預應力管樁抗壓靜載試驗檢測分析

陳愛群

【摘要】在工程領域，影響樁承載力的因素多種多樣，目前不能通過軟件計算方法得出準確的結果，因而在工程實際中，主要采用現場試驗來驗證樁的極限承載力。由于樁基靜載試驗在確定單樁極限承載力方面是目前最為直觀、可靠的檢驗方法，因此現階段靜載試驗是工程實際基樁承載力的主要檢測方法。基于此，本文主要對預應力管樁靜載試驗檢測進行了簡要的分析，希望可以為相關工作人員提供一定的參考。

【關鍵詞】預應力管樁；樁靜載試驗；檢測分析

預應力管樁具有施工速度快、工效高、工期短、單樁承載力高和造價便宜等特點，當條件允許時，地基基礎常采用預應力管樁。本文主要對預應力管樁靜載試驗檢測進行了分析，以供參考。

1、預應力管樁抗壓靜載試驗檢測方法

利用抗壓靜載荷試驗進行樁身的極限承載力檢驗的時候，主要是通過反力裝置在樁頂分級施加垂直荷載，然后對于每級荷載都按照規定的時間和對應的樁基沉降量進行讀取，從而最終獲得樁頂荷載和樁頂沉降之間的Q～S曲線。通過Q～S曲線判斷樁頂沉降量達到某一條件或者某一特定數值的時候已經充分發揮樁側土和樁端土阻力，或者樁身已經發生破壞，以此數值求出樁的極限承載力。靜載荷試驗所用的反力裝置主要包括錨樁橫梁反力裝置、壓重平臺反力裝置與地錨反力裝置等不同的類型，現場施工過程中可以通過現場條件來進行不同類型裝置的選擇。但是無論選擇何種類型的裝置，必須保證反力裝置在加載過程中能夠提供的最大反力至少為最大加載量的1.2倍，荷載一次堆上，保持荷載平衡性，確保荷載重心穿過試樁中心，千斤頂出力中心應于樁中心保持重疊，與主梁受力中心重疊，確保反力高效傳遞到樁頂。

2、預應力管樁靜載試驗檢測分析

2.1工程概況

某工程，上部為填土、粉質粘土、粉土，中部粉砂夾粉土、粉土夾粉質粘土、粉砂夾粉土，中下部為粉土夾粉質粘土、淤泥質粉質粘土、粉細砂。工程樁PHC-600 AB110樁長40.0m，樁徑600mm，單樁豎向抗壓承載力特征值2975kN，粉細砂層作為樁的持力層。

2.2試驗儀器、原理、方法

本次試驗，依據《建筑樁基檢測技術規范》JGJ106-2014要求進行，試驗采用慢速維持荷載法，加載采用QF-630T千斤頂兩臺（編號：131158、131159）并聯，荷載在整個試驗過程中由計量系統C-33提供：該系統由 JCQ-503AW靜力荷載測試儀（編號：120259）及油壓傳感器（編號：811590）聯合控制。

2.2.1試驗加載裝置

采用壓重平臺提供反力，堆載物為預制塊，堆載物總重約7140kN。

2.2.2變形觀測

樁頂的沉降量由固定在基準梁上的4只50mm位移傳感器（一套編號：080080、080081、080084、11101197）觀測，基準梁的一端固定在基準樁上，另一端簡支于基準樁上。

2.2.3加荷等級與沉降量測讀

依據規范，采用慢速維持荷載法，加載應分級進行，共分十級加載，第一級加載為分級荷載值的雙倍加載，每級加荷后間隔5、10、15、15、15分鐘各讀記一次沉降，以后每30分鐘讀一次沉降。當每一小時內的樁頂沉降量不超過0.1mm，并連續出現兩次（從分級荷載施加后第30分鐘開始，按1.5h連續三次每30分鐘的沉降觀察值計算）可加下一級荷載 。

2.2.4卸載觀測

卸載應分級進行，每級卸載值為加載時分級荷載值的雙倍，卸載后，每級荷載維持一小時，按第15、30、60分鐘測讀樁頂沉降量，即可卸下一級荷載，荷載全部卸去后，應測讀樁頂殘余沉降量，維持時間為3h，測讀時間為第15、30分鐘，以后每隔30分鐘測讀一次。

2.2.5終止加載條件（出現下列情況之一時，可終止加載）

⑴、某級荷載作用下，樁頂的沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的5倍。當樁頂沉降能相對穩定且總沉降量小于40mm時，宜加載至總沉降量超過40mm。

⑵、某級荷載作用下，樁頂的沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的2倍，且經24小時尚未達到相對穩定標準。

⑶、已達到設計要求的最大加載量。

⑷、當荷載-沉降（Q-s）曲線呈緩變型時，可加載至樁頂總沉降量60～80mm；在特殊情況下，可根據具體要求加載至樁頂總沉降量超過80mm。

2.2.6單樁豎向抗壓極限承載力Qu的確定

⑴、根據沉降隨荷載的變化特征確定：對于陡降型Q-s曲線，取Q-s曲線發生明顯陡降的起始點對應的荷載值；

⑵、根據沉降隨時間變化的特征確定：取s-lgt曲線尾部出現明顯向下彎曲的前一級荷載值；

⑶、出現終止加載條件第2款情況，取前一級荷載值；

⑷、根據沉降量確定：對于緩變型Q-s曲線取樁頂總沉降量s=40mm所對應的荷載值。

（5）、當按上述條款判定樁的豎向抗壓極限承載力未達極限時，樁的豎向抗壓極限承載力應取最大試驗荷載值。單位工程同一條件下的單樁豎向抗壓承載力特征值Ra應按單樁豎向抗壓極限承載力統計值的一半取值。

2.3檢測結果

SZ1（4#）試樁加載至5950 kN，累計沉降量16.74mm， 滿足終止加載條件3，終止加載，Q-s曲線無明顯陡降段，s-lgt曲線尾部無明顯向下彎曲，單樁豎向抗壓極限承載力實測值取5950kN。

SZ2（72#）試樁加載至5950 kN，累計沉降量11.40mm， 滿足終止加載條件3，終止加載，Q-s曲線無明顯陡降段，s-lgt曲線尾部無明顯向下彎曲，單樁豎向抗壓極限承載力實測值取5950kN。

SZ3（145#）試樁加載至5950 kN，累計沉降量10.98mm， 滿足終止加載條件3，終止加載，Q-s曲線無明顯陡降段，s-lgt曲線尾部無明顯向下彎曲，單樁豎向抗壓極限承載力實測值取5950kN。

某工程3根樁的單樁豎向抗壓極限承載力實測值可達5950kN，滿足設計要求。

結束語

現階段在軟土區域需要使用大量工程樁以滿足設計荷載的需要，但是由于樁基承載力是根據土體力學參數來計算確定的，由于施工以及地下土體分布不可預見性等因素，需要對工程樁的實際力學性能進行驗證，通過抽取一定數量的工程樁進行樁基靜載試驗以驗證樁基承載力是否滿足設計要求，可作為檢測樁基工作性能的依據，從而保證工程的順利實施和后續運營安全。

參考文獻：

[1]付凱.靜壓管樁單樁承載力及其與壓樁力關系研究[D].河北工程大學，2014.

[2]劉寬.預應力離心混凝土空心方樁單樁抗壓承載性狀研究[D].江西理工大學，2012.