樁基靜載檢測技術的探討

王新平

(江蘇元測工程技術有限公司，江蘇宿遷 223800)

0 引言

樁基靜載試驗是工程界公認的最直觀、精度和可靠性都比較高的承載力檢測方法，也是高應變動力試樁法進行對比的依據(jù)，一直被國內外廣泛應用，每種地基基礎設計處理規(guī)范都把單樁靜載試驗列入首要位置。一般情況下，樁基靜載試驗的成果數(shù)據(jù)，如單樁承載力、沉降量等均認為是準確、可靠的，這已為無數(shù)的工程實例證明。

1 材料與方法

1.1 單樁豎向抗壓載荷檢測的目的

確定單樁豎向極限承載力，為工程設計提供承載力依據(jù)，或者為工程樁的承載力驗收提供依據(jù)。另外如果埋設有樁底反力樁身應力及應變傳感器或位移計時，可測得各級豎向荷載作用下的樁身軸力分布，由此計算樁周各土層的極限側阻力、極限端阻力或樁身截面的位移量。

1.2 試驗加載裝置

基樁豎向抗壓載荷試驗的加載反力裝置我們可以根據(jù)施工工地現(xiàn)場實際情況采用以下四種方式中的一種:錨樁壓重聯(lián)合反力裝置、錨樁橫梁反力裝置、地錨反力裝置及壓重平臺反力裝置。

1.3 工地現(xiàn)場檢測

1)試樁條件控制。

試樁樁頂必須平整，樁頭中軸線與樁身上部的中軸線應重合，預制樁樁頂未破損，可不做加固處理，灌注樁的樁頂浮漿必須鑿除，主筋接到樁頂標高，采用C30以上混凝土澆筑，保護層厚度為30 mm～50 mm，內加2層～3層加密鋼筋網(wǎng)片。

2)為安置沉降觀測儀表，試樁樁頂面宜高出試坑地面40 cm～60 cm，試樁的傾斜度不宜大于1%。安置沉降觀測儀表的測試平面應位于樁頂面下不少于20 cm或0.5D以下。

3)試樁頂部標高應與設計承臺底標高一致。

4)在承載力檢測時，所檢測樁提前制作并留置的同條件養(yǎng)護混凝土試塊的強度達到設計要求或者混凝土齡期達到或超過28 d。

所檢測樁的承載力試驗前的樁的休止時間應從成樁結束后基樁真正處在靜止狀態(tài)、樁周基土不受外界震動時起算，至試驗開始間歇時間稱休止期。JGJ 106-2003建筑基樁檢測技術規(guī)范規(guī)定:砂土不少于7 d，粉土不少于10 d，非飽和粘性土不少于15 d，飽和粘性土不少于25 d。

試驗方法:應根據(jù)試樁要求和平面位置，選擇試樁加載裝置和試驗設備。試樁、錨樁、基準樁之間的距離應滿足規(guī)范要求。試樁的施工記錄必須俱全。對于灌注樁，應有鉆孔和混凝土灌注記錄，在成型后混凝土灌注前，需進行孔徑、孔深、沉渣及垂直度檢測。

加荷分級應不少于8級。分級加載量宜為最大加載量或按預估極限荷載的1/10等量逐級加載，第一級可取2倍加載量進行加載，每級荷載在其維持過程中，應保持數(shù)值的穩(wěn)定，其變化幅度不得超過分級荷載的±10%。

單樁豎向載荷試驗的加載方法應采用慢速維持荷載法，其加卸載觀測及穩(wěn)定標準如下:

加載后第 1 小時內按 5 min，15 min，30 min，45 min，60 min 記錄檢測樁的樁頂沉降量，之后每30 min記錄一次。如果沉降速率滿足穩(wěn)定要求時，便可進行下一級的加載。當卸載時，每級卸載值為加載值的兩倍。卸載后隔15 min測讀一次，記錄2次后，間隔30 min再記錄一次，便可以卸下一級的荷載。當卸載到零后，應該記錄穩(wěn)定的殘余沉降量，要求維持時間3 h。所檢樁的穩(wěn)定標準是:在每級荷載作用下，所檢樁的沉降量應連續(xù)2次在每小時內不超過0.1 mm(從分級荷載施加后第30分鐘開始，按1.5 h連續(xù)3次觀測值計算)。

所檢樁的停止加載的條件:每當出現(xiàn)以下情況中的一種時，便可以停止加載:

在某級荷載作用下，當樁頂沉降量大于它前一級荷載作用下的沉降量的5倍。當樁頂沉降量如果能保持相對穩(wěn)定，并且總沉降量也小于40 mm時，最好加載到總沉降量超過40 mm。

在某級荷載作用下，當樁的沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的2倍，并且經過24 h尚未達到相對穩(wěn)定標準的情況。

已經達到了設計要求最大加載量或達到樁身材料的極限強度，樁身已出現(xiàn)破壞癥狀。

當工程樁作錨樁時，錨樁上拔量已達到允許值，或達到壓重平臺的最大荷載時。

對于深長樁(L/D≥80)、大直徑(擴底)樁，當荷載沉降曲線呈緩變形時，可加載至樁頂總沉降量60 mm～80 mm。

對于灌注樁或有接頭的預制樁，當滿足終止加載條件，但未達到設計要求的最大加載量，且總沉降量小于100 mm時，宜繼續(xù)加載至總沉降量達到100 mm以上。

2 工程實例

2.1 工程概況

沭陽某綜合樓工程樁基靜載檢測，樁基施工類型為預應力管樁，依據(jù)我國現(xiàn)行有效的基樁檢測行業(yè)標準:JGJ 106-2003建筑基樁檢測技術規(guī)范的規(guī)定，靜荷載試驗復核工程樁的單樁極限承載力時試驗根數(shù)為施工總樁數(shù)的1%，且不少于3根(見表1)。

表1 樁基靜載檢測表

2.2 試驗目的

復核單樁豎向極限承載力，為設計提供必要的依據(jù)，達到最合理的設計方案，為投資單位合理使用投資的目的。

2.3 試驗依據(jù)

我國現(xiàn)行有效的基樁檢測行業(yè)標準JGJ 106-2003建筑基樁檢測技術規(guī)范。

2.4 進場檢測設備

進場檢測設備見表2。

表2 進場檢測設備表

2.5 靜荷載試驗方法

1)試驗加載裝置采用重力—反力梁體系。試驗采用油壓千斤頂加載，并使千斤頂?shù)暮狭νㄟ^試樁中心。沉降采用兩只30 mm行程百分表觀測。

2)試驗前，配重物一次性加上。

3)加載時，由平放于試樁頂面中心的千斤頂將反力傳遞給主梁，再傳給次梁及平臺上的配重物。

4)檢測加載方式為采用慢速維持荷載法加載。當每級荷載達到相對穩(wěn)定后再施加下一級荷載，一直到試樁達到設計要求的極限承載力，然后跳級卸載至零。

2.6 靜荷載試驗規(guī)程

試驗根據(jù)JGJ 106-2003建筑基樁檢測技術規(guī)范進行。

采用慢速維持荷載法，每級荷載達到相對穩(wěn)定后加下一級荷載，直到試樁破壞或達到相對穩(wěn)定標準，然后分級卸載到零。試驗加載裝置見圖1。

圖1 試驗加載裝置

單樁豎向極限承載力按下列方法綜合分析確定:

1)畫出荷載—沉降(Q—s)曲線;

2)依據(jù)沉降隨荷載變化的特性來確定極限承載力:對于陡降型的Q—s曲線，我們取它發(fā)生明顯陡降的起始點所對應的荷載值;

3)如當出現(xiàn)了某一級荷載作用下，試驗樁的沉降量不小于它前一級荷載作用下沉降量的兩倍，并且經過24 h也未達到穩(wěn)定時，我們取其前一級的荷載值;

4)如對于緩變型的Q—s曲線，我們可以根據(jù)沉降量來確定，取沉降量為40.0 mm所對應的荷載值;

5)如當按上述4種情況判定樁的豎向抗壓承載力均沒有達到極限時，所檢測樁的極限承載力值應該取最大的試驗加載量;

6)所試驗樁的豎向抗壓極限承載力的統(tǒng)計值應按以下規(guī)定:參加統(tǒng)計的所試驗樁的結果，如當符合極差不大于其平均值30%時，取平均值作為極限承載力;如極差超過平均值30%，要分析原因并且結合工程實際情況來確定，也可以增加試驗的數(shù)量;當單位工程在同一條件下豎向抗壓承載力特征值應按單樁豎向抗壓極限承載力統(tǒng)計值一半取值。

2.7 靜荷載試樁休止時間

根據(jù)檢測規(guī)范第三章3·2·6條規(guī)定。休止時間見表3。

表3 休止時間表

2.8 靜荷載試驗場地處理

請甲方在乙方進場前做好“三通一平”準備工作。具體為:

1)切斷淌水水源。

2)道路上的臨時施工用水管道要加大深埋。

3)道路要通暢。

4)樁頭處理、保持試驗場地以試樁為中心12 m×12 m范圍內要求平整，試驗范圍內如有軟弱地基，加填大片夯實，再鋪道碴或建筑垃圾。

2.9 施工安全注意事項

1)試驗人員在試驗前熟悉了解試驗方案，在試驗過程中嚴格按本方案執(zhí)行。

2)試驗開始后，無關人員一律不得進入加載試驗區(qū)?，F(xiàn)場值班人員要按時抄表。讀表時，要看準后方可抄錄數(shù)據(jù)，保持壓力值恒定，原始記錄真實、可靠、不得隨便修改原始記錄。

3)安裝荷載時，一定要均勻穩(wěn)固地將其放置于平臺上，如發(fā)生局部偏斜，立即調整配重。試驗設備組裝時，千斤頂設置要對中，不使試樁產生偏心受壓。

4)測試期間指定專人負責，如遇異常情況及時與甲方及現(xiàn)場監(jiān)理匯報，以便妥善處理。每根試樁試驗完畢后，及時上交原始記錄。

5)試驗時確保施工安全。施工人員一律佩戴安全帽。遵守總承包公司的有關規(guī)定。我方自行負責作業(yè)過程中的機械設備和人員安全，出現(xiàn)傷亡及機械事故均與甲方無關。

3 結果與討論

樁基靜載檢測是檢測基樁承載力的有效方法，但在實際的操作過程中，樁基靜載試驗檢測常常會出現(xiàn)許多問題。為了解決這些問題，同時確保檢測過程中的安全，就應當在基樁靜載試驗檢測的實踐中不斷地總結經驗，制定出切實可行的檢測方案，采取有效的措施，合理控制壓重平臺和基準樁、基準梁的架設、試驗坑開挖的大小、極限承載力的確定等。各項工作應嚴格按照現(xiàn)行有效的標準規(guī)范的要求開展，才能保證樁基靜載檢測順利和數(shù)據(jù)的準確。

［1］JGJ 106-2003，建筑基樁檢測技術規(guī)范［S］.

［2］都智剛.談基樁靜載試驗的數(shù)據(jù)整理和結果判定［J］.山西建筑，2013，39(14):56-57.