單樁豎向靜載荷試驗是指將豎向荷載均勻的傳至建築物基樁上，通過實測單樁在不同荷載作用下的樁頂沉降，得到靜載試驗的Q—s 曲線及s—lg t等輔助曲線，然後根據曲線推求單樁豎向抗壓承載力特徵值等參數。目前，絕大多數靜載試驗是為工程驗收提供依據，大多數為工程驗收提供依據的靜載試驗，可按設計要求確定最大載入量，不進行破壞試驗，即載入至預定最大試驗荷載後即終止載入。
基本介紹
- 中文名：單樁豎向靜載荷試驗
- 外文名：static load test of pile
- 學科：土木工程
- 目的：求單樁豎向抗壓承載力
- 設備：反力裝置等
- 原理：豎向荷載均勻的傳至建築物基樁上
目的,基本原理,儀器設備,試驗準備工作,試驗規定和要求,試驗過程,試驗資料的整理,
目的
採用接近於豎向抗壓樁的實際工作條件的試驗方法，確定單樁豎向（抗壓）極限承載力，作為設計依據，或對工程樁的承載力進行抽樣檢驗和評價。當埋設有樁底反力和樁身應力、應變測量元件時，尚可直接測定樁周各土層的極限側阻力和極限端阻力。除對於以樁身承載力控制極限承載力的工程樁試驗加至承載力設計值的1.5~2倍外，其餘試樁均應載入至破壞。目前，絕大多數靜載試驗是為工程驗收提供依據，大多數為工程驗收提供依據的靜載試驗，可按設計要求確定最大載入量，不進行破壞試驗，即載入至預定最大試驗荷載後即終止載入。
基本原理
單樁豎向靜載荷試驗，是一種原位測試方法，其基本原理是將豎向荷載均勻的傳至建築物基樁上，通過實測單樁在不同荷載作用下的樁頂沉降，得到靜載試驗的Q—s 曲線及s—lg t等輔助曲線，然後根據曲線推求單樁豎向抗壓承載力特徵值等參數。
儀器設備
1. 反力裝置
試驗反力裝置宜採用反力樁（或工程樁）提供支座反力，也可根據現場情況採用天然地基提供支座反力。反力架系統應具有1.2倍的安全係數並符合下列規定：
①.採用反力樁（或工程樁）提供支座反力時，反力樁頂面應平整並具有一定的強度。
②採用天然地基提供反力時，施加於地基的壓應力不宜超過地基承載力特徵值的1.5倍；反力梁的支點重心應與友座中心重合。
③壓重施加於地基的壓應力不宜大於地基承載力特徵值的1.5倍，有條件時宜利用工程樁作為堆載支點。
2. 荷載、上拔測試裝置
①分級荷載的提供採用油壓千斤頂。當採用兩台及兩台以上千斤頂載入時應並聯同步工作。並使：採用的千斤頂型號、規格相同；千斤頂的合力中心應與樁軸線重合。
②荷載的測量可用荷載感測器直接測定，或採用並聯於千斤頂油路的壓力表或壓力感測器測定油壓，根據千斤頂率定曲線換算荷載。並使：感測器的測量誤差不大於1%,壓力表精度不小於0.4級，試驗用壓力表、油泵、油管最大載入時的壓力不應超過規定工作壓力的80%。
③沉降測量採用位移感測器或大量程百分表。並使：測量誤差不大於0.1%Fs,分辨力不小於0.01mm。
試驗準備工作
1、收集資料，了解試樁場地工程地質情況，試樁的基本情況（如樁長、樁徑、砼強度等級、施工日期、施工工藝等），以及樁的預估極限承載力值及檢測要求。
2、試驗載入裝置的選擇：試樁所承受的荷載一般由油壓千斤頂施加。載入及反力裝置可根據現場實際條件取下列三種形式之一：
（1）錨樁橫樑反力裝置：錨樁數量、錨樁長度和橫樑尺寸均安按1.2~1.4倍預估試樁破壞荷載進行設計，錨樁按抗拔樁的有關規定計算確定。採用工程樁作錨樁時，錨樁數量不得小於4根，並應對試驗過程錨樁上拔量進行監測。
（2）壓重平台反力裝置：壓重重量不得小於預估試樁破壞荷載的1.2倍，壓重應在試驗開始前一次加上，並均勻穩固放置於平台上。
（3）錨樁壓重聯合反力裝置：當試樁最大載入重量超過錨樁的抗拔能力時，可在橫樑上放置或懸掛一定重物，由錨樁和重物共同承受千斤頂載入反力。
3、荷載與沉降的量測儀表：荷載可用連線於千斤頂上壓力表測定，根據千斤頂率定曲線換算荷載，修約間隔為10－1。試樁沉降一般採用百分表測量。對於大直徑樁應在樁的2個正交直徑方向對稱安裝4個百分表、小徑樁可安裝2個或3個百分表。測定降測定平面離樁頂距離不應小於0.5倍樁徑，固定和支承百分表的夾具和基準梁在構造上應確保不受氣溫、振動及其他外界因素影響而發生豎向變位。
4、試驗載入方式選擇：試驗載入方式一般採用慢速維持荷載法逐級載入，每級荷載達到相對穩定後加下一級荷載，直到試樁破壞，然後分級卸載到零。當考慮結合實際工程樁的荷載特徵或為縮短試驗時間，也可採用多循環加、卸載法（每級荷載達到相對穩定後卸載到零）和快速維持荷載法（一般採用每一小時加一級荷載）。
6、試樁製作要求
（1）試樁頂部一般應予加強，可在樁頂配置加密鋼筋網2~3層，或以薄圓筒作成加勁箍與樁頂混凝土澆成一體，用高強度水泥砂漿將樁頂抹平。
（2）為安置沉降觀測儀表，試樁頂部露出試坑地面的高度不宜小於600mm，試坑地面應與樁承台底設計標高一致。
（3）試樁的成樁工藝和質量控制標準應與工程樁一致。為縮短試樁養護時間，混凝土標號可適當提高，或摻入早強劑。
試驗規定和要求
1、開始試驗的時間
預製樁對於砂類土不應少於10d；對於粉土和粘性土不應少於15d；對於淤泥質土應不少於25d。灌注樁應在樁身混凝土達到設計強度後，才能進行。
2、慢速維持荷載法按下列規定進行加、卸載和沉降觀測
（1）荷載分級：每級荷載值為預估極限1/10~1/15，第一級可按2倍分級加荷；
（2）沉降觀測：每級載入後，隔5、10、15min各測讀一次，以後每隔15min讀一次，累計一小時後每隔30min讀一次。每次測讀值記入試驗記錄表，修約間隔為10－2。
（3）沉降相對穩定標準：每小時的沉降不超過0.1mm，並連續出現兩次（由1.5h 內連續三次觀測值計算），認為已達到相對穩定，可加下一級荷載。
（4）終止載入條件：當出現下列情況之一時，即可終止載入：
①某級荷載作用下，樁的沉降量為前一級荷載作用下沉降量的5倍；
②某級荷載作用下，樁的沉降量大於前一級荷載作用下沉降量的2倍,且經24h尚未達到相對穩定；
③已達到錨樁最大抗拔力或壓重平台的最大重量時。
④卸載與卸載沉降觀測：每級卸載值為載入值的兩倍。每級卸載後隔15min測讀一次殘餘沉降，讀兩次後，隔30min再讀一次，即可卸下一級荷載。全部卸載後，隔3~4h再讀一次。
3、 其它注意事項
（1） 在試驗設備、儀器儀表的運輸過程中應確保其不損傷，以保證現場測試數據的準確無誤。
（2） 現場吊裝安置載入設備時，應採取必要的安全措施，保證設備的安放位置正確和人員設備的安全。
（3） 反力架的安裝和焊接要牢固可靠，對於不符合要求的反力裝置不能進行正式試驗載入工作
（4） 反力鋼樑在試驗中嚴禁超載，以免發生人員和儀器損壞。
（5） 試驗現場必須搭起能防雨、遮陽的臨時帳篷或設施，以保護儀器設備。
（6） 高壓油泵等儀器設備應按照就近、方便、安全的原則安放。
（7） 測試現場所接電源必須符合臨時架設電源線路的要求，禁止亂扯電源、電線，防止漏電、觸電等事故發生。
試驗過程
1、在前述試驗準備工作完成後，即可開始正式試驗。
2、各種載入方式下的試驗過程：
（1）慢速維持荷載法：每級荷載施加後按第5、15、30、45、60min測讀樁頂沉降量，以後每隔30min測讀一次。
試樁沉降相對穩定標準：每一小時內的樁頂沉降量不超過0.1mm，並連續出現兩次（從分級荷載施加後30min開始，按1.5h連續三次每30min的沉降測值計算）。當樁頂沉降速率達到相對穩定標準時，在施加下一級荷載。卸載時，每級荷載維持1h，按第15、30、60min測讀樁頂沉降量後，即可卸下一級荷載。卸載至零後，應測讀樁頂殘餘沉降量，維持時間為3h，測讀時間為第15、30min以後每隔30min測讀一次。
（2）多循環加、卸載法：每級荷載下的樁頂沉降達到相對穩定後，再卸載到零；然後進行下一循環，直到滿足試驗載入終止條件。
（3）快速維持荷載法：每級荷載維持一小時後，再施加下一級荷載，直到滿足試驗載入終止條件，然後分級卸載到零。
3、試驗過程中應注意記錄現場天氣變化情況。對試驗過程中出現的各種意外或異常情況，應及時向試驗負責人反映，並同建設單位和設計人員及時協商處理。
試驗資料的整理
1、單樁豎向靜載試驗概況：整理成表格形式，並應對成樁和試驗過程出現的異常現象作補充說明。
2、單樁豎向靜載試驗記錄表。
3、單樁豎向靜載試驗荷載—沉降匯總表。
4、繪製有關試驗成果曲線：為確定單樁的極限荷載，一般繪製Q—S(按整個圖形比例橫∶豎=2∶3，取Q、S的座標比例)，S—lgt曲線，以及其它輔助分析所需曲線。
5、當進行樁身應力、應變和樁底反力測定時，應整理出有關數據的記錄表和繪製樁身軸力分布、摩阻力分布，樁底反力—荷載關係等曲線。
6、確定單樁軸向極限荷載：劃分樁側總極限摩阻力和總極限羰承力，並由此求出樁側平均限摩阻力（當進行分層測試時，應求出各層土的極限摩阻力）和極限端承力。
7、單樁極限承載力的確定：
（1）根據沉降隨荷載的變化特徵確定極限承載力：對於陡降型Q—S曲線取Q—S曲線發生明顯陡降的起始點；
（2）根據沉降量確定極限承載力：對於緩變型Q—S曲線一般可取S=40~60mm對應的荷載，對於大直徑樁可取S=0.03~0.06D（I）為樁羰直徑，大樁逕取低值，小樁逕取高值）所對應的荷載值；對於細長樁（d>80）可取S=60~80mm對應的荷載；
（3）根據沉降隨時間的變化特徵確定極限承載力：取S—lgt曲線尾部出現明顯向下彎曲的前一級荷載值。
