基桩三种试验方法的作用、判定与应用

王海军

（洛阳有色金属加工设计研究院，河南　洛阳　471039）

[摘　要]介绍了基桩三种试验方法在的试验目的、特点、和应用范围。指出在具体工程中应根据实际结合使用，以方便，快速确定评价桩基础。

[关键词]基桩  静载荷试验  高应变  低应变;

中图分类号：TB  文献标识码：A 文章编号：1002-6908(2007)042

预制桩压桩和钻孔灌注桩成桩后，为测定基桩静载荷极限承载力和检测桩身质量等，常采用基础桩静载荷试验、基桩高应变动力检测试验和基桩低应变动力检测试验三种方法。要想快速、准确地根据试验资料分析出试验结果，就必须掌握这三种试验的目的、特点、应用范围和试验结果的判断方法等。

一、 基桩静载荷试验

基桩静载荷试验分为单桩竖向抗压静载荷试验、单桩竖向抗拔静载荷试验和单桩水平静载荷试验，均属传统试验方法，实际工程中应用较多的是单桩竖向抗压静载荷试验。

（一）试验目的

采用接近竖向抗压桩的实际工作条件的试验方法，确定单桩竖向抗压极限承载力作为设计依据，或对工程桩的承载力进行抽样检验和评价。当埋设有桩底反力和桩身应力、应变测量元件时，尚可直接测定桩周各层土的极限侧阻力和极限端阻力。

（二）试验特点

该方法为传统的试验方法，能比较准确地测定工程桩竖向极限承载力，但试验操作困难、费用高、时间长，且检测数量只占总桩数的1%左右，不适用于普查。

（三）应用范围

1．工程桩施工前未进行单桩静载荷试验的一级工程桩基。

2．工程桩施工前未进行单桩静载荷试验，且有下列情况之一者：地质条件复杂；桩的施工质量可靠性低；确定单桩竖向承载力的可靠性低和桩数多的二级桩基。

（四）单桩竖向抗压极限承载力的确定

1．根据荷载-沉降（Q-s）曲线图

（1）对于陡降型Q-s曲线，取Q-s曲线发生明显陡降的起始点；

（2）对于直径或桩宽550mm以下的预制桩，在某级荷载 作用下，其沉降增量与相应荷载量的比值（ ） 0.1mm/KN时，取前一级荷载 的值

（3）当符合加载条件第二点时，在Q-s曲线上取桩顶总沉降量s=40mm时对应的荷载值；

（4）对桩基沉降有特殊要求的，应根据具体情况选取；

（5）参加统计的试桩，当满足其级差不超过平均值的30%时，可取其平均值作为单桩竖向抗压极限承载力

2．根据沉降量确定极限承载力

对于缓变型Q-s曲线，一般取s=40~60mm时所对应的荷载值，对于大直径桩可取s=0.03~0.06D(D为桩端直径，大桩径取低值，小桩径取高值)所对应的荷载值；对于细长桩（l/d>80）可取s=60~80mm时所对应的荷载值

（五）单桩承载力特征值的确定

将单桩竖向极限承载力除以安全系数，既得单桩竖向承载力特征值

二、基桩高应变动力检测试验

基桩高应变动力检测试验俗称“大应变”试验，是近年来发展的一项新的检测手段。

（一）试验目的

1．判定单桩竖向极限承载力

2．评价桩身的结构完整性。

3．试打桩和打桩监控：选择预制桩合理的桩形和桩长，检测预制桩打入时的桩身应力与桩锤效率，选择沉桩设备与工艺参数。

（二）试验特点

该技术相对先进，操作简便，在工程应用上得到了广泛的推广和应用。其缺点是由于桩土相互作用的复杂性，其动力特性也相当复杂，要求试验操作人员对岩土和桩基工程理论、桩的受力性状、荷载传递机理等有充分的理解，才能保证检测工作本身的质量。试验数据分析计算中存在一定的经验成分，用作静载荷试验的辅助检测，模拟静载荷试验的Q-s曲线等只能用作估计。进行高应变动力检测试验时，应具有可靠的、同条件的动-静荷载对比试验资料。

（三）应用范围

用于已做静载荷试验的一级、二级桩基，属于静载荷试验范围外的二级桩基、三级桩基及一二级建筑桩基静载荷试验检测的辅助检测。

（四）单桩承载力特征值的确定

试验所得的端阻和侧阻之和即为极限承载力，根据桩身贯入度，再根据桩身结构完整性系数即可对桩身质量进行判定。

三、基桩低应变动力检测试验

基桩低应变动力检测试验俗称“小应变”试验，在国内，低应变试验检测方法有近10种，应用较广泛的有反射波法、机械阻抗法、球击法和超声波法，必要时可采用多种方法综合分析。其中机械阻抗法、球击法在有可靠的动-静载荷对比试验资料的前提下，尚可推算I、II类桩的承载力。

（一）试验目的

主要用于检测基桩的质量。常用的反射波法利用反射波信号的特征来检测桩身结构的完整性，推定缺陷类型及位置，也可根据桩身混凝土波速评价混凝土强度等级。机械阻抗法、球击法用于估算I、II类桩承载力时，必须有可靠的类同条件下的动-静载荷对比试验资料。

（二） 试验特点

试验具有设备轻、操作简便、速度快、费用低和易于普查等特点，但不能用于测定基桩的极限承载力。

（三）  应用范围

本法适用于检测各类预制桩和混凝土灌注桩，不适用于检测水泥搅拌桩、碎石桩、石灰桩等柔性桩、半柔性桩。

（四）   试验数量

对于一柱一桩基础，应逐根进行检测，对独立承台桩，每承台检测桩数不得少于总桩数的50%，且不少于2根。一般工程的检测桩数不得少于总桩数的20%，且不得少于10跟。遇到特殊情况，检测的桩数宜取总桩数的30%~50%，且不少于20根，必要时应逐根检测。当检测桩中如III,IV类桩的数量超过抽检数的30%时，应加倍抽检。加倍抽检后，如III、IV类桩的数量仍超过抽检数的30%，应全部检测。对于超声波法，加倍检测时，可采用其他检测方法。

（五）桩身缺陷的判定

1．判断完整桩的依据

（1）波形规则，波列清晰，波形衰减快。

有明显的桩端反射，无桩身反射波存在。

（2）桩身混凝土波速在正常波速范围内。其中 = （ 为完整桩的桩长， 为完整桩端反射波的到达时间）

2．判断缺陷桩的依据

单桩存在缺陷（分为I类完整桩、II类基本完整桩、III类有明显缺陷桩、IV类有严重缺陷桩），可依据下列波形特征对缺陷性质和严重程度进行综合判断。

（1）缩颈：波形不规则，桩身截面反射明显，其中反射波与入射波同相位，可见到桩端反射波信号。

（2）扩颈：波形不规则，桩身截面反射滞后明显，其中反射波与入射波相位相反，可见到桩端反射波信号。

（3）断裂与严重缩颈：看不到桩端反射，时域曲线浅部仅出现缺陷界面的反射信号，且波幅衰减减慢；浅部或中部断裂桩易出现多次重复反射，深部断裂桩波形与完整桩相似，但 值大于正常波速值。

（4）严重离析：波形不规则，反射波幅减小，频率降低，且桩身混凝土平均波速偏低。

（5）多处缺陷：当桩身存在多处缺陷时，将记录到多个相互干涉的反射波组，形成复杂波列。此时应结合工程地质资料、施工原始记录进行综合分析，有条件时可使用多种检测方法进行综合判断。

四、结束语

从以上的分析可知，基桩静载荷试验用于检测基桩极限承载力，基桩高应变动力检测试验用于检测桩身质量及基桩极限承载力，基桩低应变动力检测用于检测桩身缺陷。上述三种试验的试验方法不一样，所起的作用不一样。在实际工程应用中，应根据实际需要将三者同时使用，以便能准确、快速地判断桩基的施工质量，为准确地评价桩基提供科学的依据。

参考文献：

[1] 建筑桩基技术规程《JGJ 94-94》．中国建筑工业出版社  1995 北京

[2] 基桩低高变动力检测规程《JGJ/T 106-97》．中国建筑工业出版社  1997 北京

[3] 基桩低应变动力检测规程《JGJ/T 93-95》．中国建筑工业出版社  1995 北京

作者简介：王海军，男，洛阳有色金属加工设计研究院，工程师。