一、单桩静载试验概述

单桩静载试验在工程建设中起着至关重要的作用，它是评估桩基承载力和变形性能的关键手段。静载试验采用接近于竖向抗压桩实际工作条件的方法，能确定单桩竖向（抗压）极限承载力，为设计提供依据，也可对工程桩的承载力进行抽样检验和评价。

静载试验的主要仪器包括反力装置、测力装置、载荷板和变形测量装置。其中，反力设备按Zui大 60t～80t 准备，可采用锚桩横梁反力装置、压重平台反力装置或锚桩压重联合反力装置等，能提供的反力应不小于预估Zui大试验荷载的 1.2 - 1.5 倍。测力装置通常采用 100t 油压千斤顶加压，额定起重量为 100t。载荷板有多种规格，为防止翘曲变形还会放置辅助钢板。变形测量装置主要是百分表，精度为 ㎜。

在制作流程方面，试桩顶部一般应予加强，露出试坑地面高度不宜小于 600mm。试桩的成桩工艺和质量控制标准应与工程桩一致，且从成桩到开始试验的间歇时间根据不同土质有所不同，砂类土不应少于 10d，粉土和粘性土不应少于 15d，淤泥或淤泥质土不应少于 25d。

单桩静载试验的加载方式有慢速维持荷载法、多循环加卸载法和快速维持荷载法。沉降观测也有严格的标准，每级加载后要进行多次测读，当每小时沉降不超过 0.1mm 并连续出现两次时，可加下一级荷载。终止加载条件明确，当出现桩的沉降量异常、达到锚桩Zui大抗拔力或压重平台Zui大重量时，即可终止加载。报告内容包括确定单桩竖向极限承载力、整理相关数据记录表和绘制各种曲线等。单桩静载试验是确保桩基工程质量和安全的重要环节。

二、试验流程与方法

（一）准备工作

单桩静载试验前，首先要确定试验桩的类型和规格。根据工程设计要求和地质条件，选择合适的桩型，如钢筋混凝土桩、预制桩等。同时，要对试验场地进行清理和平整，确保场地能够满足试验设备的安装和操作要求。

在设备准备方面，要检查反力装置、测力装置、载荷板和变形测量装置等是否完好。反力设备应按Zui大试验荷载的要求进行准备，可采用锚桩横梁反力装置、压重平台反力装置或锚桩压重联合反力装置等，确保能提供不小于预估Zui大试验荷载的 1.2 - 1.5 倍的反力。测力装置通常采用油压千斤顶，要检查其额定起重量是否满足要求。载荷板要根据桩的规格选择合适的尺寸，并放置辅助钢板防止翘曲变形。变形测量装置主要是百分表，要确保其精度为 ㎜。

（二）加载与卸载步骤

加载时，每级荷载加载后维持 1 小时，按 5、10、15、30、45、60min 测读桩顶沉降量，即可施加下一级荷载。对于Zui后一级荷载，加载后沉降测读方法及稳定标准按慢速荷载法执行。卸载时每级荷载维持 15 分钟，测读时间为第 5、15min，即可卸下一级荷载。卸载至零后应测读稳定的残余沉降量，维持时间为 2 小时，测读时间为 5、15、30min，以后每隔 30min 测读一次。

（三）仪器设备安装

对于位移测试仪表的安装，直径或边宽大于 500mm 的桩，应在其两个方向对称安置 4 个位移测试仪表；直径或边宽小于等于 500mm 的桩可对称安置 2 个位移测试仪表。沉降测定平面宜在桩顶 200mm 以下位置，测点应牢固地固定于桩身。

基准梁应具有一定的刚度，梁的一端应固定在基准桩上，另一端应自由地搁置于基准桩上。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。

（四）现场检测要点

试验开始时间应根据桩的类型和土质条件确定。预制桩在砂土中入土 7d 后；粘性土不得少于 15d；对于饱和软粘土不得少于 25d。灌注桩应在桩身混凝土达到设计强度后，才能进行。

桩顶处理方法包括凿掉桩顶部的破碎层以及软弱或不密实的混凝土，桩顶面应平整，桩头中轴线与桩身上部的中轴线应重合，桩头主筋应全部直通至桩顶混凝土保护层之下，各主筋应在同一高度上。

加载方式可采用慢速维持荷载法、多循环加卸载法和快速维持荷载法。终止加载条件为当荷载 - 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；ΔSₙ₊₁/ΔSₙ≥2，且经 24h 尚未达到稳定；25m 以上的非嵌岩桩，Q - s 曲线呈缓变型时，桩顶总沉降量大于 60 - 80mm；在特殊条件下，可根据具体要求加载至桩顶总沉降量大于 100mm。

三、检测实例分析

（一）不同工程案例展示

慈溪香格国际广场二期项目：该项目抗压试桩采用 φ1000mm、长的钻孔灌注桩，对试桩 223# 进行单桩竖向抗压静载荷试验。设计单桩承载力特征值为 8600KN，试验采用堆载荷重，加载反力装置按慢速维持荷载法确定试桩的单桩极限承载力，为工程下一步的设计与施工及桩基工程验收提供依据。

新域蓝山商住楼项目：单桩竖向抗压静载试验采用堆载进行重量加载，仪器设备采用 RS-JYC 全自动静载测试仪，加载设备为液压千斤顶。直径或边宽大于 500mm 应在其两个方向对称安置 4 个位移测试仪表，直径或边宽不大于 500mm 对称安置 2 个位移测试仪表。单桩竖向承载力极限值为 3400kN，采用广东慢速维持荷载法，每级加载预估极限承载力的 1/10，即加载量为 340kN，第一级加载量为分级荷载的 2 倍即 680kN，以后每级加载量均为 340kN。

靖远县某综合楼项目：该工程位于白银市靖远县，地貌单元为黄河右岸 Ⅱ 级阶地。根据地勘报告，场地地基土从上至下为杂填土、黄土状粉土、粉土、细砂、卵石和泥岩及砂岩。采用预制桩单桩竖向抗压静载荷试验，简要叙述预制桩的施工工艺对质量的影响。

（二）数据解读与结论

对上述工程案例的测试数据进行整理分析。在慈溪香格国际广场二期项目中，通过堆载荷重加载反力装置和慢速维持荷载法，可准确确定试桩的单桩极限承载力，为后续工程提供可靠数据支持。新域蓝山商住楼项目中，严格按照仪器设备安装要求和加载卸载步骤进行试验，从数据中可以看出不同加载阶段桩顶沉降量的变化情况，根据终止加载条件判断单桩竖向抗压极限承载力，验证了慢速维持荷载法的有效性。靖远县某综合楼项目通过对不同土层的分析和预制桩单桩竖向抗压静载荷试验，得出了预制桩在该场地条件下的承载性能结论。综合多个工程案例可以看出，单桩竖向抗压静载试验方法在不同工程中均能有效地确定单桩竖向抗压极限承载力，为工程设计、施工和验收提供了重要依据。

四、单桩静载试验的重要性

（一）设计准确性保障

在桩基工程中，单桩竖向承载设计值的确定直接关系到建筑物的安全。目前的桩基础设计过程，往往先根据地质勘察报告提供的参数确定单桩载力设计值，但这只是一个经验取值，其结果仅供参考。而单桩静载试验能够直接确定单桩竖向极限承载力，为桩基设计提供准确的承载力参数。例如，在地质报告中单桩竖向承载力特征值是通过公式估算得出的，其中涉及到桩周土摩擦力特征值、桩端土承载力特征值等多个参数，这些参数的误差可能会导致计算出的单桩承载力设计值与实际承载力相差较大。通过单桩静载试验，可以准确地确定单桩的实际承载力，避免因设计值不准确而带来的潜在不安全因素。

（二）经济效益体现

按试桩结果进行设计可避免浪费，产生巨大经济效益。在大多数情况下，地质报告中的计算值小于单桩静载荷试验值，若按试桩获得的实际承载力进行基础布置，将会比按勘察报告估算的承载力来布置基础产生很大的经济效益。例如，在一些工程实例中，通过试桩发现实际单桩承载力比估算值提高了 30% 左右，实际工程桩设计就采用试验值进行，为甲方大大节省了投资。此外，在一些场地不均匀或地质报告数值有偏差的情况下，先进行试桩可以避免因直接按地质报告进行工程桩施工而带来的浪费。比如，在某五层商住楼工程中，根据地质报告采用 10m 长的预制方桩，实际施工中几乎每根桩都压至 2000kN 而未达到预定深度，造成了巨大的浪费。如果先进行试桩，则至少可减短 1.5m 左右的桩长，桩承载力不减小且不需要劈桩。

（三）忽视试验的后果

不重视单桩承载力试验可能带来的安全隐患和质量问题。现实情况下，对单桩承载力试验的作用有时会因各种各样的原因没有得到充分的重视。一是建设单位为了节省费用，尽量减少试桩的数量，甚致不做单桩极限承载力静载试验。这样设计人员无法正确取得反映建筑的场地情况的结果，存在桩基础承载力不够的安全隐患，容易发生质量事故。二是单桩竖向承载力的取值如果直接采用地质报告提供的数据按规范公式计算出来的经验数值，而不以单桩静载试验结果为准，可能会导致桩基设计不合理、不经济，甚至在计算值超过试验值时引发安全事故。例如，在某小高层住宅楼施工建设过程中，因施工时间紧迫，没有对桩承载力进行荷载试验，直接进行沉桩施工操作，结果发现部分桩在未达标时压力骤降，经检测发现桩身混凝土存在破损病害。事后分析，由于没有充分重视施工前的实验，导致了严重的后果。

五、鉴定标准与方法

（一）检测评定依据

单桩静载试验的检测评定依据主要包括《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2014/J256-2014）、《铁路工程基桩检测技术规程》（TB 10218-2008）、《新建时速 200 公里客货共线铁路工程施工质量验收暂行标准》（铁建设【2004】8 号）、《铁路路基工程施工质量验收标准》（TB TB10414-2003）、《铁路建设工程监理规程》（TB 10402-2007/J269-2007）等规范标准。这些规范标准为单桩静载试验提供了quanwei性的依据，确保试验结果的准确性和可靠性。

（二）设备仪器及安装要求

单桩静载试验所需的设备仪器主要有油压千斤顶、荷重传感器、载荷板、变形测量装置等。

油压千斤顶：试验加载宜采用油压千斤顶。当采用两台及两台以上千斤顶加载时应并联同步工作，采用的千斤顶型号、规格应相同，千斤顶的合力中心应与桩轴线重合。承压板直径不小于设计桩径且有足够的刚度。

荷重传感器：荷载可用放置于千斤顶上的应力环、应变式压力传感器直接测定，或采用联于千斤顶的压力表测定油压，根据千斤顶率定曲线换算荷载。测量误差不应大于 1%。

载荷板：荷载板采用 1㎡的方形钢板和圆形钢板以及 0.866㎡的圆形钢板。为防止载荷板产生翘曲变形，又在载荷板上面放置边长为 0.8m 的方形钢板和直径为 0.8m 的圆形钢板。

变形测量装置：试桩沉降一般采用百分表或电子位移计测量。对于大直径桩应在其 2 个正交直径方向对称安置 4 个位移测试仪表，中等和小直径桩径可安置 2 个或 3 个位移测试仪表。沉降测定平面离桩顶距离不应小于 0.5 倍桩径，固定和支承百分表的夹具和基准梁在构造上应确保不受气温、振动及其他外界因素影响而发生竖向变位。

（三）加载方式与沉降观测

慢速维持荷载法：逐级加载，每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载，直到试桩破坏，然后分级卸载到零。加载分级为每级加载为预估极限荷载的 1/10 - 1/15，第一级可按 2 倍分级荷载加荷。沉降观测为每级加载后间隔 5、10、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。每小时的沉降不超过 0.1mm，并连续出现两次（由 1.5h 内连续三次观测值计算），认为已达到相对稳定，可加下一级荷载。终止加载条件为某级荷载作用下，桩的沉降量为前一级荷载作用下沉降量的 5 倍；某级荷载作用下，桩的沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的 2 倍，且经 24h 尚未达到相对稳定；已达到锚桩Zui大抗拔力或压重平台的Zui大重量时。卸载与卸载沉降观测为每级卸载值为每级加载值的 2 倍。每级卸载后隔 15min 测读一次残余沉降，读两次后，隔 30min 再读一次，即可卸下一级荷载，全部卸载后隔 3 - 4h 再读一次。

快速维持荷载法：一般每隔一小时加一级荷载。主要用于工程桩的检验性试验，可缩短试验时间。

（四）报告内容与试验分析

试验报告内容应包括确定单桩竖向极限承载力，一般应绘 Q - s、s - lgt 曲线，以及其他辅助分析所需曲线；当进行桩身应力、应变和桩底反力测定时，应整理出有关数据的记录表和绘制桩身轴力分布、侧阻力分布、桩端 - 阻力荷载、桩端阻力 - 沉降关系等曲线；按相关规范确定单桩竖向极限承载力标准值。根据沉降随时间的变化特征确定极限承载力，取 s - lgt 曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值。