影响单桩竖向抗压静载试验基本原理

l 概述

静载试验是指逐步或循环地对桩基或地基施加垂直压力、垂直向上力或水平推力，观察桩基或地基顶部随时间的沉降、隆起位移或水平位移。确定桩基础或地基基础的竖向抗压承载力、竖向拉拔承载力、水平承载力相应的试验方法。

静载试验是目前获得基础和桩基承载力的直接方法。

l 静载试验的目的

试验桩静载——为确定承载力设计值提供依据。

加载值：桩侧及桩端岩土阻力达到极限状态； 当桩的承载力由桩体强度控制时，可按设计要求的加载量进行加载。

工程桩静载——检测工程桩的承载力是否满足设计要求。

通过现场测试的方法，检测基础在估计（设计）载荷下达到破坏状态或不适合继续承载的变形之前对应的最大载荷。

l 单桩竖向压缩静载试验

基本的

单桩竖向抗压静载试验：是指逐步或循环地对桩基施加竖向压力，并观察桩基顶部或地基基础随时间的沉降情况，以确定相应的竖向抗压承载力试验。桩基础。 方法。

单桩竖向压缩静载试验

适用范围

单桩竖向抗压静载试验采用接近竖向抗压桩实际工况的试验方法来确定单桩竖向抗压承载力。 它是目前公认的检测基桩竖向抗压承载力最直观的方法。 ，最可靠的测试方法。

单桩竖向抗压静载试验的主要目的是确定基桩的竖向抗压承载力。 虽然在试验中也可以获得与承载力相对应的沉降量，但必须指出的是，静载试验中的沉降量s与建（构）筑物后期的沉降量s'是不同的。 单桩竖向抗压静载试验中影响桩顶沉降的因素主要是桩体（包括桩型、桩长、桩径、成桩工艺等）和桩端岩土特性桩周围，而对于建筑来说，除了这些因素外，还有群桩效应、建（构）筑物的结构形式等诸多因素影响建（构）筑物的后期沉降量s'。 建（构）筑物后期沉降量s'明显大于单桩竖向压缩静载试验中桩顶沉降量s。 对于非嵌岩桩，例如在北京，两者相差4至5倍，在上海，相差高达10倍。 国外一些静载试验采用24h或72h极限维持荷载法，目的是试图根据单桩竖向抗压静载试验中的桩顶沉降来分析计算建（构）筑物的后期沉降。 但该领域的相关研究尚不成熟，仍有大量工作要做。

检测系统

单桩竖向抗压静载试验检测系统主要由加载反应系统、载荷测试系统、位移测试系统、仪控采集系统四部分组成。

1、反应装置

静载试验的加载反力装置可根据现场情况选择：锚桩梁反力装置、道碴平台反力装置、锚桩道碴组合反力装置、地锚反力装置、岩锚反力装置等。选择时对于加载反力装置，应注意：加载反力装置所能提供的反力不应小于最大载荷的1.2倍。 在最大试验载荷下，加载反力装置各部件不应产生过大的变形，并应有足够的安全储备。 应校核加载反力装置各部件的强度和变形。 当采用锚桩梁反力装置时，还应验算锚桩拔拔力（地基土、拔拔钢筋、桩缝混凝土抗拉能力）。 并应监测锚桩的拔出量。

静载反力装置主要由钢梁（主要是主梁、次梁等和配重）组成。 静载试验的加载反力装置可根据现场情况选择：道碴平台反力装置、锚桩梁反力装置、锚桩道碴组合反力装置、地锚反力装置等。

负载反应系统

2、加载装置

静载试验采用千斤顶与油泵连接的形式，通过千斤顶施加载荷。 载荷测量可以采取以下两种形式：一种是通过放置在千斤顶上的载荷传感器直接测量； 另一种是通过与千斤顶油路并联的压力表或压力传感器测量油压，根据千斤顶速率曲线换算载荷。 使用称重传感器测量力时，无需考虑千斤顶活塞摩擦力对输出的影响； 使用油压表（或压力传感器）间接测量负载需要校准千斤顶输出，该输出受千斤顶活塞摩擦力的影响，不能简单地根据油压。 通过乘以活塞面积来计算负载。 在正常维护情况下，同类型千斤顶在相同油压下的输出相对误差约为1%～2%，异常情况下可达5%。 现场试验应根据千斤顶的校准曲线换算千斤顶的载荷。 贡献。 采用传感器测量负载或油压，很容易实现加卸载和稳压的自动控制，测量精度高。 准确度等级一般是指仪器测量值的最大允许误差。 例如，使用传统的弹簧管精密压力表测量油压时，满足要求的精度等级为0.4级。 不得使用大于 0.5 级的压力表来控制负载。 。 当油路工作压力较高时，有时会出现油管爆裂、接头泄漏、油泵增压不足等现象，造成千斤顶输出受到限制，压力表示值误差超过3时增大。其满量程的/4。 因此，应适当控制最大负载时的油压，应选用耐压高、工作压力大、量程大的油管、油泵和压力表。 另外，还应避免使用大吨位千斤顶进行小负载（相对于千斤顶最大输出）的静载测试。

位移测量装置

3.负载测量装置

传统的负载测量装置是油压表。 目前，市场上用于静载测试的油压表的量程主要有25MPa、40MPa、60MPa。 应根据千斤顶的配置和最大试验载荷要求合理选择油压表。 最大试验载荷对应的油压不应低于压力表量程的1/4，避免“大范围称轻物”； 同时，为了延长压力表的使用寿命，最大试验负荷对应的油压不应大于压力表量程的2/4。 3.

使用负载传感器和压力传感器时还存在范围和精度问题。 一般要求传感器的测量精度优于0.5%。

负载测试系统

4、位移测量装置

位移测量装置主要由基准桩、基准梁和百分表或位移传感器组成。

位移测试系统

仪控采集系统

对于基桩加载试验，由于试验周期长、现场试验环境恶劣、试验风险高，且规范对试验时的装卸方法提出了明确要求，建议采用自动静力加载试验。负载采集仪用于现场测试时的控制。 收藏。

仪表控制采集系统一般由显示单元、数据读取单元和控制单元组成，并配有位移传感器、压力传感器或载荷传感器。

单桩垂直拉拔静载试验

基本的

单桩竖向拔拔静载试验：是指逐步或循环地对桩基施加竖向拔拔力，并观察桩基顶部随时间的拔拔量，以确定相应的桩地基竖向抗拉承载力试验方法.

单桩垂直拉拔静载试验

适用范围

单桩竖向抗拔静载试验采用接近竖向抗拔桩实际工况的试验方法。 它是确定单桩竖向抗拉极限承载力最直观、最可靠的方法。

单桩竖向抗拔静载试验一般根据设计要求确定最大加载量。 为设计提供依据的试验桩应加载至桩侧岩土抗力达到极限状态或桩体材料达到设计强度； 工程桩验收时，施加的抗拔荷载不应小于单桩竖向抗拔承载力特征值的2.0倍或桩顶产生的抗拔量应达到设计要求的极限。

检测系统

单桩垂直拉拔静载试验检测系统主要由加载反应系统、载荷测试系统、位移测试系统、仪控采集系统四部分组成。

1. 负载反应装置

单桩竖向抗拔静载装置常采用工程桩反力装置和地基反力装置。

当采用反力桩（或工程桩）提供支护反力时，反力桩顶面应平整并具有一定的强度。 为了保证反作用梁的稳定性，应注意反作用桩顶面的直径（或边长）。 ）不应小于反应梁的梁宽。 否则应加钢板，以保证试验设备安装的稳定性。

2、负载测试装置

负载测试装置

3、位移测试装置

安装位置：桩顶拔拔量的测量平面必须在桩顶或桩身处。 拔拔量测量点宜设置在桩顶以下不小于1倍桩径的桩身上，不应设置在受拉钢筋上； 对于大直径灌注桩，可在钢笼内的桩顶混凝土上设置。 避免因钢筋变形导致隆起观测数据失真。

测量系统：试验桩、反作用力支座、参考桩中心距规定与单桩静压试验相同。

4、测试仪器

测试仪器

单桩水平静载试验：

基本的

单桩水平静载试验：是指逐步或循环地对桩基施加水平推力，观察桩基顶部或地基基础随时间的水平位移，以确定相应的水平承载力试验方法。

单桩水平静载试验

适用范围

单桩水平静载试验一般以自由桩顶的单桩为对象，采用接近水平加载桩实际工况的桩基试验方法，以达到以下目的：

1、确定试验桩的水平承载力。 检验并确定试验桩的水平承载力是单桩水平静载试验的主要目的；

2、确定试验桩在各级水平荷载作用下的桩弯矩分布规律；

3.确定弹性地基系数。 对水平荷载作用下的单桩进行受力分析时，弹性地基系数的选择至关重要；

4、确定桩侧土体水平阻力（q）与桩身挠度（y）的关系曲线。 通过实验，可以直接得到地基土不同深度处的阻力与挠度的关系，并可以绘制不同深度处桩体的qy曲线，用它来分析桩体的应力更为符合实际。水平荷载作用下的工程桩。

设备

单桩水平静载试验检测系统主要由加载反应系统、载荷测试系统、位移测试系统、仪控采集系统四部分组成。

1、反应装置

反力装置的选择应充分利用试验桩周围现有条件，但必须满足其承载力应大于最大估计荷载的1.2倍，且其受力方向的刚度应满足要求。不小于试验桩本身的刚度。

常用的方法是采用试验桩周围的工程桩或进行竖向静载试验的锚桩作为反作用墩。 根据需要，条件允许也可将两根或多根桩连成一根作为反应墩。 使用现有的周围结构作为反应墩。 必要时还可以浇筑专用墩作为反应墩。

2、加载装置

试桩时一般采用卧式千斤顶进行加载。 承载能力不小于最大试验载荷的1.2倍。 使用测力环或称重传感器测量施加的载荷值。 对于往复循环试验，可以使用双向往复液压千斤顶。 水平力的作用线应穿过地面标高（地面标高应与实际工程桩基承台地面标高一致）。 如果水平力作用点高于基桩承台底部标高，则试验时水平力作用点将发生在对面承台的底部。 附加弯矩影响试验结果，不利于根据实际桩顶约束修正试验结果。

千斤顶与试桩接触处应设置球铰支座，千斤顶的力应水平通过桩轴线； 球铰支座的作用是在试验过程中保持力的方向始终水平并通过桩轴线，而不是沿着桩的方向。 通过倾斜或扭转来改变。

当千斤顶与试桩接触面混凝土不密实、不平整时，应进行加固或找平。 为了防止桩体受力点局部受压破坏，一般可采用钢块对受力点进行局部修复。 加强或加强千斤顶与试验桩之间的接触点。

3.负载测量装置

载荷测量可以直接用置于千斤顶上的载荷传感器来测量，也可以用与千斤顶油路并联的压力表或压力传感器来测量油压； 根据千斤顶速率曲线可换算成载荷； 使用称重传感器时，要注意传感器的情况。 测量等问题。

4、位移测量装置

(1) 基础桩

(2)基准梁

(3)百分表和位移传感器的安装