試論單樁豎向抗拔靜載試驗常見問題及其措施

陳池森

（中山市菊城建筑材料檢測有限公司 廣東中山 528415）

引言

在建筑工程中，樁基主要起到的是承上啟下的作用，把上部結(jié)構(gòu)的荷載，包括地面上的整體房屋荷載，地下室及整個基礎(chǔ)荷載，通過樁基傳遞給地基。通過對上部力的均勻分解，可以起到減少不均勻沉降導(dǎo)致房屋傾斜、開裂所帶來的不利影響，因此樁基施工質(zhì)量的好壞將直接影響建筑整體的施工質(zhì)量，對于樁基的施工質(zhì)量檢測顯得尤為重要，目前靜載試驗是最常用的檢測方法（見圖1）。通過對樁基進(jìn)行靜載試驗，可以分析在樁基施工過程中存在著一些不足點，從而改變相應(yīng)的施工參數(shù)，使樁身平整度、強(qiáng)度等滿足各類要求。

圖1 樁基靜載試驗檢測現(xiàn)場

1 樁基靜載試驗原理分析

在進(jìn)行樁基靜載試驗時，所用的方法與豎向抗壓樁的實際工作狀況較為相近。具體檢測工作中，需要對樁基進(jìn)行加載，加載反力裝置主要包含三種不同的類型，但使用較廣的是壓重平臺反力裝置。這一過程中，壓重物體主要用到鋼筋混泥土塊。數(shù)值方面，壓重值要達(dá)到最大承受力預(yù)估值的1.2倍左右。在進(jìn)行壓重物體的放置工作時，要確保均勻、穩(wěn)固、一次性的添加。油壓千斤頂使用過程中要進(jìn)行逐級加載，并且加載時要借助荷載傳感器以及位移傳感器等設(shè)備，對樁基加載值和沉降量進(jìn)行密切的監(jiān)視。最后，通過做出樁沉降量隨著荷載、時間變化的曲線，可以得到樁基的最大承載力。

2 樁基靜載試驗中常見的一些問題

2.1 基準(zhǔn)樁的穩(wěn)定性問題

一般來說，試驗過程中要對基準(zhǔn)樁的穩(wěn)定性進(jìn)行嚴(yán)格控制，試驗人員要將位移傳感器加裝到測量樁的頂部，這樣一來可以測量出樁頂相對于基準(zhǔn)樁的位移量。試驗時，由于堆載重量會對地表造成一定的附加壓力，并且會對基準(zhǔn)樁的穩(wěn)定性變化造成直接的影響，這一問題要引起試驗人員的重視。具體試驗時，要確保試驗樁、基準(zhǔn)樁以及支承樁的長度能夠≥4d并且≥2m（其中，d為樁身的外徑尺寸）。如果堆載工作中支承樁仍處于下沉狀態(tài)，那么會對基準(zhǔn)樁的穩(wěn)定性造成影響。

2.2 堆載平臺偏心問題

引起偏心受力的主要因素有如下幾點：①工廠生產(chǎn)的樁帽軸心與樁體本身的軸線完全合不上；②支墩下的地基土出現(xiàn)不均勻的沉降；③用于錨樁的鋼筋預(yù)留不匹配，錨樁之間所受到的荷載不一致；④使用數(shù)個千斤頂，千斤頂實際產(chǎn)生的合力中心與樁身軸線合不上。

檢測樁有沒有出現(xiàn)偏心受力，可以借助于四個對稱布置的位移測量儀器中的數(shù)據(jù)分析得到。樁體偏心受力可以允許控制在多大的區(qū)間，還需要結(jié)合工程實踐經(jīng)驗確定。顯然，樁徑、配筋不一致的情況下，不同樁型、不同樁身設(shè)計強(qiáng)度、甚至不同地質(zhì)條件，抵抗偏心力矩的能力是不同的。通常情況，四個不同測點的沉降差，盡可能控制在3～5mm，偏心彎矩抵抗能力強(qiáng)的樁，不能超過10mm。

2.3 錨樁法問題

如果錨樁鋼筋出現(xiàn)脫焊，將導(dǎo)致錨樁以及鋼梁的聯(lián)合反力架出現(xiàn)崩毀的不利局面。這樣一來，試驗所用的千斤頂、百分表等裝置都將受到損毀，嚴(yán)重時可能造成試驗人員傷亡等安全事故。為了有效解決鋼筋脫焊問題，要對焊接方法與焊接質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，同時還要做好鋼筋的選擇。一般來說，拉筋要比錨樁直徑大，并且在焊接長度方面要達(dá)到10～15cm左右。此外，試驗過程中還可能出現(xiàn)試樁、錨樁間距問題。錨樁由于受到上拔力作用的影響，導(dǎo)致錨樁附近的土體會出現(xiàn)相應(yīng)的變化，進(jìn)而會影響到試樁的沉降量。為了提升試驗結(jié)果的精確性，要確保試樁與錨樁之間的中心間距要≥4D，其中D為試樁、錨樁的樁身外徑，同時要確保間距＞2.0m。另外，試驗時還可能出現(xiàn)錨樁抗拔力問題。由于受到資金等方面的限制，試驗時通常將工程樁作為試驗錨樁，試驗前如果沒有按照規(guī)范進(jìn)行抗拔力測試，將造成鋼筋拉斷等問題。因而，在進(jìn)行試樁方案的制定過程中，要對錨樁抗拔力進(jìn)行相應(yīng)的測算工作，并且要及時與業(yè)主方和設(shè)計方做好溝通。

2.4 邊堆載邊試驗的問題

在現(xiàn)場靜載荷試驗操作過程中需著重兩點：①試驗過程中繼續(xù)吊裝的荷載由支承墩和受檢樁兩者共同承擔(dān)，樁頂實際荷載值一定概率會超過本級要求的維持荷載值，若超過規(guī)范規(guī)定的10%時，需要稍微減小荷載，以保證每級荷載在維持過程中的變化幅度不得超過分級荷載的±10%；②根據(jù)吊裝速度，確定試驗起始時間，試驗通常是在堆載量大于應(yīng)堆載量的50%后進(jìn)行展開，確保試驗過程中樁頂?shù)亩演d量不小于試驗荷載的120%。

3 工程案例分析

3.1 工程概況

某工程樁基設(shè)計采用鋼筋混凝土灌注樁，主筋采用3根H R B400直徑28鋼筋點焊成束，鋼筋錨入基礎(chǔ)底板長度不小于1.1m。樁位圖紙中設(shè)計共考慮布樁695根，樁徑直徑從800～2000mm不等，本工程±0.000相當(dāng)于絕對標(biāo)高90.650。樁的混凝土強(qiáng)度等級為C35，樁主筋保護(hù)層厚度為50mm，樁端持力層為⑥層中風(fēng)巖，樁全斷面進(jìn)行持力層深度不小于0.5m。樁底以下3倍樁徑且不小于5m范圍之內(nèi)應(yīng)探明無軟弱夾層、斷裂破碎帶和洞穴分布。

3.2 樁基檢測

樁基施工完成后，建立了相應(yīng)的樁基工程靜載試驗檢測方案，靜載樁基為：4根自平衡（樁編號為：M25號、2-20號、3-25號、4-2號）檢測，但由于在人為操作及機(jī)械設(shè)備上存在著不足，會出現(xiàn)一些檢測上的誤差。

3.2.1 靜載重心偏移及解決措施

在靜載試驗過程中，由于加載試塊是后續(xù)疊加上去的，隨著加載數(shù)量的增加，重心會很難控制，導(dǎo)致重心偏移，如果此類現(xiàn)象沒有及時的發(fā)現(xiàn)，最終會導(dǎo)致整個堆載平臺倒塌。因此在做靜載試驗前需要編制相應(yīng)的堆載施工方案，使得平臺中心與樁的中心重合在同一線上?，F(xiàn)場樁位偏差超出規(guī)范要求的樁位及設(shè)計處理確認(rèn)方案統(tǒng)計如表1所示，其余樁位偏差均符合規(guī)范要求。

表1 現(xiàn)場樁位偏差超出規(guī)范要求的樁位及相應(yīng)處理方案統(tǒng)計表

3.2.2 錨樁法的問題及解決措施

鋼梁嵌固在錨樁內(nèi)就會使得鋼梁受到錨樁傳來的反力，在實際工程中，可以把工程樁作為試驗樁進(jìn)行試驗。在樁基靜載荷試驗準(zhǔn)備過程中，務(wù)必要保證錨樁的檢測數(shù)據(jù)以及樁體的抗拔力數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤，一旦數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，在靜載荷試驗過程中樁體鋼筋出現(xiàn)屈服破壞的概率就會增加，這種情況一方面會給施工人員的人身安全造成極大的風(fēng)險，另一方面會使試驗結(jié)果誤差增大，所以在試驗過程中發(fā)現(xiàn)樁體受力異常需立即聯(lián)系設(shè)計單位，商討解決措施。此外，靜載荷試驗中使用到的輔樁系統(tǒng)需要嚴(yán)格按照規(guī)程布置，如果達(dá)不到規(guī)程中要求的對稱布置，靜載荷試驗便會宣告失敗。

3.3 檢測效果及分析

對于小應(yīng)變檢測，設(shè)計要求小應(yīng)變檢測不少于工程樁的30%，總包單位破好樁頭后，由樁機(jī)單位進(jìn)行局部打磨后請該市建材檢測中心現(xiàn)場分批進(jìn)行小應(yīng)變檢測，各根樁小應(yīng)變檢測均符合設(shè)計規(guī)范要求，樁身無明顯缺陷（無Ⅲ類樁），本工程小應(yīng)變檢測合格。

4 結(jié)語

樁基靜載試驗是進(jìn)行樁基承載力檢測的一種主要方法，并且靜載試驗的數(shù)據(jù)相對真實、有效。具體試驗過程中，要對相關(guān)問題進(jìn)行針對性的解決，進(jìn)而提升靜載試驗數(shù)據(jù)的精確性與可靠性，這對于后續(xù)施工工作的順利開展有著重要的意義。