樁基豎向承載力檢測(cè)的方法策略探究

王令想 王瑞濱

浙江翰達(dá)工程檢測(cè)有限公司 浙江 杭州 310019

引言

樁基的豎向承載力是進(jìn)行樁基質(zhì)量評(píng)價(jià)與控制的重要因素之一，通過對(duì)樁基豎向承載力的準(zhǔn)確檢測(cè)與計(jì)算，能夠?yàn)闃痘┕さ馁|(zhì)量控制提供可靠的依據(jù)和支持，從而避免樁基荷載過大導(dǎo)致的損壞情況及危害影響發(fā)生。值得注意的是，在進(jìn)行樁基的豎向承載力檢測(cè)與分析中所應(yīng)用的方法相對(duì)較多，其中包含靜載試驗(yàn)以及經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算、靜力分析、動(dòng)測(cè)試樁法等，并且由于不同方法在具體檢測(cè)應(yīng)用中的影響因素差異，導(dǎo)致其檢測(cè)獲取的結(jié)果也存在一定的差異，從而對(duì)樁基檢測(cè)的準(zhǔn)確性及其設(shè)計(jì)產(chǎn)生不利影響。因此，對(duì)樁基豎向承載力檢測(cè)的各種方法策略及其特征優(yōu)勢(shì)進(jìn)行探討，以為工程實(shí)踐及研究提供參考，具有十分突出的積極作用和意義。下文將結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算以及靜載試驗(yàn)法在樁基承載力檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行研究。

1 樁基承載力檢測(cè)的靜載試驗(yàn)分析

1.1 工程實(shí)例分析

某樁基施工地區(qū)的地下水埋深較大，且無地表水分布，工程地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)分布主要表現(xiàn)為：全新統(tǒng)晚期沖洪積層以及中更新統(tǒng)風(fēng)積老黃土層。其中，沖洪積層的土層結(jié)構(gòu)主要分布在河谷以及黃土溝壑區(qū)，其土質(zhì)分布較為均勻，含有孔隙以及少量的小石等，土層表面呈硬塑狀，為褐黃色，土層厚度約為1.8至6.5m。而風(fēng)積老黃土土層主要分布在樁基施工區(qū)的黃土梁與黃土原的上部，土層顏色為褐黃色，呈硬塑狀，土質(zhì)整體表現(xiàn)均勻，偶爾可見鈣質(zhì)結(jié)核，在整個(gè)工程地區(qū)均有分布。此外，該樁基工程為建筑工程的樁基礎(chǔ)，對(duì)建筑樁基結(jié)構(gòu)及其施工的各項(xiàng)參數(shù)設(shè)計(jì)，均嚴(yán)格按照建筑工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工的有關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，確保其滿足建筑工程施工要求和技術(shù)規(guī)定[1]。

1.2 靜載試驗(yàn)分析

根據(jù)上述樁基工程及其樁基施工地區(qū)的地質(zhì)條件，在進(jìn)行該樁基的豎向承載力檢測(cè)與分析中，通過選擇該建筑樁基結(jié)構(gòu)中的旋挖鉆孔灌注樁，將其作為試驗(yàn)，以通過錨樁法對(duì)其進(jìn)行靜載試驗(yàn)，從而對(duì)樁基的豎向承載力進(jìn)行檢測(cè)和分析。其中，本次試驗(yàn)分析的旋挖鉆孔灌注樁樁號(hào)為S1，樁長(zhǎng)約為25m，樁徑為1.5m；錨樁樁號(hào)為M1～M4，樁長(zhǎng)度為30m，樁直徑約為1.5m。

對(duì)上述樁基的豎向承載力檢測(cè)，主要采用靜載試驗(yàn)對(duì)其淡妝的豎向抗壓極限承載力進(jìn)行檢測(cè)和分析，即嚴(yán)格按照建筑基樁檢測(cè)的有關(guān)技術(shù)要求和規(guī)定，進(jìn)行多個(gè)規(guī)格與型號(hào)均相同的千斤頂進(jìn)行并聯(lián)加載，并利用液壓泵中的液壓表對(duì)其荷載進(jìn)行控制，在對(duì)錨樁進(jìn)行合理布置后，對(duì)其進(jìn)行加載試驗(yàn)和分析。試驗(yàn)過程中，在對(duì)試驗(yàn)基樁進(jìn)行荷載作用施加時(shí)，通過慢速維持荷載的方式進(jìn)行逐級(jí)等量施加荷載，對(duì)每一級(jí)施加荷載進(jìn)行維持約120min，至最大荷載施加與分析后為止。試驗(yàn)完成后，應(yīng)分級(jí)進(jìn)行荷載卸除，對(duì)每一級(jí)卸除的荷載大小，應(yīng)控制在分級(jí)加載荷載大小的2倍；此外，試驗(yàn)分析中，對(duì)每一級(jí)施加的荷載，應(yīng)確保其加載操作連續(xù)、平穩(wěn)，無超載情況，共進(jìn)行10級(jí)分級(jí)加載操作，每一級(jí)進(jìn)行加載的荷載量約為控制1000kN，對(duì)第一級(jí)荷載施加可控制其施加荷載量為2000kN，從而通過規(guī)范的試驗(yàn)操作和分析，對(duì)其結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性進(jìn)行保障。試驗(yàn)分析過程中，在本級(jí)荷載施加后，其沉降變化超出上一級(jí)荷載下的沉降變化約5倍左右；或者是本級(jí)荷載施加后，其沉降變化量與上一級(jí)荷載作用下的沉降變化相比超出2倍，并且24h后繼續(xù)存在增大變化，同時(shí)變化不穩(wěn)定，即可停止進(jìn)行荷載施加。進(jìn)行施加的荷載卸除過程中，每一級(jí)荷載卸除后應(yīng)持續(xù)1h，并進(jìn)行樁頂沉降以及鋼筋計(jì)測(cè)量數(shù)值讀取，卸載完成后應(yīng)對(duì)殘余沉降進(jìn)行測(cè)讀，并持續(xù)3h，以確保其試驗(yàn)分析的準(zhǔn)確性[2]。

對(duì)試驗(yàn)結(jié)果可根據(jù)試樁的荷載和沉降曲線及沉降和實(shí)踐關(guān)系曲線變化結(jié)果進(jìn)行判斷。在對(duì)上述樁基進(jìn)行檢測(cè)與分析后，根據(jù)其分析結(jié)果不難看出，在施加荷載小于一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)候，其樁基沉降曲線基本呈直線狀態(tài)，主要有樁的彈性變形和樁土之間的相互作用所導(dǎo)致的；但是，在荷載施加超過一定標(biāo)準(zhǔn)后，其沉降變化明顯增加，同時(shí)樁土之間會(huì)出現(xiàn)一定的位移變化，受樁端阻力的作用影響，其樁側(cè)土體會(huì)存在彈塑性變形情況，并且在樁端阻力與樁側(cè)的摩阻力聯(lián)合不能抵御所施加荷載時(shí)，其樁端土體會(huì)出現(xiàn)塑性變形，從而在樁頂?shù)膭×页两迪?，促使基樁的破壞發(fā)生。其中，通過試驗(yàn)分析最終確定其單樁豎向極限荷載為9000kN。

2 經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算法及其應(yīng)用

結(jié)合上述試驗(yàn)分析結(jié)果，根據(jù)建筑基樁檢測(cè)的有關(guān)技術(shù)規(guī)范，利用其中給出的經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)上述樁基豎向承載力進(jìn)行計(jì)算分析，通過代入各項(xiàng)參數(shù)計(jì)算得知，其單樁豎向極限荷載約為9895kN。因此，將這兩種方法對(duì)同一工程的樁基豎向承載力計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，采用靜載試驗(yàn)進(jìn)行分析獲取的樁基豎向承載力，明顯低于按照建筑工程樁基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范計(jì)算獲取的數(shù)值結(jié)果；此外，結(jié)合靜載試驗(yàn)分析過程以及經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，建筑工程的樁基承載力與樁側(cè)阻力有著密切關(guān)系，而樁端阻力在樁基承載力中的作用和影響相對(duì)較小，并且兩種方法的分析結(jié)果之間存在著一定的偏差，靜載試驗(yàn)分析的樁基承載力明顯低于樁基經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算結(jié)果，這是由于對(duì)樁側(cè)的摩阻力特征進(jìn)行選取和分析時(shí)，對(duì)土體的取值分析區(qū)域相對(duì)較大。因此，在實(shí)際檢測(cè)與分析應(yīng)用中，應(yīng)盡量以樁基靜荷載試驗(yàn)的豎向承載力結(jié)果作為樁基設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。此外，根據(jù)上述樁基施工的地質(zhì)條件，結(jié)合兩種方法的檢測(cè)分析結(jié)果，可判斷出該樁基工程屬于較為典型的摩擦樁類型[3]。

3 結(jié)束語

總之，對(duì)樁基豎向承載力檢測(cè)的方法策略及其應(yīng)用進(jìn)行研究，能夠?yàn)楣こ虒?shí)踐以及有關(guān)理論研究提供支持，并促進(jìn)樁基豎向承載力檢測(cè)的方法創(chuàng)新和檢測(cè)水平提升，為樁基質(zhì)量評(píng)價(jià)和控制提供更加準(zhǔn)確與可靠的結(jié)果支持，具有十分積極的作用和意義。