楊豪彥

（中國建筑第七工程局有限公司，河南鄭州 450000）

0 前言

在工程建設(shè)中，樁基礎(chǔ)占據(jù)重要的位置，并且廣泛被建筑建筑工程使用，不同建設(shè)項目下存在不同的建筑工程的建設(shè)環(huán)境，針對地質(zhì)條件比較差的區(qū)域施工通常都會選用樁基礎(chǔ)，并且樁基礎(chǔ)可以滿足某些對建筑要求高的施工項目，其建筑的穩(wěn)定性達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)條件。樁端發(fā)揮一定的支撐力，因此需要具備一定的豎向抗壓承載力，其可以接受上不建筑給予的豎向負(fù)荷，因此需要重視對樁基礎(chǔ)的設(shè)計，保證建筑的穩(wěn)定性。其和基臺共同構(gòu)建成樁基礎(chǔ)，樁基自身承受來自上部的軸向荷載，維持建筑的安全和穩(wěn)定，同時還承受水平推力和彎矩的影響等。樁基的作用在建筑物中起到不可代替的作用，必須要求樁基具備較強(qiáng)的抗壓承載力，支撐來自上部結(jié)構(gòu)的壓力。近年來，為了保證建筑工程樁基的合格性，陸續(xù)研究出多種測試方法，充分結(jié)合了各種樁基形式和特點(diǎn)，保證了建筑工程的質(zhì)量。鑒于樁基工程的重要性以及實(shí)際項目的多樣性、復(fù)雜性，本文歸納總結(jié)了現(xiàn)行國家規(guī)范中包括常用靜載試驗在內(nèi)的多項單樁豎向承載力檢測的相關(guān)方法，并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗闡述具體應(yīng)用。

1 靜載試驗

靜載試驗檢測方法是眾多檢測方法中最接近施工條件的，其主要工作原理便是利用反力裝置進(jìn)行壓力測試，所使用的工具便是千斤頂向樁頂施加豎向荷載，并且荷載壓力值是可以進(jìn)行測量和設(shè)定，通常會使用精密壓力表進(jìn)行量測，保證數(shù)值的精確性。當(dāng)樁基的承載力測試可以達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)時，需要對有沉降要求的進(jìn)行測試沉降量，測試人員使用大量程百分表實(shí)現(xiàn)對所需數(shù)值的測試，包括位移傳感器也是測試工作常用的測量儀器。靜載試驗是樁基豎向承載力檢測的最常用檢測方法，通過在樁頂部逐級施加豎向壓力，觀測樁頂部隨時間產(chǎn)生的沉降，從而確定相應(yīng)的單樁豎向抗壓承載力。樁基靜載試驗的檢測數(shù)量不應(yīng)少于同一條件下樁基分項工程總樁數(shù)的1%，且不應(yīng)少于3 根；當(dāng)總樁數(shù)小于50 根時，檢測數(shù)量不應(yīng)少于2 根。

適用范圍為：①設(shè)計等級為甲級的樁基；②施工前未進(jìn)行試樁，并未進(jìn)行單樁靜載試驗的工程；③施工前進(jìn)行了單樁靜載試驗，但施工過程中變更了工藝參數(shù)或施工質(zhì)量出現(xiàn)了異常；④地基條件復(fù)雜、樁施工質(zhì)量可靠性低；⑤本地區(qū)采用的新樁型或新工藝；⑥施工過程中產(chǎn)生擠土上浮或偏位的群樁。樁基靜載試驗的檢測數(shù)量不應(yīng)少于同一條件下樁基分項工程總樁數(shù)的1%，且不應(yīng)少于3 根；當(dāng)總樁數(shù)小于50 根時，檢測數(shù)量不應(yīng)少于2 根。

靜載試驗主要測試原理是通過反力裝置實(shí)現(xiàn)的，結(jié)合不同的反力裝置又分為了堆載法、錨樁法和錨樁一堆載法，其中堆載法所能檢測的極限承載力可以達(dá)到3 萬千牛，利用在樁頂堆載平臺支撐一定的承載力，在其上面堆放一定的重量的物品，達(dá)到預(yù)期的效果。錨樁法可承載力計較小，通過小于2 萬5 千牛，判斷樁基的承載力是通過錨樁的抗拔力提供反力進(jìn)行計算，錨樁單獨(dú)是不可以實(shí)現(xiàn)反力效果，需要有反力架的支持，兩者共同構(gòu)成反力裝置，共同協(xié)調(diào)和配合，結(jié)合工程的加載量進(jìn)行決定應(yīng)該使用多少錨樁數(shù)量，通常情況下會采用4 根，就足以達(dá)到測試要求。錨樁一堆載法便是錨樁法的一種延伸，并且其極限承載力已達(dá)4 萬千牛，極限值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于錨樁法，當(dāng)錨樁的抗拔承載力不夠便可以采納此方案，在測試工具上及反力架增加配重完成測試項目。

2 深層平板載荷試驗或巖基平板載荷試驗

對于端承型大直徑灌注樁，當(dāng)受設(shè)備或現(xiàn)場條件限制無法檢測單樁豎向抗壓承載力時，單樁豎向抗壓承載力檢測可采用深層平板載荷試驗或巖基平板載荷試驗，檢測數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的1%，且不應(yīng)少于3 根。對于大直徑端承型樁，可通過深層平板（平板直徑應(yīng)與孔徑一致）載荷試驗確定極限端阻力，對于嵌巖樁，可通過直徑為0.3m 巖基平板載荷試驗確定極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，也可通過直徑為0.3m 嵌巖短墩載荷試驗確定極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值和極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值和極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值通過埋設(shè)樁身軸力測試元件由靜載試驗確定。并通過測試結(jié)果建立極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值和極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值與土層物理指標(biāo)、巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度以及靜力觸探等土的原位測試指標(biāo)間的經(jīng)驗關(guān)系，以經(jīng)驗法確定單樁豎向極限承載力。

3 高應(yīng)變法

該測試方法在測試單樁時所承受的極限承載力為2 萬5 千牛，對于超過極限的建筑物的樁基則不應(yīng)用此方法。其主要測試原理便是利用重錘錘擊樁頂，促使樁和土產(chǎn)生一定的距離和位移，由于重錘對樁頂造成了一定的作用力，因此樁周土就會形成一定的阻力，并且在樁端還會才生定量的支撐力，為了實(shí)時反映出樁身的反應(yīng)數(shù)據(jù)，測試人員會在樁頂一處安置力和加速度傳感器，結(jié)合外界作用力的情況下形成應(yīng)力波信號，隨后進(jìn)行分析為力和速度時程曲線，便得出一定的變化規(guī)律，參照靜一動對比資料，于是就會將單樁的極限承載力判斷出來。在此過程中，對變化曲線的識別利用應(yīng)力波理論，為數(shù)據(jù)的精確性提供有效的依據(jù)。

此方法在建筑工程中一般用于測試抗壓承載力和樁身的完整程度，監(jiān)測預(yù)制樁打入時的樁身應(yīng)力錘擊能量傳遞比，為選擇沉樁工藝參數(shù)及樁長提供依據(jù)。預(yù)制樁和滿足高應(yīng)變法適用范圍的灌注樁，可采用高應(yīng)變法檢測單樁豎向抗壓承載力，檢測數(shù)量不宜少于總樁數(shù)的5%，且不得少于5 根。對于大直徑擴(kuò)底樁和預(yù)估Q-s 曲線具有緩變型特征的大直徑灌注樁，不宜采用高應(yīng)變法進(jìn)行豎向抗壓承載力檢測。進(jìn)行灌注樁的豎向抗壓承載力檢測時，應(yīng)具有現(xiàn)場實(shí)測經(jīng)驗和本地區(qū)相近條件下的可靠對比驗證資料。

4 自平衡法

自平衡法是近幾年興起的新型測試方法，自平衡法對測試環(huán)境沒有過多或者過高的要求，相對于上面幾種測試方法此方法具備一定的適應(yīng)能力。在測試過程中，不會出現(xiàn)有一定限制的狀況，其加載能力也是可以跟隨試樁要求進(jìn)行一定的調(diào)整。測試持續(xù)的時間較短，采用自平衡法進(jìn)行測試樁基豎向承載力所產(chǎn)生的基本費(fèi)用在靜載試驗和高應(yīng)變法費(fèi)用之間，但是自平衡法不支持工程的樁隨機(jī)抽檢，因為其在測試前需要進(jìn)行埋設(shè)荷載箱，對完成隨機(jī)抽檢存在較大的困難。

自平衡法是用于檢測樁身平衡點(diǎn)處于樁下部的大直徑混凝土灌注樁承載力的檢測方法。基樁承載力自平衡法是將荷載箱放置在樁身平衡點(diǎn)或樁底位置，通過利用其荷載箱實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的加載，對每一段的位移和承載力進(jìn)行測試，對樁基進(jìn)行全面的測試，最終計算出單樁豎向抗壓極限承載力。

基樁承載力自平衡法測試數(shù)量應(yīng)符合如下規(guī)定：①為設(shè)計提供依據(jù)時，測試數(shù)量按設(shè)計要求執(zhí)行，在相同條件下不應(yīng)少于3根；②用于工程樁檢測時，測試數(shù)量不應(yīng)少于同一條件下樁基分項工程總樁數(shù)的1%，且不應(yīng)少于3 根，當(dāng)總樁數(shù)小于50 根時，測試數(shù)量不應(yīng)少于2 根。

由于自平衡法是近年來種新興的檢測手段，在樁基豎向承載力檢測過程中存在一定的技術(shù)性問題，目前我國在自平衡法無論是技術(shù)上還是應(yīng)用上，都存在較大的進(jìn)步空間，檢測技術(shù)還有待成熟和完善，其主要問題具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

4.1 正、負(fù)摩阻力的問題

自平衡法需要考慮在檢測過程中荷載傳遞方式，不同檢測方法的加載方式均不同，所以此方法與其他方法的荷載傳遞方式存在差異，于是就會影響檢測效率和質(zhì)量。自平衡法實(shí)現(xiàn)測試過程中荷載箱上段樁樁側(cè)摩阻力屬于負(fù)摩阻力，荷載傳遞方向就會在加載過程中與其他方法的方向相反。存在一定的正、負(fù)摩阻力的問題，自平衡法需要進(jìn)一步得到技術(shù)的完善和優(yōu)化，需要采取一定的措施實(shí)現(xiàn)自平衡法效益的最大化。

4.2 平衡點(diǎn)的準(zhǔn)確定位問題

自平衡法在試驗過程中需要依靠平衡分割點(diǎn)支持，因此這就成為此方法成敗的重要因素，試驗前需要找到合理的位置確定荷載箱的擺放位置。尋找平衡點(diǎn)需要要求上段樁和下段樁的特性及其阻力的大小，一般來說上段的極限負(fù)摩阻力需要要求與下段樁的總阻力相等。在實(shí)際試驗過程中存在一定的多樣性和復(fù)雜性，工程的檢測人員對平衡點(diǎn)的判斷不能驚醒明確的判斷，將極大程度的影響了試驗的失敗。目前缺少尋找平衡點(diǎn)的實(shí)用方法，測試工程中影響因素又存在很多，影響試驗結(jié)果，因此，平衡點(diǎn)的準(zhǔn)確定位仍需要不斷的研究，保證自平衡法的實(shí)用性。

5 結(jié)論

樁基豎向承載力檢測是樁基工程的重要內(nèi)容，鑒于樁基的重要性以及實(shí)際項目的多樣性、復(fù)雜性，為做到樁基工程安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量，本文歸納總結(jié)了現(xiàn)行國家規(guī)范中樁基承載力檢測的相關(guān)方法和規(guī)定，結(jié)合設(shè)計要求及現(xiàn)場實(shí)際情況，選擇適宜的檢測方法，供相關(guān)工程人員參考。