周成毅

摘 要：文章對(duì)樁基靜載檢測(cè)試驗(yàn)的取值，地區(qū)性標(biāo)準(zhǔn)曲線問(wèn)題，靜載試驗(yàn)的影響因素等進(jìn)行了有針對(duì)性的探討，并加以工程實(shí)例說(shuō)明端承樁靜載及摩擦樁靜載的測(cè)試結(jié)果，望大家共同探討。

關(guān)鍵詞：樁基靜載；單樁豎向承載力；靜載試驗(yàn)

單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)采用接近于豎向抗壓樁的實(shí)際工作條件的試驗(yàn)方法，確定單樁豎向抗壓承載力，是目前公認(rèn)的檢測(cè)樁基豎向抗壓承載力最直觀、最可靠的試驗(yàn)方法。靜載試驗(yàn)為樁基工程的設(shè)計(jì)和驗(yàn)收提供依據(jù)。但對(duì)于不同地區(qū)的地質(zhì)特性，可采用有代表性的檢測(cè)方法，解決當(dāng)?shù)氐木唧w問(wèn)題。

一、試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理

（一）單樁豎向承載力的確定

根據(jù)載荷試驗(yàn)可得到兩種典型的Q-s曲線，分為陡降型和緩變型曲線。對(duì)于陡降型Q-s曲線而言，單樁豎向抗壓承載力取其發(fā)生明顯陡降的起始點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的荷載值。對(duì)于緩變型Q-s曲線可根據(jù)沉降量確定，宜取s=40mm對(duì)應(yīng)的荷載值；對(duì)直徑大于或等于800mm的樁，可取s=0.05d（d為樁端直徑）且s不大于80mm對(duì)應(yīng)的荷載值。當(dāng)樁長(zhǎng)大于25m時(shí)，宜考慮樁身彈性壓縮量。對(duì)于極限承載力取值的問(wèn)題，各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)內(nèi)不同規(guī)范有不同的規(guī)定，基本原則就是盡可能的挖掘樁的極限承載力而又保證有足夠的安全儲(chǔ)備。

（二）建立地區(qū)單樁靜載標(biāo)準(zhǔn)曲線

通過(guò)一些可信的靜載資料，建立可以模擬Q-s曲線的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，為某地區(qū)的工程施工、設(shè)計(jì)、檢測(cè)提供一種可靠的、簡(jiǎn)單易行的方法。采用的函數(shù)形式一般如下：

式中：α和β為回歸系數(shù)，與土質(zhì)條件、樁基條件、施工工藝有關(guān)。從上式看出，當(dāng)s→0時(shí)，Q→0，滿足靜載試驗(yàn)要求；當(dāng)s→α?xí)r，Q→α，滿足單樁試驗(yàn)破壞要求。通過(guò)回歸分析，不斷的改變系數(shù)α和β的值，可以得到最佳的符合靜載試驗(yàn)的Q-s曲線的函數(shù)形式。

二、靜載試驗(yàn)結(jié)果的影響因素分析

（一）試樁剛度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響

采用靜載試驗(yàn)獲得的沉降值是樁頂或樁身的某一點(diǎn)的沉降值，并沒(méi)有真實(shí)的反映樁端的沉降。特別是在超長(zhǎng)樁的靜載試驗(yàn)中，這種現(xiàn)象就更明顯，所以應(yīng)對(duì)沉降值加以修正：

式中：s′為單樁實(shí)際沉降值；s為樁頂實(shí)測(cè)沉降值；△s為樁身彈性壓縮量。樁身彈性壓縮量可以根據(jù)最大試驗(yàn)荷載時(shí)的樁身平均軸力P、樁長(zhǎng)L、橫截面積A、樁身彈性模量E，按照下式計(jì)算：

對(duì)于摩擦樁，樁身軸力可按三角形分布計(jì)算（假設(shè)樁端軸力為零），對(duì)于端承樁，樁身軸力可按矩形分布計(jì)算（假設(shè)樁端軸力等于樁頂軸力），對(duì)于摩擦端承樁，則認(rèn)為樁身軸力按梯形分布，樁端軸力根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)估計(jì)。

（二）反力裝置的影響

1.當(dāng)采用堆載反力裝置時(shí)，其壓重平臺(tái)的支墩會(huì)對(duì)地基土產(chǎn)生一定的影響，特別是在一些大噸位的樁基靜載試驗(yàn)中，由于上部荷載引起地基土的附加應(yīng)力比較大，這樣就會(huì)出現(xiàn)過(guò)大的樁基負(fù)摩擦力和附加摩阻力，影響了試驗(yàn)結(jié)果的精度。在這種情況下，我們應(yīng)盡量擴(kuò)大承壓區(qū)的面積。

2.當(dāng)采用錨樁反力裝置時(shí)，錨樁在試驗(yàn)過(guò)程中受到的上拔力會(huì)使樁周土受到影響，從而影響試樁的靜載試驗(yàn)結(jié)果。設(shè)兩單樁的相互作用系數(shù)為。其中：UO為臨近樁單位荷載作用下引起的附加豎向位移；U為樁自身在單位荷載作用下的豎向位移。

利用疊加原理和對(duì)稱性，方便地將兩樁樁群的分析推廣到任一樁數(shù)的群樁分析。對(duì)于錨樁和試樁相互作用而言，η為負(fù)，如圖1所示。顯然，當(dāng)兩樁之間的間距s/d增大時(shí)，相互作用系數(shù)q減?。划?dāng)樁長(zhǎng)徑比（L/d）增大時(shí)，相互作用系數(shù)則增大。對(duì)于試樁和錨樁組成的樁群系統(tǒng)，試樁的沉降可用下式表示：

式中：S′為試樁的實(shí)際沉降；SO為單位荷載下單樁的沉降；Si為第i根錨樁單位荷載下的沉降；ηi為第i根錨樁對(duì)試樁的影響系數(shù)。

三、靜載試驗(yàn)過(guò)程常見(jiàn)問(wèn)題及處理

（一）樁的結(jié)構(gòu)性破壞問(wèn)題

1.樁帽壓壞：由于樁頂（樁帽）面不平或強(qiáng)度不夠、樁帽中心與樁身中心不在同一鉛垂線上、樁帽與樁身結(jié)合處強(qiáng)度不夠等，造成加載過(guò)程中樁帽破壞、靜載試驗(yàn)無(wú)法繼續(xù)。我們?cè)陟o載試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作中應(yīng)注意盡量避免該情形發(fā)生。

2.樁身傾斜、破壞：由于樁身強(qiáng)度不夠、樁身傾斜度過(guò)大或預(yù)制樁接頭處理不當(dāng)，在靜載試驗(yàn)過(guò)程中造成樁身傾斜、破壞、折斷等，而地基土的承載力遠(yuǎn)未發(fā)揮完畢，使靜載試驗(yàn)無(wú)法真實(shí)反映樁土體系共同的承載力狀況。

3.錨樁上拔：用工程樁做試驗(yàn)錨樁，未作錨固抗拔力計(jì)算，若鋼筋過(guò)度受拉，或由于施工原因錨固接點(diǎn)拉脫，或不對(duì)稱布置的錨樁系統(tǒng)，錨固力分配不當(dāng)時(shí)，加載過(guò)程中會(huì)造成部分錨樁過(guò)度上拔，試驗(yàn)不得不中止，試驗(yàn)失敗。因此在試樁方案實(shí)施前需進(jìn)行受力核算。

（二）加載系統(tǒng)問(wèn)題

1.千斤頂量程用完，在試驗(yàn)開(kāi)始之前，需檢查千斤頂量程是否回零。

2.裝置提供的反力荷載不夠，或有時(shí)由于堆載噸位過(guò)大，堆載中心難以控制，造成偏心過(guò)大，試驗(yàn)中在達(dá)到目標(biāo)噸位前堆載被向上頂動(dòng)，試驗(yàn)不得不終止。故大噸位試樁，試驗(yàn)前必須編制詳細(xì)的施工方案。

3.主梁、次粱變形過(guò)大：試驗(yàn)未結(jié)束之前，由于鋼梁自身的強(qiáng)度不夠，發(fā)生較大的撓曲變形，如不停止試驗(yàn)，容易發(fā)生工程安全事故。同時(shí)，正是因?yàn)殇摿喊l(fā)生比較大的撓曲變形，使得千斤頂?shù)牧砍滩粔?，不得不中途終止試驗(yàn)。

（三）測(cè)量系統(tǒng)問(wèn)題

1.基準(zhǔn)樁、基準(zhǔn)梁移動(dòng)：為保證基準(zhǔn)穩(wěn)定，固定基準(zhǔn)梁的樁必須設(shè)置在被測(cè)試樁的影響范圍之外，此外，還應(yīng)防止或減少溫度及其他因素的影響。

2.量測(cè)系統(tǒng)失靈：此種情況偶有發(fā)生，試驗(yàn)前量測(cè)系統(tǒng)必須檢測(cè)好。在試驗(yàn)的過(guò)程中，應(yīng)盡量做好位移傳感器或百分表的防水工作，減少儀器出現(xiàn)故障的概率。

四、工程實(shí)例

{一）端承樁靜載實(shí)例

某工地采用堆載試驗(yàn)法，設(shè)計(jì)樁截面直徑為500mm，單樁承載力特征值為600kN，要求試樁最大試驗(yàn)荷載為1200kN。

顯然，Q-s曲線為緩變型曲線，為此，取s=40mm對(duì)應(yīng)的荷載值為單樁極限承載力，則Qu=960kN。由試驗(yàn)結(jié)果分析可得，此樁為端承樁，樁端阻力所占比例比較大，發(fā)揮樁端阻力所需位移大，破壞特征不明顯。雖然端阻的潛力比較大，但對(duì)建筑物而言已失去利用的價(jià)值，因此以一定的位移值控制單樁極限承載力。

（二）摩擦樁靜載試驗(yàn)實(shí)例

某工地采用堆載試驗(yàn)法，設(shè)計(jì)樁截面直徑為600mm，單樁承載力特征值為500kN，要求試樁最大試驗(yàn)荷載為1000kN，

由圖3可得，Q-s曲線為典型的陡降型，取曲線的拐點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的荷載值為極限承載力，則Qu=890kN，由試驗(yàn)結(jié)果分析可得，此樁為摩擦型樁，摩阻力占有很大比例，樁端一般為剌入剪切破壞，破壞特征非常明顯。

五、結(jié)束語(yǔ)

單樁靜壓試驗(yàn)耗時(shí)長(zhǎng)，費(fèi)用高，但其直觀性和可靠性是其他測(cè)樁方法無(wú)法比擬的。作為檢測(cè)工作人員在嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家規(guī)范的同時(shí)，針對(duì)特殊地區(qū)，遇到特殊的問(wèn)題，必須認(rèn)真研究和加以解決，才能使單樁靜載試驗(yàn)客觀地、科學(xué)地反映樁基工程的特性，為建設(shè)工程服務(wù)。

（作者單位：大豐市建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司）