提高復合地基增強體單樁豎向抗壓靜載試驗準確性探討

■林葉茂

(福建省交通規劃設計院，福州 350004）

1 前言

近些年，復合地基增強體處理方法在福建沿海軟土地基處理設計中被廣泛應用，由于該方法比常規軟土地基處理方法節約了大量時間而受到親睞。現在沿海地區有些復合地基增強體地基處理路段由于單樁承載力未達到設計要求造成一些質量問題，例如縱向裂縫、局部下沉、鼓包等。這些問題造成交通封道維修，給市民出行造成不必要麻煩，甚至影響通行安全。本文通過對復合地基增強體單樁豎向抗壓靜載試驗試驗在復合地基單樁承載力檢測中的應用分析，針對現場數據采集中一些值得注意的問題,作了初步的分析。

2 檢測原理及方法簡介

（1）復合地基增強體單樁豎向抗壓靜載試驗是在樁的頂部逐級施加豎向壓力，觀測樁頂部隨時間產生的沉降，以確定相應的單樁豎向抗壓承載力的試驗方法。試樁的預估最大加載量為設計單樁承載力2 倍，分級加載，千斤頂所需的反力由砼塊壓重平臺承擔。試驗采用慢速維持荷載法，樁頂沉降量測讀時間如下：

①加載時：每級荷載加載后第一小時內按5、15、30、45、60min 各測讀一次，以后每隔半小時測讀一次，直到達到相對穩定標準后加下一級荷載。

②卸載時：每級荷載維持一小時，按15、30、60min 各測讀一次；卸載至零后，測讀殘余沉降量，維持時間為3h。

(2)相對穩定標準：每小時沉降量不超過0.1mm,且連續出現兩次。

3 提高準確性方法

3.1 詳細收集資料

檢測前檢測方應會同設計、建設、監理，施工收集工程地質勘察報告、施工記錄、壓樁記錄、現場工作日志等資料，明確受檢樁的設計單樁承載力、樁長、接樁情況、樁所處位置

地下水是否豐富、施工過程有無異常情況。根據此資料,分析可能出現缺陷。如20m 增強體，由12m 和8m 接樁，那接縫處易產生缺陷。

3.2 注意樁頭狀況

(1)增強體在施工過程中樁頭可能產生破損、單樁豎向抗壓靜載試驗過程中壓重平臺反力裝置提供壓力集中在樁頭,易使樁頭壓碎，嚴重影響檢測效果,甚至造成誤判現象。建議在檢測前務必檢查樁頭，不符合檢測條件的樁頭要進行切除，在距樁頂一倍樁徑范圍內樁身宜用3～5mm 鋼板圍裹（圖1），達到要求后方可進行檢測。

圖1

(2)要檢查樁垂直度，樁垂直度應符合現行規范要求（圖2）。

圖2

3.3 準確掌握壓重平臺反力裝置安裝要點

(1)采用壓重平臺反力裝置時，要對鋼梁強度和變形進行驗算。

(2)千斤頂實際合力中心與樁身在同一軸線上，防止偏心。

(3)要有足夠的支座承載力，防止主梁壓實千斤頂，采集試驗數據不真實，造成檢測結果誤判（圖3）。

圖3

(4)試驗前，要先檢查油管是否漏油，漏油油管要更換。

4 通過取芯法、低應變法相互驗證的實例

(1)例1

由福建省交通規劃設計院承擔檢測福建高速公路沿海某軟基工程中,本工程應用復合地基增強體處理技術，其樁徑為500mm，樁體長度在11.5m，樁端持力層是卵石，并且按照正方形的形狀進行了布置，設計單樁豎向抗壓承載力極限值878.4kN。試樁參數如表1。

表1 試樁概況表

本工程采用單樁豎向抗壓靜荷載試驗方法檢測單樁承載力，分析試驗數據得出并繪出Q-s 曲線如圖4、5，兩根試樁結果如表2。

表2 單樁豎向抗壓靜載試驗結果匯總表

圖4 2-1 樁號Q-S 曲線圖

圖5 6-4 樁號Q-S 曲線圖

通過對實例的兩根增強體單樁承載力數據比較，受檢樁2-1 的單樁承載力未達到設計要求，受檢樁6-4的單樁承載力達到設計要求。

為了查找使受檢樁2-1 單樁承載力未達到設計要求的原因，可以用低應變對受檢樁進行樁身完整性檢測。

圖6 受檢樁2-1 波形特征：無11.5m 樁端明顯反射信號，可見約5m 處缺陷引起的二次反射信號。樁身完整性評價是樁身約5m 處明顯缺陷。

圖6 2-1 受檢樁波形

圖7 受檢樁6-4 波形特征：樁端反射較明顯，波形基本正常。樁身完整性評價是樁身基本正常。根據圖6、7 分析，受檢樁2-1 樁身明顯缺陷是造成單樁承載力未達到設計要求主要原因。

圖7 6-4 受檢樁波形

（2）例2

樁長13m、樁徑500mm 的CFG 樁，設計單樁承載力特征值是216.27kN,實測單樁承載力特征值是127kN，現場通過取芯法驗證樁身質量。

從圖8 取芯法顯示，樁身7.74m 處有混凝土用砂，樁身嚴重離析。

（3）例3

樁長10.5m、樁徑500mm 的CFG 樁，設計單樁承載力特征值216.27kN,實測單樁承載力特征值達到設計要求,現場通過取芯法驗證樁身質量。

圖8 CFG 樁現場取芯結果

圖9 CFG 樁現場取芯結果

從圖9 取芯法顯示，芯樣連續完整、斷口吻合、呈柱狀，實測芯樣長度與施工樁長相符。

5 結束語

（1）在現場檢測中重視每個檢測細節，包括資料的搜集、樁頭處理情況、壓重反力平臺安裝、儀器參數的設置等。

（2）在復合地基增強體單樁豎向抗壓靜載試驗檢測中注意和低應變法、取芯法相結合應用，盡管復合地基增強體單樁豎向抗壓靜載試驗的檢測費用同低應變法、取芯法比較相對較高，前期準備復雜，一定程度上限制了復合地基增強體單樁豎向抗壓靜載法的應用。應注意其與低應變法、取芯法相結合有助于分析樁身完整性和持力層，三者密切聯系才能使檢測時間最省，檢測效果最好。

[1]羅騏先，王五平.樁基工程檢測手冊.北京：人民交通出版社（第3版），2010（08）.

[2]徐宏,何淼.公路基礎工程試驗檢測技術手冊.北京：人民交通出版社，2009（第1 版）.