淺談樁基工程靜載試驗檢測技術

【摘要】隨著我國高速鐵路、高速公路、高層建筑的飛速發展，樁基的應用越來越廣泛，樁基是隱蔽性工程項目，所以樁基承載力的檢測尤為重要，樁基靜載試驗能夠真實的檢測樁基承載力，因而樁基靜載試驗是檢測、保證樁基工程質量的重要環節。

【關鍵詞】樁基 靜載試驗 檢測

1引言

隨著國民經濟的持續提高，建筑業也得到了快速發展，高大的建筑以前所未有的速度增加，對建筑地基基礎的要求也越來越高。樁基基礎作為一種重要的基礎形式，越來越多地得到了廣泛的應用，所以樁基檢測的要求也更加嚴格。從目前來看，樁基工程的質量主要由兩個因素決定，即樁承載能力和樁身質量，而樁承載力是這兩者中的主要因素。單樁承載力的精確測試對于建筑地基基礎設計和上部結構的設計都起重要的作用。長期以來，國內和國外有大量的方法確定單樁承載力，一般可分為兩類：第一類是對項目現場試樁進行靜載試驗和動載檢測；第二類是通過其它手段，先得到樁身的側阻力和樁端阻力，再通過計算求得單樁承載力。在確定單樁極限承載力方面，樁基靜載試驗是最準確可靠的測試方法，現在均以靜載試驗成果的對比誤差大小為依據來判斷某種動載檢驗方法是否成熟可靠。因此，每一種地基基礎設計處理規范都把單樁靜載試驗擺在首要位置。樁基靜載試驗分為以下幾類：（1）單樁豎向抗壓靜載試驗：確定單樁豎向抗壓極限承載力；判定豎向抗壓承載力是否滿足設計要求；通過樁身內力及變形測試測定樁側、樁端阻力；驗證高應變法及其他檢測方法的單樁豎向抗壓承載力的檢測結果。（2）單樁豎向抗拔靜載試驗：確定單樁豎向抗拔極限承載力；判定豎向抗拔承載力是否滿足設計要求；通過樁身內力及變形測試，測定樁的抗拔摩阻力；（3）單樁水平靜載試驗：檢測樁的水平承載力是否滿足設計要求；測量相應水平荷載作用下的樁身應力。

2試驗原理

在靜載試驗中，作用于樁上的荷載一般由反力裝置提供。反力裝置的好壞直接影響著試驗的過程和結果，常用的有堆載反力梁裝置和錨樁反力梁裝置。單樁豎向抗壓極限承載力主要由二個因素決定：一是地基土對樁的極限支承能力；二是樁身材料強度。一般由第二因素決定。在豎向受壓荷載的作用下，樁頂的荷載由樁的側摩阻力和樁的端阻力承擔，在最初的受荷階段，樁頂的位移很小，荷載由樁上側表面的土阻力承擔，然后以剪切應力的形式傳遞給樁周土體，樁身應力和樁身應變隨深度遞減。隨著荷載的增加，樁頂的位移加大，樁的側摩阻力由上而下逐步被發揮出來，當達到極限值后，持續增加的荷載則由樁端上阻力全部承擔，隨著樁端持力層的壓縮和塑性擠出，樁頂的位移增長率加大，當樁端阻力達到極限值后，樁頂的位移迅速增大然后破壞，此時樁所承受的荷載就是樁的極限承載力。

3試驗方法及步驟

在測試方法上，“慢速維持荷載法”是我國大部分的檢測規范（規定）制定的方法，具體作法是在樁上按一定要求分級加載荷載，在樁下沉未達到某一規定的相對穩定標準前，該級荷載保持不變；當達到穩定標準時，繼續加載下一級荷載；當達到規定的終止試驗條件時停止加載；然后再分級卸載到零。試驗周期一般為3～7天。《建筑地基基礎設計規范》（GBJ7-89）和《建筑樁基技術規范》（JGJ94-94）都提供了試驗方法。但有關試樁入土后的間隔時間、測讀下沉量間隔時間、分級標準、試驗終止條件以及卸載規定等項目，各規范和標準的規定不完全一樣。例如《建筑樁基技術規范》（JGJ94-94）規定：每級加載為預估極限的1/10～1/15，第一級可按2倍分級荷載加荷。每級加載后間隔5、10、15min各測讀一次，以后每隔15min測讀一次，累計1h以后每隔30min測讀一次。每次測讀值計入試驗記錄表。每一小時的沉降不超過0.1mm，并連續出現兩次（由1.5h內連續三次觀測值計算），課認為已達相對穩定，可加一級荷載。

4試驗結果

在依靠樁的沉降來確定樁的極限承載力方面，我國《建筑地基基礎設計規范》（GBJ7-89）規定：當Q-s曲線無明顯的拐點時，可取樁頂總沉降量為40㎜時相應的荷載值為單樁極限承載力；《建筑樁基技術規范》（JGJ94-94）規定：對于緩變型Q～s曲線一般可取s=40～60mm對應的荷載，對大直徑樁可取s=0.03～0.06D（D為樁端直徑，大樁徑取低值，小樁徑取高值）所對應的荷載值；對于細長樁（l/d>80）可取s=60～80mm對應的荷載。

5現存問題

采用錨樁橫梁反力裝置，會引起錨樁的上拔和壓樁的下沉，采用壓重平臺反力裝置，會引起壓重平臺的下沉，采用錨樁壓重聯合反力裝置或者利用靜壓樁機自身的重量裝置，會引起上述聯合作用，其結果將造成土中應力重分布，導致試驗場地表面的沉降差異，進而影響Q-S曲線的精確性；在埋有測試元件的樁基礎中，測試技術及測試元件的不確定性會導致測試數據的誤差；在長期觀測中，由于測試元件、測試方案及測試方法的誤差，造成無法對既有樁基礎工程的工作狀態做出正確的判斷，從而影響設計上對樁基、基礎與上部結構共同工作性能的正確理解。

6展望

從國外的發展情況來看，將來的試驗手段會更加多樣化、便捷化，快速荷載試驗法是未來發展的一個方向。同時，樁承載力自平衡試驗方法是大承載力樁基靜載試驗的一種發展方向，但這種技術方法還剛剛興起，其理論基礎還亟待完善。我國作為樁基工程的使用量和檢測量的大國，隨著國際交流的不斷廣泛開展和測試理論技術的不斷完善，相信我國的樁基靜載試驗將越來越走向成熟。

【參考文獻】

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