摘 要：在高層建筑中，樁基礎(chǔ)是一種被普遍采用的基礎(chǔ)形式。為保證樁基安全可靠，對樁基的檢測是有必要的。本文結(jié)合工程實例，介紹了高層建筑樁基單樁豎向抗壓靜載試驗的全過程，并整理和研究了試驗結(jié)果，作出了單樁豎向抗壓靜載試驗Q～S、S～lgt曲線。試驗結(jié)果表明承載力滿足設(shè)計要求。

關(guān)鍵詞：樁基；靜載試驗；抗壓承載力；試驗荷載；Q～S曲線；S～lgt曲線

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市可利用土地也日益減少，因此，建筑物的高度向著更高的方向發(fā)展，高層建筑也越來越多。樁基礎(chǔ)是一種被高層建筑普遍采用的基礎(chǔ)形式。但由于樁基深埋于地下，隱蔽性極強，為保證樁基安全可靠，因此，樁基的檢測是十分必要的。單樁豎向承載力一直是樁基檢測的重要環(huán)節(jié)。確定單樁豎向承載力的方法有很多，但目前靜載試驗仍是確定樁身承載力最直接、最可靠的方法，應(yīng)用也最為廣泛。

1工程概況

某工程總建筑面積為27611m2，包括了19層主樓及地下室。該建筑采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁總數(shù)252根，樁身直徑最長為Ф1000mm，最短為Ф800mm，混凝土強度等級為C30～C40。

2單樁豎向抗壓靜載試驗

為了檢測樁基單樁豎向抗壓承載力，對本工程的5#樁、8#樁和13#樁進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗，基本參數(shù)如表1所示。

表1 試樁基本參數(shù)

本次試驗依據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2003），試驗方法采用錨樁反力法，用四錨樁配合“工”字形反力梁提供試驗反力，采用慢速維持荷載法進(jìn)行。

2.1試驗設(shè)備

全自動基樁靜載儀1臺；8000kN千斤頂1臺；壓力傳感器1只；位移測量容柵式數(shù)顯百分表2只；主梁采用7000mm×800mm鋼梁2根；位移測量基準(zhǔn)梁采用4000mm×60mm方鋼1根；超高壓油泵站一個。該設(shè)備總加載能力不小于8000kN。

2.2豎向抗壓試驗樁制作

試驗樁按照設(shè)計圖紙施工，樁帽進(jìn)行特別制作，為節(jié)省工期，可在樁身混凝土澆筑時一次成型，但應(yīng)注意清除浮漿。

2.3錨樁制作

配合單樁豎向抗壓靜載試驗的4根錨樁樁身尺寸按照原設(shè)計圖紙施工，樁頂標(biāo)高按照設(shè)計圖紙施工，鋼筋籠縱筋應(yīng)高出自然地面不少于500mm。在試驗時要對錨樁上拔量進(jìn)行監(jiān)測，試驗前對鋼梁應(yīng)進(jìn)行強度和剛度驗算，并對錨樁的拉筋進(jìn)行強度驗算。

2.4試樁、錨樁平面布置示意圖（如圖1A）

2.5主梁支承墩基制作（如圖1B）

圖1

圖中為試驗大梁支承墩基，其底面積為4000×900mm2；“U”形墩基的中間部分比試驗樁樁頂高660mm，兩端部分比試驗樁樁頂高1920mm；支承墩基用機制紅磚、水泥砂漿砌成，自然養(yǎng)護10d，支承墩基基礎(chǔ)應(yīng)夯實。

2.6荷載分級

本次靜載試驗的單樁豎向抗壓承載力特征值設(shè)計要求為2700kN～3600kN，根據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2003），最大試驗荷載為單樁豎向抗壓承載力極限值5#樁、13#樁為5400kN，8#樁為7200kN，當(dāng)保證樁身混凝土不被破壞時，可再施加0.5～1級荷載。根據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2003），每級加載量為預(yù)估極限荷載的1/10～1/15，第一級可按照2倍分級荷載加載。

表2單樁豎向抗壓靜載試驗荷載分級表（荷載單位kN）

本次試驗首級加載量取最大試驗荷載的2/10，以后各級取最大試驗荷載的1/10。實際荷載分級如下。本工程單樁豎向抗壓靜載試驗，在試驗加、卸荷過程，沉降觀測時間間隔及相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)還有終止加載條件都執(zhí)行《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2003）的規(guī)定。

3試驗結(jié)果及分析

3.1單樁豎向抗壓靜載試驗結(jié)果

本工程單樁豎向抗壓靜載試驗結(jié)果匯總表（見表3）。

表3各試驗點結(jié)果匯總表

本次單樁豎向抗壓靜載試驗Q～S、S～lgt曲線（見圖2）。

圖2單樁豎向抗壓靜載試驗Q～S、S～lgt 曲線

3.2單樁豎向抗壓承載力的確定

本次試驗單樁豎向抗壓承載力的確定方法遵循下列原則：

①根據(jù)沉降隨荷載變化的特征確定：對于陡降型Q～S曲線，取其發(fā)生明顯陡降的起始點對應(yīng)的荷載值。

②根據(jù)沉降隨時間變化的特征確定：取S～lgt曲線尾部出現(xiàn)明顯彎曲的前一級荷載。

③某級荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的2倍，且經(jīng)24h未達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時，取前一級荷載。

④對于緩變型Q～S曲線可根據(jù)沉降量確定，宜取S=40mm對應(yīng)的荷載值；當(dāng)樁長大于40m，時，宜考慮樁身彈性壓縮量；對于直徑大于或等于800mm的樁，可取S=0.005D（D為樁端直徑）對應(yīng)的荷載值。

⑤當(dāng)按照上述4款判定樁的豎向抗壓承載力未達(dá)到極限時，樁的豎向抗壓承載力應(yīng)取最大試驗荷載值。

3.3試驗結(jié)果分析

①從5#樁的單樁豎向抗壓靜載試驗Q～S曲線上可以看出，當(dāng)荷載最大加至5400kN時，樁頂最大沉降量為34.42mm，曲線未出現(xiàn)陡降，末級荷載作用下的樁頂沉降量為7.92mm；從卸載回彈情況看，完全卸載后樁頂殘余沉降為29.33mm，最大回彈量為5.09mm，回彈率為14.8%；從S～lgt曲線看，各級荷載對應(yīng)的沉降曲線均較平坦，未見明顯下彎?？紤]到最大試驗荷載已達(dá)到設(shè)計要求，為避免樁身混凝土受壓破壞，試驗加載至5400kN穩(wěn)定后停止加載。根據(jù)試驗結(jié)果，并依據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2003），該樁的豎向抗壓極限承載力不小于最大試驗荷載5400kN，該樁的豎向抗壓承載力特征值不小于2700kN。

②從8#樁的單樁豎向抗壓靜載試驗Q～S曲線上可以看出，當(dāng)荷載最大加至7200kN時，樁頂最大沉降量為35.07mm，曲線未出現(xiàn)陡降，末級荷載作用下的樁頂沉降量為7.21mm；從卸載回彈情況看，完全卸載后樁頂殘余沉降為29.68mm，最大回彈量為5.39mm，回彈率為15.4%；從S～lgt曲線看，各級荷載對應(yīng)的沉降曲線均較平坦，未見明顯下彎。考慮到最大試驗荷載已達(dá)到設(shè)計要求，為避免樁身混凝土受壓破壞，試驗加載至7200kN穩(wěn)定后停止加載。根據(jù)試驗結(jié)果，并依據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2003），該樁的豎向抗壓極限承載力不小于最大試驗荷載7200kN，該樁的豎向抗壓承載力特征值不小于3600kN。

③從13#樁的單樁豎向抗壓靜載試驗Q～S曲線上可以看出，當(dāng)荷載最大加至5400kN時，樁頂最大沉降量為32.64mm，曲線未出現(xiàn)陡降，末級荷載作用下的樁頂沉降量為7.04mm；從卸載回彈情況看，完全卸載后樁頂殘余沉降為28.05mm，最大回彈量為4.59mm，回彈率為14.1%；從S～lgt曲線看，各級荷載對應(yīng)的沉降曲線均較平坦，未見明顯下彎。考慮到最大試驗荷載已達(dá)到設(shè)計要求，為避免樁身混凝土受壓破壞，試驗加載至5400kN穩(wěn)定后停止加載。根據(jù)試驗結(jié)果，并依據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2003），該樁的豎向抗壓極限承載力不小于最大試驗荷載5400kN，該樁的豎向抗壓承載力特征值不小于2700kN。本工程檢測的3根試驗樁的單樁豎向抗壓承載力特征值分別為：5#樁為2700kN；8#為樁3600kN；13#為樁2700kN，均滿足設(shè)計要求。限于本文篇幅，8#樁與13#樁的Q～S、S～lgt曲線不再一一介紹。

4結(jié)語

雖然單樁豎向抗壓承載力靜壓試驗耗時長、成本較高，但其直觀性和可靠性是其他檢測方法無法比擬的。但需要注意的是，在嚴(yán)格執(zhí)行國家規(guī)范的同時，針對特殊地區(qū)，必須認(rèn)真研究和加以解決，才能使單樁靜壓試驗客觀地、科學(xué)地反映樁基工程的特性。

參考文獻(xiàn)

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