摘要：近年來(lái)，高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力PHC管樁在建筑工程項(xiàng)目地基中應(yīng)用效果突出。鑒于此，為了提高施工可靠性，最大程度確保樁基工程的安全和質(zhì)量，以高應(yīng)變和靜載試驗(yàn)為切入點(diǎn)，通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析和具體的檢測(cè)結(jié)果，分析判斷實(shí)例分析法和數(shù)據(jù)分析法兩種檢測(cè)方法的誤差，為具體的施工應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：PHC管樁；高應(yīng)變；靜載試驗(yàn)；極限承載力PHC管樁具有施工周期短、施工方法簡(jiǎn)單、強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、污染少，造價(jià)低廉等特點(diǎn)，是工程中常用的一種管樁。PHC管樁在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中常作為建筑結(jié)構(gòu)底板下的樁基礎(chǔ)。因此，必須要明確高應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。高應(yīng)變法和靜載檢測(cè)是目前兩種較為常見的檢測(cè)高應(yīng)變的手段。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，兩種方法效果各異，可以通過(guò)對(duì)比分析確定具體方式，為設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)，讓施工順利進(jìn)行。

1工程項(xiàng)目

以某房建工程項(xiàng)目為例，在對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行調(diào)查分析的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，該場(chǎng)地地貌是沖積平原，地形、地勢(shì)起伏不大，總體平坦開闊，總體地形地貌條件屬中等?？紤]到該項(xiàng)目所處的施工環(huán)境及地質(zhì)條件，擬選用PHC管樁作為樁基。

為了確保施工順利進(jìn)行，必須要對(duì)PHC管樁承載力進(jìn)行測(cè)試。靜載荷試驗(yàn)法和高應(yīng)變動(dòng)力法是最為常見的兩種。然而，在實(shí)際單樁的豎向承載力測(cè)試過(guò)程中，還需要對(duì)動(dòng)靜對(duì)比的誤差展開分析，為具體的高應(yīng)變參數(shù)選擇提供參考，并根據(jù)分析結(jié)果判斷施工情況。

2測(cè)試方法

PHC管樁具有造價(jià)低廉、運(yùn)輸方便、施工時(shí)效快、樁身強(qiáng)度高、成樁質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛用于樁基礎(chǔ)施工。樁基的主要功能是通過(guò)樁向持力層傳導(dǎo)上部荷載，以確保結(jié)構(gòu)的完整性?？梢钥闯觯瑯痘A(chǔ)承載能力的好壞直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定，所以對(duì)其進(jìn)行承載能力的測(cè)試是十分必要的。目前，單樁豎向受壓承載能力測(cè)試一般都是通過(guò)單樁豎向抗壓和高應(yīng)變測(cè)試來(lái)進(jìn)行。本文通過(guò)具體的工程實(shí)踐，比較了兩者的利弊和承載能力，為測(cè)試工作者和施工單位提供一些參考。

在工程實(shí)踐中，為了確保安全，會(huì)對(duì)PHC管樁承載力進(jìn)行測(cè)試，靜載荷試驗(yàn)法和高應(yīng)變動(dòng)力法是較為常見的兩種。從過(guò)往的應(yīng)用效果上看，兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。從具體的應(yīng)用效果來(lái)看，靜載荷試驗(yàn)法具有直接、可靠的特點(diǎn)，但時(shí)間成本、經(jīng)濟(jì)成本相對(duì)較高，對(duì)一些工期要求相對(duì)緊張的項(xiàng)目而言適用性較低。相較于靜態(tài)載荷試驗(yàn)法，高應(yīng)變動(dòng)態(tài)測(cè)試方法快速、成本低廉，但是它對(duì)樁基礎(chǔ)承載能力的評(píng)估和準(zhǔn)確性很難得到保證。因此，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中可以混合應(yīng)用兩種方法對(duì) PHC管樁承載力進(jìn)行測(cè)試，并通過(guò)對(duì)比分析判斷具體的承載力情況。

3施工分析

為了進(jìn)一步分析高應(yīng)變法和靜載試驗(yàn)法之間的誤差并明確檢測(cè)數(shù)據(jù)、抽檢比例等方面情況，本文結(jié)合實(shí)際施工案例展開了綜合性分析。在明確具體的地質(zhì)條件和施工材料后，開展了相應(yīng)的檢測(cè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，旨在明確外界環(huán)境對(duì)檢測(cè)方法、檢測(cè)結(jié)果帶來(lái)的影響。

3.1地質(zhì)條件分析

為了確保施工效果，在施工前對(duì)工程所在地進(jìn)行了系統(tǒng)的勘探，根據(jù)項(xiàng)目場(chǎng)地鉆探揭露，按巖（土）性、地質(zhì)時(shí)代和成因類型來(lái)劃分，可將該地區(qū)的地層劃分為7個(gè)層次：

第1層層厚1.3～9.4 m，是人工充填的素填土褐黃色、褐紅色，不考慮摩阻力和承載力；第2層為粉質(zhì)黏土，層厚1.0～6.5 m，摩阻力和承載力分別為25 kPa、120 kPa；第3層分為兩個(gè)部分，其中包括了淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，層厚2.8～8.6 m以及層厚2.0～14.0 m的粉細(xì)砂，摩阻力和承載力分別為11～40 kPa、50～160 kPa；第4層為粉細(xì)砂與粉質(zhì)黏土互層，厚度為3.9～16.8 m，摩阻力和承載力分別為25～40 kPa、120～160 kPa；第5層為砂質(zhì)黏土，厚度為4.2～10.7 m，摩阻力和承載力分別為35～40 kPa、160～220 kPa；第6層為全風(fēng)化花崗巖厚度約1.8～8.3 m，摩阻力和承載力分別為80 kPa、300 kPa；第7層為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，摩阻力和承載力分別為120 kPa、500 kPa。

3.2施工材料分析

在工程項(xiàng)目中，使用的PHC管樁規(guī)格為PHC500。為了檢驗(yàn)樁基的設(shè)計(jì)指標(biāo)和可實(shí)現(xiàn)性，對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)選并在典型的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試。一共準(zhǔn)備了4個(gè)PHC管樁樣品，各項(xiàng)性能指標(biāo)數(shù)據(jù)列于表1中。施工過(guò)程中采用混凝土強(qiáng)度為C80的PHC混凝土管樁。樁身直徑500 mm，樁身長(zhǎng)度17.0～22.0 m，樁身間隔2.0 m，樁頭與基底螺栓固定，基座高度15.0 m，下至液化層段4.0～4.5 m。在整體施工過(guò)程中，共計(jì)使用了219個(gè)PHC管樁。在滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)條件下，單樁的豎向承載力特征值應(yīng)在1 400 kN以上。

3.3檢測(cè)分析

在基礎(chǔ)樁基工程中，采取了靜載試驗(yàn)檢測(cè)進(jìn)行檢測(cè)，具體結(jié)果見表2。針對(duì)不同工況下的承載能力及工程地質(zhì)情況，選用了不同類型的壓樁機(jī)械。確認(rèn)位置后，將壓樁機(jī)就位并進(jìn)行了平整和焊接。最后，從中心到兩邊進(jìn)行壓樁。工程的基本步驟如下：清理障礙、平整土地、測(cè)樁位置、安裝樁、填樁、喂樁、插樁、初敲、校正、打樁、接樁、送樁、移位、打下一樁。對(duì)進(jìn)場(chǎng)的預(yù)埋件進(jìn)行外表質(zhì)量檢驗(yàn)，觀察其外表有無(wú)蜂窩狀麻面、裂縫及外壁有無(wú)露筋等，并在進(jìn)場(chǎng)之前測(cè)量管樁的外徑、壁厚、長(zhǎng)度等數(shù)據(jù)。確保管樁在搬運(yùn)、吊裝、堆砌過(guò)程中不發(fā)生大的晃動(dòng)，避免對(duì)樁體造成損傷；堆場(chǎng)必須平整堅(jiān)實(shí)，并配備排水設(shè)施；堆料時(shí)應(yīng)按照不同的管樁數(shù)量和型號(hào)進(jìn)行分類。

在實(shí)際施工過(guò)程中，需要嚴(yán)格監(jiān)控樁的位置、高度和豎向；其次，要對(duì)接樁工藝進(jìn)行焊接質(zhì)量的管理，確保接頭充分，并盡可能一次完成；使用氣體保護(hù)焊接后，應(yīng)在1 min內(nèi)進(jìn)行壓縮；同時(shí)，要監(jiān)控樁身的壓樁法和沉降情況。如果壓樁機(jī)的壓樁儀和樁身沉降發(fā)生變化，樁身出現(xiàn)傾斜、偏移、樁身混凝土產(chǎn)生裂紋、壓柱長(zhǎng)度不符合設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)或樁身承載力超過(guò)設(shè)計(jì)值而不能滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)等情況時(shí)，必須立即停止壓樁，并與設(shè)計(jì)、監(jiān)理等有關(guān)部門進(jìn)行協(xié)調(diào)，做好現(xiàn)場(chǎng)記錄工作。

最終壓力的控制是根據(jù)設(shè)計(jì)的需要確定的。通常情況下，在確保樁長(zhǎng)度和樁頂進(jìn)入持力層的基礎(chǔ)上，會(huì)對(duì)最終壓力的大小進(jìn)行嚴(yán)格的限制。若最終壓差略小于或略高于指定壓差，會(huì)導(dǎo)致最終壓差偏低或偏高，應(yīng)及時(shí)向監(jiān)理及設(shè)計(jì)部門報(bào)告［1］。

4檢測(cè)分析

4.1案例結(jié)果分析

為了進(jìn)一步檢驗(yàn)施工效果，對(duì)4個(gè) PHC混凝土管樁單樁的豎向承載能力進(jìn)行了隨機(jī)抽查，并進(jìn)行了靜載試驗(yàn)檢測(cè)。采用高應(yīng)變方法對(duì)4個(gè)單樁進(jìn)行了實(shí)測(cè)，得到了樁身受壓的響應(yīng)曲線，即流場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)。在此基礎(chǔ)上，附上一組具有典型意義的單樁，并給出了高應(yīng)力測(cè)試結(jié)果。根據(jù)高應(yīng)變測(cè)試及擬合分析結(jié)果，證明該單樁豎向承載能力指標(biāo)符合設(shè)計(jì)規(guī)范。PHC管樁成樁后的質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果顯示，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢驗(yàn)、合理選用樁身方式、施工工藝質(zhì)量的有效監(jiān)控下，PHC管樁在工程建設(shè)中能取得良好的效果［2］。

在加載實(shí)驗(yàn)中，每根樁基都已達(dá)到最大承載量。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，單樁的實(shí)際承載量較原設(shè)計(jì)值多出22%。通過(guò)比較高應(yīng)變實(shí)驗(yàn)和靜載荷實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)總體上具有良好的一致性；在沖擊失穩(wěn)之前，樁底出現(xiàn)的沉陷跡象并不顯著，并且受壓后承載能力顯著降低，因此在計(jì)算中應(yīng)考慮到安全級(jí)別和損傷程度。在PHC管樁的受荷載實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)行了荷載作用機(jī)理的實(shí)驗(yàn)，并對(duì)其受力機(jī)理進(jìn)行了初步探討。靜荷載測(cè)試發(fā)現(xiàn)其容許承載量比按規(guī)范規(guī)定的承載量要高。時(shí)間效應(yīng)對(duì)PHC管樁承載能力及樁身沉陷具有重要的影響。在完成的管樁基礎(chǔ)上，靜置時(shí)間越久，承載量越大，沉陷越少。本區(qū)域內(nèi)的管樁承載力與沉陷呈陡降特征，而樁周土體則以沖刷方式發(fā)生斷裂。當(dāng)樁周荷載到達(dá)最大摩擦力時(shí)，樁土的最大變形量為17.89～40.99 mm，比常規(guī)數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果要高。綜上所述，選取高應(yīng)變法是合適的，測(cè)量精度高，可以在工程中推廣應(yīng)用。

4.2方法應(yīng)用分析

當(dāng)荷載水平較低時(shí)，樁的抗力與土體強(qiáng)度是相等的，因此沉陷值也相同。在施加載荷時(shí)，不同的實(shí)驗(yàn)作用時(shí)間會(huì)導(dǎo)致不同的沉降量。C工程19樁用兩種試驗(yàn)方法計(jì)算出的最大承載率為9.3%，誤差在10.0%以內(nèi)。然而，這種誤差更多取決于受檢驗(yàn)者的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。在進(jìn)行擬合時(shí)，各種地質(zhì)數(shù)據(jù)參數(shù)的準(zhǔn)確性對(duì)于擬合計(jì)算也至關(guān)重要。單樁豎向抗壓靜載荷測(cè)試具有結(jié)果客觀直接、分析簡(jiǎn)單、結(jié)果準(zhǔn)確可靠、可以直接獲得QS圖等優(yōu)勢(shì)。然而，該方法也有準(zhǔn)備工作復(fù)雜，安全風(fēng)險(xiǎn)大、經(jīng)濟(jì)成本高、測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)、結(jié)果參數(shù)單一等缺點(diǎn)。高應(yīng)變方法具有簡(jiǎn)單就地準(zhǔn)備、低經(jīng)濟(jì)成本、低安全風(fēng)險(xiǎn)、縮短試驗(yàn)時(shí)間、提高試驗(yàn)效果的優(yōu)勢(shì)。但它的缺陷是不能用來(lái)直接測(cè)定，只能用來(lái)進(jìn)行數(shù)值模擬，且其模擬得到的QS曲線是一個(gè)近似的綜合數(shù)值，缺乏客觀性。此外，高應(yīng)變方法要求測(cè)試人員具有較高的專業(yè)知識(shí)和豐富的工作經(jīng)歷。

5結(jié)語(yǔ)

高應(yīng)變法已在國(guó)內(nèi)實(shí)施40余年，且在地基基礎(chǔ)檢測(cè)中的原理和應(yīng)用方面也有比較完善的理論和實(shí)際支撐。一些不認(rèn)可的看法，可能與某些實(shí)踐者過(guò)度依賴高強(qiáng)度相關(guān)，或是缺乏足夠的力量，或是缺乏經(jīng)驗(yàn)。豎向抗壓靜載荷和高應(yīng)變測(cè)試可以對(duì)單樁的豎向抗壓強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，二者的測(cè)試效果是完全吻合的。無(wú)論是單樁的豎向抗壓靜載荷測(cè)試還是高應(yīng)變測(cè)試，都有其優(yōu)點(diǎn)和不足之處，因此在工程實(shí)踐中應(yīng)結(jié)合實(shí)際進(jìn)行選用，達(dá)到科學(xué)應(yīng)用的目的。

參考文獻(xiàn)：

［1］陳秀輝.PHC管樁在深厚軟土地基中施工偏位和傾斜事故分析［J］.重慶建筑，2022，21（12）：5761.

［2］甘梓堅(jiān).PHC管樁單樁豎向抗壓承載力試驗(yàn)對(duì)比分析［J］.廣東建材，2022，38（9）：8385，21.

作者簡(jiǎn)介：鄒培錚，男，湖南婁底人，工程師，本科，研究方向：建筑工程檢測(cè)。