钻孔桩试桩施工技术方案Word下载.docx

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（12）4圆砾土层厚度0.50m～4.9mσ0=350kpa

（13）2粉质粘土土层厚度0.3m～1.2mσ0=180kpa

（14）1粉细砂土层厚度0.5m～1.8mσ0=200kpa

（14）2圆砾土层厚度最大8.3mσ0=380kpa（试桩桩底伸入其≥1m）

（22）1全风化安山玢岩土层厚度0.2m～0.9mσ0=180kpa

（22）21强风化安山玢岩土层厚度0.7m～3.8mσ0=350kpa

（22）22强风化夹中等风化岩块安山玢岩土层厚度0.4m～2.6mσ0=500kpa

（22）31中等风化安山玢岩土层厚度最大4.6mσ0=2000kpa

（22）32中等风化安山玢岩土层厚度最大5.6mσ0=7000kpa

地下水类型有松散岩类空隙潜水和松散岩类空隙承压水。

3.工程施工组织机构

在本工程施工中，成立“中铁四局杭州东站扩建工程工程经理部二架子队”，实行工程经理负责制，组成工程施工管理体系，按管理体系管理，按工程法施工。

架子队设队长一人，技术责任人一人，副队长三人，材料一人，安全员一人，质量负责人一人。

上述人员按业务分工和职责范围，密切合作，各司其职，对工程进行全面有效监控和管理，承办各项业务。

钻孔桩试桩施工下设3个作业班组，分别为：

钻机班组、水下混凝土浇筑班组、钢筋笼制作安装班组。

组织结构见3-1图鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。

组织结构图3-1

4.施工进度安排

计划施工工期为：

7天。

5.施工准备

根据杭州市对标准化工地的要求，结合本工程周边环境条件，钻孔灌筑施工特点，在施工现场设立临时设施、施工用电、施工用水、施工道路、泥浆循环系统等。

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5.1组织设备、人员进场，搭建临设，做好交通道路，树立安全牌，防火设施；

5.2开挖并砌好泥浆池和排污池；

钻孔灌注桩施工中泥浆性能控制的好与坏将直接影响成孔质量，为此我们将专门设置泥浆系统。

由于本工程钻机所穿过的土层以粉性土、砂土、圆砾层为主，土层自造浆能力差，泥浆循环时带出砂砾为主，因此各钻机单独建立泥浆循环系统，泥浆池大小约4m×

4m×

2m，半地下半地上（地下1.5m，地上砖砌0.5m），分沉淀池和泥浆池二格，施工过程中对沉淀池及时清理，确保钻进过程中泥浆性能。

各机台的泥浆池设置在机台施工的区块内，缩短泥浆循环线路；

排污池大小约10m×

8m×

2m。

泥浆系统以确保循环效果良好，废浆不外溢，保持场地干净整洁为原则。

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5.3平整好材料堆场和钢筋笼制作场地；

5.4安装好临时用水、用电；

5.5落实好混凝土、钢材等材料供货商，组织材料进场；

5.6对所有设备进行检测、维修，安排设备进场。

6.施工方案

根据本工程基桩的桩径、孔深、地层情况，结合各型号钻机的性能，本工程采用S-500型钻机回转钻进，优质泥浆护壁、排渣，二次清孔，导管法灌注水下混凝土成桩。

S—500型反循环钻机施工占地面积小、转速快、桩同心度好，桩位偏差小、产生的泥浆可及时外运等优点。

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6.1.施工工艺流程

桩位放样

埋设护筒

泥浆循环

钻机就位

成孔

一次清孔

泥浆处理

钻机移位

钢筋笼验收

下钢筋笼

钢筋笼的制作

下导管

泥浆外运

二次清孔

砼质量检查

砼运输

水下砼灌注

沉渣测量

桩顶测量

资料整理

成桩

空孔回填

机具清理

6.2施工方法

（1）测量定位

根据设计图，由专职测量员用全站仪布设场区内分控制点（尽量布设在非施工区域内）→建立导线控制网→埋设半永久性标志→准确地测定桩位→测定护筒口标高。

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（2）护筒埋设

护筒埋设是保护孔口、隔离杂土的必要措施，也是桩位定位和桩顶标高控制的参考点。

因此，每个桩孔就位前必须埋设护筒，护筒选用大于桩径10cm的钢制护筒，埋设深度必须能隔离杂填土层且不小于1m，护筒的中心与桩位的中心重合，护筒四周间隙用粘土回填并捣实，以确保护筒的稳定，防止地表土的坍塌，复核桩位，插打定位木桩。

具体操作是：

先挖护筒坑，挖到下部土层后，钎探证实无地下障碍物即可；

将钢护筒放入坑内，拉十字线，调整护筒位置，使护筒中心与十字线交点重合，再在护筒四周填粘土夯实，护筒中心插入定位木桩。

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（3）钻机成孔

①.钻机就位：

钻机移至桩心，使转盘中心与桩位中心重合，再垫平四周，使机座周正水平，放入钻头，接上主钻杆，挖好泥浆池、循环槽沟、连接好泥浆循环系统。

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②.成孔钻进操作及参数选择：

（a）.开孔钻进：

钻具下入孔内，钻头距孔底50～80mm，开动泥浆泵，待冲洗液循环3-5分钟后，再启动钻机，慢速回转，慢速下降，轻压慢转一定深度，再正常钻进，杜绝开大泵量、高转速，将孔扩大而发生斜孔的现象。

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（b）.软塑地层钻进：

开孔后至淤泥质粉质粘土层钻进，继续用轻压，慢转小泵量，以减小冲洗液对孔壁的冲刷而扩大孔壁。

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（c）.砂性土层钻进：

在易缩径的地层钻进，除了注意泥浆性能指标，严格控制失水量外，还应采用上下活动钻具的方式成孔，使孔壁稍有扩大，必要时适当加大钻头直径钻进。

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（d）.圆砾层、卵石层钻进：

在硬塑性中密实～密实的圆砾和卵石层中钻进时，为防止钻具跳动、蹩车、蹩泵、钻孔偏斜、塌孔、漏浆、钻尺缓慢现象的发生，应加大泵量，降低转速，调节好粘性好的泥浆并及时向孔内补浆，必要时采用带导向的加压钻具钻进或采用筒式钻头钻进。

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（e）.终孔钻进：

达到终孔孔深后，要全泵量回转冲孔半小时，以利于充分打碎泥块，清除钻渣，且保证终孔直径达到设计要求，在钻进过程中泥浆比重控制在1.15～1.25，含砂率≤4%，粘度≤35s。

钻具提离孔底20～50cm，停钻10分钟后钻具能缓慢下到终孔孔底标高时方可终孔。

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③终孔：

根据勘察资料提供的持力层顶板等高线图及设计桩底标高，预估每个钻孔设计深度，钻进时根据预估孔深，泥浆上返携带的岩样确定钻头是否已进入设计要求的卵石层，并经监理验收合格后终孔。

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④泥浆循环系统：

泥浆池→泥浆泵→皮管→孔口→孔底→钻头→钻杆→主动钻杆→提引水龙头→砂石泵→泥浆沉淀池→泥浆池。

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⑤第一次清孔：

经现场监理工程师验收终孔后，将钻具略微提起，慢速回转，清渣、换浆，提钻。

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⑥泥浆护壁

根据岩土工程勘察报告知钻孔深度范围内存在一定量的粉性土、砂土、圆砾和卵石层，钻孔钻进过程中自然造浆性能差，易造成塌孔、缩径等现象发生，为此将视试成孔情况，配备适量的粘土、陶土，在施工现场根据不同地质情况配制性能参数不同的泥浆，来平衡地层的侧压力，以抑制孔壁的缩径、坍塌，确保成孔质量，减少孔壁泥皮厚度，增加桩身的侧壁摩阻力，提高桩身承载力。

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钻进中应随时测定泥浆性能，确保注入泥浆性能指标，操作时要掌握好钻机起重钢丝绳与高压管的松紧度，减少晃动，加接钻具前，应先将钻具提离孔底，待泥浆循环几分钟后再停泵加接钻杆。

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必要时采用膨胀土造浆配以化学浆液调节性能，化学浆液配置具体实施如下：

（a）泥浆配方

a水

b膨润土或粘土：

水重量的12-15%

c纯碱：

膨润土或粘土重量的5%

dNa-CMC：

泥浆重量的0.1-0.2%

（b）配制泥浆

a将CMC配成浓度为2～3%的Na-CMC水溶液备用。

b搅拌筒内先加规定数量的1/2的水，开动搅拌机再继续加水至规定数量的同时，加入纯碱和膨润土，再搅拌数分钟，然后加入Na-CMC溶液，继续搅拌数分钟，过筛倒入泥浆池中。

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c配制的泥浆静置24小时后才能使用。

（c）泥浆性能

比重1.15～1.25，粘度20～35s，含砂量≤4%，胶体率大于95%。

（d）泥浆循环系统

反循环泥浆循环系统主要由制浆池、沉淀池、贮浆池以及循环槽几部分组成，如图所示。

泥浆循环系统布置示意图

1—制浆池；

2—制浆水源；

3—沉淀池；

4—出浆槽；

5—闸门；

6—贮浆池；

7—泥浆泵和进浆管；

8—钻孔；

9—闸门；

10—闸门風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。

（4）钢筋笼制作、安装

钢筋笼制作设置专用加工平台，制作前将主筋校直除锈、除油，下料时准确控制下料长度，严格按设计要求制作。

制笼时注意同一截面接头数不超过总数的50%，搭接处错开35d，每节钢筋笼设置保护层耳筋不少于一组，每组耳筋不少于4根；

Ⅰ级钢采用E43焊条，Ⅱ级钢采用E50焊条，焊缝平直饱满，焊缝长度10D（单面焊），厚度0.3D，宽度0.7D；

箍筋焊接采用点焊连接固定，成型钢筋笼应该堆放整齐，运输时应避免变形，安放钢筋笼之前进行质量验收；

钢筋笼安放时保持垂直状态对准孔口缓缓放下，避免碰撞孔壁；

笼顶标高允许误差±

10cm，钢筋笼下放前，人工将钢筋笼抬到孔口，由钻机起吊、调直，放入孔内，将第一节钢笼用钢管插到加强筋下，架在枕木上，焊接第二节钢筋笼，下节钢笼放入孔内时，若遇阻，上提出孔口，清理后再旋转慢下，后一节依此入孔，直至最后一节，焊上吊筋，插上钢管，固定在机台面上。

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钢筋笼的外形尺寸应符合设计要求，其允许偏差应符合下表规定：

序号

工程

允许偏差（mm）

1

主筋间距

±

10

2

箍筋间距

20

3

钢筋笼直径

4

钢筋笼整体长度

50

（5）二次清孔

清孔分二次，第一次为终孔时清孔，成孔结束不提钻，钻头不加压，慢速回转正循环清孔。

第二次清孔利用灌注混凝土用的钢制导管清孔，补给性能优良、比重合宜的泥浆，以置换孔底比重较大的泥浆和沉渣，直至沉渣厚度符合设计要求（≤50mm），1.15≤泥浆比重≤1.20，含沙率≤2%。

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（6）水下混凝土灌注

①混凝土灌注是确保成桩质量的关键工序，开灌前应做好一切准备工作，保证混凝土灌注能连续紧凑的进行，单桩混凝土灌注时间不宜超过8小时。

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②混凝土灌注的充盈系数（即实际灌注混凝土体积和按设计桩身计算体积加预留长度体积之比）>

1.05。

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③混凝土灌注用导管的选用应符合下列要求：

（a）本工程导管采用219mm×

3.5mm×

2.5m油轮式钢管。

该导管密封性好、刚性强，不易变形。

使用前必须检查管内是否有残物，并进行试拼、试压实验；

使用后将导管清洗干净，在指定位置排放整齐。

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（b）导管的第一节底管长度应大于4m。

导管标准节长度以2～3m为宜，并可按工艺要求配适量不同长度的非标准节。

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（c）导管连接应平直可靠，密封性好。

（d）导管使用后应及时清除管壁内外粘附的混凝土残浆。

管的壁厚、连接部位丝扣应定期检查、测定，不符合要求的及时进行处理。

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④用球胆作混凝土初灌时的隔水塞。

⑤混凝土开灌前的准备工作及初灌混凝土的灌注应符合下列要求：

（a）导管应全部安装入孔，安装位置应居中。

导管底口距孔底高度以能放出隔水塞和混凝土为宜，一般控制在40～60cm为宜。

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（b）隔水塞应采用铁丝悬挂于导管内。

（c）待初灌混凝土足量后，方可截断挂隔水塞的铁丝，将混凝土灌至孔底。

⑥混凝土初灌量应能保证混凝土灌入后，导管埋入混凝土深度为不少于0.8m，导管内混凝土柱和管外泥浆柱压力平衡。

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⑦混凝土灌注过程中导管应始终埋在混凝土中，严禁将导管提出混凝土面。

导管埋入混凝土面的深度以2～6m为宜，最小埋入深度不得小于1m。

导管应勤拔勤拆，一次提管拆管不得超过6m。

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⑧混凝土灌注中应防止钢筋笼上拱。

除严格控制混凝土工艺性能和钢筋笼的施工质量外，在灌注中应符合下列要求：

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（a）混凝土面接近钢筋笼底端时，导管埋入混凝土面的深度宜保持在2m左右，灌注速度应适当放慢。

（b）当混凝土面进入钢筋笼底端1～2m后，可适当提升导管。

导管提升要平稳，避免出料冲击过大或钩带钢筋笼。

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⑨混凝土灌注中应经常测定和控制混凝土面上升情况，当混凝土灌注达到规定标高时，应测定确认符合要求方可停止灌注。

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（7）成桩质量控制

为了确保钻孔桩桩顶质量，一方面清孔时尽量降低泥浆的比重，另一方面经常检测混凝土的上升速度，准确地掌握砼面上升情况，及时拔管，同时保证导管有1.0M以上的埋深，保证连续灌注并合理地控制混凝土最后一次的灌入量，使桩孔中的夹泥混凝土能全部翻出设计标顶标高，确保桩头混凝土质量等同桩身混凝土质量，不出现裂缝、缩颈和断桩现象。

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7、桩基检测

7.1.基桩声波透射法检测方案

7.1.1.工作原理

在被测桩内预埋若干根竖向相互平行的声测管作为检测通道，将超声脉冲发射换能器与接收换能器置于声测管中，管中注满清水作为耦合剂，由仪器发射换能器发射超声脉冲，穿过待测的桩体混凝土，并经接收换能器被仪器所接收，判读出超声波穿过混凝土的声时、接收波首波的波幅以及接收波主频等参数。

超声脉冲信号在混凝土的传播过程中因发生绕射、折射、多次反射及不同的吸收衰减，使接收信号在混凝土中传播的时间、振动幅度、波形及主频等发生变化，这样接收信号就携带了有关传播介质（即被测桩身混凝土）的密实缺陷情况、完整程度等信息。

由仪器的数据处理与判断分析软件对接收信号的各种声参量进行综合分析，即可对桩身混凝土的完整性、内部缺陷性质、位置以及桩混凝土总体均匀性等级等做出判断，完成检测工作。

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7.1.2.测试系统

检测系统图如图1所示，桩内预埋相互平行的声测管，声测仪采用武汉岩海公司生产的RS-ST01D型非金属超声波检测仪。

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7.1.3声测管埋设要求

（1）声测管宜采用足够强度和刚度的铁管，内径宜为50～60mm，声测管应下端封闭、上端加盖、管内无异物并注满清水；

声测管连接处应光滑过渡，管口应高出桩顶100mm以上，且各声测管管口高度宜一致，应采取适宜方法固定声测管，使之成桩后相互平行。

建议选用满足交通部行业标准《混凝土灌注桩用钢薄壁声测管及使用要求》（JT/T705-2007）专用声测管（“推插式连接声测管”、“推插-锁紧式连接声测管”，“钳压式连接声测管”），具体做法详见杭州银博交通工程材料有限公司产品介绍。

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（2）声测管应沿桩截面外侧呈对称形状布置3根。

7.1.4现场检测方法

（1）标定仪器系统延迟时间。

（2）计算声时修正值。

（3）测量相应声测管外壁间净距离。

（4）检查声测管畅通情况；

换能器应能在全程范围内升降顺畅。

（5）将发射与接收声波换能器通过深度标志分别置于两根声测管中的测点处，发射与接收声波换能器应以相同标高或保持固定高差同步升降，测点间距不宜大于250mm，实时显示和记录接收信号的时程曲线，读取声时、首波峰值和周期值。

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（6）将多根声测管以两根为一个检测剖面进行全组合，分别对所有检测剖面完成检测。

（7）在桩身质量可疑的测点周围，应采用加密测点，或采用斜测、扇形扫测进行复测，进一步确定桩身缺陷的位置和范围。

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（8）在同一根桩的各检测剖面的检测过程中，声波发射电压和仪器设置参数应保持不变。

7.1.5检测报告

实验结束后，提供符合规范要求的实验检测报告。

内容包括：

（1）工程基本情况资料（包括工程地点、性质、结构形式、基础形式等）；

（2）试桩的基本情况资料（包括桩号、桩长、桩径、混凝土标号、施工日期、设计承载力等）；

（3）实验过程和检测分析结果（包括桩身完整性检测，判定桩身缺陷的程度并确定其位置）。

7.2单桩竖向静载荷实验方案（破坏性）

7.2.1实验设备

实验反力装置可采用压重平台反力系统与锚桩反力系统，因本次为试桩，锚桩反力系统成本偏大，本次实验宜采用压重平台反力系统，荷重反力必须达到最大实验荷载的2倍，根据会议精神约11000KN,实验荷载由油压千斤顶施加，通过置放在桩顶的千斤顶上反力架所产生的竖向力将荷载传递给桩体，荷载大小由压力表控制。

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7.2.2沉降量测系统

沉降观测由架设于基准梁上的百分表观测，支承仪表的基准梁应有足够的刚度和稳定性。

基准梁的一端在其支承上可以自由移动，不受温度影响引起上拱或下挠。

基准桩中心与试桩之间的距离不小于试桩直径的4倍，且不小于2.0m，基准桩中心与压重平台支承边缘之间的距离不小于试桩直径的4倍，且不小于2.0m。

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桩顶沉降量测定采用精度为1/100mm，最大量程为100mm的百分表，对称置放在试桩周边，通过静止的基准点、基准梁作为参照物，以测量桩顶在不同荷载作用下的沉降量。

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必要时，可通过预埋桩底沉降管来实现对桩底沉降量的测定，测定方法与桩顶沉降量测定相同。

单桩堆载实验设备安装示意图

7.2.3桩头处理

（1）凿除顶部浮浆：

宜在成桩后一周内,凿除顶部浮浆，以减少凿桩难度和对桩身的损伤，凿除时不得用力横击桩身，以免桩身裂损；

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（2）接桩：

接桩后的桩头应低于自然地坪面30cm；

接桩桩头中轴线与桩身中轴线要求重合，防止偏心。

7.2.4实验方法

（1）加载分级：

每级加载值约为最大加载量的1/10，每级加载等值，首级加载值为其它加载值的两倍；

（2）卸载分级：

卸载也应分级等量进行，每级卸载值为加载值的两倍。

（3）沉降测读时间及稳定标准

每级加载后的第一个小时内，按第5、15、30、45、60分钟测读试桩沉降变化各一次，以后每隔半小时测读一次。

当桩顶沉降速率小于0.1mm/h，并连续出现两次（从分级荷载施加后第30min开始，按2.5h连续三次每30min的沉降观测值计算）时，进行下一级加载。

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卸载应分级进行，每级卸载量为两个加载级的荷载值。

每级荷载卸载后，应观测桩顶的回弹量，观测办法与沉降相同。

直到回弹稳定后，再卸下一级荷载。

回弹稳定标准与下沉稳定标准相同。

卸载到零后，至少在2h内每30min观测一次，如果桩尖下为砂类土，则开始30min内，每15min观测一次；

如果桩尖下为粘质土，第一小时内，每15min观测一次，隔30分钟再读一次即可卸下一级荷载。

全部卸载后隔3-4小时再读一次，得到试桩残余沉降量。

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（4）终止加载条件：

当实验过程中出现下列情况之一时，即可终止加载，并开始分级卸载

①试桩在某级荷载作用下的沉降增值大于前一级荷载作用下沉降增值的5倍，且试桩桩顶的总沉降值已超过40mm；

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②桩在某级荷载作用下的沉降增值大于前一级的两倍，且经24小时尚未稳定；

③加载已达到设计要求；

④试桩桩顶的总沉降值已超过80mm；

（5）单桩竖向极限承载力的确定

①根据桩顶沉降随荷载的变化特征，取荷载～沉降曲线上明显陡降段的起点所对应的荷载为极限承载力；

②根据桩顶沉降随时间的变化特征，取沉降～时间对数（s～lgt）曲线尾部明显向下曲折的前一级荷载为极限承载力；

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③当出现上述中止加荷条件中第1、2条时，一般可取终止荷载的前一级荷载为极限承载力；

④对于缓变型Q～s曲线可根据沉降量确定，宜取s=40mm对应的荷载值；

当桩长大于40m时，宜考虑桩身弹性压缩量；

对直径大于或等于800mm的桩，可取s=0.05D（D为桩端直径）对应的荷载。

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7.2.5桩身内力测试

基桩内力测试采用带有接长杆弦式钢筋计可焊接在主筋上，钢筋计埋设断面距桩顶和桩底的距离不宜小于1倍桩径。

在同一断面处可对称设置2个传感器。

钢筋计宜放在两种不同性质土层的界面处，地层划分困难时通常每2M埋设1个以测量桩在不同土层中的分层摩阻力，本次每根桩约埋设48个。

在荷载实验面处（或以上）应设置一个测量断面作为钢筋计标定断面。

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测量桩身应力或应变时，测试数据的测读宜与沉降测量同步。

7.2.6实验报告

实验结束后，提供实验报告。

（1）工程基本情况资料（包括工程地点、性质、规模、结构形式、基础形式等）；

（3）实验过程和检测分析结果。

7.3单桩水平静载实验方案（破坏性）

7.3.1实验装置

（1）加载装置：

采用双桩加钢梁组合反力装置（根据地质资料采用m法初步计算，水平荷载作用下的弯矩零点在距设计标高以下约13.8M处,桩长以30M为宜），钢梁后面采用水平荷载实验专用桩垫，通过水平放置的千斤顶将所产生的水平力逐级传递给试桩，试桩与反力桩必须有足够的超灌长度，使凿除后的桩顶混凝土强度达到设计要求，高度高于自然地平面60cm或高于开挖后的基坑底面60cm，千斤顶采用高精度油压表测定控制桩侧的水平加载量。

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水平荷载实验布置图

（2）桩侧位移量测装置：

采用精度为1/100mm,最大量程为10mm的4只百分表，对称置设在试桩水平力施作的水平面上，通过静止的基准点、基准梁作为参照物，以测量桩在不同水平力作用下的位移