『壹』 桩基静载试验 桩头如何制作
需要二次浇筑,将桩基表面浮浆凿除,桩头处放置3-5片钢筋网片,再浇筑至试验标高。
一部分，然后开挖后破除多余的部分。还一个原因也是为了避免桩顶标高不到位，所以超出一点，尤其是对于沉管灌注桩、钻孔灌注桩、冲孔灌注桩等等，由于灌注混凝土时难以观察到混凝土的灌注位置，所以宁肯超过一点。
对于预制桩，常常是由于地质情况，部分桩无法达到设计深度，或者是由于配桩长度超过设计桩长，所以桩顶超过了设计标高，需要开挖后破除。
『贰』 静力基桩载荷试验
桩基工程属隐蔽工程，桩基质量直接关系到建筑物安全，出现问题后的加固及处理难度大，因而，桩基检测是桩基工程施工中的一个重要的环节。
基桩检测大致可分为三种方法：
1.直接法
承载力检测包括：单桩竖向抗压(拔)静载试验和单桩水平静载试验。单桩竖向抗压(拔)静载试验，用来确定单桩竖向抗压(拔)极限承载力，判定工程桩竖向抗压(拔)承载力是否满足设计要求，同时可以在桩身或桩底埋设测量应力(应变)传感器，以测定桩侧、桩端阻力；也可以通过埋设位移测量杆，测定桩身各截面位移量。单桩水平静载试验，除用来确定单桩水平临界和极限承载力、判定工程桩水平承载力是否满足设计要求外，还主要用于浅层地基土，求算其水平抗力系数，以便分析工程桩在水平荷载作用下的受力特性；当桩身埋设有应变测量传感器时，也可测量相应荷载作用下的桩身应力，并由此计算桩身弯矩。
2.半直接法
以桩的动态测量为主，在现场原型试验基础上，基于一些理论假设和工程实践经验，并加以综合分析才能最终获得检测项目结果的检测方法。主要包括以下两种：
(1)低应变法。在桩顶面实施低能量的瞬态或稳态激振，使桩在弹性范围内做弹性振动，并由此产生应力波的纵向传播；同时利用波动和振动理论对桩身的完整性做出评价的一种检测方法。有：反射波法、机械阻抗法、水电效应法等。
(2)高应变法。通过在桩顶实施重锤敲击，使桩产生的动位移量级接近常规的静载试桩的沉降量级，以便使桩周土阻力充分发挥，通过测量和计算，判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求及对桩身完整性做出评价的一种检测方法。有：锤击贯入试桩法、波动方程法和静动法等。其中，波动方程法是我国目前常用的高应变检测方法。但这些方法在某些方面仍有较大的局限性，尚不能完全代替静载试验而作为确定单桩竖向抗压极限承载力的设计依据。
3.间接法
依据直接法已取得的试验成果，结合土的物理力学试验或原位测试数据，通过统计分析，以一定的计算模式给出经验公式或半理论、半经验公式的估算方法。如根据地质勘察资料进行单桩承载力与变形的估算。由于地质条件和环境条件的复杂性，及其对边界条件判断有很大的不确定性，所以，本法只适用于工程初步设计的估算。
一、基桩在静力载荷试验中的典型破坏模式及其标准曲线特征
在桩的静力载荷试验中，在相同的荷载条件下，由于不同的地质条件、施工工艺，可能表现出不同的破坏模式，如：在桩的竖向抗压静力载荷试验中常见到以下几种典型的荷载—位移(Q—S)曲线(图2-14)。它们各自有着不同的含义。
图2-14中的图b、图c桩端持力层为密实度和强度都较高的土层(如密实砂层、卵石层等)，而桩周土为相对软弱土层，此时端阻所占比例大，Q—S曲线曲线呈缓变型，极限荷载下桩端呈整体剪切破坏或局部剪切破坏；图a桩端与桩身为同类型的一般土层，端阻力不大，Q—S曲线呈陡降型，桩端呈刺入冲剪破坏；如软弱土层中的摩擦桩的冲剪破坏，或者端承桩(尤其是长度较大的嵌岩桩)在极限荷载下由于桩身材料强度的破坏或桩身受压弯曲产生的破坏；图d、图e桩端有虚土或沉渣，该部位桩端土的初始强度低，压缩性高，当桩顶荷载达一定值后，桩底部土被压密，强度提高，Q—S曲线呈台阶状；桩身特定缺陷也可表现为双峰型Q—S曲线(如接桩时接头开裂的预制桩、有水平裂缝的灌注桩等在一定试验荷载作用下逐渐闭合)。
图2-14 相同荷载条件、不同的地质条件和施工工艺导致的基桩不同破坏模式和力学特性
Q—单桩桩顶所受竖向荷载值(kN)；S—在竖向荷载作用下，基桩的沉降量(mm)；Z—地表以下深度(m)；Qsu—单桩侧阻极限值(kN)；Qpu—单桩端阻极限值(kN)
典型的Q—S曲线应具有以下4个特征(图2-15)：
(1)比例界限Qp(又称第一拐点)，是Q—S曲线上起始的近似直线段终点所对应的荷载；
(2)屈服荷载Qy，是曲线上曲率最大点所对应的荷载；
(3)极限荷载Qu，是曲线上某一极限位移Su所对应的荷载，也称为工程上的极限荷载；
(4)破坏荷载Qf，是曲线的切线接近平行于S轴时所对应的荷载，是桩基失稳时的荷载。
在竖向拉、拔荷载作用下，常见的单桩破坏形式是沿桩-土界面间的剪切破坏。桩被拔出或者呈复合剪切面破坏，桩的下部沿桩-土界面破坏，而上部靠近地面附近，出现锥形剪切破坏，且锥形土体会同下面土体脱离并与桩身一起上移(图2-22)。当桩身材料抗拉强度不足(或配筋不足)时，也可能出现桩身被拉断现象。不同桩型的竖向抗拔力区别较大，如：为提高抗拔桩的竖向抗拔力，可采用人工扩底或机械扩底等施工方法，在桩端形成扩大头，以发挥桩底部的扩头抗拔阻力等。
水平荷载作用下的单桩，其工作性能主要体现在桩与土的相互作用上，当桩产生水平位移时，促使桩周土也产生相应的变形，产生的土抗力会阻止桩水平变形的进一步发展。在桩受荷初期，由靠近地面的地基土提供土抗力，土的变形处于弹性阶段；随荷载增大，桩水平变形量增加，表层土变形量随之增大，地基土开始出现塑性屈服，土抗力逐渐由深部土层提供，且土体塑性区自上而下逐渐扩大，最大弯矩断面随之下移；当桩本身的截面抗矩无法承担外部荷载产生的弯矩或桩侧土强度时，桩身截面受拉而产生侧开裂(折断)破坏。
图2-15 典型的Q—S曲线及其力学特征点
二、单桩静载荷试验的适用范围
在工程桩正式施工前，在地质条件具有代表性的场地上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(需要时，也可在桩身埋设测量桩身应力、应变、位移、桩底反力的传感器或位移杆，以测定桩分层侧阻力和端阻力)。若试桩直径和桩长均较大，可采用中、小直径桩模拟大直径桩进行静载荷试验，以减少试验成本。国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2002)规定：为保证桩基设计的可靠性，除地基基础设计等级为丙级的建筑物，可采用静力触探及标贯试验参数来确定单桩竖向承载力特征值外，其他建筑物的单桩竖向承载力特征值均应通过单桩竖向静载荷试验确定，且同一条件下的试桩数量，不宜少于总桩数的1%，且不应少于3根；为设计提供依据的静载试验应加载至破坏，试验应进行到能判定单桩极限承载力为止。对于以桩身强度控制承载力的端承桩，可按设计要求的加载量进行试验。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。
为确保实际单桩竖向极限承载力标准值达到设计要求，应根据工程重要性、地质条件、设计要求及工程施工情况进行单桩静载荷试验。下列情况之一的桩基工程，应在施工前采用静载试验对工程桩单桩竖向承载力进行检测：
(1)设计等级为甲级、乙级的建筑桩基；
(2)地质条件复杂、施工质量可靠性低的建筑桩基；
(3)本地区采用的新桩型或新工艺。
三、单桩抗压静载荷试验方法
试验方法主要有：压重载荷台静载试验法；锚桩反力静载试验法；Osterberg法(国内称自平衡法，见第九节)。
载荷台静载试验法(图2-16，图2-17)的测试装置主要包括：加荷及反力装置、桩顶沉降观测装置。荷载可由千斤顶、砂包、钢筋混凝土构件、大型水箱、砖、钢锭等压重物提供，千斤顶的反力由锚桩及反力横梁承担，量测桩顶沉降的仪表有千分表或精密水准仪，千分表安装在基准梁上，桩顶则相应设置沉降观测标点。
锚桩横梁反力装置(俗称锚桩法，图2-16)是大直径灌注桩静载试验最常用的加载反力系统，由试桩、锚桩、主梁、次梁、拉杆、锚笼(或挂板)、千斤顶等组成。锚桩、反力梁装置提供的反力不应小于预估最大试验荷载的1.2～1.5倍。当采用工程桩作锚桩时，锚桩数量不得少于4根；当试验加载值较大时，有时需要6根甚至更多的锚桩。具体锚桩数量要通过验算各锚桩的抗拔力来确定。锚桩的具体布置形式既要考虑现有试验设备能力，也要考虑锚桩的抗拔力。
图2-16 单桩抗压静力载荷试验
当采用堆载时应遵守以下规定：
(1)堆载加于地基的压应力，不宜超过地基承载力特征值；
(2)堆载的限值可根据其对试桩和对基准桩的影响确定；
(3)堆载量大时，宜利用桩(可利用工程桩)作为堆载的支点；
(4)试验反力装置的最大抗拔或承重能力，应满足试验加载的要求。
当试桩的最大加载量超过锚桩的抗拔能力时，可采用锚桩压重联合反力装置，在主梁和副梁上堆重或悬挂一定重物，由锚桩和重物共同承受千斤顶加载反力，以满足试验荷载要求。还可采用其他形式的反力装置，如适用于较小直径试桩的地锚反力装置。采用地锚反力装置应注意基准桩、锚杆、试验桩之间的间距应符合规范规定(表2-10)；对岩面浅的嵌岩桩，可利用岩锚提供反力；对于静压桩工程，可利用静力压桩机的自重作为反力进行静载试验，但不能直接利用静力压桩机的加载装置，而应架设合适的主梁，采用千斤顶加载，基准桩的设置应符合规范。
图2-17 国内、外单桩抗压静力载荷试验现场工作图
表2-10 试桩、锚桩(或压重平台支墩边)和基准桩之间的中心距离
注：1.D为试桩、锚桩或地锚的设计直径或边宽，取其较大者；2.如试桩或锚桩为扩底桩或多支盘桩时，试桩与锚桩的中心距不应小于2倍扩大端直径；3.括号内数值可用于工程桩验收检测时，多排桩设计桩中心距离小于4D的情况；4.软土场地压重平台堆载重量较大时，宜增加支墩边与基准桩中心和试桩中心之间的距离、观测基准桩的竖向位移。
沉降测量宜采用位移传感器或大量程千分表，对于机械式大量程(50mm)千分表，全程示值误差和回程误差分别应不超过40 μm和8 μm，相当于满量程测量误差不大于0.1%FS，分辨力优于或等于0.01mm。
试验过程中，桩头部位往往承受较高的竖向荷载和偏心荷载，为保证不因桩头破坏而终止试验，一般应对桩头进行处理。其处理方法及解决方法是：
对预制方桩和预应力管桩，如果未进行截桩处理、桩头质量正常且单桩设计承载力合理时，可不进行处理；对预应力管桩、尤其是进行了截桩处理的预应力管桩，可采用桩头向下填芯处理，填芯高度一般为1～2m，也可在填芯时放置钢筋(笼)，以增加桩头强度；填芯用的混凝土宜按C25～C30配制。
图2-18 桩帽结构示意图
还可以制作钢卡箍或用钢筋混凝土桩帽，套在桩头上进行保护。桩帽(图2-18)制作使用的具体方法如下：
混凝土桩桩头处理：应先凿掉桩顶部的松散破碎层和低强度混凝土，露出主筋后，冲洗干净桩头再浇注桩帽，并应符合下列规定：.
(1)桩帽顶面应水平、平整，桩帽中轴线与原桩身上部的中轴线严格对中，桩帽面积应大于或等于原桩身截面积，桩帽截面形状可为圆形或方形；
(2)桩帽主筋应全部直通至桩帽混凝土保护层之下，如原桩身露出主筋长度不够时，应通过焊接加长主筋；各主筋应在同一高度上，桩帽主筋应与原桩身主筋按规定焊接；
(3)距桩顶1倍桩径范围内，宜用3～5mm厚的钢板围裹，或距桩顶1.5倍桩径范围内设置箍筋，间距不宜大于150mm。桩帽应设置水平钢筋网片3～5层，间距80～150mm。以增加其整体强度；
(4)桩帽混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高1～2级，且不得低于C30。
单桩静载荷试验开始时间的规定：预制桩打入地基后，如为砂土，需7d后进行；如为粘性土，需视土的强度恢复情况而定，一般不得少于15d；对于饱和软粘性土，不得少于25d；灌注桩应在桩身混凝土达到设计强度后，才能进行。
四、单桩静力载荷试验过程及其成果
在所有试验设备安装完毕之后，应进行一次全面检查。先对试桩施加一较小的荷载进行预压，目的是消除整个量测系统和被检桩本身由于安装、桩头处理等人为因素造成的间隙而引起的非桩身沉降；排除千斤顶和管路中之空气；检查管路接头、阀门等是否漏液等。一切正常后再卸载归零，待千分表读数稳定后记录千分表初始读数并做记录，便可开始进行正式加载试验。
桩的静载试验一般采用维持荷载法。我国静载试验的传统做法是采用慢速维持荷载法，但在工程桩验收检测中，也允许采用快速维持荷载法。1985年ISSMFE(International Society for Soil Mechanics and Foundation Engineering，国际土壤力学与基础工程学会)根据世界各国的静载试验有关规定，在推荐的试验方法中，建议快速维持荷载法加载为每小时一级，稳定标准为0.1mm/20min。常用试验记录表格见表2-11。根据所进行的测试内容不同(抗压、抗拉、水平载荷试验)，规范也对维持荷载法的具体方法作了相应规定。
下面介绍几种常见的单桩抗压静载荷承载力试验方法。
单桩抗压静载荷承载力试验方法：
(1)慢速维持荷载法：具体做法是，按一定要求将荷载分级加到试桩上，每级荷载维持不变直到桩顶下沉量达到某一规定的相对稳定标准(每小时的沉降不超过0.1mm，并连续出现2次)，然后继续加下一级荷载。当达到规定的终止试验条件时，停止加荷，再分级卸荷直到零载，试验周期3～7d。
表2-11 单桩抗压静载荷试验记录表
(2)快速维持荷载法：试验加载不要求每级的下沉量达到相对稳定，而以等时间间隔、连续加载。终止加载条件为：出现可判定极限荷载的陡降段或桩顶产生不停下沉，无法继续加载。
(3)等贯入速率法：试验以保持桩顶等速贯入土中，连续加载，按荷载-下沉量曲线确定极限荷载。
(4)循环加载卸载试验法：有的在慢速维持荷载中，在部分荷载区间进行加载卸载循环，有的在每一级荷载达到稳定后，重复加载卸载循环；也有以快速维持荷载法为基础对每一级荷载进行重复加载卸载循环。
1.慢速维持荷载法
按下列规定进行加载卸载和竖向变形观测：
(1)加载分级：加载应该分级进行，采用逐级等量加载。分级荷载量宜为最大加载量或预估极限承载力的1/10，其中第一级可取分级荷载的2倍。修订后的《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2002)规定加载分级不应小于8级。分级荷载宜为预估极限承载力的1/8～1/10；《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—94)规定，分级荷载为预估极限承载力的1/10～1/15。显然，不同规范、不同行业标准对分级荷载的取值规定是不同的。
其他的特殊规定和要求：①桩底支承在坚硬岩(土)层上，桩的沉降量很小时，最大加载量不应小于设计荷载的2倍。②湿陷性黄土地区单桩竖向承载力静载荷浸水试验的加载有着特殊要求：
在进行单桩竖向承载力静载荷浸水试验加荷前，应确认该地基是否充分浸水。要求加载前和加载至单桩竖向承载力的预估值后，向试坑内昼夜浸水，以使桩身周围和桩底端持力层内的土均达到饱和状态。否则，单桩竖向静载荷试验测得的承载力偏大，且不安全。
(2)变形观测：每级加载后，间隔5min、10min、15min各测读一次，以后每隔15min测读一次，累计1h后每隔30min测读一次，并记录桩身外露部分裂缝开裂情况。
(3)卸载观测：每级卸载值为加载值的2倍。卸载时，每级荷载维持1h，按第15min、30min、60min测读桩顶沉降量后，即可卸下一级荷载；卸载至零后，应测读桩顶残余沉降量，维持时间为3h，测读时间为第15min、30min，以后每隔30min测读一次。
(4)变形相对稳定标准：连续2h每小时内的变形值都不超过0.1mm，认为已达到相对稳定，可加下一级荷载。
(5)终止加载条件：当出现下列情况之一时，即可终止加载：①当荷载—沉降(Q—S)曲线上有可判定极限承载力的陡降段，且桩顶总沉降量超过40mm；②用快速法时，在某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍；③用慢速法时，在某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍(即：ΔSn+1/ΔSn≥2；ΔSn为第n级荷载的沉降增量；ΔSn+1为第n+1级荷载的沉降增量)且经24h尚未达到稳定；④已达到反力装置的最大加载量；⑤已达到设计要求的最大加载量；⑥当荷载—沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量60～80mm，特殊情况下可根据具体要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm。非嵌岩的长(超长)桩和大直径(扩底)桩的Q—S曲线，一般呈缓变型。由于非嵌岩的长(超长)桩的长细比大、桩身较柔，弹性压缩量大，桩顶沉降较大时，桩端位移还很小；而大直径(扩底)桩虽桩端位移较大，但尚不足以使端阻力充分发挥，在桩顶沉降达到40mm时，桩端阻力一般不能充分发挥。国际上普遍认为：当沉降量达到桩径的10%时，才可能达到破坏荷载；⑦当工程桩作锚桩时，锚桩上拔量已达到允许值；⑧ 桩顶荷载为桩受拉钢筋总极限承载力的0.9倍时。
2.快速维持荷载法
按下列规定进行观测：
(1)每级荷载施加后，按第5min、15min、30min测读桩顶沉降量，以后每隔15min测读一次；
(2)试桩沉降相对稳定标准：加载时每级荷载维持时间不少于1h，最后以15min时间间隔的桩顶沉降增量小于相邻15min时间间隔的桩顶沉降增量；
(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15min，在第5min、15min测读桩顶沉降量后，即可卸下一级荷载；卸载至零后，应测读桩顶残余沉降量，测读时间为第5min、10min、15min、30min，以后每隔30min测读一次，总维持时间为2h。
五、单桩竖向极限承载力确定方法
(1)作荷载—沉降(Q—S)曲线、S—lgt曲线和其他辅助分析所需的曲线；
(2)当陡降段明显时，取相应于陡降段起点的荷载值为单桩竖向极限承载力；
(3)如果在某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到稳定标准，单桩竖向抗压极限承载力值取前一级荷载值；
(4)Q—S曲线呈缓变型时，取桩顶总沉降量S=40mm所对应的荷载值为单桩竖向极限承载力，当桩长大于40m时，宜考虑桩身的弹性压缩。根据沉降量确定极限承载力的基本原则是，尽可能挖掘桩的极限承载力而又保证有足够的安全储备。对直径D大于或等于800mm的桩，可取Q—S曲线上S=0.05 D对应的荷载值；
(5)单桩竖向抗压极限承载力，取S—lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值；
(6)如果因为已达加载反力装置或设计要求的最大加载量，或锚桩上拔量已超出允许值而终止加载时，若桩的总沉降量不大，桩的竖向抗压极限承载力取值为不小于实际最大试验荷载值；
(7)参加统计的试桩，当满足其极差不超过平均值的30%时，可取其平均值作为单桩竖向极限承载力。极差超过平均值的30%时，宜增加试桩数量并分析离差过大的原因，并结合工程具体情况，确定极限承载力(对桩数为3根及3根以下的柱下桩台，取最小值)；
(8)以外推法求桩的竖向抗压极限承载力：在许多情况下，桩的静载试验加载往往达不到极限荷载而终止试验；对工程桩的试验也不允许将桩压至极限破坏状态，这给判定桩的极限承载力造成一定困难。根据研究和大量经验对比，已经建立了一些拟合数学模型和应用实测Q—S曲线的作图方法，用来推测终止试验后的Q—S曲线，并确定桩的极限承载力。
1.作图法
在Q—S曲线段上，选取曲率变化较大的一段曲线，在该曲线段两侧取两点(如图2-19中M1，M6)，把这2点对应的桩顶沉降等分成若干相等的沉降量ΔS(一般不少于四等分)，过各等分点作Q轴平行线与Q— S曲线相交得点M2、M3、M4……，过上述各交点作S轴的平行线与Q轴相交，得P1、P2、P3、P4……，过上述各点作与Q轴成45 度的斜线P1A、P2B、P3C、P4D……，P1A 与 M2P2的上延长线交于A点、P2B与M3P3的上延长线交于B点、P3C与M4P4的上延长线交于C点……，作一条过上述各点的直线AG，上述各点大致落在一条直线上，该直线与Q轴的交点F对应的Q值，即为单桩竖向抗压极限承载值Qu，如图2-19所示。
图2-19 作图法求单桩竖向抗压极限承载值Qu
2.双曲线法
双曲线法又称斜率倒数法。假设桩的静载试验Q—S曲线为一双曲线，其方程可写成：
土体原位测试与工程勘察
式中：M，C为待定参数。其确定方法是：在Q—S曲线的已知段选取两个点(Q1，S1)，(Q2，S2)，按式(2-32)、式(2-33)求得待定参数M，C为：
土体原位测试与工程勘察
土体原位测试与工程勘察
3.最小二乘法
用最小二乘法对实测Q—S数据进行拟合，则有：
土体原位测试与工程勘察
土体原位测试与工程勘察
土体原位测试与工程勘察
式中：Si为桩测点处桩身沉降量(mm)；Qi为测点处的桩身轴力(kPa)。
在数学意义上，桩的极限承载力值Qf为：
土体原位测试与工程勘察
工程中，桩的极限承载力值Qu为：
土体原位测试与工程勘察
也可取沉降量等于40mm所对应的荷载做为桩的极限承载力值：
土体原位测试与工程勘察
4.指数方乘法
假设Q—S曲线为指数曲线时，则有如下的方程式：Q=Qu(1-e-αs)，经数学变换后得：
土体原位测试与工程勘察
式中：Q为桩所受轴向静荷载(kPa)；Qu同上；α为拟合系数，取值详见国家标准 GB/T19496-2004《钻心检测离心高强混凝土抗压强度试验方法》。
图2-20 用指数方乘法求桩的极限承载力值
S-lg(1-Q/Qu)为一直线，根据Qu可能的大概范围，可假设若干个Qu，再根据静载试验结果(Qi，Si)，计算出lg(1-Q/Qu)，用S-lg(1 Q/Qu)法可以绘出若干根指数曲线。若Qu小于真实值时，曲线向上弯曲；若Qu大于真实值时，曲线向下弯曲。在上弯与下弯曲线之间必可得一根近似直线，对应于该近似直线的Qu，即为桩的极限荷载(图2-20)。
六、单桩竖向抗压承载力特征值Ra的确定
无论加载速率的快慢，应按参加统计的试桩数取试验值的平均值，并要求其极差不得超过平均值的30%。取此平均值的一半作为单桩竖向抗压承载力特征值Ra。
《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2002)规定，单桩竖向抗压承载力特征值Ra为单桩竖向抗压极限承载力统计值的1/2(即：单桩竖向抗压极限承载力统计值除以安全系数2)。
七、多年冻土地基单桩竖向静载荷试验
多年冻土中试桩施工后，应待冻土地温恢复正常后再进行载荷试验。试验桩宜经过一个冬期后再进行试验。试桩时间宜选在夏末、冬初，地温出现最高值的一段时间内进行。
单桩静载荷试验视试验条件和试验要求不同，可选用：慢速维持荷载法或快速维持荷载法进行试验：
A.采用慢速维持荷载法时，应符合下列要求：
加载级数不应少于6级，第一级荷载应为预估极限荷载的1/4倍，以后各级荷载可为极限荷载的0.15倍，累计试验荷载不得小于设计荷载的2倍；
在某级荷载作用下，桩在最后24h内的下沉量不大于0.5mm时，应视为下沉已稳定，方可施加下一级荷载；在某级荷载作用下，连续10d达不到稳定时，应视为桩-地基系统已遭破坏，可终止加载；
试验的测读时间，应符合下列规定：
a)沉降：加载前读一次，加载后读一次，此后每2h读一次。在高载下，当桩下沉加快时，观测次数应增加，缩短间隔时间；
b)地温：每24h观测一次。
卸载时的每级荷载值为加载值的两倍。卸载后应立即测读桩的变位，此后每2h测读一次，每级荷载的延续时间为12h，卸载期间应照常观测地温。
B.采用快速维持荷载法时，应符合下列要求：
快速加荷时每级荷载的间隔时间，应视桩周冻土类型和冻土条件确定，一般不得小于24h，且每级荷载的间隔时间应相等；
加载的级数一般不得少于6～7级，荷载级差可采用预估极限荷载的0.15倍。当桩在某级荷载作用下产生迅速下沉时，或桩头总下沉量超过40mm时，即可终止试验；
快速加载时，桩顶下沉和地温的观测要求，应与上述慢速加载时相同。
C.多年冻土地基单桩竖向极限承载力的确定，应符合下列规定：
慢速加载时，破坏荷载的前一级荷载，即为桩的极限荷载；
快速加载时，找出每级荷载下桩的稳定下沉速度(即稳定蠕变速率)，并绘制桩的流变曲线图(图2-21)，曲线延长线与横坐标的交点F应作为桩的极限长期承载力。
图2-21 桩的流变曲线示意图
多年冻土地基单桩竖向静载荷试验设计值的取值，应符合下列规定：
慢速加载时，应按参加统计的试桩数，取试验值的平均值，并要求其极差不得超过平均值的30%，取此平均值的一半作为单桩承载力的设计值。
快速加载时，应按参加统计的试桩数取试验值的平均值，并要求其极差不得超过平均值的30%，取此平均值的一半作为单桩承载力的设计值。
『叁』 关于桩基的问题。，，
抽芯，就是当挖到设计标高，抽取岩土，检测下是否和勘探报告一致！ 人工成孔灌注桩施工方案
1.1 本工艺标准适用于工业和民用建筑中粘土、粉质粘土及含少量砂、石粘土层，且地下水位低的人工成孔灌注桩工程
2.1 材料及主要机具：
2.1.1 水泥：宜采用325号～425号普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。
2.1.2 砂：中砂或粗砂，含泥量不大于5%。
2.1.3 石子：粒径为0.5～3.2cm的卵石或碎石；桩身混凝土也可用粒径不大
于5cm的石子，且含泥量不大于2%。
2.1.4 水：应用自来水或不含有害物质的洁净水。
2.1.5 外加早强剂应通过试验选用，粉煤灰掺合料按试验室的规定确定。
2.1.6 钢筋：钢筋的级别、直径必须符合设计要求，有出厂证明书及复试报告。
2.1.7 一般应备有三木搭、卷扬机组或电动葫芦、手推车或翻斗车、镐、锹、手铲、钎、线坠、定滑轮组、导向滑轮组、混凝土搅拌机、吊桶、溜槽、导管、振
捣棒、插钎、粗麻绳、钢丝绳、安全活动盖板、防水照明灯（低压36V、100W），
电焊机、通风及供氧设备、扬程水泵、木辘轳、活动爬梯、安全帽、安全带等。
2.1.8 模板：组合式钢模，弧形工具式钢模四块（或八块）拼装。卡具、挂
钩和零配件。木板、木方，8号或12号槽钢等。
2.2 作业条件：
2.2.1 人工开挖桩孔，井壁支护应根据该地区的土质特点、地下水分布情况，
编制切实可行的施工方案，进行井壁支护的计算和设计。
2.2.2 开挖前场地应完成三通一平。地上、地下的电缆、管线、旧建筑物、
设备基础等障碍物均已排除处理完毕。各项临时设施，如照明、动力、通风、安全
设施准备就绪。
2.2.3 熟悉施工图纸及场地的地下土质、水文地质资料，做到心中有数。
2.2.4 按基础平面图，设置桩位轴线、定位点；桩孔四周撒灰线。测定高程
水准点。放线工序完成后，办理预检手续。
2.2.5 按设计要求分段制作好钢筋笼。
2.2.6 全面开挖之前，有选择地先挖两个试验桩孔，分析土质、水文等有关
情况，以此修改原编施工方案。
2.2.7 在地下水位比较高的区域，先降低地下水位至桩低以下0.5m左右。
2.2.8 人工挖孔操作的安全至关重要，开挖前应对施工人员进行全面的安全
技术交底；操作前对吊具进行安全可靠的检查和试验，确保施工安全。
3.1 工艺流程：
放线定桩位及高程 → 开挖第一节桩孔土方 → 支护壁模板放附加钢筋 →
浇筑第一节护壁混凝土 → 检查桩位（中心）轴线 → 架设垂直运输架 →
安装电动葫芦（卷扬机或木辘轳） → 安装吊桶、照明、活动盖板、水泵、通风
机等 →
开挖吊运第二节桩孔土方（修边） → 先拆第一节支第二节护壁模板（放附加钢
筋） →
浇第二节护壁混凝土 → 检查桩位（中心）轴线 → 逐层往下循环作业 →
开挖扩底部分 → 检查验收 → 吊放钢筋笼 → 放混凝土溜筒（导管） →
浇筑桩身混凝土（随浇随振） → 插桩顶钢筋 →
3.2 放线定桩位及高程：在场地三通一平的基础上，依据建筑物测量控制网
的资料和基础平面布置图，测定桩位轴线方格控制网和高程基准许点。确定好桩位
中心，以中点为圆心，以桩身半径加护壁厚度为半径画出上部（即第一步）的圆周。
撒石灰线作为桩孔开挖尺寸线。孔位线定好之后，必须经有关部门进行复查，办好
预检手续后开挖。
3.3 开挖第一节桩孔土方：开挖桩孔应从上到下逐层进行，先挖中间部分的
土方，然后扩及周边，有效地控制开挖孔的截面尺寸。每节的高度应根据土质好坏、
操作条件而定，一般以0.9～1.2m为宜。
3.4 支护壁模板附加钢筋：为防止桩孔壁坍方，确保安全施工，成孔应设置
井圈，其种类有素混凝土和钢筋混凝土两种。以现浇钢筋混凝土井圈为好，与土壁
能紧密结合，稳定性和整体性能均佳，且受力均匀，可以优先选用。当桩孔直径不
大，深度较浅而土质又好，地下水位较低的情况下，也可以采用喷射混凝土护壁。
护壁的厚度应根据井圈材料、性能、刚度、稳定性、操作方便、构造简单等要求，
并按受力状况，以最下面一节所承受的土侧压力和地下水侧压力，通过计算来确定。
护壁模板采用拆上节、支下节重复周转使用。模板之间用卡具、扣件连接固定，
也可以在每节模板的上下端各设一道圆弧形的、用槽钢或角钢做成的内钢圈作为内
侧支撑，防止内模因受涨力而变形。不设水平支撑，以方便操作。
第一节护壁以高出地坪150～200mm为宜，便于挡土、挡水。桩位轴线和高程均
应标定在第一节护壁上口，护壁厚度一般取100～150mm。
3.5 浇筑第一节护壁混凝土：桩孔护壁混凝土每挖完一节以后应立即浇筑混
凝土。人工浇筑，人工捣实，混凝土强度一般为C20，坍落度控制在100mm，确保孔
壁的稳定性。
3.6 检查桩位（中心）轴线及标高：每节桩孔护壁做好以后，必须将桩位十
字轴线和标高测设在护壁的上口，然后用十字线对中，吊线坠向井底投设，以半径
尺杆检查孔壁的垂直平整度。随之进行修整，井深必须以基准点为依据，逐根进行
引测。保证桩孔轴线位置、标高、截面尺寸满足设计要求。
3.7 架设垂直运输架：第一节桩孔成孔以后，即着手在桩孔上口架设垂直运
输支架。支架有：木搭、钢管吊架、木吊架或工字钢导轨支架几种形式；要求搭设
稳定、牢固。
3.8 安装电动葫芦或卷扬机：在垂直运输架上安装滑轮组和电动或穿卷扬机
的钢丝绳，选择适当位置安装卷扬机。如果是试桩和小型桩孔，也可以用木吊架、
木辘轳或人工直接借助粗麻绳作提升工具。地面运土用手推车或翻斗车。
3.9 安装吊桶、照明、活动盖板、水泵和通风机。
3.9.1 在安装滑轮组及吊桶时，注意使吊桶与桩孔中心位置重合，作为挖土
时直观上控制桩位中心和护壁支模的中心线。
3.9.2 井底照明必须用低压电源（36V、100W）、防水带罩的安全灯具。桩口
上设围护栏。
3.9.3 当桩孔深大于20m时，应向井下通风，加强空气对流。必要时输送氧气，
防止有毒气体的危害。操作时上下人员轮换作业，桩孔上人员密切注视观察桩孔下
人员的情况，互相响应，切实预防安全事故的发生。
3.9.4 当地下水量不大时，随挖随将泥水用吊桶运出。地下渗水量较大时，
吊桶已满足不了排水，先在桩孔底挖集水坑，用高程水泵沉入抽水，边降水边挖土，
水泵的规格按抽水量确定。应日夜三班抽水，使水位保持稳定。地下水位较高时，
应先采用统一降水的措施，再进行开挖。
3.9.5 桩孔口安装水平推移的活动安全盖板，当桩孔内有人挖土时，应掩好
安全盖板，防止杂物掉下砸人。无关人员不得靠近桩孔口边。吊运土时，再打开安
全盖板。
3.10 开挖吊运第二节桩孔土方（修边），从第二节开始，利用提升设备运土，
桩孔内人员应戴好安全帽，地面人员应拴好安全带。吊桶离开孔口上方1.5m时，推动活动安全盖板，掩蔽孔口，防止卸土的土块、石块等杂物坠落孔内伤人。吊桶在小推车内卸土后，再打开活动盖板，下放吊桶装土。
桩孔挖至规定的深度后，用支杆检查桩孔的直径及井壁圆弧度，上下应垂直平
顺，修整孔壁。
3.11 先拆除第一节支第二节护壁模板，放附加钢筋，护壁模板采用拆上节支下节依次周转使用。如往下孔径缩小，应配备小块模板进行调整。模板上口留出高度为100mm的混凝土浇筑口，接口处应捣固密实。拆模后用混凝土或砌砖堵严，水
泥砂浆抹平，拆模强度达到1MPa。
3.12 浇筑第二节护壁混凝土：混凝土用串桶送来，人工浇筑，人工插捣密实。
混凝土可由试验确定掺入早强剂，以加速混凝土的硬化。
3.13 检查桩位中心轴线及标高：以桩孔口的定位线为依据，逐节校测。
3.14 逐层往下循环作业，将桩孔挖至设计深度，清除虚土，检查土质情况，
桩底应支承在设计所规定的持力层上。
3.15 开挖扩底部份：桩底可分为扩底和不扩底两种情况。挖扩底桩应先将扩
底部位桩身的圆柱体挖好，再按扩底部位的尺寸、形状自上而下削土扩充成设计图
纸的要求；如设计无明确要求，扩底直径一般为1.5～3.0d。扩底部位的变径尺寸
为1∶4。
3.16 检查验收：成孔以后必须对桩身直径、扩头尺寸、孔底标高、桩位中线、
井壁垂直、虚土厚度进行全面测定。做好施工记录，办理隐蔽验收手续。
3.17 吊放钢筋笼：钢筋笼放入前应先绑好砂浆垫块，按设计要求一般为70mm
（钢筋笼四周，在主筋上每隔3～4m左右设一个 20耳环，作为定位垫块）；吊放钢
筋笼时，要对准孔位，直吊扶稳、缓慢下沉，避免碰撞孔壁。钢筋笼放到设计位置
时，应立即固定。遇有两段钢筋笼连接时，应采用焊接（搭接焊或帮条焊），双面
焊接，接头数按50%错开，以确保钢筋位置正确，保护层厚度符合要求。
3.18 浇筑桩身混凝土：桩身混凝土可使用粒径不大于50mm的石子，坍落度80
～100mm，机械搅拌。用溜槽加串桶向桩孔内浇筑混凝土。混凝土的落差大于2m，
桩孔深度超过12m时，宜采用混凝土导管浇筑。浇筑混凝土时应连续进行，分层振
捣密实。一般第一步宜浇筑到扩底部位的顶面，然后浇筑上部混凝土。分层高度以
捣固的工具而定，但不宜大于1.5m。
3.19 混凝土浇筑到桩顶时，应适当超过桩顶设计标高，以保证在剔除浮浆后，
桩顶标高符合设计要求。桩顶上的钢筋插铁一定要保持设计尺寸，垂直插入，并有
足够的保护层。
3.20 冬、雨期施工：
3.20.1 冬期当温度低于0℃以下浇筑混凝土时，应采取加热保温措施。浇筑
的入模温度应由冬施方案确定。在桩顶未达到设计强度50%以前不得受冻。当夏季
气温高于30℃，应根据具体情况对混凝土采取缓凝措施。
3.20.2 雨天不能进行人工挖桩孔的工作。现场必须有排水的措施，严防地面
雨水流入桩孔内，致使桩孔塌方。
4.1 保证项目：
4.1.1 灌注桩的原材料和混凝土强度必须符合设计要求和施工规范的规定。
4.1.2 实际浇筑混凝土量，严禁小于计算体积。
4.1.3 浇筑混凝土后的桩顶标高及浮浆的处理，必须符合设计要求和施工规
范的规定。
4.2 基本项目：
4.2.1 桩身直径应严格控制。一般不应超过桩长的3‰，且最大不超过50mm。
4.2.2 孔底虚土厚度不应超过规定。扩底形状、尺寸符合设计要求，桩底应
落在持力土层上，持力层土体不应被破坏。
4.3 允许偏差项目，见表2-9。
人工成孔灌注桩允许偏差 表2-9
项次 项 目 允许偏差 (mm) 检验方法
1 钢筋笼主筋间距 ±10 尺量检查
2 钢筋笼箍筋间距 ±20 尺量检查
3 钢筋笼直径 ±10 尺量检查
4 钢筋笼长度 ±50 尺量检查
5 桩位中心轴线 ±10 拉线和尺量检查
6 桩孔垂直度 3‰L，且不大于50 吊线和尺量检查
7 桩身直径 ±10 尺量检查
8 桩底标高 ±10 尺量检查
9 护壁混凝土厚度 ±20 尺量检查
注：L为桩长。
5.1 已挖好的桩孔必须用木板或脚手板、钢筋网片盖好，防止土块、杂物、人员
坠落。严禁用草袋、塑料布虚掩。
5.2 已挖好的桩孔及时放好钢筋笼，及时浇筑混凝土，间隔时间不得超过4h，
以防坍方。有地下水的桩孔应随挖、随检、随放钢筋笼、随时将混凝土灌好，避免
地下水浸泡。
5.3 桩孔上口外圈应做好挡土台，防止灌水及掉土。
5.4 保护好已成形的钢筋笼，不得扭曲、松动变形。吊入桩孔时，不要碰坏
孔壁。串桶应垂直放置，防止因混凝土斜向冲击孔壁，破坏护壁土层，造成夹土。
5.5 钢筋笼不要被泥浆污染；浇筑混凝土时，在钢筋笼顶部固定牢固，限制
钢筋笼上浮。
5.6 桩孔混凝土浇筑完毕，应复核桩位和桩顶标高。将桩顶的主筋或插铁扶
正，用塑料布或草帘围好，防止混凝土发生收缩、干裂。
5.7 施工过程妥善保护好场地的轴线桩、水准点。不得碾压桩头，弯折钢筋。
6.1 垂直偏差过大：由于开挖过程未按要求每节核验垂直度，致使挖完以后垂直
超偏。每挖完一节，必须根据桩孔口上的轴线吊直、修边、使孔壁圆弧保持上下顺
直。
6.2 孔壁坍塌：因桩位土质不好，或地下水渗出而使孔壁坍塌。开挖前应掌
握现场土质情况，错开桩位开挖，缩短每节高度，随时观察土体松动情况，必要时
可在坍孔处用砌砖，钢板桩、木板桩封堵；操作进程要紧凑，不留间隔空隙，避免
坍孔。
6.3 孔底残留虚土太多；成孔、修边以后有较多虚土、碎砖，未认真清除。
在放钢筋笼前后均应认真检查孔底，清除虚土杂物。必要时用水泥砂浆或混凝土封
底。
6.4 孔底出现积水：当地下水渗出较快或雨水流入，抽排水不及时，就会出
现积水。开挖过程中孔底要挖集水坑，及时下泵抽水。如有少量积水，浇筑混凝土
时可在首盘采用半干硬性的，大量积水一时又排除困难的情况下，则应用导管水下
浇筑混凝土的方法，确保施工质量。
6.5 桩身混凝土质量差：有缩颈、空洞、夹土等现象。在浇筑混凝土前一定
要做好操作技术交底，坚持分层浇筑、分层振捣、连续作业。必要时用铁管、竹杆、
钢筋钎人工辅助插捣，以补充机械振捣的不足。
6.6 钢筋笼扭曲变形：钢筋笼加工制作时点焊不牢，未采取支撑加强钢筋，
运输、吊放时产生变形、扭曲。钢筋笼应在专用平台上加工，主筋与箍筋点焊牢固，
支撑加固措施要可靠，吊运要竖直，使其平稳地放入桩孔中，保持骨架完好。
本工艺标准应具备以下质量记录
7.1 水泥的出厂合格证及复验证明。
7.2 钢筋的出厂证明或合格证，以及钢筋试验单抄件。
7.3 试桩的试压记录。
7.4 灌注桩的施工记录。
7.5 混凝土试配申请单和试验室签发的配合比通知单。
7.6 混凝土试块28d标养抗压强度试验报告。
7.7 桩位平面示意图。
7.8 钢筋及桩孔隐蔽验收记录单。