4.3　水平静载试验

4.3.1　本方法适用于检测桩顶自由时的单桩水平承载力，推定地基土抗力系数的比例系数。当埋设有桩身应变测量传感器时，可测量相应水平荷载作用下的桩身应变，并由此计算桩身应力变化和桩身弯矩分布。

4.3.2　为设计提供依据的试验桩宜加载至桩顶出现较大水平位移或桩身结构破坏，且水平荷载作用点下土的物理力学性质应与工程桩基承台下的土基本一致。工程桩抽样检测时，可按设计要求的水平位移允许值控制加载，且水平荷载作用点高程宜与实际工程桩基承台底面高程一致。

4.3.3　利用试验桩做多项检测时，本方法宜在低应变法、高应变法和竖向抗压静载试验之后、竖向抗拔静载试验之前进行。利用已完成竖向静载荷试验和高应变复打检测的桩进行水平静载荷试验时，其间歇时间不宜少于7d。

4.3.4　单桩水平静载试验应符合下列要求：

1　水平推力加载装置宜采用油压千斤顶，在千斤顶与试桩接触处宜安置一球形铰座，以保证千斤顶作用力能水平通过桩身轴线。加载能力不得小于最大试验荷载的1.2倍。水平力作用线应通过地面标高处；

2　水平位移宜采用大量程位移计测量。在受检桩的水平力作用平面对称安装两只位移计；当需要测量桩顶转角时，尚应在水平力作用平面以上50cm的受检桩两侧对称安装两只位移计；

3　位移测量的基准桩应设置在位移反方向的侧面，基准桩与试桩净距不小于2倍桩径；

4　测量桩身应力或应变时，各测试断面的测量传感器应沿受力方向对称布置在受拉和受压主筋上；埋设传感器的纵剖面与受力方向之间的夹角应小于10°。

4.3.5　试验加载方法宜根据建筑物性质和设计要求确定。当桩基主要是受单向长期水平荷载时，可采用慢速维持荷载法；对于电力工程中的烟囱、冷却塔、高压输电工程中的大跨越塔基等，可采用单向多循环加载法，也可按设计要求采用其他加载方法。需要测量桩身应力或应变的试桩宜采用单向单循环加载法或维持荷载法。荷载分级取预估最大试验荷载的1/10～1/15。

4.3.6　试验加卸载方式和水平位移测量应符合下列要求：

1　采用单向单循环加载法时，每级荷载施加后维持20min，在第5min、第10min、第15min、第20min测读水平位移，然后卸载至零，维持10min，每隔5min应测读一次。至此完成一个加卸载循环，施加下一级荷载。最后一级卸载测读完成后，再每隔10min测读一次，测读30min；

2　采用多循环加卸载试验法时，每级荷载施加后，恒载4min测读水平位移，然后卸载至零，停2min读残余水平位移，至此完成一个加卸载循环，如此循环5次便完成一级荷载的试验观测。加载时间应尽量缩短，测量位移的间隔时间应严格准确，试验不得中途停歇；

3　维持荷载法的试验方法和稳定标准应符合本标准第4.1.4条的相关规定。

4.3.7　终止试验加载应符合下列要求之一：

1　当桩身折断或水平位移超过30mm～40mm，软土或大直径桩取40mm时；

2　水平位移达到设计要求的水平位移允许值。

4.3.8　检测数据整理应符合下列要求：

1　采用单向循环加载法时应绘制水平力-时间-作用点位移（H-t-Y0）关系曲线和水平力-位移梯度（H-ΔY0/ΔH）关系曲线；

2　采用慢速维持荷载法时应绘制水平力-力作用点位移（H-Y0）关系曲线、水平力-位移梯度（H-ΔY0/ΔH）关系曲线、力作用点位移-时间对数（Y0-lgt）关系曲线和水平力-力作用点位移双对数（lgH-lgY0）关系曲线；

3　绘制水平力、水平力作用点水平位移-地基土水平抗力系数的比例系数的关系曲线（H-m、Y0-m）；

4　对埋设有应力或应变测量传感器的试验，应绘制各级水平力作用下的桩身弯矩分布图和水平力-最大弯矩截面钢筋拉应力（H-σs）曲线。

4.3.9　检测数据宜按本标准附录B表B.2的格式记录。

4.3.10　单桩的水平临界荷载宜按下列方法综合判定：

1　采取单向多循环加载法时的H-t-Y0曲线或慢速维持荷载法时的H-Y0曲线出现拐点的前一级水平荷载值；

2　取H-ΔY0/ΔH曲线或lgH-lgY0曲线上第一拐点对应的水平荷载值；

3　取H-σs曲线第一拐点对应的水平荷载值。

4.3.11　单桩的水平极限承载力可根据下列方法综合判定：

1　取单向多循环加载法时的H-t-Y0曲线或慢速维持荷载法时的H-Y0曲线产生明显陡降的起始点对应的水平荷载值；

2　取慢速维持荷载法时的Y0-lgt曲线尾部出现明显弯曲的前一级水平荷载值；

3　取H-ΔY0/ΔH曲线或lgH-lgY0曲线上第二拐点对应的水平荷载值；

4　取桩身折断或受拉钢筋屈服时的前一级水平荷载值。

4.3.12　为设计提供依据的试验桩水平极限承载力和水平临界荷载统计值应符合本标准第4.1.9条的要求。

4.3.13　单桩水平承载力特征值的确定应符合下列规定：

1　当桩身不允许开裂或灌注桩的桩身配筋率小于0.65％时，应取水平临界荷载的75％为单桩水平承载力特征值；

2　对钢筋混凝土预制桩、钢桩和当桩身配筋率不小于0.65％的灌注桩，应取设计桩顶标高处水平位移为10mm，对水平位移敏感的建筑物，取6mm所对应荷载的75％为单桩水平承载力特征值；

3　按设计要求的水平允许位移对应的荷载作为单桩水平承载力特征值，但应同时满足桩身抗裂要求。

4.3.14　单桩水平承载力特征值对应的地基土水平抗力系数的比例系数可按下列公式计算：

式中：m——地基土水平抗力系数的比例系数（kN/m4）；

α——桩的水平变形系数（m-1）；

νy——桩顶水平位移系数，由式（4.3.14-2）试算α，当αh≥4.0时，h为桩的入土深度，νy=2.441；

H——作用于地面的水平力（kN）；

Y0——水平力作用点的水平位移（m）；

EI——桩身抗弯刚度（kN·m2）；其中E为桩身材料弹性模量，I为桩身换算截面惯性矩；

b0——桩身计算宽度（m）。对于圆形桩，当桩径D≤1m时，b0=0.9（1.5D+0.5）；当桩径D＞1m时，b0=0.9（D+1）；对于矩形桩，当边宽B≤1m时，b0=1.5B+0.5；当桩径D＞1m时，b0=B+1。