浅论桩基静载检测的目的及方法

浅论桩基静载检测的目的及方法

南京蓝天土木工程技术有限公司  徐广田

桩基检测的目的主要有以下几种情况:

1 为设计提供依据在工程桩正式施工前，在地质条件具有代表性的区域，先施工几根桩，进行静载试验，以确定设计参数的合理性和施工工艺的可行性。对于以桩身强度控制承载力的端承型桩，可按设计要求的加载量进行试验。测数量在同一条件下不应少于3根，且不宜少于总桩数的1%;当工程总数在50根以内时，不应少于2根当设计有要求或满足下列条件之一时，施工前应采用静载试验确定单桩竖向抗压承载力特征值:

下图为我司为东南大学钟山书院所做的为设计提供依据的工程前试桩检测。

什么样的工程需要进行工程前试桩？

(1)设计等级为甲级的建筑桩基

(2)无相关试桩资料可参考的设计等级为乙级的桩基

(3)地质条件复杂、基桩施工质量可靠性低;

(4)本地区采用的新桩型或采用新工艺成桩的桩基。

2为工程验收提供依据的试桩

下图为我司为江北新区G1314项目所做的验收试桩

目前，绝大多数静载试验是为工程验收提供依据，大多数为工程验收提供依据的静载试验，可按设计要求确定最大加载量，不进行破坏试验，即加载至预定最大试验荷载后即终止试验。

3验证检测针对其他检测结果

如钻芯法或声波透射法检测发现桩身质量有问题，或对高应变承载力试验结果有疑问，需要采用静载试验进行验证检测，判定桩的竖向抗压承载力是否满足设计要求。有关验证试验在《建筑桩检测技术规范》JGJ106-2014第3.4节中有比较明确的规定

4其他目的

有些静载试验是为了搜集科研资料、编制规范、开拓新的桩型和施工工艺、进行静动对比等而进行的

检测方法：

根据基桩的受力特点或功能将基桩试验分为竖向抗压承力试验、单桩竖向抗拔承载力试验、水平承载力检测。

静载荷抗压试验。单桩竖向抗压静载试验采用接近于坚向抗压桩的实际工作条件的试验方法，确定单桩竖向抗压承载力

1单桩竖向抗压承载力静载（堆载）试验目前公认的检测基桩竖向抗压承载力最直观、最可靠的试验方法。但是这种实验要动用大型运输车辆、吊车。对场地要求高，耗时耗力，成本大，已经不适合时代的需求。

2自平衡法静载试验技术是将荷载箱放置在桩的底部或下部，连接施压油管及位移测量装置于桩顶部,待砼养护到标准龄期后,通过顶部高压油泵给底部或下部荷载箱施压向上顶桩身的同时，向下压桩底，使桩的摩阻力和端阻力互为反力，分别得到荷载-位移曲线，叠加后得到桩顶的承载力和位移管线的Q-s曲线。自平衡法是一种基于在桩基内部寻求加载反力的静荷载试验方法。

自平衡试桩法：上段桩的侧摩阻力+上段桩的自重=下段桩的侧摩阻力+端阻力

上图是我司的新型专利管桩内置荷载箱自平衡检测技术，在旭辉地产等项目取得圆满成功。

这种方法的优点是节省时间、经费，受到工程界的广泛欢迎 ；当荷载箱置于桩端时，这种方法可以分别测出桩的摩阻力和端阻力与上下位移的关系 曲线，便于明确两者的发展过程，对于桩基础进行可靠度设计时考虑和确定分项系数 也是十分重要的。

自平衡试桩法与桩的实际受力状态不同，传统静载荷试验荷载直接施加于桩顶，桩有向下运动的趋势，桩侧摩阻力向上（正摩阻），与桩基础工作的实际状态相符；自平衡试桩法试验中，上段桩的运动趋势向上，摩阻力向下（ 负摩阻），这与桩在实际工作状态的力学性状恰好相反。自平衡试桩法需要考虑桩侧摩阻力、上下桩段的相互影响等问题，将测试数据向桩顶加载方式转换以给出桩的竖向承载力和相关参数。经过国内外众多学者的理论分析、室内模型试验及现场对比试验，已经证明自平衡方法虽然在加载机理上与桩在实际工作状态的力学性状存在不同。但是测得桩身摩擦力和桩端阻力和实际桩一致。

单桩竖向抗拔承载力静载实验：

单桩竖向抗拔静载荷试验就是采用接近于竖向抗拔桩实际工作条件的试验方法，确定单桩的竖向抗拔极限承载能力，是最直观、可靠的方法。国内外桩的抗拔试验惯用的方法是慢速维持荷载法。当埋设有桩身应力、应变测量传感器时，或桩端埋设有位移测量杆时，可直接测量桩侧抗拔摩阻力分布或桩端上拔量

《建筑地基基础设计规范》GB0007 规定，当桩基承受该力时，应对桩基进行抗拔验算及桩身抗裂验算。如何解决工程结构的抗浮问题目前已成为一个经常面临的问题。因浮托力作用或抗浮措施不当而造成地下工程的破坏，在国内已有数例，在这种情况下，现场原位试验在确定单桩竖向抗拔承载力中的作用就显得尤为重要

单水平承载力试验：

桩所受的水平荷载有多种形式，如：风力、制动力、地震力、船舶撞击力及波浪力等等。

近年来，单桩水平静载试验是采用接近于水平受荷桩实际工作条件的试验方法，来确定单桩水平临界荷载和极限荷载，推定土抗力参数。

高应变检测：

高应变检测是一种对单桩竖向抗压承载力和桩身完整性进行判定的检测方法，实验时用重锤冲击桩顶，实测桩顶部的速度和力时程曲线，通过波动理论对其进行分析。

主要检测方法有波形拟合法，CAPWAPC方法，凯斯法（Case法），波动方程法等。

为设计提供依据的静载实验一般按照规范要求必须要加载至破坏，即实验要进行到能判定桩的极限承载力为止。大多数工程验收实验可按设计要求确定最大加载量，不进行破坏实验。随着科学技术的不断提高，确定桩基承载力的方法很多，作为检测单位我们应该结合工程实际，为业主提供最经济、最快捷、最实用的检测方法。