單樁豎向抗拔靜載試驗檢測技術措施優化研究

李先進 卿仁杰

針對單樁豎向抗拔靜載試驗檢測中遇到的一些問題，通過總結實踐經驗，設計制作可移動試驗用樁頭，解決了試驗用錨樁樁頭快速處理的問題。通過制定吊籃的不同應用方案，應對不同條件下試驗裝置與受檢基樁的連接問題，成功實現試驗檢測裝置與受檢基樁的可靠連接，特別在設計為雙層鋼筋的基樁應用上，有著良好的表現。

一、引言

隨著我國建筑事業的不斷發展與創新，我國在單樁豎向靜載試驗檢測技術上也取得了長足的進步，相對于過去的單一測試，現已能夠對樁底位移，樁身應力、應變，樁側摩阻等多個參數進行全面的檢測，能夠實現試驗全過程的自動化控制。單樁豎向靜載試驗是檢測基樁承載能力最有效、最直觀的方法，也是評定基樁基本使用功能的最可靠依據。

單樁豎向靜載試驗分為單樁豎向抗拔靜載試驗與單樁豎向抗壓靜載試驗，國內開展較多的是單樁豎向抗壓靜載試驗，而大直徑基樁的單樁豎向抗拔靜載試驗由于反力裝置的復雜性及位移采集的困難，開展的單位不多。本文通過研究單樁豎向抗拔靜載試驗檢測實際應用技術，解決該項試驗過程中遇到的一些技術難點，達到改進檢測技術，提高檢測數據準確性的目的。

二、錨樁樁頭處理

1.錨樁樁頭的常規處理方式

受檢基樁加載的反力裝置一般作用在錨樁或重壓平臺支墩上，對于地基基礎承載力較差的地區，反力裝置往往選擇作用在錨樁上。在工程條件允許的情況下，錨樁的選擇一般會利用受檢基樁附近的工程用樁。保證反力裝置能夠有效傳力至錨樁，且不損壞樁頭，規范推薦的樁頭處理方式為：

（1）混凝土樁應鑿掉樁頂部的破碎層以及軟弱或不密實的混凝土。

（2）樁頭頂面應平整，樁頭中軸線與樁身上部的中軸線應重合。

（3）樁頭主筋應全部都直通至樁頂混凝土保護層之下，各主筋應在同一高度上。

（4）距離樁頂一倍樁徑范圍內，宜用厚度為5mm的鋼板圍裹，樁頂應設置鋼筋網片2層，間距60mm～100mm。

（5）樁頭混凝土宜比樁身混凝土提高1級～2級。

（6）樁頂應用水平尺找平。

一般情況下，按照這種處理方式可以做到保護樁頭與有效傳遞試驗力值的目的，但是在施工現場，實際條件往往復雜多變，在某些情況下應用起來會出現一些問題，例如：

（1）按這種方式需重新施作樁頭，有一定的施工量，且要等待施作后的樁頭混凝土達到一定的強度值，才可進行后續試驗，造成檢測工期較長，對于建設工期緊張的項目，留給試驗檢測的時間短，難以按時完成試驗檢測任務。

（2）在樁頭處理過程中，往往會破壞或影響樁基頂端鋼筋的原有狀態，造成試驗后還要按照設計文件修復鋼筋，以便銜接后續施工，增加工作量的同時，對基樁在使用過程中的結構受力造成了一定的不確定性。

2.錨樁樁頭在特殊條件下的處理方案

針對上述情況，通過對這類試驗的研究，經過反復測試，制定出可移動輔助試驗樁頭方案，該方案僅對相應錨樁樁頭進行簡單處理，適用于直徑大于100cm的基樁，對于待檢基樁較多的項目，該方案可大大縮短試驗工期，同時對基樁原有鋼筋進行了有效保護，保證其后續的使用功能。

（1）樁頭簡易處理方式

首先去掉樁頭軟弱或不密實的混凝土部分，整平表面，表面上施作5cm左右高強細石混凝土墊層（強度高于基樁混凝土2個等級），保證凝結后的細石混凝土墊層表面水平、平整，盡量使處理后錨樁樁頭部分位于地平面以下，這樣做的目的是通過樁周土的擠壓作用，保護樁頭在試驗過程中不受到損壞。最后根據試驗方案計算樁頂所需要承受的試驗力值，在細石混凝土墊層達到相應強度后開展試驗項目。

（2）可移動輔助試驗樁頭的安裝

可移動樁頭在試驗時安裝于鋼筋籠內測（如圖1所示），避免對錨樁的鋼筋造成影響，因試驗用可移動樁頭與錨樁接觸面積相對于其他方式處理的樁頭，承壓面積變小，這就要求試驗時要通過計算，核算試驗時承壓面積是否滿足要求，如不滿足可通過增加錨樁數量的方式解決。安裝時應保證樁頭頂面水平，如不滿足要求，可通過鋪墊薄層細砂進行調節。

（3）可移動輔助試驗樁頭的制作

可移動樁頭的制作根據試驗樁型的特點和試驗裝置的布置來設計尺寸，根據實際條件采用鋼筋混凝土預制或采用高強鋼材加工制成。

①當采用鋼筋混凝土預制，其鋼筋位置設計如圖2，采用C50混凝土，一次澆筑成型，保證上下表面整平，必要時可鋪設整塊鋼板。

圖2 鋼筋混凝土輔助樁頭鋼筋布置圖

②采用高強鋼材加工如圖3所示，根據具體尺寸要求，或試驗裝置受力情況選擇工字鋼型號及數量，加工時要保證對稱原則，以控制可移動樁頭受力均勻。

三、試驗裝置與受檢基樁鋼筋的連接

1.連接問題

圖3 鋼材加工輔助樁頭示意圖

單樁豎向抗拔靜載試驗裝置與受檢基樁連接的方式有很多種，一般都需要采用焊接的方式與試驗基樁鋼筋建立可靠連接。因樁型的多樣化，在試驗裝置與受檢基樁鋼筋連接時會出現一些問題。如圖4所示試驗用主梁一般是在本次試驗以前加工好的，由于試驗用主梁加工成本較高，所以同一主梁會應用到不同樁型的檢測當中。如樁型尺寸與主梁梁型不匹配就會造成基樁部分鋼筋受斜向拉力，很難保證試驗受力的均勻性，容易造成試驗基樁損壞，達不到試驗檢測的目的。

圖4 傳統單樁豎向抗拔試驗裝置

如圖5所示，這種布筋的樁型在抗拔力較大的抗拔樁應用普遍，雙層鋼筋在實際檢測過程中，采用傳統拉桿連接較為困難，焊接難度大，勉強連接后，由于拉桿間的交錯造成拉桿間相互影響，承受橫向應力，容易造成拉桿的損壞，甚至引發安全事故。

2.連接問題的解決方案

為解決類似問題，總結實踐經驗及受力分析，設計采用試驗裝置（圖6），相對于傳統檢測裝置具有適應多變性，與受檢基樁連接簡單，試驗受力穩定均勻，檢測裝置安全可靠的優點。

該裝置的要點在于：

（1）試驗用主梁可采用多梁組合的形式，最大限度的配合連接基樁鋼筋，單、雙梁安裝示意圖如圖7所示。

圖5 設計為雙層鋼筋的樁型

（2）連接用的下部吊籃可事先加工多種型號或根據當前試驗樁型加工，加工費用相對較低。鋼連接吊籃主要作用是傳遞受力，要有足夠的強度，避免在試驗過程中受力變形。

圖6 試驗裝置安裝圖

圖7 單、雙梁安裝示意圖

（3）只要安裝得當便可保證基樁鋼筋受力垂直向上，達到保護受檢基樁，順利完成試驗檢測任務的目的。

（4）如圖8所示，這種雙層鋼筋的樁型可以采用嵌套鋼圈的方式進行焊接安裝，首先將1號和2號連接鋼圈分別嵌套于基樁鋼筋的最內側和兩層鋼筋中間，然后首先完成1號鋼圈的焊接安裝，再對2號鋼筋進行焊接安裝，這樣可解決該類樁型的單樁豎向抗拔靜載試驗基樁連接的問題。

圖8 雙層鋼筋基樁的連接

四、結語

單樁豎向抗拔靜載試驗屬于現場試驗檢測的一種，而施工現場有著復雜的多變性，要做好該項工作，需要我們用不同的方案去應對實際檢測當中遇到的問題。通過對單樁豎向抗拔靜載試驗方案的改進，在實踐應用中縮短了檢測周期，保障了檢測過程的安全性，降低了檢測成本，提高了檢測數據的準確性。為我們在試驗檢測上遇到相關問題的時候，增加了可靠的選擇方案，將該項檢測項目做的更好，得出更貼近工程實際的數據，用以評定基樁實際承載能力。