淺談單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)安全問題

周彩榮

昆山市建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心，江蘇 蘇州 215337

1 概述

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑、市政、交通工程項(xiàng)目日益增多，各類樁基礎(chǔ)得到普遍的應(yīng)用，尤其是在昆山這個(gè)地質(zhì)情況比較復(fù)雜的地區(qū)，樁基礎(chǔ)的應(yīng)用更加普遍［1］。由于樁基礎(chǔ)屬于地下隱蔽工程，人們很難用肉眼觀察等直觀方法來檢查其質(zhì)量。單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)是公認(rèn)的檢測(cè)基樁豎向抗壓承載力最直觀、最可靠的傳統(tǒng)方法，但是在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中還存在許多安全問題，嚴(yán)重的會(huì)危及財(cái)產(chǎn)、生命安全。本文結(jié)合我單位及其他檢測(cè)單位的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，就單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)安全問題與同行們進(jìn)行交流。

2 影響安全的幾個(gè)因素

2.1 地基土

《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ 106-2014）要求壓重施加于地基的壓力不宜大于地基土承載力特征值的1.5 倍［2］，壓重平臺(tái)支墩尺寸較小時(shí)，壓重平臺(tái)支墩施加于地基土的壓力可能會(huì)大于地基土承載力，造成地基土破壞或明顯下沉，當(dāng)壓重在試驗(yàn)前一次性加足可能會(huì)造成支墩下的地基土破壞時(shí)，導(dǎo)致堆載平臺(tái)失衡，傾斜甚至倒塌。因此，少部分壓重可在試驗(yàn)過程中加上，試驗(yàn)過程中應(yīng)保證壓重不小于試驗(yàn)荷載的1.2 倍［3］。這樣做也存在安全隱患，如果在較高荷載下樁身發(fā)生脆性破壞，壓重將通過支承墩對(duì)地基土有一個(gè)沖擊力，其力要遠(yuǎn)大于全部壓重的力，之后全部壓重作用于支墩下的地基土，使地基土破壞，極有可能造成整個(gè)壓重平臺(tái)坍塌，這個(gè)過程可能在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生，如果采用的是自動(dòng)化記錄儀，損壞的是儀器，如果人工抄表，手工操作，后果不堪設(shè)想。如在本市花橋某靜載荷試驗(yàn)工地，地基土原屬河道進(jìn)行回填，土質(zhì)較差。在試驗(yàn)中樁身突然發(fā)生脆性破壞后，地基土失穩(wěn)，數(shù)分鐘內(nèi)支墩全部陷于淤泥中，所幸，測(cè)讀人員反應(yīng)迅速，雖才未造成重大事故，但財(cái)產(chǎn)損失不可避免。

2.2 堆載

在我國(guó)大部分地區(qū)采用堆載法，我市常用堆重重物為砂包或混凝土試塊，以前多采用砂包配重的試驗(yàn)架多為鋼墩架，整體穩(wěn)定性較差，也存在許多安全隱患，如在樁身發(fā)生脆性破壞后產(chǎn)生的荷重對(duì)鋼墩架產(chǎn)生的沖擊力遠(yuǎn)大于靜止時(shí)的作用力，造成鋼墩架的破壞，從而引起整個(gè)堆重平臺(tái)的坍塌。現(xiàn)在在昆山地區(qū)全部采用混凝土試塊作為配重，整體安全性相對(duì)較高，但堆載高度不宜超過8m，在堆載及測(cè)試過程中要隨時(shí)注意堆載平臺(tái)是否平穩(wěn)，避免發(fā)生傾斜，并對(duì)可能發(fā)生的情況做好應(yīng)急預(yù)案。

2.3 錨樁

錨樁橫梁反力裝置是大直徑灌注樁靜載試驗(yàn)最常用的反力系統(tǒng)。錨樁、反力裝置提供的反力不得小于最大加載值的1.2倍。采用錨樁法時(shí)，經(jīng)常在試驗(yàn)過程中處理不當(dāng)容易出現(xiàn)錨筋被拉斷的現(xiàn)象，具有很大的危險(xiǎn)性。因此除對(duì)樁的抗拔承載力嚴(yán)格驗(yàn)算外，必要時(shí)對(duì)錨筋進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)。使用時(shí)留有足夠的安全儲(chǔ)備，尤為重要，這樣即使存在少許不均勻應(yīng)力，鋼筋也不至于產(chǎn)生斷裂。

2.4 偏心

在試驗(yàn)過程中，樁身在偏心荷載的作用下很容易發(fā)生破壞，也是樁身發(fā)生破壞的重要原因。偏心受力主要由以下幾個(gè)因素引起的：一是制作的樁帽軸心與原樁身軸線嚴(yán)重偏離；二是支墩下的地基土產(chǎn)生不均勻變形，堆載平臺(tái)傾斜，導(dǎo)致偏心受力；三是用于錨樁的鋼筋預(yù)留量不匹配，錨樁之間承受的荷載不同步；四是采用多個(gè)千斤頂，千斤頂實(shí)際合力中心與樁身軸線嚴(yán)重偏離。樁是否存在偏心受力，可以通過現(xiàn)場(chǎng)觀察和四個(gè)對(duì)稱安裝的百分表或位移傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)分析獲得。

2.5 主梁

靜載荷試驗(yàn)中主梁未采取措施進(jìn)行適當(dāng)固定，在試驗(yàn)過程中如果樁身發(fā)生脆性破壞或樁頭破碎，主梁就會(huì)與千斤頂脫離，落下來輕者砸壞儀器，重者砸傷人。

2.6 儀器設(shè)備的吊裝、運(yùn)輸和搭臺(tái)。

在昆山地區(qū)，靜載試驗(yàn)設(shè)備的吊裝、運(yùn)輸和搭臺(tái)全部采用機(jī)械化作業(yè)，在使用機(jī)械前需要進(jìn)行檢查，加強(qiáng)吊裝、運(yùn)輸和搭臺(tái)過程的管理，杜絕安全事故。在某靜載工地曾經(jīng)出現(xiàn)在搭臺(tái)吊裝水泥塊時(shí)鋼絲繩斷裂，導(dǎo)致人被砸傷等安全事故。

2.7 用水用電安全

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員及專業(yè)巡視人員因經(jīng)常檢查水電安全。

3 預(yù)防措施與對(duì)策

針對(duì)以上安全問題，建議在靜載荷試驗(yàn)中做到以下幾點(diǎn)：

（1）在接受委托后，應(yīng)通過地質(zhì)報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)踏勘，了解場(chǎng)地情況，必要時(shí)應(yīng)對(duì)地基土進(jìn)行加固處理或在支墩架下設(shè)置枕木，增大支墩與地基土的接觸面積，增加地基土對(duì)支墩提供的反力，防止因支墩下沉造成一系列的安全事故。對(duì)承載力高的受檢樁（預(yù)應(yīng)力空心樁）必要時(shí)可以適當(dāng)灌芯補(bǔ)強(qiáng)；大直徑的灌注樁樁頭部分（1 倍樁徑范圍內(nèi)）增設(shè)鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行二次澆筑，強(qiáng)度提高1～2 個(gè)等級(jí)。

（2）采用堆載反力裝置時(shí)建議：增強(qiáng)堆載平臺(tái)整體的安全性。如注意堆載物的搭設(shè)方向，盡可能產(chǎn)生“搭接”“咬合”的效果，或在層間加“防滑帶肋筋”。

（3）建立本公司的安全生產(chǎn)責(zé)任制，制定安全生產(chǎn)規(guī)章制度和操作規(guī)程，制定安全生產(chǎn)事故的應(yīng)急救援預(yù)案。安全生產(chǎn)管理人員對(duì)靜載試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。

（4）對(duì)儀器設(shè)備經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，嚴(yán)禁設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)作，設(shè)備老化需要報(bào)廢的儀器設(shè)備堅(jiān)決予以停用。如對(duì)檢查中發(fā)現(xiàn)的影響承載力正常發(fā)揮的鋼梁，支墩架，能加固的必須及時(shí)補(bǔ)焊加固，不能加固的及時(shí)更換。

（5）在每次靜載荷試驗(yàn)中，主梁都應(yīng)做穩(wěn)固措施，防止滑落。

（6）試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置安全警示標(biāo)志和夜間警示燈，非相關(guān)人員不得靠近。檢測(cè)人員進(jìn)入工地要佩戴安全帽，穿勞保鞋。

（7）對(duì)吊裝人員進(jìn)行安全培訓(xùn)和考核，吊裝和運(yùn)輸機(jī)械在使用前進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)排除。

（8）試驗(yàn)過程中認(rèn)真做好監(jiān)督檢查工作，防患于未然。

總之，在靜載荷試驗(yàn)中我們必須重視安全問題，要認(rèn)識(shí)到堅(jiān)持安全第一、預(yù)防為主的方針并不是一句空話，而是有實(shí)實(shí)在在的內(nèi)容，有了安全生產(chǎn)才會(huì)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。