葉曉環(huán)

關于合理確定工程樁靜載檢測的探討

葉曉環(huán)

工程項目施工建設過程中，由于不同的樁基安全可靠性、變形大小以及承載力等存在著一定的差異性，因此也對工程樁靜載檢測提出了更高的要求。本文將對工程樁靜載檢測技術類型、樁土荷載傳遞機理進行分析，并在此基礎上就基樁檢測過程中的誤差問題，談一下筆者的觀點和認識，以供參考。

工程樁；靜載檢測；荷載傳遞機理；基樁檢測誤差；研究

工程項目施工建設過程中，尤其是軟土層擬建場地，如果沒有充分考慮軟土在檢測過程中的正摩擦、應用負摩擦影響，則無法準確確定工程樁靜載檢測方案，也無法準確反映工程樁受力情況，容易出現嚴重的安全隱患和施工質量問題，因此加強對工程樁靜載檢測確定問題研究，具有非常重大的現實意義。

1　工程樁靜載檢測技術類型

在當前工程樁靜載檢測過程中，所采取的技術手段主要有兩種，慢速維持荷載法、快速維持荷載法。其中，慢速維持荷載法主要是在試驗時，樁的某級沉降達到相對穩(wěn)定標準時，才能對下級采取加荷載試驗措施。對于快速維持荷載方法而言，即按照固定時間間隔進行加載。慢速維持荷載技術方法，在的喪氣試驗樁、工程樁豎向抗壓承載力檢測過程中，應當最為廣泛，而且應用效果也非常的好。在工程樁豎向抗壓靜載試驗過程中，還可選擇技術手段。以單樁豎向承載力檢測為例，下列工程應進行靜載試驗；一級建筑樁基；地質條件復雜、確定單樁承載力可靠性低、樁數多的二級建筑樁基；有爭議的樁基工程；本地區(qū)新樁型或應用新施工工藝的樁基工程。單樁豎向靜載試驗的檢測數量不應小于總樁數的1%，且不應少于3根，工程總樁數在50根以內時不應少于2根。較之于慢速維持荷載技術手段來說，快速維持荷載技術的誤差、實際基樁檢測問題等，在工程樁靜載檢測過程中，如何選擇合理的檢測技術和方法，備受關注。

2　土荷載傳遞基本機理

實踐中可以看到，當樁頂承受一定的豎向荷載時，樁身上部位置就會最先出現壓縮現象，而且樁土會隨之發(fā)生位移，被側受向上摩阻力作用，樁頂作用荷載經側摩阻力傳至樁周土。在此過程中，樁身承受的荷載、變形等，會隨之不斷地遞減，并且隨荷載的增加樁身壓縮量也會變大，樁身下部側面土摩阻力增大，形成側土剪切變形。因樁身強度、剛度等都非常的大，所以樁身會在很短的時間內發(fā)生壓縮變形，通常僅與樁頂荷載有關。如圖1所示，其反映的是樁壓縮變形的三個階段，即先期壓縮變形、彈塑變形以及塑變形階段。從曲線上可找到比例界限點、屈服荷載點以及極限荷載點和破壞荷載點；比例界限是自曲線上起始的擬直線段終點荷載值，屈服荷載則是曲線上曲率最大位置處的對應荷載。對于極限荷載而言，主要是在曲線上極限位移；對于荷載破壞荷載而言，即曲線切線平行于S軸的荷載。在荷載作用下，樁頂沉降量通常會隨著時間的推移而不斷的增加，但是沉降量逐漸趨于穩(wěn)定狀態(tài)。如圖2所示，以指數形式逐漸衰減，而且沉降最終將趨向于漸近線形狀，快速法、慢速法靜載荷試驗過程中的各級荷載維持時間下的沉降量，無法滿足穩(wěn)定沉降之要求。通過大量的工程樁靜載荷試驗發(fā)現，彈性變形、整體剪切破壞階段，壓縮變形在相對較短的時間內即可表現出來；受荷載影響，彈塑變形階段的變形一般需較長的時間，而且受荷載影響比較大，因此較之于慢速維持荷載法，加荷速率較快時的變形特性可表現出來。沉降值較小時，沉降無法達到穩(wěn)定狀態(tài)。

圖1　Q-s曲線圖

圖2　s-t曲線圖

3　工程樁檢測誤差問題研究

3.1慢速維持荷載技術

對于慢速維持荷載技術而言，在每一級荷載下維持時間相對都比較長，而且與工程結構承載狀態(tài)特別接近，所以在基樁豎向抗壓承載力檢測過程中應用非常的廣泛。慢速維持荷載技術應用過程中的誤差，主要體現在如下幾點∶①加載分級誤差。在判定實際承載力時，因現行的規(guī)范標準對基樁豎向抗壓承載力的確定更多考慮的是“安全”問題，所以會導致承載力判定值偏小一些，通常誤差在7～10%之間。③加載操作過程中產生的誤差問題。通常情況下，慢速荷載維持技術方法的相對穩(wěn)定標準為每小時樁頂沉降量應當控制在0.1mm范圍之內，連續(xù)不能超過兩次。在具體的檢測過程中，當工程樁在某級荷載作用下出現下沉現象時，千斤頂會自動卸載，導致該級荷載減小；基于此，筆者認為建議將穩(wěn)定標準定為每小時0.25mm，或者本級維持時間超過兩個小時的，均可對下級進行加載。③承載力判定出現了誤差問題。在判定承載力時，通常是根據試驗所得的Q-s曲線、s-t曲線對其進行確定。當設計前已對試驗樁進行了檢測，而且施工質量達標，則多數工程樁承載力可滿足設計要求。工程樁承載力超過了設計值的部分，可用于安全儲備；對于陡降型Q-s曲線而言，為確保安全，自Q-s曲線陡降開始倒退一級，以此對工程樁承載力進行確定，而且該承載力比實際承載力要小。實踐中，之所以會出現工程樁承載力誤判問題，主要是因為加載分級造成的，一般情況下取陡降段起點為工程樁承載力極限值相對比較客觀一些。

3.2快速維持荷載法技術

較之于慢速維持荷載技術而言，快速維持荷載技術也會存在一定的誤差，據相關資料顯示，分級相同的條件下，快速維持荷載、慢速維持荷載兩種技術方法，對承載力判定誤差相處大約5%左右。在此過程中，是否需要對維持荷載時間進行延長，需根據樁頂沉降收斂程度來定。就緩變型Q-s曲線而言，快速維持荷載技術與慢速維持荷載技術對承載力的判定是一致的，快速維持荷載技術應用條件下的樁頂每一級沉降量一般略小于慢速維持荷載技術下的數據信息。根據統(tǒng)計數據顯示，只要前1h內維持本級荷載，則樁在每級荷載條件下的前1h內沉降量大約占本級總沉降量的九成以上，所以快速維持荷載技術應用條件下的沉降量相對誤差不超過10%。就陡降型Q-s曲線而言，將極限承載力定在陡降段起點，這樣會更接近加載分級量；陡降段起點實際累計沉降量不超過40mm，沉降數據信息并不重要，兩種技術方法應用條件下所得的數據信息均不會對實際承載力判定產生影響。對快速加載技術而言，采用適當分級方法，會給出符合工況的極限承載力判定。在工程樁靜載試驗過程中，采用快速維持荷載技術，不僅能夠有效減少試驗時間、降低檢測成本，而且在相同試驗時間內可有效提高試驗之精度。

4　結語

總而言之，工程樁靜載檢測過程中，對于整個工程項目施工質量檢測至關重要，工程樁靜載檢測技術又是對工程樁檢測的一種非常有效的方法和手段。通過上述分析，對慢速維持荷載技術方法、快速維持荷載技術方法進行對比，兩種技術方法的檢測試驗誤差均體現在每一級荷載累積沉降值層面上，而且對判定承載力的差別影響非常的小。在工程樁靜載檢測過程中，優(yōu)選比較成熟的技術，即慢速維持荷載技術方法；對于快速維持荷載實驗方法而言，雖然也是一種常用的工程樁檢測技術手段，但是常用于那些被試驗基樁數量多、工程進度比較緊的實驗。在選取科學、合理的加載級數以及操作規(guī)范基礎上，利用快速維持荷載技術方法，不僅可以有效節(jié)約時間，而且在很大程度上還可有效提高承載力檢測精度。

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TU473.1+1

A

1673-0038（2015）11-0078-02

∶2015-2-25

∶葉曉環(huán)（1970-），男，主要從事建筑工程檢測工作。