基桩自平衡静载试验技术标准条文说明.docx

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基桩自平衡静载试验技术标准条文说明

江西省工程建设标准

基桩自平衡静载试验技术标准

DBJ/T36-XX-XXX

条文说明

目次

1总则

1.0.1《桩身自反力平衡静载试验技术规程》DB36/J002-2006由于受当时技术条件的局限，仅仅注重于静载检测，而忽视了对于工程桩单桩承载力验收检测后，荷载箱由检测设备转换为工程桩的组成部分，因此，该规程存在以下不足：

1、对于基桩自平衡单桩承载力检测后，未对因检测造成荷载箱处桩身裂隙有关注浆补强和质量验收做出应有的量化规定。

2、单桩承载力检测完成后，对于在荷载箱处断开的上下两端钢筋笼不能有效连接，未提出技术处理量化规定。

3、对检测之前的位移丝安装缺失明确可操作的规范性条文。

4、当受检桩桩底为扩大头端承桩时，对荷载箱埋设及荷载确定没有明确的规定。

为解决上述问题，本标准重点增加了以下内容：

1、明确工程桩验收检测用荷载箱的技术要求。

2、增加注浆处理技术指导及行为规范章节。

3、增加荷载箱上下钢筋笼刚性连接装置的技术要求，确保检测后荷载箱处断开的上下钢筋笼满足刚性连接要求。

4、明确位移丝的使用要求及安装规范。

5、对受检桩桩底为扩大头端承桩，明确了荷载箱埋设位置及上层土层提供反力荷载的计算方法。

同时鼓励推广符合国家高新科技产业政策，使用绿色、节能、环保的新技术、新材料、新方法、新设备。

1.0.2我省建设工程基桩常用的主要有钢筋混凝土灌注桩和PHC管桩，本标准适用于江西省建筑工程和市政、桥梁工程钢筋混凝土灌注桩，同时，亦适用于做为抗拔桩的PHC管桩的承载力验收检测。

1.0.3我省地域辽阔，岩土工程地质环境变化大，为保证桩基础建设质量，进行基桩检测时，强调首先应按照本标准的规定严格实施，此外还应符合国家、行业和江西省现行有关标准中的规定。

2术语与符号

2.1术语

基桩自平衡静载试验是基桩静载试验的一种方法。

其主要装置是一种特制的荷载箱，它与钢筋笼连接并安置于桩身平衡点处。

检测时，从桩顶通过双回路高压液管对荷载箱内串联缸体内腔输入加压液产生推力，当箱盖与箱底被推开，从而调动桩周土的摩阻力与端阻力，直至破坏，将桩侧土摩阻力与桩底端阻力迭加而得到单桩竖向承载力。

对于工程桩，检测后，又通过双回路高压液管清空缸内加载液体，之后进行缸内注浆；再通过位移丝护套管对缸外注浆，封闭处理荷载箱处桩身裂隙和固化荷载箱上下底板间的连接件，使之满足上下底板钢筋笼刚性连接要求。

2.2符号

对于上部桩的自重W的取值，鉴于其对极限承载力的计算有一定影响，故根据受检桩的地质情况，上部桩的桩身在地下水位以下部位取浮重度，在地下水位以上部位取自身重度。

3基本规定

3.1试验目的和方法

3.1.1本条明确基桩自平衡静载试验可用于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单桩承载力检测。

与现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106一致。

工程建设一般分为勘察、设计、施工、验收四个阶段，基桩试验和检测工作多数情况下分别放在设计和验收两阶段，即施工前试桩和施工后工程桩检测。

3.1.2工程桩单桩静载承载力验收检测后，考虑受检桩需继续使用，荷载箱必须具备以下性能：

1.能将缸内液状加载介质有效清除，置换为后期强度不低于桩身混凝土设计强度的浆液；

2.能确保荷载箱缸外的注浆液不被荷载箱处的地下水稀释；

3.能确保单桩承载力检测后，荷载箱处断开的上下钢筋笼满足刚性连接要求。

荷载箱

按其功能不同，分为Ⅰ类、Ⅱ类。

3.1.3本条规定的试验桩数量，与现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106一致。

本条规定的检测数量仅仅是下限，可根据实际情况增加试桩数量。

3.1.4本条规定与现行行业标准《建筑基桩自平静载试验技术规程》JGJ/T403一致。

3.2检测工作程序

3.2.1图3.2.1是检测机构应遵循的检测一般工作程序。

实际执行检测程序中，由于不可预知的原因，如委托要求的变化、现场调查情况与委托方介绍的不符，或在现场检测尚未全部完成就已发现质量问题而需要进一步排查，都可能使原检测方案中的检测数量、受检桩桩位发生变化。

总之，检测方案并非一成不变，可根据实际情况动态调整。

3.2.2为了正确地对基桩质量进行检测和评价，提高基桩检测工作的质量，做到有的放矢，应尽可能详细了解和搜集有关技术资料，并按表1填写受检桩设计施工概况表。

所搜集的各种资料应为委托方提供的有关勘察、设计、施工单位的有效报告图件，设计单位的检测要求应为书面有效文本或在有效图件上文字注明。

基础资料不齐全、检测试验所需数据不是书面有效文本或图件、检测场地不具备进场条件，不应组织检测。

另外，有时委托方的介绍和提出的要求是笼统的、非技术性的，也需要通过调查来进一步明确委托方的具体要求和现场实施的可行性；必要时还需要检测技术人员到现场了解和搜集。

表1.1受检桩设计施工概况表

桩号

桩横截面尺寸

混凝土设计强度等

级（MPa

桩顶设计标高

）（m）

检测时桩顶标高

（m）

施工桩底标高

（m）

施工桩长

（m）

成桩日期

设计桩端持力层

单桩承载力特征值或极限值

（kN）

备注

工程名称

地点

桩型

本条提出的检测方案内容为一般情况下应包含的内容，某些情况下还需要包括场地开挖、道路、供电、照明等要求。

为满足建设方在技术质量、安全及工期方面的要求，检测机构应根据现场情况，从仪器设备、人员组织、质量保证措施、安全措施、检测周期等方面认真编写有针对性的检测方案，并在检测过程中遵照实施。

如需变更应及时与建设方协商，取得其支持和同意。

3.2.3基桩承载力检测，应同时满足地基土休止时间和桩身混凝土龄期（或设计强度）双重规定，若验收检测工期紧无法满足休止时间规定时，应在检测报告中注明。

3.2.4基桩自平衡静载试验现场检测存在一定的人身意外伤害风险，如安全用电、反力装置的搭设等。

因此，本条对现场检测需遵守有关安全生产做了相应的规定。

3.2.5本条制定除参照现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106外，还细化明确了自平衡静载试验报告应包含的内容。

4试验要点

4.1仪器设备

4.1.1荷载箱采用两根形成U形回路的高压液管，先后进行加载输液和压力验证/缸内排液和注浆。

4.1.2检测所用仪器应进行定期检定或校准，以保证基桩检测数据的准确性、可靠性和可追溯性。

虽然测试仪器在有效计量检定或校准周期之内，但由于基桩检测工作的环境较差，使用期间仍可能由于使用不当或环境恶劣等造成仪器仪表受损或校准因子发生变化。

因此，检测前还应加强对测试仪器、配套设备的期间核查；发现问题后应重新检定或校准。

4.1.3荷载箱是一种特制的液压千斤顶。

它需要按照桩的类型、截面尺寸和荷载箱等级专门设计生产，使用前必须经有资质的单位进行整体检定或校准。

荷载箱的极限加载能力应大于预估极限加载值的1.2倍。

4.1.4本条对试验过程中加压系统所采用的仪器、仪表的性能、精度、量程做了要求，目的是为了保证试验中压力值真实、可靠，使各种人为或外界的影响降到最低限度。

4.1.5对试验过程中位移量测系统所采用的仪器、仪表的性能、量程、分辨率、示值总误差、位移测量仪表的数量做了要求，目的是为了保证位移检测数据真实、可靠，使各种人为或外界的影响降到最低限度；鉴于试验造价高、检测周期长、取样数量少等特点，采集的数据量越丰富越好。

有条件时宜进行桩顶位移测试，在桩顶布置一组位移传感器。

也可通过在荷载箱内部设置位移传感器或测量缸内液体变化等方法进行位移量检测。

4.1.6本条规定了测试桩侧阻力、桩端阻力、桩身截面位移时的桩身内传感器、位移丝的埋设要求，保证数据真实、可靠。

4.2设备安装

4.2.1挖孔桩扩底试验情况见图4.2.1-1，荷载箱置在扩大头底部，桩底承载力计算为桩底扩大头桩端全截面端阻力（即承载力特征值Ra），上部桩、土体荷重作为荷载量。

计算见图4.2.1-2：

下底面积：

上顶面积：

上部桩、土的体积:

上部桩、土的重量W=V×γ应满足：

W≧Ra。

否则，应在桩顶提供一定量的配重。

对于扩底桩，荷载箱埋设在扩底桩桩底时，荷载箱直径取为较桩身直径小100mm，荷载箱的

上推力值为Ra。

当上、下移量满足标准要求时，检测极限承载力为Q≥2Ra。

图4.2.1-1图4.2.1-2

（L为桩长，α为荷载箱顶面以上各土层按土层厚度加权的内摩擦角平均值（＜40°）,D

为桩扩大头直径，γ为桩、土的按土层厚度加权的容重平均值）

4.2.2自平衡静载试验用荷载箱及位移传递系统的安装可参照附录C进行。

荷载箱的顶部和底部应分别与上下钢筋笼的主筋焊接在一起，焊缝应满足强度要求。

荷载箱上下应分别设置喇叭状的导向钢筋，以便于导管通过。

当荷载箱和下段钢筋笼重量较大，仅仅靠钢筋笼主筋与荷载箱的焊接强度不能承受荷载箱和下段钢筋笼重量时，应分别在荷载箱的顶部和底部主筋焊接位置处设L型加强筋。

对于双层荷载箱，每层荷载箱连接均应满足上述连接要求。

对于预制混凝土管桩等，荷载箱与上、下段桩应焊接牢固。

4.2.3采用位移丝进行测试时，要考虑位移丝的强度以及其护套管是否能够承受混凝土的包裹力不影响位移丝在管内可上下无障碍移动。

试验前应先行抽动位移丝，确定可自由抽动时方为有效。

上下位移丝可对称安装，检测后位移丝可回收处理。

4.2.4在受检桩加、卸载过程中，荷载传至受检桩、基准桩周围地基土并使之变形。

为保证实验数据准确性，基准梁在基准桩之间跨度L不小于6.0m范围时，其挠度不应超过L/600。

4.2.5本条对基桩自平衡静载试验采用的数据采集仪提出了具体要求，本标准除应对加载力传感器的记录与控制外，还应对荷载箱加载后多个串联缸体内的压力是否平衡进行验证，为此，在输入荷载箱缸内双回路高压液端接入一加载控制力传感器，另一出荷载箱高压液管端同时接入一力传感器进行压力值验证。

因此，采集仪的数据采集通道应同时满足荷载箱加载力值控制和验证的2个数据采集与不少于4个位移值变化的数据采集要求。

4.3现场检测

4.3.1本条规定对位移丝的检查是确保位移丝测量值精确，对高压液管通气检查是确保双回路畅通，为后续的试验加载提供保证。

4.3.2本条制定参照现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106，慢速维持荷载法是我国公认，且己沿用几十年的标准试验方法，也是其他工程桩竖向承载力验收检测方法的唯一比较标准。

4.3.3本条是按我国的传统做法，对维持慢速荷载法进行的原则性规定。

4.3.4慢速维持荷载法每级荷载持载时间最少为2h。

对绝大多数基桩而言，为保证上部结构正常使用，控制基桩绝对沉降是第一位重要的，这是地基基础按变形控制设计的基本原则。

在工程桩验收检测中，国内某些行业或地方标准允许采用快速维持荷载法。

国外许多国家的维持荷载法相当于我国的快速维持荷载法，最少持载时间为1h，但规定了较为宽松的沉降相对稳定标准，与我国快速法的差别就在于此。

1985年ISSMFE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“维持荷载法加载为每小时一级，稳定标准为0.1mm/20min”。

当桩端嵌入基岩时，个别国家还允许缩短时间；也有些国家为测定桩的蠕变沉降速率建议采用终级荷载长时间维持法。

4.3.5对于抗拔桩的自平衡法静载试验终止加载情况，按本条第1款的规定进行判定。

当桩身存在水平整合型缝隙、桩端有沉渣或吊脚时，在较低竖向荷载时常出现本级荷载沉降超过上一级荷载对应沉降5倍的陡降，当缝隙闭合或桩端与硬持力层接触后，随着持载时间或荷载增加，变形梯度逐渐变缓；当桩身强度不足桩被压断时，也会出现陡降，但与前相反，随着沉降增加，荷载不能维持甚至大幅降低。

所以，出现陡降后不宜立即卸荷，而应使桩下沉量超过40mm，以大致判断造成陡降的原因。

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，在桩顶沉降达到40mm时，桩端阻力一般不能充分发挥。

前者由于长径比大、桩身较柔，弹性压缩量大，桩顶沉降较大时，桩端位移还很小；后者虽桩端位移较大，但尚不足以使端阻力充分发挥。

因此，放宽桩顶总沉降量控制标准是合理的。

4.3.6本条规定了测试桩身应变和桩身截面位移的测读时间。

4.3.7本条规定了现场试验数据及注浆处理的记录格式。

5检测数据的分析与判定

5.1数据分析

5.1.1除Q-s、s-lgt曲线外，一般还绘制s-lgQ曲线。

如为了直观反映整个试验过程情况，可给出连续的荷载-时间（Q-t）曲线和沉降-时间（s-t）曲线，并为方便比较绘制于一图中。

同一工程的一批受检桩曲线应按相同的沉降纵坐标比例绘制，满刻度沉降值不宜小于40mm，当桩顶累计沉降量大于40mm时，可按总沉降量以10mm的整数倍增加至满刻度值，使结果直观、便于比较。

5.1.2本条与现行行业标准《建筑基桩自平静载试验技术规程》JGJ/T403一致。

5.1.3本条明确规定了与传统Q-s曲线间转换方法与参照依据。

5.2承载力判定

5.2.1本条与现行行业标准《建筑基桩自平静载试验技术规程》JGJ/T403一致。

6注浆处理

6.1一般规定

6.1.1浆液基材主要为普通硅酸盐水泥，配以改善流动性和提高强度的外加剂材料。

6.1.2由于加液管管径很小，仅4~6mm，为了确保浆液能够顺利通过加液管进入荷载箱缸体内部，并通过荷载箱缸内沿另一高压液管传至地面，浆液必须有足够的流动性。

6.1.3试样采用等效快速蒸养可以缩短试配时间。

6.2注浆技术要求

6.2.1为确保净浆注入缸内，需要对因加载而置留于缸内的液体排除干净，但是由于排液过程中难免会有一些液体残留于缸壁及双回路高压液管壁上，因此要求排液量≥90%。

6.2.2对注入缸内及缸外的浆液取样，应用水泥净浆试模40×40×160模具从出浆口取样，进行标养或等效快速蒸养后进行强度试验。

6.2.3可通过缸内排液量复核基桩自平衡静载试验后桩的位移量，同时可复核需用浆液。

考虑到刚性连接件用量及试样用量，充盈系数取1.15∽1.25。

注浆工作宜由检测单位负责。

对于有特殊要求的工程桩，宜设置声测管或视频监控验证注浆质量，见图6.2.3。

图6.2.3观察管安装示意图

1-观察管；2-上面板；3-缸体；4-活塞；5-下底板。

附录A荷载箱的技术要求

A.1.3荷载箱应具备缸内排液性能，确保缸内注浆质量。

缸内排液性能测试方法：

1用气泵（0.8MPa，280min/L）排空荷载箱内残存液体。

2用液体介质加载荷载箱至活塞行程60mm，记录进液量m0。

3用气泵排出缸内用于加载的液体介质，见图A.0.3，记录排液量m1。

4m1/m0≥90%。

图A.0.3荷载箱缸内排液性能测试示意图

1-上面板；2-盛液容器；3-缸体；4-活塞；5-气泵。