基准桩之间的中心距离

反力装置

距离

受检桩中心与压重平台支墩边

试验桩中心与基准桩中心

基准桩中心与压重平台支墩边

压重平台

≥4D且≥2.0m

≥4D且≥2.0m

≥4D且≥2.0m

注：

D为受检桩设计直径

7.4安装位移传感器。

在桩顶以下200mm的桩身两个方向分别对称设置4个沉降量测点。

采用两根足够强度的钢管作为基准梁，梁的一端固定在基准桩上，另一端简支于基准桩上。

分别用磁性表座将位移传感器固定在基准梁上，并将位移传感器对准设置好的沉降测量点位置以便采集沉降数据。

7.5加载时，由平放于承压板顶面的千斤顶出力，将反力传递给主梁、次梁、压重平台及配重。

千斤顶的合力中心与反力装置的重心、桩横截面形心重合，保证合力方向与桩顶面垂直。

7.6加载采用慢速维持荷载法逐级等量加载，分级荷载取最大加载值的1/10，其中，第一级加载量取分级荷载的2倍；卸载时每级卸荷量取加载时分级荷载的2倍，且逐级等量卸载，直至荷载为零。

加、卸载时，荷载传递应保持均匀、连续、无冲击，且每级荷载在维持过程中的变化幅度不得超过分级荷载的±10%。

7.7每级荷载施加后，分别按第5min、15min、30min、45min、60min测读桩顶沉降量，以后每隔30min测读一次桩顶沉降量，当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时，施加下一级荷载。

【相对稳定标准：

每一小时内的桩顶沉降量不得超过0.1mm，并连续出现两次（从分级荷载开始后的30min开始，按1.5h连续三次每30min的沉降观测值计算。

）】

7.8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，且桩顶总沉降量超过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尚未达到相对稳定标准；

（3）已达到设计要求的最大加载值且桩顶沉降达到相对稳定标准；

（4）荷载-沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量60～80mm；当

桩端阻力尚未充分发挥时，可加载至桩顶总累计沉降量超过80mm。

7.9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。

7.10原始记录

检测人员认真填写“单桩竖向抗压静载试验现场记录表”，复核人对表格内容进行复核，重点对有否漏、错和不规范之处进行检查，待确认无误后签字，以示负责。

返回公司后，将检测所得的数据拷贝到计算机中备档，将“单桩竖向抗压静载试验现场记录表”妥善保存，和正式报告一并存档。

7.11环境要求

（1）固定和支撑位移传感器（百分表）的夹具（如磁性表座）及基准梁不得受气温、振动及其他外界因素的影响；当基准梁暴露在阳光下时，应采取遮挡措施；

（2）在野外工地进行测试时若遇雷雨天气，要切断所有设备电源并躲避到安全地方，以确保人身及设备安全。

八、数据处理

8.1检测数据分析

（1）检测数据的处理

确定单桩竖向抗压承载力时，应绘制竖向荷载-沉降（Q-s）曲线、沉降-时

间对数（s-lɡt）曲线；也可绘制其他辅助分析曲线。

（2）单桩竖向抗压极限承载力按下列方法分析确定：

①根据沉降随荷载变化特征确定：

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，应取其发生明显陡降的起始点对应的荷载值；

②根据沉降随时间的变化特征确定：

应取s-lɡt曲线尾部出现明显向下弯

曲的前一级荷载值；

③出现终止加载条件第2款情况时，取前一级荷载值；

④对于缓变型Q-s曲线，宜根据桩顶总沉降量，取s等于40mm对应的荷

载值；对D（D为桩端直径）大于等于800mm的桩，可取s等于0.05D对应的荷载值；当桩长大于40m时，宜考虑桩身的弹性压缩；

⑤不满足上述情况时，桩的竖向抗压极限承载力宜取最大加载值。

（3）单桩竖向抗压承载力特征值应按单桩竖向抗压极限承载力的50%取

值。

8.2试验结论

（1）为设计提供依据的试验桩,其单桩竖向抗压极限承载力可按以下统

计方法确定：

①对参加算术平均的试验桩检测结果，当极差不超过平均值的30%时，可取其算术平均值为单桩竖向抗压极限承载力；当极差超过平均值的30%时，应分析原因，结合桩型、施工工艺、地基条件、基础形式等工程具体情况综合确定极限承载力；不能明确极差过大的原因时，宜增加试桩数量。

②试验桩数量小于3根或桩基承台下的桩数不大于3根时，应取低值。

（2）对于工程桩验收检测，根据现场单桩竖向抗压静载试验可得到单桩

竖向抗压承载力特征值，结合设计单桩竖向抗压承载力特征值，综合分析判断受检桩的单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。

评判标准见表8.1。

表8.1单桩竖向抗压承载力评判表

试验终止状态

试验加载至预定最大加载值前，

出现规定的终止加载情况之一

试验能够加载至预定最大加载值，且加载过程未出现终止加载情况

最终加载值

＜设计单桩竖向抗压承载力特征值×2

＝设计单桩竖向抗压承载力特征值×2

试验得单桩竖向抗压承载力特征值

＜设计单桩竖向抗压承载力特征值

＝设计单桩竖向抗压承载力特征值

结论

单桩竖向抗压承载力不满足设计要求

单桩竖向抗压承载力满足设计要求

单桩竖向抗压静载试验记录表

工程名称

桩号

日期

加载级

油压（MPa）

荷载（kN）

测读时间

位移计读数

本级沉降

（mm）

累积沉降

（mm）

备注

1号

2号

3号

4号

检测：

记录：

复核：

检测日期：

年月日