DBJ∕T 13-183-2014 基桩竖向承载力自平衡法静载试验技术规程.docx

福建省工程建设地方标准基桩竖向承载力自平衡法静载试验技术规程Technical specification for static loading test ofself-balanced method of vertical bearing capacity offoundation pile工程建设地方标准编号 ：DBJ /T13-183-2014住房城乡建设部备案号 ：J12566-2014主编单位：福建省建筑科学研究院批准部门：福建省住房和城乡建设厅施行日期：2014 年 3 月 1 日2014 年福州关于批准发布省工程建设地方标准基桩竖向承载力自平衡法静载试验技术规程的通知闽建科20142 号各设区市建设局（建委），平潭综合实验区交通与建设局：由福建省建筑科学研究院主编的基桩竖向承载力自平衡法静载试验技术规程，经审查，批准为福建省工程建设地方标准，编号为DBJ/T13-183-2014，自 2014 年 3 月 1 日起执行。在执行过程中，有何问题和意见请函告省厅建筑节能与科技处。该标准由省厅负责管理。福建省住房和城乡建设厅二一四年一月二十二日关于同意福建省基桩竖向承载力自平衡法静载试验技术规程等两项地方标准备案的函建标标备201425 号福建省住房和城乡建设厅：你厅关于报送福建省工程建设地方标准<基桩竖向承载力自平衡法静载试验技术规程>备案的函（闽建科函20145 号），关于报送福建省工程建设地方标准<彩色路面应用技术规程>备案的函(闽建科函20146 号)收悉。经研究，同意该两项标准作为“中华人民共和国工程建设地方标准”备案，其备案号为：基桩竖向承载力自平衡法静载试验技术规程J12566-2014彩色路面应用技术规程J12567-2014该项标准的备案号，将刊登在国家工程建设标准化信息网和近期出版的工程建设标准化刊物上。住房和城乡建设部标准定额司二 一四年二月十二日前言本规程是根据福建省住房与城乡建设厅关于印发福建省住房和城乡建设系统 2013 年第二批科学技术项目计划的通知（闽建科201326 号）的要求，规程编制组经广泛调研，认真总结省内外基桩自平衡检测的实践经验和科研成果，参考国内外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，制定本规程。本规程共有 5 个章节和 4 个附录，主要包括：1 总则；2 术语和符号；3 基本规定；4 现场检测；5 检测数据的分析与判定及附录等。本规程由福建省住房和城乡建设厅负责管理，由福建省建筑科学研究院负责具体技术内容的解释。各单位在执行过程中，如有意见或建议请寄送福建省住房和城乡建设厅建筑节能与科学技术处（地址：福州市北大路 242 号，邮编：350001）和福建省建筑科学研究院（地址：福州市杨桥中路 162 号，邮编：350025，传真：059183799249，E-mail：Lxi），以供今后修订时参考。本规程主编单位： 福建省建筑科学研究院本规程参编单位： 福建省建筑工程质量检测中心有限公司福建省建设工程质量安全监督总站嘉博（福建）联合设计有限公司福建勘察基础工程公司本规程主要起草人：梁  曦 许国平 张添文 黄可明施  峰 李嫣 陈国林 蔡仙发张雄水 章东 曾  文 虞梦泽本规程主要审查人：戴国亮 晏  音 吴平春 简文彬黄跃森 林民勇 陈  苓 林梁目 次1总则.12术语、符号.22.1 术语.22.2 符号.23基本规定.43.1 检测机构和检测人员.43.2 检测数量、位置和加载值.43.3 检测工作程序.53.4 同步检测、验证检测与扩大检测.73.5 检测报告.74现场检测.94.1 仪器设备.94.2 设备安装.94.3 现场检测.105检测数据的分析与判定.135.1抗压桩检测数据的分析与判定.135.2 抗拔桩检测数据的分析与判定.145.3 承载力评价.15附录 A桩身内力测试.18附录 B测量系统的安装.23附录 C等效转换方法.25附录 D数据图表.28本规程用词说明.29引用标准名.30附：条文说明.31Contents1General provisions.12Terms and symbols.22.1 Terms.22.2 Symbols. 23Basic requirement.43.1 General requierment.43.2 Test amount, test position and loading value.43.3 Working procedure.53.4 Synchronous testing，verification testing and expandingtesting.73.5 Testing report.74On-site testing.94.1 Equipment and instrument.94.2 Installation.94.3 On-site testing.105Analysis and assessment of testing Data.135.1Analysis and decision of data of compressive piletesting.135.2Analysis and decision of data of uplift pile testing.145.3Assessment of bearing capacity.15Appendix APile Stress measurements.18Appendix BInstallation of measuring system .23Appendix CEquivalent conversion method.25Appendix DData chart.28Explanation of words in this specification.29NormativeStandards.30Addition: Explanation of provisions.311 总 则1.0.1  为规范基桩竖向承载力自平衡法静载试验，使基桩竖向承载力自平衡法静载试验技术合理、数据准确、安全可靠，制定本规程。1.0.2  基桩竖向承载力自平衡法静载试验适用于软土、粘性土、粉土、砂土、碎石土以及岩层中的大直径钻孔灌注桩、人工挖孔桩、管桩等的承载力测试，尤其适用于传统静载试验方法难以实施的大吨位试桩以及水上试桩、坡地试桩、基坑底试桩、狭窄场地试桩等。1.0.3  基桩竖向承载力自平衡法静载试验包括基桩竖向抗压静载试验和基桩竖向抗拔静载试验，分为施工前为设计提供依据的试验桩检测和施工后为验收提供依据的工程桩检测。1.0.4  进行基桩竖向承载力自平衡法试验时除应执行本规程外，尚应符合国家和福建省现行有关标准的规定。12术语、符号2.1 术语2.1.1  基桩 foundation pile桩基础中的单桩。2.1.2  自平衡法静载试验 static loading test of self-balanced method将特制的荷载箱置于桩身平衡点处，在荷载箱处逐级施加竖向荷载，观测位移，通过试验数据绘制上、下段桩的荷载位移曲线，从而获得相应的单桩竖向抗压极限承载力、单桩竖向抗拔承载力的试验方法。2.1.3 单桩竖向极限承载力 ultimate vertical bearing capacity of a singlepile单桩在竖向荷载作用下达到破坏状态前或者出现不适于继续承载的变形时所对应的荷载。2.1.4 荷载箱 load cell基桩自平衡法静载试验中特制的加载装置，它主要由活塞、顶盖、底盖及箱壁四部分组成。2.1.5 平衡点 balanced point position基桩在桩身某位置，其上段桩桩身自重及桩侧极限摩阻力之和与下段桩桩侧极限摩阻力及极限端阻力之和基本相等。2.2 符号Q自平衡法静载试验中施加的荷载、桩身轴力；Qu单桩竖向承载力极限值；Quk单桩竖向极限承载力标准值；Ra单桩竖向承载力特征值；2Qsu上段桩的竖向抗拔极限承载力；Qxu下段桩的竖向抗压极限承载力；Wp荷载箱上部桩的自重；Wl桩顶堆载的有效重量；向下、向上摩阻力转换系数；sd桩顶位移；ss荷载箱处向上位移；sx荷载箱处向下位移；Qd桩端的轴力；L上段桩长度；EP桩身弹性模量；AP桩身截面面积；u 桩身周长；Uu单桩竖向抗拔极限承载力；Usu上段桩的竖向抗拔极限承载力。33基本规定3.1 检测机构和检测人员3.1.1检测机构应具有地基基础工程检测的基桩承载力检测专项资质，并通过省级以上计量行政主管部门的计量认证。3.1.2  检测人员应经过基桩自平衡法静载试验的专门培训，经考核合格并具有相应的上岗证书。3.2 检测数量、位置和加载值3.2.1  检测数量应符合下列规定：1 施工前为设计提供依据的试验桩的检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%；当工程桩总数在 50 根以内时，不应少于 2 根。2 施工后承载力验收检测的抽检数量，对单位工程内且在同一条件下的工程桩，不应少于总桩数的 1%，且不少于 3 根；当总桩数在50 根以内时，不应少于 2 根。3.2.2  试验桩的成桩工艺和质量控制标准应与工程桩一致。3.2.3  为设计提供依据的试验桩的桩位应符合设计要求。设计无要求时，宜选择在有代表性的地质条件处布置，并尽量靠近钻探孔或静力触探孔，其间距一般不宜大于 5 米。3.2.4  单桩承载力验收抽样检测的受检桩选择除应同类型桩均匀随机分布外，宜符合下列规定：1 设计方认为重要的桩；2 局部地质条件出现异常的桩；3 施工工艺不同的桩。3.2.5  最大加载值应符合下列规定：1 为设计提供依据的试桩，宜按设计要求执行。最大加载值可根4据地质勘察报告和建筑桩基技术规范JGJ 94 计算的单桩极限承载力的(1.251.5)倍选定；2 对工程桩抽样检测时，最大加载值应根据设计单位提供的单桩承载力极限值或设计要求的单桩承载力特征值的 2 倍选定。3.3 检测工作程序3.3.1  检测工作的程序，应按图 3.3.1 进行：接受委托调查、资料收制定检测方案前期准备设备、仪器检定荷载箱埋设现场检测，同步重新检测，验证、扩大检计算分析和结果评价检测报告图 3.3.1  检测工作程序框图3.3.2  调查、收集材料宜包含以下内容：5土的类别休止时间（d）砂土7粉土10黏性土非饱和15饱和251 收集被检测工程的岩土工程勘察资料、桩基设计图纸、施工记录；了解施工工艺和施工中出现的异常情况；2 明确各单位工程总桩数、试验桩选择、桩号；以及各试验桩荷载箱的设置、位置和最大加载值；3 检测项目现场实施的可行性。3.3.3  检测方案应包含以下内容：1 工程概况、地质条件（各岩土层与桩基有关的参数、各试桩位置的地质剖面图或柱状图）、试验目的、试验要求及依据；2 根据设计要求确定荷载箱的个数、位置和最大加载值；3 试桩的施工要求和需施工单位配合的机械、人工等；4 安全和质量的保证措施；5 试验周期和进度。3.3.4  前期准备应包括下列内容：1 荷载箱的设计、生产、标定、试压；2 仪器设备和计量器具的检查。3.3.5  检测开始时间应同时符合下列规定：1 灌注桩混凝土强度达到设计强度的 75%以上或按该强度算得的桩身结构承载力大于荷载箱单向最大加载值的 1.5 倍；2 土体的休止时间除应符合本条第 1 款规定外，尚不应少于表3.3.5 规定的时间。表 3.3.5 休止时间63 后注浆桩除应满足本条第 1、2 款以外，检测开始时间应在注浆完成 20d 后进行，浆液中掺入早强剂时可于注浆完成 15d 后进行。3.3.6  当现场操作环境不符合仪器设备使用要求时，应采取有效的防护措施。3.3.7  当发现检测数据异常时，应查找原因，或重新检测。3.3.8  对工程桩抽样检测时，试验完后应在荷载箱处进行高压注浆。3.4 同步检测、验证检测与扩大检测3.4.1  对于进行竖向抗压承载力自平衡试验验收检测的灌注桩，宜在试验结束后进行基桩钻芯法试验，并截取混凝土芯样进行芯样试件抗压强度试验，钻芯法试验的检测长度为自桩顶起至荷载箱的上顶板。钻芯法试验和混凝土芯样试件抗压强度试验应按现行国家行业标准建筑基桩检测技术规范JGJ 106 的有关规定执行。3.4.2  当单桩承载力抽检结果不满足设计要求时，应分析原因，并经确认后扩大抽检，扩大检测采用的方法和检测数量应得到工程建设有关方的确认。3.4.3  当需要对单桩竖向抗压承载力进行验证时，验证方法应采用传统静载试验。3.4.4  桩身混凝土实体强度可在桩顶浅部钻取芯样验证。3.5 检测报告3.5.1  检测报告应结论准确、用词规范。3.5.2  检测报告应包含以下内容：1 委托方名称、工程名称、地点，建设、勘察、设计、监理和施工单位，设计要求、检测目的、检测依据、工程概况、基础和结构型式、检测数量和检测日期；2 地质条件描述、岩土体的力学指标；73 试桩的桩号、桩位和相关施工记录；4 检测方法、检测仪器设备和检测过程描述；5 试桩的检测数据，实测与分析曲线、表格和汇总结果；6 与检测内容相应的检测结论。84现场检测4.1 仪器设备4.1.1  自平衡试验采用的荷载箱的极限加载能力应不小于试验最大加载值的 1.2 倍。4.1.2  荷载测量可用联接于荷载箱的压力表或压力传感器测定，根据荷载箱率定曲线通过并联于荷载箱中千斤顶油路的压力表或压力传感器测定油压并换算荷载。传感器的测量误差不应大于 1%，压力表精度应优于或等于 0.4 级。试验用压力表、油泵、油管在最大加载时的压力不应超过规定工作压力的 80%。4.1.3  位移测量宜采用大量程百分表或位移传感器，其最大允许测量误差不应大于 0.1%FS，分度值/分辨力应优于或等于 0.01mm。每根试桩至少布置 2 组（每组 2 个，沿桩身对称布置）位移测量仪表，分别用于测定荷载箱处的向上、向下位移。有条件的情况下在桩顶宜增加2 组位移传感器或百分表，用以量测桩顶位移。4.1.4  当需要测试桩的分层侧摩阻力时，桩身内埋设传感器应按本规程附录 A 执行。4.2 设备安装4.2.1荷载箱的埋设位置应根据地质勘察报告并按设计要求进行估算。竖向抗压试验应将荷载箱埋设在桩身平衡点处，以期使上、下段桩的承载力基本相等以维持加载。竖向抗拔试验荷载箱埋设在桩底。4.2.2  荷载箱宜在成孔以后、混凝土灌注前设置。荷载箱应平放于桩横截面中心处，其位移方向与桩身轴线夹角不应大于 5：1 对于灌注桩，荷载箱的上下板分别与上下钢筋笼的钢筋焊接，荷载箱和上、下钢筋笼连接处应有局部加强措施；92 对于管桩，荷载箱与上、下段桩焊接；3 荷载箱放置在桩底时，可将荷载箱高于桩孔底 0.3m0.5m 放置；4 对于人工挖孔桩，在桩底放置荷载箱时，应用高强度等级混凝土及砂浆将桩底抹平。4.2.3  位移测量系统应符合下列要求：1 自平衡法静载试验的上位移杆(丝)宜固定在荷载箱顶板以上20cm 左右的位置，下位移杆(丝)宜固定在荷载箱底板以下 20cm 左右的位置。位移测量系统的安装可按附录 B 中的图 B.1 进行；2 采用位移杆测量装置时，必须保证刚度和垂直度；3 保护位移杆(丝)的护套管与荷载箱顶盖焊接，焊缝应满足强度要求，并确保不渗漏水泥浆；4 采用位移丝测量装置时应采取保证不受风力影响的措施。位移丝与位移计的安装可按附录 B 中的图 B.2 进行。4.2.4  基准桩和基准梁应符合下列规定：1 基准桩与试桩之间的中心距离应大于等于 3D(D 为桩身直径)且不小于 2.0m；基准桩应打入地面以下足够的深度；2 基准梁必须有一定的刚度，一端应固定在基准桩上，另一端应简支在基准桩上；3 固定和支撑位移计（百分表）的夹具及基准梁应避免气温、振动及其他外界因素的影响。4.3 现场检测4 .3.1桩顶部宜高出试坑底面，试坑底面宜与桩承台底标高一致。若检测需要堆放一定数量配重，则试桩混凝土桩头加固宜按建筑基桩检测技术规范JGJ 106 附录 B 执行。104.3.2  加卸载应符合下列规定：1 加载应分级进行。分级荷载为最大（预估）加载值的 1/10，第一级可按 2 倍分级荷载加载；2 卸载也应分级进行。每级卸载量取加载时分级荷载的 2 倍，逐级等量卸载；3 加卸载应均匀、连续、无冲击，每级荷载在维持过程中的变化幅度不得超过分级荷载的 10%。4.3.3  位移观测和稳定标准应符合下列规定：1  每级荷载施加后按第 5min、15min、30min、45min、60min 测读向上和向下位移，以后每隔 30min 测读一次；2  试桩沉降相对稳定标准：每一小时内的向上、向下位移均不超过 0.1mm，并连续出现两次（从每级荷载施加后第 30min 开始，按 1.5h连续三次每 30min 的沉降观测值计算）；3  当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时，再施加下一级荷载；4  卸载时，每级荷载维持 1h，按第 5min、15min、30min、60min测读位移；卸载至零后，应测读桩顶残余变形，维持时间为 3h，测读时间为 5min、15min、30min，以后每隔 30min 测读一次。4.3.4  加载终止条件及最终加载值:1  对于单桩竖向抗压静载试验，加载终止条件和相应的最终加载值应分别从向上、向下两个方向按以下规定进行判定和取值。当处于平衡状态时，应两个方向都达到终止加载条件再终止加载。每个方向的加载终止条件和相应的极限加载值的取值按以下规定：1） 某级荷载作用下，位移大于前一级荷载作用下位移的 5 倍，当位移能稳定时，宜继续加载至向下或向上位移超过 40mm；2） 某级荷载作用下，位移大于前一级荷载作用下位移的 2 倍，且经 24h 尚未达到相对稳定标准；113） 已达到设计要求的最大加载量或出现桩身破坏；4） 当荷载位移曲线呈缓变型时，可加载至总位移 80mm100mm；在特殊情况下，可根据具体要求加载至总位移量超过 100mm。2  对于单桩竖向抗拔静载试验，加卸载规定及位移稳定标准可参照本规程第 4.3.2 条和第 4.3.3 条执行。加载终止条件和相应的最终加载值的取值按如下规定：1）在某级荷载作用下，向上位移量大于前一级荷载作用下的向上位移量 5 倍；2）按向上位移量控制，当累计向上位移量超过 100mm 时；3）对于验收抽样检测的工程桩，达到设计要求的最大上拔荷载值。4.3.5  检测数据可按照本规程附录 D 中表 D 的格式记录。4.3.6  当测试桩的分层侧阻力时，测试数据的测读时间可依据本规程第 4.3.3 条的规定执行。125检测数据的分析与判定5.1抗压桩检测数据的分析与判定5.1.1 确定单桩竖向抗压承载力时，应分别绘制向上、向下两个方向竖向荷载-沉降（Q-s）、沉降-时间对数（s-lgt）曲线，需要时也可绘制其他辅助分析所需曲线。5.1.2 当进行桩身内力测定时，应整理出有关数据的记录表，并按本规程附录 A 绘制桩身轴力分布图、计算不同土层的分层侧摩阻力。5.1.3 上段桩极限承载力 Qsu 和下段桩极限承载力 Qxu 可按下列方法综合分析确定：1 根据位移随荷载变化的特征确定：对于陡降型 Q-s 曲线，取其发生明显陡降的起始点对应的荷载值；2 根据沉降随时间变化的特征确定：取 s-lgt 曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值；3 出现第 4.3.4.1 条第 2 款情况，取前一级荷载值；4 对于缓变型 Q-s 曲线可根据沉降量确定，下段桩极限承载力Qxu 取向下位移 sx =40mm 对应的荷载值，对直径大于或等于 800mm 的桩，可取 s=0.05D（D 为桩端直径）对应的荷载值；上段桩极限承载力Qsu 取向上位移 ss =30mm40mm 对应的荷载值(桩周为软土取低值，非软土取高值)，当上段桩长度大于 40m 时，宜考虑桩身弹性压缩量；5 当按上述四款判定桩的竖向抗压承载力未达到极限时，上段桩极限承载力 Qsu 和下段桩极限承载力 Qxu 应取最大试验荷载值。5.1.4  各试桩的单桩竖向抗压极限承载力根据试桩的上段桩极限承载力 Qsu 和下段桩极限承载力 Qxu，可按下式确定试桩单桩竖向抗压极限承载力：13Q u =Q su  Wp W l+ Q xu(5.1.4）式中：Qu试桩的单桩竖向抗压极限承载力（kN）；Qsu试桩上段桩的竖向抗拔极限承载力（kN）；Qxu试桩下段桩的竖向抗压极限承载力（kN）；Wp试桩荷载箱上部桩自重（kN）；Wl桩顶堆载的有效重量（kN）；试桩的向下、向上摩阻力转换系数，根据荷载箱上部土的类型确定：粘性土、粉土=0.8；砂土=0.7；岩石=1，若上部有不同类型的土层，按土层厚度加权取平均值。转换系数  有条件时应根据实际情况确定。5.2抗拔桩检测数据的分析与判定5.2.1 绘制上拔荷载 U 与桩顶上拔量  之间的关系曲线（U-）和  与时间 t 之间的曲线（-lgt 曲线）。5.2.2 当进行桩身应力、应变测定时，应整理出有关数据的记录表，并按本规程附录 A 绘制桩身轴力分布图、计算不同土层的分层侧摩阻力。5.2.3 单桩竖向抗拔极限承载力可按下列方法综合判定：1 根据上拔量随荷载变化的特征确定：对陡变型 U- 曲线，取陡升起始点对应的荷载值；2 根据上拔量随时间变化的特征确定：取 -lgt 曲线斜率明显变陡或曲线尾部明显弯曲的前一级荷载值；3 当按上述两款判定桩的竖向抗拔承载力未达到极限时，桩的竖向抗拔极限承载力可取最大试验荷载值。5.2.4  根据试桩的上段桩极限承载力 Qsu，可按下式确定试桩单桩竖向抗拔极限承载力：Uu = Usu（5.2.4）14