黃 磊

安徽省建設(shè)工程測試研究院有限責(zé)任公司 安徽合肥 230000

1 單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)簡述

這項(xiàng)試驗(yàn)的具體步驟就是將上拔荷載施加在受檢樁，并詳細(xì)的觀測其頂部上拔位移量隨時間各級荷載所發(fā)生的變化情況，進(jìn)一步分析詳細(xì)的試驗(yàn)方法，從而將其豎向抗拔承載力進(jìn)行確定。具體來說主要可以將其分為兩種作用，一種是施工前能夠提供給設(shè)計(jì)足夠的依據(jù)，另一種是施工后能夠提供給驗(yàn)收足夠的依據(jù)。

1.2 破壞模式

通過上拔荷載的作用能夠從樁身直接傳遞到樁周土中，在試驗(yàn)的初期，主要由淺部土層負(fù)責(zé)提供相應(yīng)的摩阻力，在樁身的周圍分布著相應(yīng)的拉應(yīng)力，隨著荷載不斷地增加，上拔位移量也發(fā)生了相應(yīng)的變化，樁身所受到的應(yīng)力也開始擴(kuò)展到樁底，土阻力也逐漸開始從淺向深充分的得以發(fā)揮。因此該試驗(yàn)受檢樁的破壞模式，主要包括樁身、地基土的強(qiáng)度破壞。

2 單樁豎向抗拔靜載現(xiàn)場試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)反力系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要利用了反力樁，要保證主梁兩側(cè)的支座區(qū)域所提供的反力相近。當(dāng)該系統(tǒng)采用反力樁時，要保證反力樁的頂面達(dá)到一定的平整度，并且要保證樁身混凝土要達(dá)到相關(guān)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度。當(dāng)其采用的是地基時，要保證對地基施加的壓力控制在1.5 倍承載力范圍內(nèi)；否則，處理方式就需要采用加固、換填等方式。反力架的選擇要足夠的科學(xué)，這樣才能夠保證其承載力超過1.2 倍最大試驗(yàn)荷載。合理配置受拉鋼筋，設(shè)計(jì)鋼筋的強(qiáng)度必須要超過其最大試驗(yàn)荷載。

2.2 試驗(yàn)加載系統(tǒng)

加載系統(tǒng)主要采用的是液壓千斤頂連接超高壓油泵的方式，當(dāng)多臺千斤頂同時進(jìn)行并聯(lián)工作時，必須要確保其型號、規(guī)格統(tǒng)一，并在試驗(yàn)過程中所使用的壓力傳感器、油泵等，當(dāng)試驗(yàn)荷載達(dá)到最大時，要將油壓控制在規(guī)定油壓標(biāo)準(zhǔn)的80%。在試驗(yàn)過程中通常要采用全自動靜載儀器，試驗(yàn)方法選擇的是預(yù)設(shè)形式的，利用儀器實(shí)現(xiàn)自動加載與卸載操作，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的采集，從而有效的降低人為因素影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.3 試驗(yàn)觀測系統(tǒng)

該系統(tǒng)是由多個部分組成的，主要有基準(zhǔn)樁、基準(zhǔn)梁等?；鶞?zhǔn)樁的設(shè)定必須要符合相關(guān)的規(guī)范保持與試樁、支座間的距離，對其入土深度進(jìn)行科學(xué)的設(shè)置。要保證基準(zhǔn)梁達(dá)到一定的剛度，將一側(cè)在基準(zhǔn)樁上進(jìn)行固定，另一側(cè)在基準(zhǔn)樁上進(jìn)行簡支。將夾具設(shè)置在基準(zhǔn)梁上，上拔測量點(diǎn)的設(shè)置需要將位移傳感器進(jìn)行相應(yīng)的固定和支撐。通常情況下設(shè)置的測量點(diǎn)在樁頂以下的相應(yīng)位置，該位置能夠有效的避免鋼筋受拉；當(dāng)樁徑超過500mm 時，需要在樁身對稱位置安裝4 個以上的移傳感器；其他情況則需要安裝2 個即可。全自動靜載儀器會按照相應(yīng)的方法對位移量進(jìn)行自動采集。在試驗(yàn)進(jìn)行階段，必須要采取相應(yīng)的措施防止外界因素影響觀測系統(tǒng)。

2.4 試驗(yàn)方法

抗拔靜載的試驗(yàn)方法：通常會選用慢速維持荷載法，也可以采用多循環(huán)加、卸載等相關(guān)方法。

2.5 注意事項(xiàng)

在進(jìn)行試驗(yàn)前，要將受檢樁混凝土強(qiáng)度、完整性等相關(guān)因素進(jìn)行確定，全面的檢查儀器，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試，這樣才能夠保證儀器運(yùn)行狀態(tài)正常。

3 單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

在對繪制關(guān)系曲線的過程中，要通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的分析將單樁豎向抗拔極限承載力進(jìn)行精準(zhǔn)的確定。當(dāng)很難判斷曲線時，就需要繪制相應(yīng)的曲線來輔助其更準(zhǔn)確的進(jìn)行判斷。具體確定極限承載力的方法如下：

（1）對于U-δ 曲線，要選取陡然上升的點(diǎn)作為起始點(diǎn)，其所對應(yīng)的荷載來作為極限承載力。

（2）對于δ-lgt 曲線來說，在曲線的斜率出現(xiàn)了明顯的變陡或尾部發(fā)生了較大的彎曲時，要選擇其前一級的值作為極限承載力。

（3）針對抗拔鋼筋出現(xiàn)斷裂的情況，要選取前一級的荷載值作為極限承載。

（4）當(dāng)在驗(yàn)收工程樁時應(yīng)用試驗(yàn)，如果上述情況沒有出現(xiàn)，可以將試驗(yàn)所施加的最大試驗(yàn)、最大上拔量等荷載值進(jìn)行分別確定，并將這些數(shù)值進(jìn)行相應(yīng)的比較。該特征值必須要根據(jù)試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)測取值的50%進(jìn)行確定；但當(dāng)工程設(shè)計(jì)中禁止工程樁帶縫進(jìn)行工作時，就需要選擇開裂的樁身前一級的荷載值來作為工程所使用的特征值，并根據(jù)50%的極限荷載來進(jìn)行取值，最終將得到的特征值進(jìn)行相應(yīng)的比較，要選取較低的值。

4 單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)應(yīng)用的工程實(shí)例

4.1 工程概況

本項(xiàng)目屬于建筑工程項(xiàng)目，地處安徽省合肥市，為安徽醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院新院區(qū)。建筑采用人工挖孔灌注樁，樁端持力層為④1層強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖和④2層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖。本工程對其3 根試樁進(jìn)行單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)，本次試驗(yàn)是為設(shè)計(jì)提供依據(jù)的試驗(yàn)性檢測。在實(shí)際工程中對于受檢樁的施工所使用的參數(shù)如表1 所示。施工場地的地質(zhì)實(shí)際情況如下：①雜填土；②層粘土；④層粉質(zhì)粘土夾粉土；④1層強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖；④2層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖。

表1 受檢樁的施工參數(shù)表

4.2 檢測過程敘述

不同的試驗(yàn)方法對應(yīng)不同的對象，同時也具有不同的條件約束，所以在檢測過程中，需嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范要求組織檢測工作，同時對照技術(shù)規(guī)范要求文件，確保各項(xiàng)參數(shù)達(dá)標(biāo)，保證樁基的最終質(zhì)量。本次單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)主要是根據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)要求以及相關(guān)的檢測技術(shù)規(guī)范來進(jìn)行執(zhí)行。試驗(yàn)設(shè)備見表2。

4.3 單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)

（1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求極限承載力為3400kN 和4200kN。

（2）試驗(yàn)加載與分級。根據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ106-2014 第4.3.3 條，分級荷載宜為最大加載量或預(yù)估極限承載力的1/ 10，第一級可取分級荷載的2 倍加載。

（3）上拔相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)檢測相關(guān)的技術(shù)規(guī)范要求，施加各個荷載后需要根據(jù)相應(yīng)的時間點(diǎn)來對樁頂上拔量進(jìn)行測讀，按第5、15、30、45、60min 測讀樁頂上拔量，然后按照每隔30min 進(jìn)行一次測讀。當(dāng)樁頂每一小時內(nèi)的上拔量在0.1mm 范圍內(nèi)，并連續(xù)出現(xiàn)了兩次時，就可以將樁頂上拔速率認(rèn)為已經(jīng)達(dá)到了相對比較穩(wěn)定的狀態(tài)，能夠?qū)ζ涫┘酉乱患壓奢d。

（4）位移觀測。在樁頂以下超過1 倍樁徑的位置，要在其對稱的區(qū)域?qū)? 個位移傳感器進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求對受檢樁上拔位移量進(jìn)行相應(yīng)的測讀。

（5）終止加載。根據(jù)相關(guān)的樁基檢測規(guī)范要求，如果在檢測的過程中出現(xiàn)下列情況就可以采取終止加載的措施：通過某級的荷載作用，樁頂上拔量超過了前一級的5倍；根據(jù)控制樁頂上拔量的情況，累計(jì)超過了100mm 樁頂上拔量；根據(jù)鋼筋自身的抗拉強(qiáng)度進(jìn)行有效控制，當(dāng)鋼筋的應(yīng)力已經(jīng)達(dá)到了設(shè)計(jì)鋼筋的強(qiáng)度值，或出現(xiàn)了拉斷情況。

5 試驗(yàn)資料分析

（1）從S1 樁的單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)U-δ 曲線上可以看出，當(dāng)荷載最大加至3400kN 時，樁頂最大上拔量為3.20mm，曲線未出現(xiàn)陡降，末級荷載作用下的樁頂上拔量為0.59mm。從δ-1gt 曲線看，各級荷載對應(yīng)的沉降曲線均較平坦，未見明顯下彎；從卸載回彈情況看，完全卸載后樁頂殘余上拔量為0.79mm，最大回彈量為2.41mm，回彈率為75.3%。根據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》(JGJ106-2014)規(guī)范第5.4.2 條，該受檢樁的豎向抗拔極限承載力不小于最大試驗(yàn)荷載3400kN。

（2）從S2 樁的單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)U-δ 曲線上可以看出，當(dāng)荷載最大加至3400kN 時，樁頂最大上拔量為6.06mm，曲線未出現(xiàn)陡降，末級荷載作用下的樁頂上拔量為1.39mm。從δ-1gt 曲線看，各級荷載對應(yīng)的沉降曲線均較平坦，未見明顯下彎；從卸載回彈情況看，完全卸載后樁頂殘余上拔量為3.05mm，最大回彈量為3.01mm，回彈率為49.7%。根據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》(JGJ106-2014)規(guī)范第5.4.2 條，該受檢樁的豎向抗拔極限承載力不小于最大試驗(yàn)荷載3400kN。

（3）從S3 樁的單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)U-δ 曲線上可以看出，當(dāng)荷載最大加至4200kN 時，樁頂最大上拔量為8.60mm，曲線未出現(xiàn)陡降，末級荷載作用下的樁頂上拔量為1.35mm。從δ-1gt 曲線看，各級荷載對應(yīng)的沉降曲線均較平坦，未見明顯下彎；從卸載回彈情況看，完全卸載后樁頂殘余上拔量為1.43mm，最大回彈量為7.17mm，回彈率為83.4%。根據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》(JGJ106-2014)規(guī)范第5.4.2 條，該受檢樁的豎向抗拔極限承載力不小于最大試驗(yàn)荷載4200kN。

S1、S2 和S3 樁的單樁豎向抗拔承載力極限值分別可取3400kN、3400kN 和4200kN。

6 結(jié)論

介紹了單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)?zāi)軌蛴行У哪M其實(shí)際運(yùn)行的荷載，并根據(jù)測定的極限承載力來進(jìn)行試驗(yàn)的方法。該試驗(yàn)已經(jīng)得到了該領(lǐng)域的認(rèn)可，依靠直觀、可靠的優(yōu)勢在施工中發(fā)揮了重要的作用。但由于試驗(yàn)通常在施工現(xiàn)場進(jìn)行，周圍有較多的影響因素，這就會使試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性進(jìn)一步下降，甚至試驗(yàn)被迫終止。因此，現(xiàn)場人員必須要將周圍的實(shí)際情況進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，對相關(guān)技術(shù)、工藝等因素的可行性進(jìn)行綜合考慮，從而更加合理的進(jìn)行規(guī)劃，將試驗(yàn)進(jìn)行有序的協(xié)調(diào)，這樣才能更好的保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性。