1、 基樁承載力檢測 現有確定基樁承載力的檢測方法有兩種，一種是靜荷載試驗，另一種是各種樁的動測方法。靜荷載試驗是確定基樁承載力最可靠的方法，而各種樁的動測方法，則要在與樁靜荷載試驗結果大量對比的基礎上，找出對比系數，才能推廣應用。下面介紹靜荷載試驗方法和基樁高應變動力檢測法。 一、基樁的垂直靜載試驗 垂直靜載試驗是在試樁頂上分級施加靜荷載直到土對試樁的阻力破壞時為止，從而求得樁的容許承載力單樁的下沉量。搜現行地基基礎規范：“單樁承載力宜通過現場靜載試驗確定，在同一條件下試樁數量不宜少于總樁數的1%，并不少于3根”。就地灌注樁的靜載試驗應在混凝土強度達到能承受預定破壞荷載后開始。斜樁作靜載試驗時，

2、荷載方向應與斜樁軸線相同。 1加荷裝置 （1）基本要求：首先要求安全可靠，保證有足夠的加載量，不能發生加載量達不到要求而中途停止試驗的事故。其次從節約材料、少用經費、取用方便，縮短籌備時間等方面進行比較，選用合適的加載系統。 （2）加載量的確定：根據公路橋涵地基與基礎設計規范（JTJ024-85）推薦的地基上強度數據或參考類似的試樁經驗并按照鑒定性或破壞性試驗的不同要求，確定試樁的破壞荷載或最大的試驗荷載（以下稱最大加載量）。荷載系統的加載能力至少不低于破壞荷載或最大加載量的1.5倍，最好能達到1.52.0倍。 （3）反力裝置：反力裝置是加載系統中最主要的組成部分，對它應事先作好周密的設計。

3、反力裝置有平臺式和杠桿式的加荷裝置，但這兩種裝置不宜用于較大荷載要求，且加荷、卸荷很費時間、勞動強度亦大。因此，目前多采用液壓千斤頂、錨樁、橫梁等設備加荷。 采用錨樁方案時，應注意錨樁在受力方面和受壓樁有所不同。受軸向壓力的受壓樁，由于樁身材料泊桑比的關系，它的截面在橫向有擴大的趨勢，這有利于增強樁壁摩阻力，并且地基土受力后的塑性區是在樁的下段發展。而作為反力裝置的抗拔錨樁，受力后橫向有縮小的趨勢，相對地降低了樁壁摩阻力，塑性區在樁的上段發展。因此人士長度相等時，同一地點的錨樁上抗拔力低于受壓的抗力。根據一些試驗的資料，上拔時樁壁摩阻力極限值約為受壓時的151/3（人土長度在30m以上時用高值

4、）。 錨樁視土質情況用48根，錨樁人土深度應大于試樁的深度、錨樁與試樁的凈距應大于試樁直徑的3倍，且不小于1m。 用實際工程的樁作錨樁時，一般不允許把它拉裂。對此類的樁，應根據要求的錨固荷載，通過抗裂設計來確定其配筋量。專門用于試驗的錨樁允許按開裂設計。錨樁一般在全部長度內配置鋼筋，錨樁同反力梁等聯接強度也應驗算。 2基準點與基準梁的設置 作為下沉量測試的基準點和基準梁原則上應該是不動的。但是，由于試樁與錨樁的變位，氣象。日照、潮汐以及附近施工與交通引起的振動等影響，都會使基準點或基準梁產生一定的變位或變形。如果對此掉以輕心或熟視元睹，那么測得的試樁下沉量將是不可靠的。 （1）基準點的設置 基

5、準點的設置應滿足以下幾個條件：基準點本身不變動；沒有被接觸或遭破損的危險；附近沒有振源；不受直射陽光與風雨等干擾；不受試樁下沉的影響。 （2）基準梁的設置： 基準梁一般采用型鋼，其優點是有磁性、剛度大、便于加工、形狀一致，缺點是溫度膨脹系數大。在受溫度影響大的長期荷載試驗時，并且當樁本身的下沉又不大時，測試精度會受很大影響。根據宮島信雄的試驗，當基準點間隔為6.87 m，在基準梁跨中產生1/100mm的撓度所需的溫度變化，對于角鋼（l00xloo）、H型鋼（150xl00）和糟鋼（【200x80）等斷面，分別為0.4、0.3和0。2）試驗中氣溫只在1015范圍內變化，而基準梁的撓度變化范圍為0

6、.50.7mm；用2只100w燈泡，在H型鋼（150x1oo）跨中0.5m高處，向基準梁照射30min后，引起2溫差，使H型鋼基準梁產生0o9mm的撓度。 因此，當量測樁位移用的基準梁如采用鋼梁時，為保證測試精度需采取下述措施：基準梁的一端固定，另，端必須自由支承；防止基準梁受日米直接照射；基準梁附近不設照明及取暖爐；必要時基準梁可用聚苯乙烯等隔熱材料包裹起來,以消除溫度影響。 3. 測試儀器裝置測量儀器必須精確，一般使用精度為1/20mm的光學儀器或力學儀器，如水平儀、撓度儀測力器（包括荷載傳感器、拉應力傳感器、電子秤、壓力環等）、傾角儀位移計等，如無此類儀器，可用千分表、游標卡尺、杠桿 指

7、針等，精確度至少為幾0.1mm。測量儀器一般應設24套,對稱安裝在試樁的兩側或四周。觀測用的測樁與試樁和錨樁的凈距參見表3-21,并在任何情況下不得小于試樁直徑的3倍。 測定系統固定在圍堰上時，圍堰與試樁及錨樁問的最小距離不加限制。 儀器安裝前應予校定，擦干潤滑。 4試驗加載方式試驗加載方式分為三類，見表322，根據具體情況選擇采用。 在所有基樁尚未沉人前作試驗時，有可能根據試樁結果改變樁基結構（沉樁深度、樁的數量等）。因此，試樁載重一般應達到破壞載重，或試樁下沉量大大超過建筑物的容許限度，甚或達到基樁本身材料的破壞。 在所有基樁均已沉人完畢，試驗僅是為了檢驗基樁是否符合設計要求，試樁載重可等

8、于設計荷載乘以安全系數。如果試驗條件限制時，這一載重可減少10。 試樁加載應分階段進行，每階段加載重可以相等或者遞變。每一階段載重的大小，應按要求試驗的精確度決定：等重加載時，一般為預計極限載重量的110115；遞變加載時，開始階段為1/2.515；終了階段為110115。 下沉量觀測間隔時間，視樁尖土質和每階段載重量而定，一般可按累什0'、2'、5'、10'、30'觀測一次，以后每隔30'測讀一次，粘性土在后階段可延長到每小時測讀一次。每階段的測讀間隔次數不少于5次。 每一階段載重的下沉量，在下列時間內，如不大于0.1mm，即可視為休止： 對于

9、砂類土最后30min： 對于粘性土最后1h。 這一階段下沉休止后，即可進行下一階段的加載。 5.破壞載重、極限載重及容許載重的確定 （1）破壞載重：當試樁全部下沉量已大于40mm，同時這一階段下沉量大于前一階段下沉量的5倍，或者這一階段的下沉量大于前一階段下沉量的2倍但下沉在24h仍不休止時；其荷載即為破壞荷載。（此標準不適用于對下沉量有特殊規定者） （2）極限載重：在破壞載重前一階段的累計載重即為極限載重。 （3）容許載重：極限載重除以安全系數（規范規定為2）為容許載重。如因結構上對樁的下沉量有特殊要求時，則應按下沉量確定容許載重。 先作靜載試驗后挖基的樁，應從試驗所得的極限荷載值中，減去從

10、地面至開挖后的基底一段高度內的土對樁身的摩擦力臨界值；再據以計算容許荷載。高樁承臺的樁，也應扣除從地面至最大沖刷線間的一段高度內土的摩擦力。 6卸除載重 卸載應分階段進行，每階段卸載量可為每兩個階段的加載重。如加載階段為奇數時，第一階段的卸載重可為最后三個階段的加載重。 每次按順序卸除載重后應將樁的回彈量在各儀器的讀數分別記錄。開始兩次每隔15min記錄一次到回彈休止為止，回彈休止標準與沉降休止標準相同。回彈穩定后即可進行下一次卸載。載重完全卸除后，至少尚應于2h內每隔30min記錄一次。 7：試驗操作注意事項 （1）利用已完成的樁作錨樁，當用常備式鋼梁、工字鋼疊合梁或用高強鋼材特殊設計的鋼梁

11、時，應根據最大試驗荷載驗算反力梁的強度和撓度。一般鋼梁撓度要求不大于11oo跨度。 （2）如利用已有的基樁當作錨樁，不允許損傷樁身。 （3）驗算錨樁抗拔能力時的極限摩阻力值，應采取比樁受壓時極限摩阻力值為低的值。 （4）當采用加載平臺時，每件壓重以及平臺自重均應標定，需要時可以用顏色標明，易于計算。為了操作安全，在專設的防護垛上置有楔塊，在傳遞荷載時將楔塊撤除。 （5）使用的千斤頂必須逐臺加以標定。在標定時所使用的壓力表、油管、電動油泵、人工手搖泵等應與試驗時基本相同。 （6）觀測樁的沉降量一般采用百分表測量、一樁身下沉量超過百分表量程范圍時，應及時調整百分表位置。調整前和調整后的讀數應取得聯

12、系。應隨時檢查百分表是否靈敏，支架是否穩定。 （7）預計千斤頂的頂起量，力求避免在一次試驗的中途松頂加墊。估計時應考慮0.51倍的觀測余量。 （8）為減少千斤頂有效頂程的耗損，可采取以下措施: 試驗前先用千斤頂加壓，消除墊材、栓孔等處的壓縮變形及空隙，然后將千斤頂松回，加填墊材，填補空隙。 加強試驗設備的結構剛度。 錨樁的受拔力應小于其極限摩阻力，其拔起量一般應小于20mm。 （9）錨樁拔起的休止應先于試樁下沉的休止。 （10）對錨樁的拔起應同時進行觀測，以便從拔起的均衡程度及拔起與時間關系曲線中分析其對試樁的可能影響。 （11）試樁的下沉和錨樁的拔起都將使千斤頂降壓，必須不斷觀察壓力表，隨時

13、加壓，以維持其每階段的加載量不變。最好安設液壓補償器（見圖3-28），使千斤頂自動保持恒壓。 （12）應隨時檢查加載設備情況，注意有無變形、傾側或聲響等異狀。隨時檢查觀測設備的轉動與指示部分的靈敏度，有元障礙，以及固定部分的穩定性。 （13）一個或幾個千斤頂的中軸線，必須與試樁的中軸線相吻合，否則由于偏壓易產生壓壞樁頭及偏斜的事故。 （14）應防止試驗地點附近的震動干擾、裝置自身的溫度變形及土的凍脹影響。 8試驗記錄及資料整理 所有試驗觀測讀數，應隨時直接填人記錄，見表3-23，并根據記錄資料整理繪制樁的下沉與荷載關系曲線及樁的下沉與時間關系曲線，如圖3-29。圖上應繪制錘擊次數、落錘高度、射

14、水沖刷壓力及沉樁時間等與沉樁的關系曲線。圖上還應標明工程地點、工程名稱、樁號，并附樁的平面位置及樁所沉人各土層的示意圖，注明各層土質及樁尖、樁頂、地面與各上層的標高。 9根據垂直靜載試驗求算沖擊公式的修正系數/用靜載試驗前的沖擊試驗得出的沉人度 e1 ，代人沖擊公式求出容許承載力P1 ，以P2 表示靜載試驗得出的實際容許承載力，則正式沉樁時采用沖擊公式的修正系數a應為： a= P2/ P1 應該注意，除前述的吸人現象及假極限現象外，在較緊密的土中，當沉下大批基樁時。土受擠緊作用，沉樁時容易達到e"值，而經過休止以后如作沖擊試驗，往往不易達到e'值，則承載力不夠,也就是實際休息

15、系數b'將大于試樁的休息系數b。在這種場合，應使基樁的人土深度不小于拭樁的人土深度，在e'達到以后，如人士深度還比試樁淺，則應繼續沉人至與試樁同樣深度為止。 10快速加載試驗法 一般樁的垂直靜載試驗系采用慢速循環加載（維持荷載法）,即上述的方法。本法試驗工作長，配備人員多，慢速試驗的“休止”標準缺乏理論依據，基準梁和測讀精度也存在一些問題。故靜載試驗得出的結果中除了臨界承載力（即極限承載力）外，樁的沉降資料與以后樁群的長期下沉量差別很大。若靜載試驗僅僅為了檢驗樁的承載力，亦可采用國內外已取得一定成果的“快速加載法”（即貫人速率法）的垂直靜載試驗法。 快速加載法的特點是將臨界荷載

16、（極限荷載）分為1015級，每45min加載一級，其問不必等待下沉的“休止”，到達45min即繼續加載，直到加載完畢。一般總的試驗時間為450675min，測讀時間是0、1、2、5、10、15、30 、45min各一次。經過實踐證明，對摩 擦樁的臨界載重值，快速試驗值與慢速試驗，值基本上相同。對設計荷載階段（一般是小于臨界荷載的1/2），快速試驗與慢速試驗的樁下沉量也基本一致，見圖3-30。（二）基樁的水平靜栽試驗 1.加載裝置及觀測裝置水平荷載試驗常采用橫向放置的千斤頂加荷，如圖3一31。兩試樁凈距不小于4m或按設計規定辦理。樁在水平荷載作用下，樁頂同時產生橫向位移和轉動。為了保持水平力的作

17、用點和受力面不變，千斤頂應有球形支座裝置。 觀測裝置原則上與垂直加載試驗相識。試樁水平位移的測點不少于2個，且與中軸線對稱布置。觀測裝置的固定點位置，應與試樁至少有17m的凈距，以免影響觀測精度。 2加載方式和程序 加載有連續加載方式和循環加載方式，按等級差遞增荷載，每次加載等級為估計的最大水平荷載的1101/5，一般為051.0t遞增，過軟土的土質可采用02t級差。 連續加載方式在每級加載后保持10min，測讀水平位移，再加下一級荷載，這樣連續加至極限荷載。在確定樁的極限荷載時，以此方式為好。 循環加載方式為一般常用的方式，每級加載后保持10min，記錄水平位移讀數，然后卸載至零，再經過10

18、min，又記錄水平位移讀數，如此即為一循環。每級反復5次循環為一級荷載，以后接著施加下一級荷載，直至達到極限荷載或滿足設計要求為止。3.資料整理及極限荷載的確定 根據試驗結果，繪制水平荷載試驗的“荷載一位移曲線”，取橫座標10cm為05t荷載，縱座標1cm為1mm的水平位移。 極限荷載的確定：在采用連續加載法時、在某級荷載作用下，水平位移長時間不穩定、樁周土出現明顯裂縫并隆起，或水平位移達到極限值時，即可終止試驗；其前一級荷載為極限荷載。 在采用循環加載法時，根據觀測記錄，繪制循環荷載位移一時間關系圖，見圖3-32。將各級荷載反復作用下的位移值連接起來的曲線，就是該級荷載下的位移包絡線。當此包

19、絡線向上凹的曲線如圖中25t以前的曲線，表示在該級荷載的反復作用下，樁的位移逐漸趨近一個定值，變形趨于穩定。當此包絡線向上凸的曲線如圖中30t級曲線，表示變形不穩定，則認為30t級為破壞荷載，而其前一級25t為極限荷載，極限荷載除以安全系數為容許荷載。 三、基樁高應變動力檢測（凱斯法） 隨著我國基本建設事業的飛速發展，樁基工程日益增多。樁的檢測工作量很大。傳統的靜荷試驗方法，由于其費用高，時間長，通常檢測數量只能達到總樁數的1左右；而且隨著樁徑樁長的增大，靜載試驗從其實施規模、消耗資金和需要時間來看，均已到了難以接受的程度。而各種動力檢測方法以其技術相對先進，操作較為簡便，占用時間較短，所需費

20、用較低等優點，近年來得到了廣泛的推廣和應用。下面僅介紹基樁高應變動力檢測規程（JGJ106-97）中采用的凱斯法。 1基本原理 凱斯法以現代波動理論為基礎，導出了一套簡捷的分析計算公式，借助于現代的振動測量和信號處理技術，在錘擊樁的過程中檢測樁頭的受力和運動響應信息，借助計算機分析技術，較全面地考慮樁和土及其相互作用的各種因素，通過復雜的運算，獲得樁的承載力。 2檢測儀器及設備試驗儀器應具有現場顯示、記錄、保存實測力與加速度信號的功能，并能進行數據處理、打印和繪圖。其性能應符合下列規定： （1）數據采集裝置的模數轉換精度不應小于10位，通道之間的相位差應小于50µs 。 （2）力傳感

21、器宜采用工具式應變傳感器，應變傳感器安裝諧振頻率應大于2kHZ ，在01000µ測量范圍內的非線性誤差不應大子±l，由于導線電阻引起的靈敏度降低不應大于1。 （3）安裝后的加速度計在23000HZ范圍內靈敏度變化不應大于±5，沖擊加速度不大于10000m·s-2，其幅值非線性誤差不應大于±5。 （4）傳感器應每年標定一次。 （5）打樁機械或類似的裝置都可作為錘擊設備。重錘應質量均勻，形狀對稱，錘底平整，宜用鑄鋼或鑄鐵制作。當采用自由落錘時，錘的重量應大干預估的單樁極限承載力的1。 （6）樁的貫人度可用精密水準儀、激光變形儀等光學儀器測定。因為檢

22、測時，重錘對樁的沖擊，使樁周土產生振動，采用傳統設置基準梁、基準樁的方法，會使貫人度的測量帶來較大誤差。 3檢測方法 （1）混凝土樁樁頭的處理 為了確保檢測時錘擊力的正常傳遞，樁頭頂面應水平、平整，樁頭中軸線與樁身中軸線應重合，樁頭截面積應與原樁身截面積相同。 樁頭主筋應全部直通至樁頂混凝土保護層之下，各主筋應在同一高度上。 距樁頂1倍樁徑范圍內，宜用厚度為35mm的鋼板圍裹或距樁頂15倍樁徑范圍內設置箍筋，間距不宜大于15Omm。樁頂應設置鋼筋網片23層，間距601oomm。 樁頭混凝土強度等級宜比樁身混凝土提高12級，且不得低于C30；樁頂應設置樁墊，并根據使用情況及時更換；樁墊宜采用膠合

23、板、木板和纖維板等材質均勻的材料。 （2）傳感器的安裝 為監視和減少可能出現的偏心錘擊的影響，檢測時應安裝應變傳感器和加速度傳感器各兩只。傳感器的安裝應符合下列規定： a。傳感器應分別對稱安裝在樁頂以下樁身兩側，傳感器與樁頂之間的垂直距離，對于一般樁型，不宜小于2倍樁的直徑或邊長。對于大直徑樁，不得小于1倍樁的直徑或邊長。 b安裝傳感器的樁身表面應平整，且其周圍不得有缺損或斷面突變，安裝面范圍內的材質和截面尺寸應與原樁身等同。 c，應變傳感器的中心，與加速度傳感器中心應位于同水平線上，兩者之間的水平距離不宜大于10cm。 當采用膨脹螺栓固定傳感器時，安裝時應符合下列規定：d.螺栓孔應與樁身中軸

24、線垂直，其孔徑應與采用的膨脹螺栓尺寸相匹配。 e安裝完畢后的應變傳感器固定面應緊貼樁身表面，初始變形值不得超過規定值，檢測過程中不得產生相對滑動。 f.當進行連續錘擊檢測時，應先將傳感器引線與樁身固定可靠，防止引線振動受損。 （3）現場檢測參數設定 高應變動力檢測是通過在樁頂采集力和速度信號，通過計算得到樁的承載力的。實際上，傳感器直接測到的是其安裝面上的應變和加速度信號，還要根據其他參數設定值，計算后才能得到力和速度信號，因此樁的參數必須按測點處樁的性狀設定。 a.樁的參數設定 現場檢測時樁頭測點處的樁截面面積、樁身波速、樁材質量密度和彈性模量應按測點處樁的實際情況確定。測點下樁長和截面積的

25、設定值應符合下列規定：測點下樁長應取傳感器安裝點至樁底的距離；對于預制樁，可采用建設或施工單位提供的實際樁長和樁截面積作為設定值；對于混凝土灌注樁，測點下樁長和截面積設定值宜按建設或施工單位提供的施工記錄確定。 樁身波速設定可符合下列規定：對于普通鋼樁，波速值可設定為5120ms；對于混凝土預制樁，宜在打入前實測無缺陷樁的樁身平均波速作為設定值；對于混凝土灌注樁，在樁長已知的情況下，可用反射波法按樁底反射信號計算樁的平均波速作設定值，如樁底反射信號不清晰，可根據樁身混凝土強度等級參數綜合設定。樁身質量密度設定應符合下列規定：對于普通鋼樁，質量密度應設定為7.85 t/m3；對于普通混凝土預制樁

26、，質量密度可設定為2.452.55 t/m3 ；對于普通混凝土灌注樁，質量密度可設定為2.40 t/m3。樁材彈性模量設定值應按下式計算： E=v2 式中：E一一樁材彈性模量，kPa ； U一一樁身內應力波傳播速度，ms； 一一樁材質量密度, kg/m3 。 采樣頻率和采樣數據長度的設定： 采樣頻率宜為510kHz；每個信號的采樣點數不宜少于1024點。 力傳感器和加速度傳感器標定系數的設定： 力傳感器和加速度傳感器標定系數應由國家法定訃量單位開具的標定系數或傳感器出廠標定系數作為設定值。 （4）測試技術要求 檢測前應認真檢查確認整個測試系統處于正常狀態，并逐一核對各類參數設定值，直至確認無誤

27、時，方可開始檢測。檢測時要記錄每根樁的有效錘擊次數，應根據貫人度及信號質量確定。因此，檢測時宜實測每一錘擊力作用下樁的貫人度，為使樁周土產生塑性變形，單擊貫人度不宜小于25mm，但也不宜大于10mm。由于檢測工作現場情況復雜，種種影響很難避免，為確保采集到可靠的數據，即使對于灌注樁，每根樁檢測時應記錄的有效錘擊數也不得只有一擊。否則一旦在室內分析時，發現采集數據有誤就無法補救。每根樁檢測時應記錄的有效錘擊次數可參照表3-24取定。 采用自由落錘為錘擊設備時，宜重錘低擊，最大錘擊落距不宜大于25m。當檢測僅為檢驗樁身結構完整性時，可減輕錘重，降低落距，減少樁墊厚度，但應能測到明顯的樁底反射信號。

28、 檢測時應及時檢查采集數據的質量。如發現測試系統出現問題、樁身有明顯缺陷或缺陷程度加劇，應停止檢測，進行檢查。 當檢測承載力時，從設樁至檢測的休止時間，預制樁不應少于表3-25中規定的時間，混凝土灌注樁應在混凝土達到設計強度等級，并不應少于表325中規定的時間。 4基樁承載力判定 （1） 現場測量信號的判讀凱斯法在現場量測的直接結果是取得一條力 波曲線和一條速度波曲線。用這兩條曲線可做現場實時分析計算或帶回室內做更詳細的分析計算。因為主要計算都是由計算機或有關電子線路自動完成的，計算程序不會判斷現場采集的信號是否可靠。錯誤的記錄也會有一個相應的計算值。所以判斷現場采集的信號的可靠性是相當重要的

29、。 錘擊后出現下列情況之一的，其信號不得作為分析計算依據。 a.力的時程曲線最終未歸零； b.嚴重偏心錘擊，一側力信號呈現受拉： c.傳感器出現故障； d.傳感器安裝處混凝土開裂或出現塑性變形。 檢測承載力時選取錘擊信號，宜符合下列規定： a.預制樁初打，宜取最后一陣中錘擊能量較大的擊次； b預制樁復打和灌注樁檢測，宜取其中錘擊能量較大的擊次。 分析計算前，應根據實測信號按下列方法確定樁身波速平均值 a.樁底反射信號明顯時，可根據下行波波形起升沿的起點到上行波下降沿的起點之間的時差與已知樁長值確定； b樁底反射信號不明顯時，可根據樁長、混凝土波速的合理取值范圍以及鄰近樁的樁身波速值綜合判定。 （2）凱斯法判定樁承載力 凱斯法判定單樁極限承載力的公式見式（3-48）。利用該式判定單樁承載力的關鍵是選取合理的阻尼系數Jc 。我國目前采用的阻尼系數值基本上是參照美國PID公司給出的取值范圍，其取值的規律為：隨著土中細粒含量的增加，阻尼系數值也隨之增加。而且只給出了