曹文婷

(貴州省質(zhì)安交通工程監(jiān)控檢測(cè)中心有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550000)

0 引 言

貴州省基礎(chǔ)建設(shè)日新月異，為達(dá)成省交通廳的高速：“6橫7縱8聯(lián)”及4個(gè)城市環(huán)線”的戰(zhàn)略。貴州高速公路在建設(shè)過程中難免遇到軟土地基，而樁基作為軟土處理的一種方式被大量使用，而作為處理軟土的基樁承載力成為檢驗(yàn)處理效果的重要指標(biāo)。

在檢測(cè)過程中一般檢驗(yàn)豎向荷載下的基樁承載力，而豎向荷載下的基樁承載力體現(xiàn)了樁在豎向荷載作用下可以保證正常使用條件下的最大荷載，其合格與否與樁本身的性能和設(shè)計(jì)允許的沉降量有關(guān)。檢測(cè)方法分為兩種：第1類為直接法是采用實(shí)測(cè)或是靜荷載試驗(yàn)方法確定，第2類為間接法采用測(cè)得的樁端承載力和樁側(cè)阻力帶入公式求的。國(guó)內(nèi)外學(xué)者也對(duì)這兩類方法做了大量的研究，其中Mattes和Poulos采根據(jù)所做的試驗(yàn)和理論相結(jié)合并采用，從而得到關(guān)于影響樁土體系荷載傳遞規(guī)律的影響因素；劉建華通過采用試驗(yàn)和理論結(jié)合方式對(duì)在巖質(zhì)邊坡下的樁基橋墩進(jìn)行分析并得出雙排樁基的結(jié)構(gòu)內(nèi)里和樁后巖(土)體壓力的分布規(guī)律。

本文結(jié)合實(shí)際工程采用靜荷載試驗(yàn)方法對(duì)處理軟土路基基樁樁承載力進(jìn)行試驗(yàn)研究，已獲得基樁在豎向荷載的變形規(guī)律，并檢驗(yàn)基樁處理的工程質(zhì)量。

1 工程概況

貴州省某高速公路第4合同段K33+300～K33+600段軟土路基采用C20素混凝土樁進(jìn)行增強(qiáng)處理。C20素混凝土樁設(shè)計(jì)直徑為0.45 m，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為10 m，總樁數(shù)為5153根。設(shè)計(jì)單樁承載力特征值為0.4 MPa。

2 基樁承載力試驗(yàn)案

2.1 試驗(yàn)原理

單樁靜載荷試驗(yàn)是用于測(cè)定在豎向荷載作用下樁體承載能力的一直原位測(cè)試方法。在單樁完成施工后，對(duì)樁體采用分級(jí)加載的的方式施加荷載，并記錄分級(jí)加載過程中不同時(shí)間的沉降量，然后通過計(jì)算得到所試驗(yàn)樁的承載力。本次試驗(yàn)按《建筑地基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》JGJ340-2015的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，采用堆載提供反力進(jìn)行荷載試驗(yàn)。

2.2 試驗(yàn)荷載

根據(jù)《建筑地基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》JGJ 340-2015第6.1.2條關(guān)規(guī)定，本次單樁載荷試驗(yàn)最大加載量應(yīng)不小于3.14×0.45×0.45÷4×400×2=127.17 KN，試驗(yàn)時(shí)取135 KN。

本次單樁靜載荷試驗(yàn)的加載反力采取壓重平臺(tái)反力裝置，設(shè)置兩個(gè)支墩。壓重平臺(tái)反力裝置提供的反力不小于135×1.2=162 KN。

2.3 試驗(yàn)準(zhǔn)備

(1)檢測(cè)前，施工單位應(yīng)將樁頂浮漿或松散、破損部分鑿除，露出堅(jiān)硬的混凝土表面；樁頂表面應(yīng)平整干凈。

(2)樁頂標(biāo)高、地基土的標(biāo)高都應(yīng)滿足設(shè)計(jì)所要求的高度。

(3)施工單位應(yīng)配合搭設(shè)好壓重平臺(tái)反力裝置，壓重應(yīng)在試驗(yàn)前一次性加足，并應(yīng)均勻穩(wěn)固地放置于平臺(tái)上。

2.4 試驗(yàn)方法

(1)千斤頂?shù)暮狭χ行?、承壓板中心?yīng)與受檢樁中心在同一鉛垂線上。

(2)沉降量采用兩個(gè)量程為50 mm的百分表進(jìn)行測(cè)量；兩個(gè)百分表對(duì)稱安裝在承壓板上，各百分表距承壓板邊緣的距離一致，約為25～50 mm；百分表應(yīng)固定在基準(zhǔn)梁上。

(3)試驗(yàn)時(shí)采用慢速維持荷載法。

(4)加載分級(jí)：按最大加載量的1/10逐級(jí)等量加載，其中第1級(jí)取分級(jí)荷載的2倍即第1級(jí)加載27 KN，之后第2級(jí)至第9級(jí)每級(jí)加載13.5 KN。

(5)采用27 KN進(jìn)行分級(jí)卸載(27 KN為每級(jí)加載的2倍)。

(6)加、卸載時(shí)荷載不能產(chǎn)生沖擊，不連續(xù)、不均勻傳遞的現(xiàn)象，且在每級(jí)荷載加載后維持荷載上下浮動(dòng)不得超過過分級(jí)荷載的10%。

(7)每施加一級(jí)荷載后，按第5 min、15 min、30 min、45 min、60 min測(cè)讀樁頂沉降量，然后每30 min讀一次百分表的讀數(shù)。

(8)當(dāng)樁頂沉降速率達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，再施加下一級(jí)荷載。樁頂沉降相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：每1 h內(nèi)樁頂沉降量不超過0.1 mm，并連續(xù)出現(xiàn)兩次，從分級(jí)荷載施加后的第30 min開始，按1.5 h連續(xù)三次每30 min的沉降觀測(cè)值計(jì)算。

(9)在卸載的過程中沒記荷載要保證加載時(shí)間不少于1 h，在0.25 h、0.5 h和1 h的時(shí)刻讀取百分標(biāo)的和讀數(shù)；當(dāng)荷載全部卸載完成后，還需要在測(cè)讀百分表3 h，分別在0.25 h、0.5 h、1 h、2 h和3 h的時(shí)候讀取百分表的讀數(shù)。

2.5 終止加載條件

當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，即可終止加載。

(1)當(dāng)P-S圖像上出現(xiàn)陡降段，且樁頂?shù)睦塾?jì)沉降量大于40 mm；

(2)在某次分級(jí)加載下此次加載的沉降量大于上一級(jí)加載所產(chǎn)生沉降量的2倍，并在24 h百分表數(shù)值仍有變化的。

(3)樁身發(fā)生破壞，其頂部變形陡然變大；

(4)P-S曲線變化趨于平緩，樁頂累計(jì)沉降量大于70 mm；當(dāng)樁深大于25 m，加載需等到樁頂累計(jì)沉降量大于90 mm；

(5)加載至要求的最大試驗(yàn)荷載，且承壓板沉降速率達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。

3 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析

各試驗(yàn)點(diǎn)單樁承載力特征值，單樁靜載荷試驗(yàn)結(jié)果見表1，其1～4號(hào)試驗(yàn)點(diǎn)的P-S曲線圖如圖1所示。

圖1 K33+300～K33+600段填方邊坡治理單樁靜載荷試驗(yàn)

由試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果表1和P-S可以看出K33+300～K33+600段填方邊坡治理段抽檢檢測(cè)樁基4根，各試驗(yàn)點(diǎn)均加載至最大試驗(yàn)加載荷載135 KN，P-S曲線平緩，未出現(xiàn)陡降段，樁的平均沉降量約為24.81 mm，沉降量與平均值最大偏差約為2.9 mm，約占平均值的11.98%大于5%，說明施工質(zhì)量或是成樁質(zhì)量還是有所差異，需要進(jìn)一步提高。但各個(gè)樁的沉降量均小于最大設(shè)計(jì)沉降量400 mm，同時(shí)單樁承載力試驗(yàn)特征值均大于設(shè)計(jì)特征值(0.4 MPa)，滿足設(shè)計(jì)要求。

對(duì)于樁身質(zhì)量控制的建議：(1)首先從樁體的原材材料控制，因?yàn)榛炷翗兜膹?qiáng)度主要是靠混凝土強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)的，所以混凝土的質(zhì)量直接決定了樁體的質(zhì)量，而組成混凝土的原材料水泥、砂、石、外加劑等質(zhì)量的好壞也決定了混凝土的質(zhì)量，所以需要保證原材了得質(zhì)量，加大對(duì)成樁樁混凝土原材料的檢驗(yàn)。(2)對(duì)成樁的施工方法進(jìn)行控制；首先成孔質(zhì)量要有所保證，樁徑、垂直度、沉渣厚度是保證樁基承載力的關(guān)鍵性因素，成孔的質(zhì)量的好壞直接會(huì)影響成樁的好壞。一旦成孔出現(xiàn)現(xiàn)問題，成樁質(zhì)量后就很難處理，所以加強(qiáng)過程中對(duì)成孔質(zhì)量的檢測(cè)，檢測(cè)內(nèi)容包括：中心位置、孔徑、傾斜度、孔深、沉淀厚度、清孔后泥漿指標(biāo)。(3)在成樁的過程中要保證關(guān)鍵設(shè)備充足，保證混凝土的可以連續(xù)貫入；混凝土的和易性良好；在提拔導(dǎo)管時(shí)要通過測(cè)量混凝土的灌注深度空已拆下導(dǎo)管的長(zhǎng)度。

4 結(jié) 論

通過分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得K33+300～K33+600段填方邊坡治理段軟土路基處抽檢檢測(cè)樁基4根，各試驗(yàn)點(diǎn)均加載至最大試驗(yàn)加載荷載135 KN，P-S曲線平緩，沉降量均小于最大設(shè)計(jì)沉降量400 mm，同時(shí)單樁承載力試驗(yàn)特征值均大于設(shè)計(jì)特征值(0.4 MPa)，滿足設(shè)計(jì)要求。并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)所得試驗(yàn)樁的沉降量最大偏差與平均值的比值為11.98%大于5%，說明施工或成樁質(zhì)量有所差異，還需從樁基的原料、成孔質(zhì)量和施工的工藝中進(jìn)一步控制。