(沈陽工學(xué)院，沈陽 110122)

1 概 述

靜載試驗是模擬建筑荷載條件確定試驗對象承載力的原位測試方法。將荷載分級施加到試驗對象上，同時觀測分級荷載作用下的沉降量，最后繪制荷載與沉降等關(guān)系曲線，依據(jù)規(guī)范確定承載力特征值。

某工程庫房地基采用擠密碎石樁復(fù)合地基。擠密碎石樁設(shè)計參數(shù)：正三角形布樁，間距1.4m、樁徑1000mm、樁長11.0m，處理后單樁豎向承載力不低于750kN。為校核樁的承載力能否滿足設(shè)計要求，根據(jù)工程實際情況及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，特采用靜力載荷測試儀對其中的1根樁進行檢測試驗。

此次檢測儀器設(shè)備包括：1臺3200kN千斤頂、1套靜力載荷測試儀、百分表、壓力表等。

檢測條件：樁齡期超過28d。

2 檢測原理和方法

靜載試驗采用慢速維持荷載法，即逐級施加荷載，每級荷載達到相對穩(wěn)定后加下一級荷載。試驗加荷、測讀荷載及沉降均由儀器自動完成。

2.1 試驗設(shè)備

a.反力系統(tǒng)：采用壓重平臺反力裝置，砂袋配重。

b.加荷系統(tǒng)：單樁豎向抗壓靜載試驗使用與樁徑等面積(φ=1.0m)的圓形鋼質(zhì)載荷板，試驗載體為單樁。荷載量及沉降量通過壓力表和對角對稱安裝的百分表讀數(shù)記錄；采用1臺3200kN千斤頂加荷，由連于千斤頂?shù)膲毫Ρ頊y定油壓，根據(jù)千斤頂率定曲線換算荷載值,最大加載1500kN。

c.觀測系統(tǒng)：由安裝在載荷板兩側(cè)的大行程百分表量測沉降值。固定和支承百分表的夾具和基準(zhǔn)梁在構(gòu)造上應(yīng)確保不受氣溫、振動及其他外界因素影響而發(fā)生豎向變位。

2.2 試驗方法

試驗采用慢速維持荷載法。按一定要求將荷載分級加到試驗樁上，每級荷載維持不變直到樁頂下沉量增量達到規(guī)定的相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，方可加下一級荷載。當(dāng)達到規(guī)定的終止試驗條件時，停止加荷。

a.荷載分級：此次加載每級荷載值為150kN，共分10級，總計加載1500kN，第一級按分級荷載的兩倍加載。

b.測讀樁沉降量的間隔時間:每級加載后第 10、10、10、15、15(min)時各測讀一次，以后每隔30min測讀一次。

c.相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)；每1h的沉降增量不超過0.1mm，并連續(xù)出現(xiàn)兩次(由1.5h內(nèi)連續(xù)3次觀測值計算)，則認(rèn)為已達到相對穩(wěn)定，可加下一級荷載。

d.終止加載條件:當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一，即可終止加載：

?當(dāng)荷載～沉降(Q～S)曲線上有可判定極限承載力的陡降段，且樁頂總沉降量超過4Omm；?某級荷載作用下，樁的沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的兩倍，且經(jīng)24h尚未達到相對穩(wěn)定。

3 檢測結(jié)果與分析

3.1 單樁靜力載荷試驗檢測結(jié)果的評價標(biāo)準(zhǔn)

3.1.1 確定單樁極限荷載

a.根據(jù)沉降隨荷載的變化特征確定:

? 取Q～s曲線(采用Q軸與s軸成1∶1的比例繪制)發(fā)生明顯陡降的起始點(第二拐點)所對應(yīng)的荷載為極限荷載。

? 取S～lgQ曲線出現(xiàn)陡降直線段的起始點所對應(yīng)的荷載為極限荷載。

? 取S～lgQ曲線第二段直線與第三段直線的交點所對應(yīng)的荷載為極限荷載。

? 當(dāng)Q～s曲線(采用Q軸與s軸成1∶1的比例繪制)為緩變形時，取樁頂總沉降量為40mm時所對應(yīng)的前一極荷載為該點的極限荷載。

b. 根據(jù)沉降隨時間的變化特征確定:

取s～lgt曲線尾部出現(xiàn)明顯向下彎曲的前一級荷載為極限荷載。

c. 當(dāng)有多根試樁資料，且滿足其極差不超過平均值的30%時，可取其平均值為單樁豎向極限承載力。極差超過平均值的30%時，宜增加試樁數(shù)量并分析離差過大的原因。

試驗樁的沉降量檢測試驗結(jié)果見表1。

表1樁的沉降量檢測試驗記錄

序號荷載/kN歷 時/min沉 降/mm本級累計本級累計00000.000.00130090901.211.2124501202101.192.4036001203301.183.5847501504801.304.8859001506301.276.15610501808101.417.56712001809901.859.418135021012001.7111.129150021014102.0513.17101200601470-0.3112.8611900601530-0.2812.5812600601660-0.7911.7913300601720-0.9610.831401801900-1.419.42最大沉降量:13.17mm最大回彈量:3.75mm回彈率:28.47%

試驗樁的荷載與沉降量關(guān)系曲線見圖1，時間與沉降量關(guān)系曲線見圖2，沉降量與荷載對數(shù)關(guān)系曲線見圖3。

圖1 荷載與沉降量關(guān)系曲線

圖2 時間與沉降量關(guān)系曲線

圖3 沉降量與荷載對數(shù)關(guān)系曲線

3.1.2 單樁豎向承載力特征值的確定

單樁豎向極限承載力取單樁豎向極限承載力統(tǒng)計值的1/2。

試驗樁單樁承載力特征值見表2。

表2樁的承載力特征值

序號試驗樁號750kN對應(yīng)沉降值Sv/mm承載力特征值Ra/kN質(zhì)量評價1T24.88≥750滿足設(shè)計要求

3.2 單樁復(fù)合地基靜力載荷試驗結(jié)果

通過對各試驗點Q～s、s～lgt以及相關(guān)曲線綜合分析，單樁豎向荷載試驗總沉降量為13.17mm，Q～s曲線呈漸進的圓滑型曲線，因此取最大加荷值(1500kN)的一半(750 kN)作為T2號樁單樁承載力特征值。

4 檢測結(jié)論

根據(jù)靜力載荷試驗結(jié)果分析，試驗樁的承載力特征值不低于750kN，單樁承載力特征值滿足設(shè)計要求。單樁豎向抗壓試驗主要用于確定單樁豎向抗壓極限承載力，驗證單樁承載力特征值是否滿足設(shè)計要求，且操作規(guī)范、科學(xué)合理，有很強的可操作性，經(jīng)濟可行。在工程實踐中，有很大的現(xiàn)實意義。