張夏開

（福州市城建工程檢測(cè)有限公司，福建 福州 350001）

0 引言

樁基工程作為我國建筑施工項(xiàng)目中的基礎(chǔ)工程，其建設(shè)質(zhì)量直接決定建筑工程的最終質(zhì)量。樁基工程在實(shí)際施工中存在較多的影響因素，樁基靜載檢測(cè)能夠?yàn)楣こ添?xiàng)目建設(shè)質(zhì)量控制提供相應(yīng)的依據(jù)，促進(jìn)建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。然而，樁基靜載檢測(cè)工作中存在的一些問題，會(huì)影響該工作目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，必須引起重視。本文分析樁基靜載檢測(cè)中存在的問題，提出解決對(duì)策，為提高樁基靜載檢測(cè)水平提供參考。

1 樁基靜載檢測(cè)原理和方法

1.1 原理

對(duì)于樁基靜載檢測(cè)來說，其中主要存在兩個(gè)影響因素，分別為樁身使用材料的強(qiáng)度以及地基土對(duì)樁的承載能力。在豎向受荷階段，由于樁頂?shù)奈灰崎L度較小，樁上部位置的側(cè)摩擦阻力承擔(dān)主要的荷載，再通過剪切應(yīng)力的方式將其傳遞給樁體附近土體。在這一過程中，樁身深度越深，則產(chǎn)生的樁身應(yīng)力越小，伴隨荷載越大，樁頂部位置的位移增加，樁側(cè)摩阻力達(dá)到最大值之后，再繼續(xù)增加的荷載需要樁端巖土體承擔(dān)。樁端持力層巖土體發(fā)生塑性壓縮，樁頂位置位移增加，在持力層巖土體應(yīng)力處于最大值的情況下，樁頂位置將發(fā)生較大變化，而該位移變量關(guān)系能夠確定樁承載力的極限。

1.2 方法

當(dāng)前慢速維持荷載法的運(yùn)用范圍較廣，該方法中，逐級(jí)增加荷載，每一級(jí)增加荷載的最大量數(shù)值為試驗(yàn)荷載的10%。第一級(jí)根據(jù)2倍分級(jí)荷載完成加載，每級(jí)荷載維持至少2h，樁頂沉降標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)穩(wěn)定之后，就可以開始下一次荷載，達(dá)到終止加載之后停止檢測(cè)，根據(jù)實(shí)際情況逐漸卸載，最終到零為止。每個(gè)等級(jí)的卸載量最好為加載分級(jí)荷載的兩倍左右，每級(jí)荷載的維持時(shí)間為1h，完成卸載之后，對(duì)殘余的沉降量進(jìn)行繼續(xù)讀取，保證維持時(shí)間在3h以上。

完成試驗(yàn)之后，為了進(jìn)一步確定單樁抗承載力，可以通過以下幾種方式完成：

（1）針對(duì)Q-S曲線（如圖1所示），Q-S曲線中曲率最大點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載就是極限荷載，從圖1中能夠看出，曲率最大點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載數(shù)值為1680kN，則極限荷載的數(shù)值就是1680kN。采取前10個(gè)水平的GM（1,1）模型預(yù)測(cè)曲線發(fā)展趨勢(shì)，階段數(shù)量越少，最終預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性越高，假設(shè)數(shù)據(jù)為△S[△S（1），△S（2），△S（k）]，通過數(shù)據(jù)累加能夠得出S=[S（1），S（2），…，S（2），…，S（2），…，S（1），S（2），…，S（2），S（k）]，S（n）為第n次荷載的累積沉降。

圖1 Q-S曲線

（2）某一級(jí)荷載下沉高于前一級(jí)的兩倍左右，并且在24h之內(nèi)并沒有達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，則需選擇前一級(jí)的荷載數(shù)值。

（3）針對(duì)緩慢發(fā)生變化的Q-S曲線，取總沉降量在40mm 的荷載值，如果樁的直徑在800mm 以上，則要將0.05D對(duì)應(yīng)的荷載值作為承載力。

（4）如果均不符合以上三種情況，可以選擇最大加載值，將其作為單樁極限承載力。

2 樁基靜載檢測(cè)中存在的問題

2.1 基準(zhǔn)樁穩(wěn)定性較低

基準(zhǔn)樁穩(wěn)定性是樁基靜載檢測(cè)中的主要影響因素，在實(shí)際檢測(cè)中，由于地基土的穩(wěn)定性較差，所以會(huì)導(dǎo)致基準(zhǔn)樁穩(wěn)定性受到影響，出現(xiàn)位置偏移等現(xiàn)象，基準(zhǔn)樁整體位置也發(fā)生變化，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)場(chǎng)地的地基土承載能力較差，在外界壓力作用下對(duì)基準(zhǔn)樁的穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生重大影響。該種情況下樁基靜載監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果會(huì)與實(shí)際情況之間存在較大差異，導(dǎo)致出現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)失真的問題。

2.2 主梁壓實(shí)千斤頂?shù)闹亓看?/h3>

如果主梁壓實(shí)千斤頂?shù)膶?shí)際重量較大，則在樁基靜載檢測(cè)時(shí)會(huì)受到一定的影響。該種情況下靜載支墩地基土承載力不夠，實(shí)際堆載中，試驗(yàn)樁產(chǎn)生集中受壓現(xiàn)象，進(jìn)而對(duì)靜載試驗(yàn)沉降數(shù)據(jù)的測(cè)量真實(shí)性產(chǎn)生影響。尤其是在施工土質(zhì)較軟的情況下，非常容易出現(xiàn)樁體下陷，最終樁基靜載檢測(cè)結(jié)果缺乏準(zhǔn)確性。

2.3 堆載、試驗(yàn)同時(shí)開展的問題

當(dāng)前多數(shù)樁基靜載檢測(cè)會(huì)選擇堆載以及試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，這一操作方式能夠有效減輕千斤頂重量過大產(chǎn)生的影響，與壓重力合理范圍之內(nèi)的計(jì)算工作相互配合，降低樁基下沉以及堆載平臺(tái)重心不穩(wěn)定的問題出現(xiàn)。但是如果在此過程中出現(xiàn)操作失誤或者不規(guī)范等問題，就會(huì)適得其反。導(dǎo)致樁基靜載檢測(cè)中的全部重力由千斤頂承受，樁頂位置承受的壓力傳遞到樁體中，樁體下沉，最終造成樁基靜載檢測(cè)失敗，使接下來的施工工程無法得到順利開展[1]。

2.4 加載反力不對(duì)稱

首先，壓重平臺(tái)反力裝置通常將混凝土塊、砂袋作為堆載材料，支墩的尺寸較小，或者表層地基承載力較小的情況下，地基土的壓力大于承載力，地基沉降。支墩變形不均勻的情況下，反力對(duì)稱裝置出現(xiàn)不對(duì)稱現(xiàn)象，甚至坍塌。

其次，在運(yùn)用錨樁反力裝置中，受力較大，錨樁的數(shù)量要在4個(gè)以上，但是無法保證工程樁的位置與試驗(yàn)樁相互對(duì)稱，進(jìn)而出現(xiàn)加載反力不對(duì)稱的情況。

最后，如果在樁基靜載檢測(cè)中，樁頂結(jié)構(gòu)存在不平整問題，或者強(qiáng)度不夠，也會(huì)產(chǎn)生加載反力不對(duì)稱。通常情況下利用液壓千斤頂作為加載裝置，這一過程中非常容易出現(xiàn)加載重心偏移的情況，造成加載反力不對(duì)稱[2]。

3 樁基靜載檢測(cè)問題的解決對(duì)策

3.1 提高基準(zhǔn)樁穩(wěn)定性

該項(xiàng)工作是樁基靜載檢測(cè)的基礎(chǔ)條件，如果在靜載檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)基準(zhǔn)柱產(chǎn)生偏移，則需采取相應(yīng)的應(yīng)急處理方案，實(shí)施樁基加固工作，同時(shí)對(duì)軟土層進(jìn)行加固，充分利用混凝土硬度大的優(yōu)勢(shì)，提高樁基的穩(wěn)定性。樁基加固工作要根據(jù)地基土質(zhì)情況科學(xué)選擇，運(yùn)用固化劑提高地基的承載水平，還可以利用樁間注漿的方法，針對(duì)軟土地質(zhì)完成加固處理，確保樁基的實(shí)際承載能力。在注漿過程中，利用漿液優(yōu)化地基剛度的分布情況，同時(shí)控制由于樁基靜載檢測(cè)導(dǎo)致的樁基變形發(fā)生概率，提高基坑開挖施工安全性。錨樁豎向承壓要按照地基的實(shí)際性能，選擇長度相互匹配的樁基，控制樁頂和樁端之間的距離。如果在實(shí)際檢測(cè)中受到摩擦，則可以利用側(cè)摩阻力緩解樁基壓力，增強(qiáng)地基整體的協(xié)調(diào)性，除此之外，還可以使用鋼筋籠結(jié)構(gòu)提高樁基的穩(wěn)定性。樁基靜載檢測(cè)實(shí)施的主要目的就是判斷樁基質(zhì)量，并且及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，降低樁基問題導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失。實(shí)際樁基靜載檢測(cè)中，不同地區(qū)地基承載力不同，需要對(duì)荷載進(jìn)行科學(xué)劃分，降低沉降量偏差出現(xiàn)概率[3]。

3.2 科學(xué)確定支墩地基土承載力

千斤頂壓實(shí)施工中，為了避免千斤頂出現(xiàn)重量過大等問題，建設(shè)施工人員要分析樁基的實(shí)際承重水平，不能僅僅考慮主梁壓實(shí)效果而忽略樁基的實(shí)際狀態(tài)，確保樁基靜載檢測(cè)工作能夠順利開展。既能夠保證最終的壓實(shí)效果，還能夠保證樁基結(jié)構(gòu)的完整性。根據(jù)最大實(shí)驗(yàn)荷載以及樁基的實(shí)際情況，遵循相應(yīng)的規(guī)范要求完成分級(jí)加載工作，根據(jù)逐級(jí)等量的原則進(jìn)行。加載過程中，保證加載的均勻性、連續(xù)性，避免加載受到?jīng)_擊。并且每級(jí)荷載維持階段的變化范圍要在分級(jí)荷載的10%之內(nèi)，如果樁頂?shù)某两邓俾手饾u穩(wěn)定，繼續(xù)完成下一級(jí)的加載工作。這一過程中需要注意，不能出現(xiàn)加載速度過快以及過大等現(xiàn)象，過載會(huì)導(dǎo)致壓重平臺(tái)頂起，進(jìn)而堆載平臺(tái)出現(xiàn)傾斜等問題，影響樁基靜載檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用效果。

3.3 科學(xué)制定堆載和試驗(yàn)同時(shí)開展方案

該項(xiàng)工作在實(shí)施之前，需對(duì)施工地質(zhì)進(jìn)行評(píng)估，測(cè)定樁基的最大承受力，避免出現(xiàn)堆載過量的情況，還可以保證樁基結(jié)構(gòu)的完整性。堆載之前，根據(jù)目標(biāo)荷載以及場(chǎng)地的實(shí)際情況，確定主梁和次梁的規(guī)格，預(yù)留出充足的空間，為調(diào)節(jié)主梁與千斤頂之間的距離提供便利條件，避免主梁壓實(shí)千斤頂?shù)那闆r出現(xiàn)。在保證樁基靜載檢測(cè)操作正確的情況下，控制堆載量過度堆放問題。例如，科學(xué)設(shè)置試塊，確保試塊堆載和預(yù)估荷載之間的差值在1.2倍的范圍之內(nèi)，同時(shí)按照一次性平均分布的方式進(jìn)行。在設(shè)置試塊階段，如果堆放達(dá)到五層以上，要對(duì)每層的進(jìn)配重實(shí)施縮進(jìn)，保證其重心為集中狀態(tài)。在對(duì)配重進(jìn)行控制調(diào)整的過程中，要科學(xué)制定堆載高度。另外，可以使用錯(cuò)位搭接等方法，保證擺放順序與方向相互統(tǒng)一。明確施工中地質(zhì)可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，以及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，完成等級(jí)劃分之后，將其與樁基靜載檢測(cè)等級(jí)評(píng)價(jià)相互結(jié)合，這種方式能夠?qū)こ探ㄔO(shè)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效控制。如果施工中涉及到特殊巖土以及復(fù)雜的地形結(jié)構(gòu)，需要對(duì)其相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一整合，根據(jù)施工實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)建立風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的有效控制[4]。

3.4 確保加載反力的對(duì)稱性

（1）針對(duì)壓重平臺(tái)反力裝置產(chǎn)生的不對(duì)稱，相關(guān)人員需要給予充分重視，在此階段優(yōu)先將工程樁作為堆載的支點(diǎn)，如果需要使用支墩作為支點(diǎn)，則需要復(fù)核尺寸大小以及地基承載力的特征值，一旦不符合相應(yīng)要求，則要進(jìn)一步增加支墩的實(shí)際尺寸大小，并對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)地中的地基展開處理，確保強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及變形達(dá)到相應(yīng)要求。另外，在與支墩距離較遠(yuǎn)的位置，使用水平儀或者張緊鋼絲，對(duì)支墩的豎向位移以及裝置是否傾斜展開判斷，在此基礎(chǔ)上調(diào)整堆料的重心位置、增加支墩數(shù)量。

（2）對(duì)于錨樁位置不對(duì)稱問題，可以通過錨樁壓重聯(lián)合反力裝置解決，根據(jù)裝置結(jié)構(gòu)受力情況對(duì)錨樁的上拔量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，調(diào)整堆料的實(shí)際位置，確保其重力集中在錨樁受力偏大或者偏小的位置中，實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱力之間的相互平衡，還可以調(diào)整錨樁反力架的剛度。

（3）對(duì)于由于抗拔承載力導(dǎo)致的不對(duì)稱現(xiàn)象，先確?？拱瘟τ?jì)算通過，根據(jù)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)以及建筑樁基技術(shù)規(guī)范中的要求，確定樁周圍巖土抗拔的承載力和材料抗拉承載力。另外，在管樁接頭驗(yàn)算和操作中，要采取相應(yīng)的安全措施，由于地質(zhì)條件以及工藝等因素的影響，實(shí)際抗拔力數(shù)值可能會(huì)小于計(jì)算數(shù)值，相關(guān)人員需要對(duì)該項(xiàng)因素進(jìn)行充分考慮[5]。

（4）采用多個(gè)千斤頂同時(shí)工作的情況下，要保證千斤頂規(guī)格相同，使千斤頂合力中心、反力裝置中心以及樁橫截面中心在相同水平垂直線中。

4 案例分析

以福建省某工程項(xiàng)目為例，工程項(xiàng)目樁基強(qiáng)度為C80，直徑500mm，長度9～40m之間，單樁豎向抗壓承載力的特征值為1800kN，樁基靜載檢測(cè)數(shù)量為3，最大試驗(yàn)荷載為1800×2=3600kN，檢測(cè)結(jié)果如表1所示。

表1 檢測(cè)結(jié)果

通過上述數(shù)據(jù)能夠看出，檢測(cè)樁基的極限承載力都在3600kN以上，能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)束語

綜上所述，樁基施工水平直接決定建筑質(zhì)量，而樁基靜載檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用，能夠降低樁基出現(xiàn)問題的概率。本文根據(jù)樁基靜載檢測(cè)原理和方法，針對(duì)樁基靜載檢測(cè)中存在的基準(zhǔn)樁穩(wěn)定性較低、主梁壓實(shí)千斤頂?shù)闹亓看?、堆載和試驗(yàn)同時(shí)開展、加載反力不對(duì)稱等問題，提出相應(yīng)的解決對(duì)策。實(shí)踐證明，這些措施能提高樁基靜載檢測(cè)水平。

總之，近幾年我國建筑工程中的相關(guān)指標(biāo)發(fā)生了較大變化，同時(shí)樁基靜載檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用范圍逐漸擴(kuò)大。尤其是改革開放之后，技術(shù)水平不斷提升，但在檢測(cè)中也存在一定的問題，相關(guān)人員可以從樁基穩(wěn)定性、千斤頂重量控制等方面入手完成優(yōu)化，進(jìn)一步促進(jìn)我國建筑行業(yè)的發(fā)展。