建筑施工手冊(cè)系列之地基處理與樁基工程 7-2-9 樁的檢測

1、7-2-9 樁的檢測成樁的質(zhì)量檢驗(yàn)有兩類基本方法，一類是靜載載荷試驗(yàn)法，另一類為動(dòng)測法。7-2-9-1 靜載試驗(yàn)法靜載試驗(yàn)的目的，是采用接近于樁的實(shí)際工作條件，通過靜載加壓，確定單樁的極限承載力，作為設(shè)計(jì)依據(jù)，或?qū)こ虡兜某休d力進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)。樁的靜載試驗(yàn)，是模擬實(shí)際荷載情況，通過靜載加壓，得出一系列關(guān)系曲線，綜合評(píng)定確定其容許承載力，它能較好地反映單樁的實(shí)際承載力。荷載試驗(yàn)有多種，通常采用的是單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)、單樁、豎向抗拔靜載試驗(yàn)和單樁水平靜載試驗(yàn)。預(yù)制樁在樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的前提下，對(duì)于砂類土，不應(yīng)少于7d；對(duì)于粉土和粘性土，不應(yīng)少于15d；對(duì)于淤泥或淤泥質(zhì)土，不應(yīng)少于25d，

2、待樁身與土體的結(jié)合基本趨于穩(wěn)定，才能進(jìn)行試驗(yàn)。就地灌筑樁應(yīng)在樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)等級(jí)的前提下，對(duì)砂類土不少于10d；對(duì)一般粘性土不少于20d；對(duì)淤泥或淤泥質(zhì)土不少于30d，才能進(jìn)行試驗(yàn)。在同一條件下的試樁數(shù)量不宜少于總樁數(shù)的 %，且不應(yīng)少于3根，工程總樁數(shù)在50根以內(nèi)時(shí)不應(yīng)少于2根。1單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)法單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)一般采用油壓千斤頂加載，千斤頂?shù)募虞d反力裝置可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際條件采取下列方法：（1）錨樁橫梁反力裝置由4根錨樁、主梁、次梁、油壓千斤頂以及測量儀表等組成（圖7-105）。錨樁、反力梁裝置能提供的反力應(yīng)不小于預(yù)估最大試驗(yàn)荷載的1.21.5倍。圖7-105 錨樁橫梁靜載試驗(yàn)裝

3、置1-錨樁（4根）；2-錨筋；3-主梁（鋼橫梁或倒置鋼桁架）；4-次梁；5-厚鋼板；6-硬木包鋼皮；7-油壓千斤頂；8-百分表；9-基準(zhǔn)樁；10-基準(zhǔn)梁（一端固定，一端可水平移動(dòng)）；11-試驗(yàn)樁（2）壓重平臺(tái)反力裝置由支墩（或墊木）、鋼橫梁、鋼錠、油壓千斤頂及測量儀表等組成（圖7-106）。壓重量不得少于預(yù)估試樁破壞荷載的1.2倍；壓重應(yīng)在試驗(yàn)開始前一次加上，并均勻穩(wěn)固的放置于平臺(tái)上。圖7-106 壓重平臺(tái)靜載試驗(yàn)裝置1-支墩；2-鋼橫梁；3-鋼錠；4-油壓千斤頂；5-百分表；6-試驗(yàn)樁；7-墊木；8-鋼架或厚鋼板（3）錨樁壓重聯(lián)合反力裝置當(dāng)試樁最大加載量超過錨樁的抗拔能力時(shí)，可在圖7-105

4、所示，橫梁上放置或懸掛一定重物，由錨樁和重物共同承受千斤頂加壓的反力。千斤頂平放于樁中心，當(dāng)采用2個(gè)以上千斤頂加載時(shí)，應(yīng)將千斤頂并聯(lián)同步工作，使千斤頂?shù)暮狭νㄟ^試樁中心。為了避免加荷過程中的相互影響，錨樁（壓重平臺(tái)支墩）；基準(zhǔn)木樁與試樁之間的中心距離應(yīng)符合表7-100的要求。試樁、錨樁和基準(zhǔn)樁之間的中心距離 表7-100反力系統(tǒng)試樁與錨樁（或壓重平臺(tái)支墩邊）試樁與基準(zhǔn)樁基準(zhǔn)樁與錨樁（或壓重平臺(tái)支墩邊）錨樁橫梁反力裝置4d且4d且4d且壓重平臺(tái)反力裝置2.0m2.0m2.0m注：d試樁或錨樁的設(shè)計(jì)直徑、取其較大者（如試樁或錨樁為擴(kuò)底樁時(shí)、試樁與錨樁的中心距不應(yīng)小于2倍擴(kuò)大端直徑）。試壓時(shí)，荷載可

5、用放置于千斤頂上的應(yīng)力環(huán)、應(yīng)變式壓力傳感器直接測定，或采用聯(lián)于千斤頂?shù)膲毫Ρ頊y定油壓，根據(jù)千斤頂率定曲線核算荷載。試樁沉降一般采用百分表或電子位移計(jì)測量。對(duì)于大直徑樁，應(yīng)在其2個(gè)正交直線方向?qū)ΨQ安置4個(gè)位移測試儀表，中等和小直徑樁樁徑可安置2個(gè)或3個(gè)位移測試儀表。沉降測定平面離樁頂距離不應(yīng)小于0.5倍樁徑，固定和支承百分表的夾具和基準(zhǔn)梁，在構(gòu)造上應(yīng)確保當(dāng)受到氣溫、振動(dòng)及其他外界因素的影響時(shí)不會(huì)發(fā)生豎向變位。載荷試驗(yàn)時(shí)，對(duì)以樁身承載力控制極限承載力的工程樁，試驗(yàn)加載至承載力設(shè)計(jì)值的1.52倍；其余試樁均應(yīng)加載至破壞。樁靜荷載試驗(yàn)的最大設(shè)計(jì)荷載，不應(yīng)小于由靜力計(jì)算得出的單樁設(shè)計(jì)承載力的2倍。2單樁

6、的靜載荷試驗(yàn)要點(diǎn)（1）試驗(yàn)加載方式采用慢速維持荷載法，即逐級(jí)加載，每級(jí)荷載達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定后加下一級(jí)荷載，直到試樁破壞，然后分級(jí)卸載到零。當(dāng)考慮結(jié)合實(shí)際工程樁的荷載特征，可采用多循環(huán)加、卸載法（每級(jí)荷載達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定后卸載到零）。當(dāng)考慮縮短試驗(yàn)時(shí)間，對(duì)于工程樁的檢驗(yàn)性試驗(yàn)，可采用快速維持荷載法，即一般每隔1h加一級(jí)荷載。（2）荷載分級(jí)試驗(yàn)時(shí)加載分級(jí)不應(yīng)小于8級(jí)，每級(jí)荷載值為宜為預(yù)估極限荷載的1/81/10，第一級(jí)的加荷值可按2倍分級(jí)荷載加荷。（3）測讀樁沉降量的間隔時(shí)間在加每級(jí)加載后，隔5、10、15min各測讀一次，以后每隔15min測讀一次，累計(jì)1h后每隔30min測讀一次，每次測讀值記入試驗(yàn)記

7、錄表。（4）穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)在每級(jí)荷載作用下，樁的沉降量在每1h內(nèi)的沉降不超過0.1mm時(shí)，并連續(xù)出現(xiàn)兩次（由1.5h內(nèi)連續(xù)三次觀測值計(jì)算），認(rèn)為已達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定，可加下一級(jí)荷載。（5）終止加荷的條件1）當(dāng)荷載-沉降（Q-s）曲線上有可判定極限承載力的陡降段，且樁頂沉降量超過40mm。2），且經(jīng)24h尚未達(dá)到穩(wěn)定。3）25m以上的非嵌巖樁，Q-s曲線呈緩變型時(shí)，樁頂總沉降量大于6080mm。4）在特殊條件下，可根據(jù)具體要求加載至樁頂總沉降量大于100mm。注：Sn第n級(jí)荷載的沉降增量；Sn+1第n+1級(jí)荷載的沉降增量。（6）卸載與卸載沉降觀測每級(jí)卸載值為每級(jí)加載值的2倍。每級(jí)卸載后隔15min測讀一次殘

8、余沉降，讀兩次后，隔30min再讀一次，即可卸下一級(jí)荷載，全部卸載后，隔34h再讀一次，并作好詳細(xì)記錄。3單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)方法在拔力作用下樁的破壞形式有兩種：一是地基變形帶動(dòng)周圍的土體被拔出；一是樁身強(qiáng)度不夠，被拉裂或拉斷。（1）試驗(yàn)設(shè)備、儀表裝置抗拔靜載試驗(yàn)加載裝置，量測儀表與豎向抗壓靜載試驗(yàn)相同，只是施加荷載的方向相反。試驗(yàn)設(shè)備主要用油壓千斤頂，把試樁的主筋連接到傳力架上，當(dāng)開動(dòng)千斤頂上升，產(chǎn)生上拔力把錨樁拔升（圖7-107）。圖7-107 抗拔樁靜載試驗(yàn)裝置1-鋼橫梁；2-傳力架；3-油壓千斤頂；4-木墊座；5-試樁（2）加載方法抗拔靜載試驗(yàn)加載方式，可參照抗壓靜載試驗(yàn)方法。（3）終

9、止加載條件當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，即可終止加載：1）樁頂荷載為樁受拉鋼筋總極限承載力的0.9倍時(shí)；2）某級(jí)荷載作用下，樁頂變形量為前一級(jí)荷載作用下的5倍；3）累計(jì)上拔量超過100mm。4單樁水平靜載試驗(yàn)方法樁的水平靜載荷試驗(yàn)是采用接近于樁的實(shí)際工作條件進(jìn)行試驗(yàn)，以確定單樁的水平承載力和地基土的水平抗力系數(shù)。當(dāng)樁身埋設(shè)有應(yīng)力測量元件時(shí)，可測出樁身應(yīng)力變化，并由此求得樁身彎矩分布。（1）試驗(yàn)設(shè)備與儀表裝置（圖7-108）進(jìn)行單樁水平靜載試驗(yàn)時(shí)，常采取互推法，在二根樁中間放置千斤頂施加水平荷載，水平作用線應(yīng)通過地面標(biāo)高處（地面標(biāo)高應(yīng)與實(shí)際工作樁基承臺(tái)底面標(biāo)高一致）。在千斤頂與試樁接觸處宜安置一環(huán)形鉸座

10、，以保證千斤頂作用力能水平通過樁身軸線。用電動(dòng)油泵加荷，用電阻應(yīng)變式傳感器和電子秤控制荷載。在樁外側(cè)地面及地面以上5001000mm設(shè)置雙層大量程百分表（下表測量樁身在地面處的水平位移，上表測量樁頂水平位移，根據(jù)兩表位移差可求得地面以上樁身轉(zhuǎn)角），以測定樁的水平位移。百分表的基準(zhǔn)樁宜打設(shè)在樁側(cè)面靠位移的反方向，與試樁的凈距不少于1倍試樁直徑。圖7-108 單樁水平靜載荷試驗(yàn)裝置1-水平試驗(yàn)樁；2-油壓千斤頂；3-球鉸；4-墊塊；5-油壓表；6-百分表；7-基準(zhǔn)梁；8-基準(zhǔn)樁（2）加載方法及終止試驗(yàn)條件對(duì)于承受反復(fù)作用的水平荷載的樁基，一般采用單向多循環(huán)加卸載方法。取設(shè)計(jì)荷載2倍為預(yù)估極限荷載，

11、取預(yù)估水平荷載的1/101/15作為每級(jí)荷載的加載增量，對(duì)于直徑3001000mm的樁，每級(jí)荷載增量可取2.520kN。每級(jí)荷載施加后，恒載4min測讀水平位移，然后卸載至零，停2min測讀殘余水平位移，至此完成一個(gè)加卸載循環(huán)，如此循環(huán)5次便完成一級(jí)荷載的試驗(yàn)觀測。加載時(shí)間應(yīng)盡量縮短，測量位移的間隔時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格準(zhǔn)確，試驗(yàn)不得中途停歇。對(duì)承受長期作用的水平荷載的樁基，宜采用分級(jí)連續(xù)的加載方式，各級(jí)荷載的增量同上所述，各級(jí)荷載維持10min，并記錄百分表讀數(shù)后即進(jìn)行下一級(jí)荷載的試驗(yàn)，如到10min時(shí)的水平位移還未穩(wěn)定，則應(yīng)延長該級(jí)荷載的維持時(shí)間，直至穩(wěn)定為止。其穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)可參照豎向靜載試驗(yàn)方法。終止試

12、驗(yàn)的條件是：當(dāng)樁身折斷或水平位移超過3040mm（軟土取40mm）時(shí)，可終止試驗(yàn)。7-2-9-2 動(dòng)測法動(dòng)測法，又稱動(dòng)力無損檢測法，是檢測樁基承載力及樁身質(zhì)量的一項(xiàng)新技術(shù)，作為靜載試驗(yàn)的補(bǔ)充。動(dòng)測法是相對(duì)靜載試驗(yàn)法而言，它是對(duì)樁土體系進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕幚?，建立起?shù)學(xué)力學(xué)模型，借助于現(xiàn)代電子技術(shù)與量測設(shè)備采集樁土體系在給定的動(dòng)荷載作用下所產(chǎn)生的振動(dòng)參數(shù)，結(jié)合實(shí)際樁土條件進(jìn)行計(jì)算，所得結(jié)果與相應(yīng)的靜載試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，在積累一定數(shù)量的動(dòng)靜試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果的基礎(chǔ)上，找出兩者之間的某種相關(guān)關(guān)系，并以此作為標(biāo)準(zhǔn)來確定樁基承載力。另外，可應(yīng)用波動(dòng)理論，根據(jù)波在混凝土介質(zhì)內(nèi)的傳播速度，傳播時(shí)間和反射情況，用來檢驗(yàn)

13、、判定樁身是否存在斷裂、夾層、頸縮、空洞等質(zhì)量缺陷。一般靜載試驗(yàn)可直觀地反映樁的承載力和混凝土的澆筑質(zhì)量，數(shù)據(jù)可靠。但試驗(yàn)裝置復(fù)雜笨重，裝、卸、操作費(fèi)工費(fèi)時(shí)，成本高，測試數(shù)量有限，并且易破壞樁基。動(dòng)測法試驗(yàn)，則儀器輕便靈活，檢測快速；單樁試驗(yàn)時(shí)間，僅為靜載試驗(yàn)的1/50左右；可大大縮短試驗(yàn)時(shí)間；數(shù)量多，不破壞樁基，相對(duì)也較準(zhǔn)確，可進(jìn)行普查；費(fèi)用低，單樁測試費(fèi)約為靜載試驗(yàn)的1/30左右，可節(jié)省靜載試驗(yàn)錨樁、堆載、設(shè)備運(yùn)輸、吊裝焊接等大量人力、物力；據(jù)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)用動(dòng)測方法的試樁工程數(shù)目，已占工程總數(shù)的70%左右，試樁數(shù)約占全部試樁數(shù)的90%，有效地填補(bǔ)了靜力試樁的不足，滿足了樁基工程發(fā)展的需要，因

14、此，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著，但動(dòng)測法也存在需做大量的測試數(shù)據(jù)，需靜載試驗(yàn)資料來充實(shí)完善、編制電腦軟件，所測的極限承載力有時(shí)與靜載荷值離散性較大等問題。1承載力檢驗(yàn)單樁承載力的動(dòng)測方法種類較多，國內(nèi)有代表性的方法有：動(dòng)力參數(shù)法、錘擊貫入法、水電效應(yīng)法、共振法、機(jī)械阻抗法、波動(dòng)方程法等，常用的有以下兩種。（1）動(dòng)力參數(shù)法動(dòng)力參數(shù)法是用錘擊法測定樁的自振頻率或同時(shí)測定樁的頻率和初速度，用以換算樁基的各種設(shè)計(jì)參數(shù)。對(duì)承壓樁，可用豎向頻率換算抗壓剛度及承載力。計(jì)算模型如圖7-109，系將樁基作為單自由度的質(zhì)量彈簧體系，則質(zhì)量彈簧體系的彈簧剛度K與頻率f間的關(guān)系可表示為： （7-21）QQ1Q2 （7-22）式

15、中 Q1樁的折算重量；Q2參加振動(dòng)的土體重量。圖7-109 質(zhì)量-彈簧體系這種計(jì)算模型可使計(jì)算簡化，同時(shí)考慮了參振土體對(duì)頻率的影響，比較符合實(shí)際情況。如若Q1與Q2先按樁和土的原始數(shù)據(jù)算出，則動(dòng)測時(shí)只需實(shí)測出樁基頻率，即可進(jìn)行承壓樁的參數(shù)計(jì)算，此種動(dòng)測法稱“頻率法”；如果將樁基頻率和初速度同時(shí)測出，則無需樁和土的原始數(shù)據(jù)，即能算出Q，從而可直接求得承壓樁的參數(shù)，稱為“頻率-初速法”。（2）頻率法頻率法除通過錘擊實(shí)測樁基豎向自振頻率fv外，尚應(yīng)通過施工記錄和地質(zhì)報(bào)告或試驗(yàn)取得樁和土的可靠原始數(shù)據(jù)。樁數(shù)據(jù)包括：樁全長、入土深度、樁徑或橫截面、樁材密度及施工中異常情況的記錄；土層數(shù)據(jù)（主要是樁尖以上

16、L/3范圍內(nèi)土層數(shù)據(jù)）包括：地質(zhì)剖面圖及柱狀圖、地下水位、各土層厚度Hi、土名、粘性土的狀態(tài)或砂土的密實(shí)度、內(nèi)摩擦角、密度及樁尖處支撐土層的性狀等。再通過計(jì)算求單樁抗壓剛度、臨界荷載和允許承載力。計(jì)算步驟為：1）計(jì)算單樁抗壓剛度。當(dāng)被測樁經(jīng)豎向錘擊而被激起振動(dòng)后，樁將在豎向作自由振動(dòng)，并通過樁側(cè)摩擦力及樁尖作用力帶動(dòng)周圍部分土體參與振動(dòng)，形成復(fù)雜的樁、土振動(dòng)體系，從而根據(jù)計(jì)算模型、參照計(jì)算彈簧的理論公式（7-21），按下式求出單樁抗壓剛度Kz（動(dòng)剛度）： （7-23）式中 g重力加速度，取9.81m/s2；2.365單樁抗壓剛度修正系數(shù)；fv樁的豎向自振頻率（Hz）；Q1折算后參振樁重（kN）

17、；QA·L0·1/3A樁的橫截面積（m2）；L0樁的全長（m）；1樁體重度（kN/m3）；Q2折算后參振土重（kN）；rz參振土體的擴(kuò)散半徑（m），將參振土體折算成梨形土體（圖7-110）后，按下式計(jì)算：圖7-110 參振土體示意圖L樁的入土深度（m）；d樁的直徑（m），如為方樁，d；a方樁邊長（m）；2、分別為樁下段L/3范圍內(nèi)，參振土體的重度（kN/m3）及內(nèi)摩擦角（°）。2）計(jì)算單樁臨界荷載Qcr。臨界荷載指與按靜荷載試驗(yàn)測定的Q-s曲線上與拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載，本法按下式計(jì)算：Qcr·Kz （7-24）式中 靜測臨界荷載與動(dòng)測抗壓剛度之間的比例系數(shù)，由

18、單樁動(dòng)、靜實(shí)測數(shù)據(jù)對(duì)比得來，一般取0.004。典型的靜載試驗(yàn)Q-s曲線大致可分為兩種類型（圖7-111），對(duì)粗長樁，特別是當(dāng)樁尖以下土質(zhì)遠(yuǎn)較樁側(cè)為強(qiáng)時(shí)，Q-s曲線的前段出現(xiàn)第一拐點(diǎn)后，仍以勻緩的坡度向下延伸在較長的區(qū)段內(nèi)不出現(xiàn)急劇的沉降，如圖中類型（a）曲線，可取Q-s曲線上第一拐點(diǎn)相應(yīng)的荷載作為臨界荷載Qcr；對(duì)中、小樁，特別是當(dāng)樁尖下土層強(qiáng)度較樁側(cè)為弱，則當(dāng)荷載超過樁側(cè)摩阻力極限時(shí)，沉降突增，Q-s曲線出現(xiàn)第一拐點(diǎn)后，幾乎垂直向下延伸，如圖中（b）類曲線，此時(shí)可取Q-s曲線上出現(xiàn)明顯轉(zhuǎn)折的拐點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的極限荷載作為臨界荷載Qcr。大量測試證明，樁基的動(dòng)測抗壓剛度Kz與臨界荷載Qcr間存在著相

19、關(guān)關(guān)系，可通過實(shí)測對(duì)比加以確定。因此選取不同地質(zhì)條件下各種類型的樁基，進(jìn)行動(dòng)、靜對(duì)比試驗(yàn)，將實(shí)測對(duì)比數(shù)據(jù)通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析取得回歸系數(shù)，作為靜測臨界荷載Qcr與動(dòng)測抗壓剛度Kz之間的比例系數(shù)（Qcr/Kz）。圖7-111 典型的Q-S曲線3）計(jì)算單樁容許承載力Qa。對(duì)粗長樁，特別是當(dāng)樁尖以下土質(zhì)較樁側(cè)為強(qiáng)時(shí)：QaQcr對(duì)中小樁，特別是當(dāng)樁尖以下土質(zhì)較樁側(cè)為弱時(shí)：QaQcr/K （7-25）式中 K安全系數(shù)，一般取K2，對(duì)新填土可適當(dāng)增大。本法儀器配備和實(shí)際操作方面均較簡便，有較好的準(zhǔn)確度，可對(duì)群樁進(jìn)行普查（檢測承載力和檢驗(yàn)樁身質(zhì)量）；適用于測定摩擦樁由土層提供的承載力，樁的人土深度540m；不適

20、于支撐在基巖或密實(shí)卵石層上的端承樁。【例7-2】某商住樓樁基工程，采用鋼筋混凝土預(yù)制樁，樁長L020.0m，樁入土深L19.8m，樁截面積A0.35m×0.35m=0.1225m2，折算直徑d0.395m，樁身重力密度124kN/m3，在L/3范圍內(nèi)地層由二層土組成，上層土厚3.7m，=22°，219.1kN/m3，下層土厚2.9m，16°，218.6kN/m3，樁尖下土質(zhì)較樁側(cè)弱，取K2，實(shí)測振動(dòng)頻率fv42.5Hz，試求抗壓剛度Kz及單樁容許承載力Qa?！窘狻恳驑断露蜭/3范圍內(nèi)有二層土，及應(yīng)按層厚取加權(quán)平均值：（后經(jīng)靜載試驗(yàn)，按不同方法分析，Qa105011

21、60kN）（3）頻率初速法用上述頻率法進(jìn)行樁基動(dòng)測計(jì)算時(shí)，必須有準(zhǔn)確的地質(zhì)土工原始資料，如果難以求得準(zhǔn)確的地質(zhì)資料，可在敲擊樁頭后同時(shí)將頻率和初速度測定出來，如此，參加振動(dòng)的樁和土的折算重用QQ1Q2m·g即可計(jì)算出來，然后再用以換算樁基的其他參數(shù)?，F(xiàn)場測試所需儀器與頻率法基本相同，但宜用彈片式拾振器，且必須用帶導(dǎo)桿的穿心錘沖擊樁頭。根據(jù)碰撞理論，參加振動(dòng)的樁和土的折算質(zhì)量m可按下式計(jì)算： （7-26）式中 W0穿心錘重（kN）；H穿心錘落距（m）；v0撞擊后樁頭初速度（ms）；Kv調(diào)整系數(shù)；e穿心錘對(duì)樁頭的碰撞系數(shù)，按下式計(jì)算： （7-27）t兩次沖擊歷時(shí)（s）；g重力加速度，取9

22、.81m/s。將式（7-26）代入式（7-23）,即可算出單樁抗壓剛度Kz： （7-28）求得Kz后，即可按頻率法相同方式計(jì)算Qcr和Qa，亦即：Qcr0.004Kz （7-29） （7-30）式中各種符號(hào)意義同前。本法測試要求較頻率法為高，但可節(jié)省勘探和土工試驗(yàn)的時(shí)間和費(fèi)用，并可排除地質(zhì)土工資料的誤差對(duì)動(dòng)測精度帶來的影響，較頻率法更為經(jīng)濟(jì)有效，適用范圍更為廣泛。（4）測試儀器設(shè)備及方法承壓樁的測試主要儀器設(shè)備有拾振器（傳感器）、數(shù)字式接收和處理系統(tǒng)（或有源低通濾波器和示波器、信號(hào)分析儀）、激振物（鐵錘或帶導(dǎo)桿的穿心錘）等，常用兩種測試儀器設(shè)備裝置和方法如圖7-112和圖7-113。圖7-11

23、2 承壓樁動(dòng)測現(xiàn)場布置1-穿心錘；2-彈片拾振器；3-濾波器；4-示波器（后兩種儀器宜以數(shù)字式儀器代替）圖7-113 測試儀器及方法簡圖1-測試樁；2-傳感器；3-放大器；4-程序監(jiān)視器；5-波形顯示器；6-信號(hào)分析儀；7-手錘測試的過程和方法一般為：1）將拾振器固定在抹平后的樁頂上，并與數(shù)字式接收和處理系統(tǒng)（或?yàn)V波器和示波器）相串聯(lián)；2）敲擊樁頂中心激起樁基豎向振動(dòng)，與此同時(shí)，開動(dòng)儀器，記錄由拾振器傳來經(jīng)過濾波后的振動(dòng)訊號(hào)。以上為一次測試過程。一般應(yīng)重復(fù)測試數(shù)次，以能獲得清晰的振波記錄并能互相印證為原則。實(shí)測較典型波如圖7-114所示。據(jù)此即可用下式計(jì)算單樁豎向自振頻率fv：圖7-114 實(shí)

24、測振波示例fv=1/T（用于數(shù)字式儀器，亦可按頻譜分析求fv） （7-31）f=v/（用于示波器） （7-32）式中 T兩波峰間歷時(shí)（s），一般取第二和第三波峰作主波；v記錄紙移動(dòng)速度（mm/s）；主波波長（mm）。測試時(shí)間，預(yù)制樁應(yīng)待被攏動(dòng)土層的強(qiáng)度基本恢復(fù)之后，對(duì)砂土3d左右；粘性土7d以上；灌筑樁應(yīng)待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度之后。當(dāng)用砂漿抹平樁頭時(shí)，尚需待砂漿硬結(jié)后始可測試。（5）錘擊貫入法系用一定重量的自由落錘，通過不同的落距對(duì)樁頂施加瞬時(shí)錘擊力，用動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀測出樁頂錘擊力F(t)max，用百分表測出相應(yīng)的樁頂貫入度e。根據(jù)實(shí)測的F(t)和相應(yīng)的累計(jì)貫入度關(guān)系曲線與同一樁的靜荷載試驗(yàn)曲線之間

25、的相似性，通過樁的靜、動(dòng)對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果的相關(guān)分析，求出樁的極限承載力。1）測試設(shè)備與儀表裝置測試裝置主要由錘擊裝置、測量裝置和電源及記錄裝置等部分組成。錘擊裝置一般用0.62.0t重的落錘，并配以吊車和導(dǎo)架。測量裝置由百分表和錘擊力傳感器組成。百分表用來測量樁頂貫入度。錘擊力傳感器用來測定樁頂錘擊力，使用前需在壓力機(jī)上進(jìn)行靜標(biāo)定，并繪制標(biāo)定曲線。錘擊力傳感器上下設(shè)法蘭盤（圖7-115），可分別用螺栓與樁上墊木和樁帽連接。圖7-115 錘擊力傳感器（a）用于帽上；（b）用于墊木上1-法蘭盤；2-蓋板；3-插座；4-電阻片；5-彈性元件；6-防水膠片電源和記錄儀器有電源穩(wěn)壓器或電源調(diào)壓器、DY-3電

26、源供給器、Y6D-3A動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀及SC-16光線示波器等。也可選用其他型號(hào)的同類試驗(yàn)儀器，但是從錘擊力傳感器的標(biāo)定到現(xiàn)場試驗(yàn)，必須使用同一型號(hào)的儀器，中途不得隨意更換。2）測試方法單樁錘擊貫入測試設(shè)備的安裝和試驗(yàn)儀器的連接如圖7-116。圖7-116 錘擊貫入試樁設(shè)備安裝1-試樁；2-標(biāo)樁；3-基準(zhǔn)架；4-磁性表座；5-測量標(biāo)點(diǎn)；6-百分表；7-緊固螺栓；8-樁帽；9-樁墊；10-錘擊力傳感器；11-錘墊；12-導(dǎo)桿；13-落錘；14-卷揚(yáng)機(jī)；15-電橋盒；16-電源供給；17-動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀；18-光電示波器；19-穩(wěn)壓器；20-交流電源；21-工作室電源及記錄儀器都集中放在距試樁515m處，使

27、視線無障礙，避免日曬雨淋。全部接通線路并進(jìn)行預(yù)熱、調(diào)平和標(biāo)定操作。對(duì)于灌筑樁，需按一定的要求對(duì)試樁樁頭進(jìn)行整平和加固，加固樁頭可用較樁身混凝土高12級(jí)的早強(qiáng)快干混凝土或環(huán)氧樹脂水泥砂漿，待其達(dá)到預(yù)定的強(qiáng)度（不應(yīng)低于C30），方可進(jìn)行錘貫試驗(yàn)；對(duì)于預(yù)制樁，樁身豎直，樁頭完整，可以直接進(jìn)行錘貫試驗(yàn)，但要有足夠的休止期。對(duì)各項(xiàng)量測及記錄儀器進(jìn)行一次檢驗(yàn)性的調(diào)試和標(biāo)定。在確認(rèn)各項(xiàng)儀器無問題，方可開始進(jìn)行錘貫試驗(yàn)。錘貫試驗(yàn)分級(jí)進(jìn)行，落距按等距離遞增（從10cm開始，每次提高10cm，直到100cm），每個(gè)落距錘擊一次，總的錘擊數(shù)在10擊左右。因此要根據(jù)錘的大小及樁土體系條件預(yù)估一個(gè)合適的落距分級(jí)，通常以

28、5、10、15、20cm等分擋。一根樁的錘貫試驗(yàn)最好一氣呵成，各次錘擊之間的時(shí)間間隔要大致相等（約23min左右），中間不要停頓太久。采取每次錘擊時(shí)樁頂?shù)腻N擊力波形曲線的最大峰值F(t)max及貫入度e。依次計(jì)算各擊的累計(jì)貫入度e,并隨時(shí)繪出F(t)max-e關(guān)系曲線。當(dāng)樁頂錘擊力增加很少而貫入度卻繼續(xù)增大或者突然急劇增大時(shí)，試驗(yàn)即可終止。當(dāng)錘擊貫入試驗(yàn)不出現(xiàn)上述情況時(shí)，應(yīng)做到最大試驗(yàn)錘擊力不小于設(shè)計(jì)要求的單樁承載力的三倍，或者單樁貫入度e大于2mm，累計(jì)貫入度e大于20mm時(shí)也可終止。3）單樁靜承載力的確定。以下是二種整理錘擊貫入試樁數(shù)據(jù)的方法，用以確定單樁靜承載力：F(t)max-e曲線：

29、將實(shí)測的錘擊力F(t)max與貫入度e值按照規(guī)定的坐標(biāo)比例繪制F(t)max-e關(guān)系曲線（圖7-117）。在F(t)max及曲線上按第二拐點(diǎn)法確定試樁的Fu值，對(duì)預(yù)制樁也可采用e=6mm所對(duì)應(yīng)的動(dòng)荷載值Fu，最后取最低值或平均值。為了直接從錘擊貫入試驗(yàn)求樁的靜極限荷載及其所對(duì)應(yīng)的下沉量，可引入兩個(gè)比例系數(shù)Cu和Au：CuFu/Qu （7-33）Aueu/su （7-34）式中 Cu、Au分別為動(dòng)靜對(duì)比經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；Fu、Qu分別為動(dòng)靜極限承載力；eu、su分別為動(dòng)、靜極限荷載時(shí)樁的累計(jì)貫入度和下沉量。Cu和Au的數(shù)值與樁的類型、土質(zhì)條件和進(jìn)行試樁時(shí)的時(shí)間等因素有關(guān)，可以由試驗(yàn)結(jié)果通過統(tǒng)計(jì)分析后求得

30、，由上式即可通過極限承載力Fu值以及eu值求出樁的靜極限承載力Qu及其相應(yīng)的下沉量su。圖7-117 試樁動(dòng)靜對(duì)比試驗(yàn)的典型結(jié)果經(jīng)驗(yàn)公式法：將實(shí)測的不同落距下的F(t)max和e值，用下列經(jīng)驗(yàn)公式求得單樁的靜極限承載力Quf： （7-35）式中 貫入系數(shù)（cm），對(duì)支撐于巖石及卵石層上的鋼筋混凝土預(yù)制樁為1.1，其他樁為1.0；F(t)max和e實(shí)測樁頂錘擊力最大峰值（kN）和相應(yīng)的貫入度（cm/擊）。利用該公式時(shí)，必須滿足試樁單擊貫人度e2mm的至少有三個(gè)Quf的平均數(shù)作為樁的承載能力值，同時(shí)對(duì)錘擊偏心或出現(xiàn)廢錘及測試上有錯(cuò)誤時(shí)，均應(yīng)將該擊數(shù)據(jù)剔除。本法簡便易行，能可靠地用于測定單樁的承載力和用于檢驗(yàn)樁身質(zhì)量。但不適用于直徑不大于0.4m、長不超過15m樁的測試。2樁身質(zhì)量檢驗(yàn)在樁基動(dòng)態(tài)無損檢測中，國內(nèi)外廣泛使用的方法是應(yīng)力波反射法，又稱低（?。?yīng)變法。其原理是根據(jù)一維桿件彈性波反射理論（波動(dòng)理論）采用錘擊振