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(shè)中，樁基礎(chǔ)占據(jù)重要的位置，并且廣泛被建筑建筑工程使用，不同建設(shè)項(xiàng)目下存在不同的建筑工程的建設(shè)環(huán)境，針對地質(zhì)條件比較差的區(qū)域施工通常都會選用樁基礎(chǔ)，并且樁基礎(chǔ)可以滿足某些對建筑要求高的施工項(xiàng)目，其建筑的穩(wěn)定性達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)條件。樁端發(fā)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(fù)荷，因此需要重視對樁基礎(chǔ)的設(shè)計，保證建筑的穩(wěn)定性。其和基臺共同構(gòu)建成樁基礎(chǔ)，樁基自身承受來自上部的軸向荷載，維持建筑的安全和穩(wěn)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(qiáng)的抗壓承載力，支撐來自上部結(jié)構(gòu)的壓力。近年來，為了保證建筑工程樁基的合格性，陸續(xù)研究出多種測試方法，充分結(jié)合了各種樁基形式和特點(diǎn)，保證了建筑工程的質(zhì)量。鑒于樁基工程的重要性以及實(shí)際項(xiàng)目的多樣性、復(fù)雜性，本文歸納總結(jié)了現(xiàn)行國家規(guī)范中包括常用靜載試驗(yàn)在內(nèi)的多項(xiàng)單樁豎向承載力檢測的相關(guān)方法，并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)闡述具體應(yīng)用。

1 靜載試驗(yàn)

靜載試驗(yàn)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(jìn)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(jìn)行測量和設(shè)定，通常會使用精密壓力表進(jìn)行量測，保證數(shù)值的精確性。當(dāng)樁基的承載力測試可以達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)時，需要對有沉降要求的進(jìn)行測試沉降量，測試人員使用大量程百分表實(shí)現(xiàn)對所需數(shù)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(yàn)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(chǎn)生的沉降，從而確定相應(yīng)的單樁豎向抗壓承載力。樁基靜載試驗(yàn)的檢測數(shù)量不應(yīng)少于同一條件下樁基分項(xiàng)工程總樁數(shù)的1%，且不應(yīng)少于3 根；當(dāng)總樁數(shù)小于50 根時，檢測數(shù)量不應(yīng)少于2 根。

適用范圍為：①設(shè)計等級為甲級的樁基；②施工前未進(jìn)行試樁，并未進(jìn)行單樁靜載試驗(yàn)的工程；③施工前進(jìn)行了單樁靜載試驗(yàn)，但施工過程中變更了工藝參數(shù)或施工質(zhì)量出現(xiàn)了異常；④地基條件復(fù)雜、樁施工質(zhì)量可靠性低；⑤本地區(qū)采用的新樁型或新工藝；⑥施工過程中產(chǎn)生擠土上浮或偏位的群樁。樁基靜載試驗(yàn)的檢測數(shù)量不應(yīng)少于同一條件下樁基分項(xiàng)工程總樁數(shù)的1%，且不應(yīng)少于3 根；當(dāng)總樁數(shù)小于50 根時，檢測數(shù)量不應(yīng)少于2 根。

靜載試驗(yàn)主要測試原理是通過反力裝置實(shí)現(xiàn)的，結(jié)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(dá)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(dá)到預(yù)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(jìn)行計算，錨樁單獨(dú)是不可以實(shí)現(xiàn)反力效果，需要有反力架的支持，兩者共同構(gòu)成反力裝置，共同協(xié)調(diào)和配合，結(jié)合工程的加載量進(jìn)行決定應(yīng)該使用多少錨樁數(shù)量，通常情況下會采用4 根，就足以達(dá)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(dá)4 萬千牛，極限值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于錨樁法，當(dāng)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(xiàng)目。

2 深層平板載荷試驗(yàn)或巖基平板載荷試驗(yàn)

對于端承型大直徑灌注樁，當(dāng)受設(shè)備或現(xiàn)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(yàn)或巖基平板載荷試驗(yàn)，檢測數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的1%，且不應(yīng)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(yīng)與孔徑一致）載荷試驗(yàn)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(yàn)確定極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，也可通過直徑為0.3m 嵌巖短墩載荷試驗(yàn)確定極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值和極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值和極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值通過埋設(shè)樁身軸力測試元件由靜載試驗(yàn)確定。并通過測試結(jié)果建立極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值和極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值與土層物理指標(biāo)、巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度以及靜力觸探等土的原位測試指標(biāo)間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，以經(jīng)驗(yàn)法確定單樁豎向極限承載力。

3 高應(yīng)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(yīng)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(chǎn)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(shí)時反映出樁身的反應(yīng)數(shù)據(jù)，測試人員會在樁頂一處安置力和加速度傳感器，結(jié)合外界作用力的情況下形成應(yīng)力波信號，隨后進(jìn)行分析為力和速度時程曲線，便得出一定的變化規(guī)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(yīng)力波理論，為數(shù)據(jù)的精確性提供有效的依據(jù)。

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(jiān)測預(yù)制樁打入時的樁身應(yīng)力錘擊能量傳遞比，為選擇沉樁工藝參數(shù)及樁長提供依據(jù)。預(yù)制樁和滿足高應(yīng)變法適用范圍的灌注樁，可采用高應(yīng)變法檢測單樁豎向抗壓承載力，檢測數(shù)量不宜少于總樁數(shù)的5%，且不得少于5 根。對于大直徑擴(kuò)底樁和預(yù)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(yīng)變法進(jìn)行豎向抗壓承載力檢測。進(jìn)行灌注樁的豎向抗壓承載力檢測時，應(yīng)具有現(xiàn)場實(shí)測經(jīng)驗(yàn)和本地區(qū)相近條件下的可靠對比驗(yàn)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(huán)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(yīng)能力。在測試過程中，不會出現(xiàn)有一定限制的狀況，其加載能力也是可以跟隨試樁要求進(jìn)行一定的調(diào)整。測試持續(xù)的時間較短，采用自平衡法進(jìn)行測試樁基豎向承載力所產(chǎn)生的基本費(fèi)用在靜載試驗(yàn)和高應(yīng)變法費(fèi)用之間，但是自平衡法不支持工程的樁隨機(jī)抽檢，因?yàn)槠湓跍y試前需要進(jìn)行埋設(shè)荷載箱，對完成隨機(jī)抽檢存在較大的困難。

自平衡法是用于檢測樁身平衡點(diǎn)處于樁下部的大直徑混凝土灌注樁承載力的檢測方法?；鶚冻休d力自平衡法是將荷載箱放置在樁身平衡點(diǎn)或樁底位置，通過利用其荷載箱實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的加載，對每一段的位移和承載力進(jìn)行測試，對樁基進(jìn)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(shù)量應(yīng)符合如下規(guī)定：①為設(shè)計提供依據(jù)時，測試數(shù)量按設(shè)計要求執(zhí)行，在相同條件下不應(yīng)少于3根；②用于工程樁檢測時，測試數(shù)量不應(yīng)少于同一條件下樁基分項(xiàng)工程總樁數(shù)的1%，且不應(yīng)少于3 根，當(dāng)總樁數(shù)小于50 根時，測試數(shù)量不應(yīng)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(shù)性問題，目前我國在自平衡法無論是技術(shù)上還是應(yīng)用上，都存在較大的進(jìn)步空間，檢測技術(shù)還有待成熟和完善，其主要問題具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

4.1 正、負(fù)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(zhì)量。自平衡法實(shí)現(xiàn)測試過程中荷載箱上段樁樁側(cè)摩阻力屬于負(fù)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(fù)摩阻力的問題，自平衡法需要進(jìn)一步得到技術(shù)的完善和優(yōu)化，需要采取一定的措施實(shí)現(xiàn)自平衡法效益的最大化。

4.2 平衡點(diǎn)的準(zhǔn)確定位問題

自平衡法在試驗(yàn)過程中需要依靠平衡分割點(diǎn)支持，因此這就成為此方法成敗的重要因素，試驗(yàn)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(diǎn)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(fù)摩阻力需要要求與下段樁的總阻力相等。在實(shí)際試驗(yàn)過程中存在一定的多樣性和復(fù)雜性，工程的檢測人員對平衡點(diǎn)的判斷不能驚醒明確的判斷，將極大程度的影響了試驗(yàn)的失敗。目前缺少尋找平衡點(diǎn)的實(shí)用方法，測試工程中影響因素又存在很多，影響試驗(yàn)結(jié)果，因此，平衡點(diǎn)的準(zhǔn)確定位仍需要不斷的研究，保證自平衡法的實(shí)用性。

5 結(jié)論

樁基豎向承載力檢測是樁基工程的重要內(nèi)容，鑒于樁基的重要性以及實(shí)際項(xiàng)目的多樣性、復(fù)雜性，為做到樁基工程安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量，本文歸納總結(jié)了現(xiàn)行國家規(guī)范中樁基承載力檢測的相關(guān)方法和規(guī)定，結(jié)合設(shè)計要求及現(xiàn)場實(shí)際情況，選擇適宜的檢測方法，供相關(guān)工程人員參考。