zhuang de ceshi

在现场通过对试验桩施加一定的静荷载或动荷载，进行承载力、变形、桩身应力、阻力分布等性能参数的检测测试方法。分静测法和动测法两种。

静测法 使用静载试验方法，测定单桩在产生一定桩头变形条件下所能承受的最大轴向或横向静荷载。分单桩轴向承载力试验和单桩横向(水平)承载力试验。

单桩轴向承载力试验 使用压重或千斤顶加荷方法，测定桩顶产生一定变形条件下，所能承受的最大轴向静荷载。单桩轴向静荷载试验借助千斤顶加荷装置(图1)进行。

图1 单桩静载荷试验的加荷装置

a—锚桩横梁反力装置；b—压重平台反力装置

1—横梁；2—小梁；3—千斤顶；4—沉降观测点；5—试验桩；6—锚桩；7—钢锭；8—支墩

打(压)入桩从沉桩到进行载荷试验的休止时间，在粘性土中不应少于两周，在砂土中不应少于1周，钻孔灌注桩要求满足桩身混凝土养护所需的时间。试桩的倾斜度不应大于1%，桩顶露出地面应不小于60cm，试桩与锚桩中心距离不应小于2m。采用油压千斤顶加载，反力装置(千斤顶后座)有三种：(1)锚桩反力装置(图1a)。利用反力架横梁将千斤顶的反力(后座力)传递给锚桩。(2)压重平台反力装置(图1b)。利用堆载压重平台作反力装置，堆载总重不应小于1．2倍试桩所需最大荷载。堆载平台的支承架与试桩之间的净距不应小于1．5m。(3)锚桩压重联合反力装置。在锚桩反力架上再放置堆载，以满足试验荷载大于锚桩所能承受的反力。

试验时在桩顶分级加荷，同时测定桩顶的垂直位移值。分级荷载维持到规定的相对稳定标准，然后加次级荷载。如此重复进行直到桩破坏或达到规定的桩顶总位移量为止。然后分级卸荷，同时测定桩顶回弹量。加荷分级按试桩最大试验荷载量的1／8～1／12为每级加荷量，第一级可取2倍加荷量进行加荷。卸荷分级一般取每级卸荷量为加荷量的2倍。

当出现下列情况之一时，试桩即可终止加荷：(1)试桩在某级荷载作用下的沉降量，大于前一级荷载沉降量的5倍。(2)试桩在某级荷载作用下的沉降量，大于前一级荷载沉降量的2倍，但经24h尚未稳定。(3)荷载超过预估极限荷载的50%，或已达到桩身材料的极限强度，以及试桩桩顶出现明显的破坏现象。(4)试桩桩顶总沉降量超过某一规定值(5cm或10cm)。

根据试桩时测得的数值，绘制桩顶荷载P与实测桩顶相对垂直位移量S关系曲线(S-P)或桩顶荷载与时间对数关系曲线(S-lgt)，确定试桩的极限承载力。当P-S关系曲线上有明显的陡降段时，可取P-S曲线上第二拐点所对应的荷载作为试桩的极限荷载；当PS关系曲线上无明显的陡降段时，可取破坏荷载的前一级荷载作为试桩的极限荷载。利用S-lgt关系曲线时，可取曲线尾部明显向下弯折的前一级荷载作为试桩的极限荷载。单桩容许承载力是极限承载力除以适当的安全系数。

单桩横向(水平)承载力试验 使用静载试验方法，测定单桩在产生一定的桩顶变形条件下，所能承受的最大横向(水平)承载力。在实际工程中，作用在桩上的水平荷载有：作用在挡土结构(挡土墙、板桩、桥台和地下室外墙)上的土压力和水压力、码头结构上的靠船冲击力、动力机器基础的反复荷载、工业与民用建筑物的风载和吊车荷载、拱结构基础上的水平推力，以及地震力的水平荷载等。

单桩水平静载荷试验是使用一台水平放置在2根试验桩中间的千斤顶，同时对2根试验桩进行加荷(图2)。

图2 单桩水平静载荷试验装置

1—桩；2—千斤顶及测力计；3—传力杆；4—球支座；5—滚动支座；6—量测桩顶水平位移的百分表

其加荷方法为：承受反复水平荷载作用的桩基，单桩水平试验采用多循环加卸荷法；承受长期水平荷载作用的桩基，采用分级连续加荷法。当出现下列情况之一时，即可终止加荷：(1)桩身已断裂；(2)桩侧地表出现明显裂缝或隆起；(3)桩顶水平位移量超过20～30mm(软土取30mm)。根据试验测得的数据，绘制桩顶水平荷载－时间－桩顶水平位移曲线(Q-t-X)或水平荷载－位移曲线(Q－X)和水平荷载－位移梯度关系曲线()。上述曲线中特征点所对应的桩顶水平荷载，称为临界荷载或极限荷载。单桩容许水平承载力是极限荷载除以适当的安全系数。

动测法 通过对试验桩施加一定形式和能量的动力作用，查明桩的承载力、变形、侧应力、桩阻力分布等。分高应变动力试桩法和低应变动力试桩法。

高应变动力试桩法 为在桩土体系中产生较高的应力应变状态，一般采用冲击荷载。目前实际应用的高应变动力试桩法有三种：(1)实测曲线拟合法。在冲击荷载作用下，实测靠近桩顶有代表性的桩身应变和运动加速度，获得桩身顶部的内力和运动速度的时程曲线F(t)和V(t)。本法的理论基础是一维波动方程，采用严谨的数学模型，运用计算机进行多次的分析计算和拟合，可以获得有关岩土力学性能的合乎实际的结果，主要是：分层测摩阻力的极限值、实际激发的端承阻力和各土层的极限弹性变形值。根据岩土的极限阻力确定单桩的极限承载力，用模拟计算方法求得静载试验的“荷载－沉降”曲线。本法效率较高，费用较低，能够直接查明桩身截面的总阻抗变化、桩底岩土的密实性以及岩土对桩的分层阻力极限值。本法具有广泛的适用性，但不适用于破坏模式不明的桩。(2)CASE法。是一种简化的波动分析方法。检测手段和数据采集过程与实测曲线拟合法完全一样。但是在增加若干个简化假定之后，可以获得一个闭合解，不需要进行多次的拟合。从而可以在现场快速判明桩的合格性，成为指导和控制施工过程的有效方法。CASE法的优点是快速，缺点是粗略。必须用精确可靠的方法对其经验公式、经验系数和适用范围进行充分验证，否则可能导致严重失误。本法只适用于长度不大、桩身比较均匀、土质条件比较单一的预制打入桩工程验收。(3)锤击贯入法。只需要使用简单的仪器实测锤击作用下桩顶锤击力峰值和贯入度。试验时，一般要选用几个不同的落锤高度，实测锤击力和贯入度的关系曲线；锤击力要足够大，使这条关系曲线的尾部出现明显的陡降点，得到使桩土体系丧失动态承载刚度的临界锤击力。这个过程和静载试验有明显的可比性。经过大量的静载试验对比证明，临界锤击力和静载试验的极限承载力之间有相当稳定和可靠的经验关系。掌握了这个经验关系，就可以在其已经证实的范围内，应用本法确定桩的承载力。

低应变动力试桩法 动力作用的能量很小或较小，在桩土体系内只是产生弹性的应力应变状态，实测得到的只是弹性振动响应。这类方法的名目繁多，按激振方法分，有冲击振动(手锤敲击、小型落体冲击和水电效应等)和稳态振动(有多种激发简谐振动设备可供选用)两种。前者是一种宽频带的激振，设备简单、容易实施，但需要较复杂的数据采集和分析设备，能量的分布不够稳定和均匀，常需要用多次平均的方法来改善数据质量；后者只需要简单的测振仪器来读取稳态振动响应的最大幅值，但需要较复杂的激振设备，方能精确控制频率和能量，一次只能施加一种频率，需要用扫频的方法进行多次试验测定。按分析方法分，有时域分析和频域分析两种。前者根据所测得的振动响应量的时程曲线M(t)进行分析；后者根据振动响应量的频域分布特性M(f)进行分析。低应变动力试桩法主要适用于小型桩的桩身完整性检测，也可用于桩基工程的普查。