樁基豎向承載力的檢測方法

楊豪彥

（中國建筑第七工程局有限公司，河南鄭州 450000）

0 前言

在工程建設中，樁基礎占據重要的位置，并且廣泛被建筑建筑工程使用，不同建設項目下存在不同的建筑工程的建設環境，針對地質條件比較差的區域施工通常都會選用樁基礎，并且樁基礎可以滿足某些對建筑要求高的施工項目，其建筑的穩定性達到一定的標準條件。樁端發揮一定的支撐力，因此需要具備一定的豎向抗壓承載力，其可以接受上不建筑給予的豎向負荷，因此需要重視對樁基礎的設計，保證建筑的穩定性。其和基臺共同構建成樁基礎，樁基自身承受來自上部的軸向荷載，維持建筑的安全和穩定，同時還承受水平推力和彎矩的影響等。樁基的作用在建筑物中起到不可代替的作用，必須要求樁基具備較強的抗壓承載力，支撐來自上部結構的壓力。近年來，為了保證建筑工程樁基的合格性，陸續研究出多種測試方法，充分結合了各種樁基形式和特點，保證了建筑工程的質量。鑒于樁基工程的重要性以及實際項目的多樣性、復雜性，本文歸納總結了現行國家規范中包括常用靜載試驗在內的多項單樁豎向承載力檢測的相關方法，并結合實踐經驗闡述具體應用。

1 靜載試驗

靜載試驗檢測方法是眾多檢測方法中最接近施工條件的，其主要工作原理便是利用反力裝置進行壓力測試，所使用的工具便是千斤頂向樁頂施加豎向荷載，并且荷載壓力值是可以進行測量和設定，通常會使用精密壓力表進行量測，保證數值的精確性。當樁基的承載力測試可以達到一定的標準時，需要對有沉降要求的進行測試沉降量，測試人員使用大量程百分表實現對所需數值的測試，包括位移傳感器也是測試工作常用的測量儀器。靜載試驗是樁基豎向承載力檢測的最常用檢測方法，通過在樁頂部逐級施加豎向壓力，觀測樁頂部隨時間產生的沉降，從而確定相應的單樁豎向抗壓承載力。樁基靜載試驗的檢測數量不應少于同一條件下樁基分項工程總樁數的1%，且不應少于3 根；當總樁數小于50 根時，檢測數量不應少于2 根。

適用范圍為：①設計等級為甲級的樁基；②施工前未進行試樁，并未進行單樁靜載試驗的工程；③施工前進行了單樁靜載試驗，但施工過程中變更了工藝參數或施工質量出現了異常；④地基條件復雜、樁施工質量可靠性低；⑤本地區采用的新樁型或新工藝；⑥施工過程中產生擠土上浮或偏位的群樁。樁基靜載試驗的檢測數量不應少于同一條件下樁基分項工程總樁數的1%，且不應少于3 根；當總樁數小于50 根時，檢測數量不應少于2 根。

靜載試驗主要測試原理是通過反力裝置實現的，結合不同的反力裝置又分為了堆載法、錨樁法和錨樁一堆載法，其中堆載法所能檢測的極限承載力可以達到3 萬千牛，利用在樁頂堆載平臺支撐一定的承載力，在其上面堆放一定的重量的物品，達到預期的效果。錨樁法可承載力計較小，通過小于2 萬5 千牛，判斷樁基的承載力是通過錨樁的抗拔力提供反力進行計算，錨樁單獨是不可以實現反力效果，需要有反力架的支持，兩者共同構成反力裝置，共同協調和配合，結合工程的加載量進行決定應該使用多少錨樁數量，通常情況下會采用4 根，就足以達到測試要求。錨樁一堆載法便是錨樁法的一種延伸，并且其極限承載力已達4 萬千牛，極限值遠遠高于錨樁法，當錨樁的抗拔承載力不夠便可以采納此方案，在測試工具上及反力架增加配重完成測試項目。

2 深層平板載荷試驗或巖基平板載荷試驗

對于端承型大直徑灌注樁，當受設備或現場條件限制無法檢測單樁豎向抗壓承載力時，單樁豎向抗壓承載力檢測可采用深層平板載荷試驗或巖基平板載荷試驗，檢測數量不應少于總樁數的1%，且不應少于3 根。對于大直徑端承型樁，可通過深層平板（平板直徑應與孔徑一致）載荷試驗確定極限端阻力，對于嵌巖樁，可通過直徑為0.3m 巖基平板載荷試驗確定極限端阻力標準值，也可通過直徑為0.3m 嵌巖短墩載荷試驗確定極限側阻力標準值和極限端阻力標準值，樁的極限側阻力標準值和極限端阻力標準值通過埋設樁身軸力測試元件由靜載試驗確定。并通過測試結果建立極限側阻力標準值和極限端阻力標準值與土層物理指標、巖石飽和單軸抗壓強度以及靜力觸探等土的原位測試指標間的經驗關系，以經驗法確定單樁豎向極限承載力。

3 高應變法

該測試方法在測試單樁時所承受的極限承載力為2 萬5 千牛，對于超過極限的建筑物的樁基則不應用此方法。其主要測試原理便是利用重錘錘擊樁頂，促使樁和土產生一定的距離和位移，由于重錘對樁頂造成了一定的作用力，因此樁周土就會形成一定的阻力，并且在樁端還會才生定量的支撐力，為了實時反映出樁身的反應數據，測試人員會在樁頂一處安置力和加速度傳感器，結合外界作用力的情況下形成應力波信號，隨后進行分析為力和速度時程曲線，便得出一定的變化規律，參照靜一動對比資料，于是就會將單樁的極限承載力判斷出來。在此過程中，對變化曲線的識別利用應力波理論，為數據的精確性提供有效的依據。

此方法在建筑工程中一般用于測試抗壓承載力和樁身的完整程度，監測預制樁打入時的樁身應力錘擊能量傳遞比，為選擇沉樁工藝參數及樁長提供依據。預制樁和滿足高應變法適用范圍的灌注樁，可采用高應變法檢測單樁豎向抗壓承載力，檢測數量不宜少于總樁數的5%，且不得少于5 根。對于大直徑擴底樁和預估Q-s 曲線具有緩變型特征的大直徑灌注樁，不宜采用高應變法進行豎向抗壓承載力檢測。進行灌注樁的豎向抗壓承載力檢測時，應具有現場實測經驗和本地區相近條件下的可靠對比驗證資料。

4 自平衡法

自平衡法是近幾年興起的新型測試方法，自平衡法對測試環境沒有過多或者過高的要求，相對于上面幾種測試方法此方法具備一定的適應能力。在測試過程中，不會出現有一定限制的狀況，其加載能力也是可以跟隨試樁要求進行一定的調整。測試持續的時間較短，采用自平衡法進行測試樁基豎向承載力所產生的基本費用在靜載試驗和高應變法費用之間，但是自平衡法不支持工程的樁隨機抽檢，因為其在測試前需要進行埋設荷載箱，對完成隨機抽檢存在較大的困難。

自平衡法是用于檢測樁身平衡點處于樁下部的大直徑混凝土灌注樁承載力的檢測方法。基樁承載力自平衡法是將荷載箱放置在樁身平衡點或樁底位置，通過利用其荷載箱實現對數據的加載，對每一段的位移和承載力進行測試，對樁基進行全面的測試，最終計算出單樁豎向抗壓極限承載力。

基樁承載力自平衡法測試數量應符合如下規定：①為設計提供依據時，測試數量按設計要求執行，在相同條件下不應少于3根；②用于工程樁檢測時，測試數量不應少于同一條件下樁基分項工程總樁數的1%，且不應少于3 根，當總樁數小于50 根時，測試數量不應少于2 根。

由于自平衡法是近年來種新興的檢測手段，在樁基豎向承載力檢測過程中存在一定的技術性問題，目前我國在自平衡法無論是技術上還是應用上，都存在較大的進步空間，檢測技術還有待成熟和完善，其主要問題具體體現在以下幾個方面：

4.1 正、負摩阻力的問題

自平衡法需要考慮在檢測過程中荷載傳遞方式，不同檢測方法的加載方式均不同，所以此方法與其他方法的荷載傳遞方式存在差異，于是就會影響檢測效率和質量。自平衡法實現測試過程中荷載箱上段樁樁側摩阻力屬于負摩阻力，荷載傳遞方向就會在加載過程中與其他方法的方向相反。存在一定的正、負摩阻力的問題，自平衡法需要進一步得到技術的完善和優化，需要采取一定的措施實現自平衡法效益的最大化。

4.2 平衡點的準確定位問題

自平衡法在試驗過程中需要依靠平衡分割點支持，因此這就成為此方法成敗的重要因素，試驗前需要找到合理的位置確定荷載箱的擺放位置。尋找平衡點需要要求上段樁和下段樁的特性及其阻力的大小，一般來說上段的極限負摩阻力需要要求與下段樁的總阻力相等。在實際試驗過程中存在一定的多樣性和復雜性，工程的檢測人員對平衡點的判斷不能驚醒明確的判斷，將極大程度的影響了試驗的失敗。目前缺少尋找平衡點的實用方法，測試工程中影響因素又存在很多，影響試驗結果，因此，平衡點的準確定位仍需要不斷的研究，保證自平衡法的實用性。

5 結論

樁基豎向承載力檢測是樁基工程的重要內容，鑒于樁基的重要性以及實際項目的多樣性、復雜性，為做到樁基工程安全適用、經濟合理、確保質量，本文歸納總結了現行國家規范中樁基承載力檢測的相關方法和規定，結合設計要求及現場實際情況，選擇適宜的檢測方法，供相關工程人員參考。