黃種發(fā)

（健研檢測集團(tuán)有限公司，福建 廈門 361000）

樁基承載力及變形情況對建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性影響較大，自平衡法靜載試驗(yàn)是一種常見的樁基檢測方法。許多專家學(xué)者采用自平衡靜載試驗(yàn)對樁基承載力進(jìn)行檢測。王曉龍等[1]采用內(nèi)力測試級自平衡法靜載試驗(yàn)，對某工程的大直徑樁基承載力進(jìn)行檢測，結(jié)果表明，該樁下部的位移較大。陳建行等[2]以某樁基工程為研究對象，通過自平衡法靜載試驗(yàn)，分析地下水對其樁基承載力的影響，結(jié)果表明，地下水會減少樁基的側(cè)摩阻力。該研究以某建筑工程為研究對象，通過自平衡法靜載試驗(yàn)對建筑物的樁基承載力及位移情況進(jìn)行檢測，揭示樁基受力及變形規(guī)律。

1 工程概況

某高層住宅建筑面積約為23650m2，框架結(jié)構(gòu)，有3層地下室。項(xiàng)目抗震設(shè)防烈度為8度設(shè)防，耐火等級為II級，耐久年限為50年。場地地層巖性主要為第四系沖洪積巖、第三系泥灰?guī)r及白堊系泥質(zhì)砂巖和礫巖等。

為分析樁身承載力及其在荷載作用下的變形規(guī)律，選取3根試驗(yàn)樁作為研究對象，試樁相關(guān)參數(shù)見表1。3根試樁穿越的地層信息如圖1所示。

表1 試驗(yàn)樁相關(guān)參數(shù)

圖1 試樁穿越的土層圖

2 自平衡法靜載試驗(yàn)

為分析樁基在荷載作用下的承載力變化規(guī)律，根據(jù)《建筑基樁自平衡靜載試驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》（JGJ T403—2017）相關(guān)規(guī)定，對該建筑物的樁基進(jìn)行檢測。分別在試樁1、試樁2和試樁3的樁身上布置荷載箱及傳感器，其中，在試樁1與試樁2的各截面布置振弦式鋼計(jì)，布設(shè)方案見表2，在試樁3各截面布置振弦式鋼筋計(jì)，布設(shè)方案見表3。

表2 試樁1、試樁2傳感器布設(shè)方案

表3 試樁3傳感器布設(shè)方案

自平衡法靜載試驗(yàn)主要采用分級加載的方式對試驗(yàn)樁基進(jìn)行加載及卸載，主要通過油壓變化來控制加載與卸載的荷載量，根據(jù)表1可知，試樁1、試樁2與試樁3的抗壓極限承載力不同，因此加卸載情況有一定差異，試樁1、試樁2與試樁3的樁基加卸載分級情況見表4。

表4 樁基加卸載分級情況

3 結(jié)果分析

試樁1分級加載下的樁身軸力—標(biāo)高曲線如圖2所示（標(biāo)高與樁身埋深對應(yīng)，最大標(biāo)高為樁頂位置，最小標(biāo)高為樁端位置）。由圖2可知，不同荷載下的樁身軸力變化趨勢具有一致性，隨著標(biāo)高增加，試樁1的樁身軸力呈先增加后減少的趨勢，當(dāng)標(biāo)高為23.51m時(shí)，各荷載下的樁身軸力最大值在荷載箱，隨著標(biāo)高與荷載箱距離逐漸增加，樁身軸力逐漸減少。對比不同荷載下的樁身軸力變化趨勢可知，樁身軸力與其所受的荷載間呈正相關(guān)關(guān)系，隨著試樁所受荷載增加，其樁身軸力值也逐漸增加，當(dāng)試樁所受的荷載較小時(shí)，不同荷載下的樁身軸力間的差值較大，隨著試樁所受荷載增加，不同荷載下的樁身軸力間的樁身軸力差值較小，樁身軸力—標(biāo)高曲線較為接近，說明當(dāng)試樁所受的荷載較小時(shí)，荷載的變化對試樁樁身軸力變化影響較大，當(dāng)試樁所受荷載較大時(shí)，荷載變化對試樁樁身軸力變化影響較小。

圖2 試樁1樁身軸力—標(biāo)高曲線

試樁2分級加載下的樁身軸力—標(biāo)高曲線如圖3所示。由圖3可知，試樁1與試樁2的樁身軸力—標(biāo)高曲線變化趨勢具有一致性，隨著標(biāo)高增加，樁身軸力呈先增加后減少的趨勢，在標(biāo)高為23.51m處，各荷載下的樁身軸力最大，當(dāng)標(biāo)高較小時(shí)，不同荷載下的樁身軸力差距較為明顯，當(dāng)標(biāo)高較大時(shí)，不同荷載下的樁身軸力差異不明顯，說明標(biāo)高對不同荷載下的樁身軸力有一定影響。

圖3 試樁2樁身軸力—標(biāo)高曲線

試樁3分級加載下的樁身軸力—標(biāo)高曲線如圖4所示。由圖4可知，由于試樁3與試樁1、試樁2的樁體參數(shù)與荷載箱位置有一定差異，因此試樁3的樁身軸力—標(biāo)高曲線與以上兩種試樁的曲線變化趨勢也有差異。隨著標(biāo)高增加，試樁3的樁身軸力呈先增加后減少的趨勢，當(dāng)標(biāo)高﹤20m時(shí)，試樁承受的荷載與其樁身軸力值間無明顯的相關(guān)關(guān)系，當(dāng)標(biāo)高﹥20m時(shí)，試樁承受的荷載與其樁身軸力值間呈正相關(guān)關(guān)系。當(dāng)標(biāo)高為27.05m時(shí)，各荷載下的試樁樁身軸力的最大值，與荷載箱的位置相同，當(dāng)標(biāo)高﹤27.05m時(shí)，不同荷載下的樁身軸力值差距較小，當(dāng)標(biāo)高為27.05m～43.36m時(shí)，不同荷載下的樁身軸力值差距較明顯，說明在不同標(biāo)高下，不同荷載對試樁樁身軸力的影響程度有一定差異。

圖4 試樁3樁身軸力—標(biāo)高曲線

試樁1分級加載下的樁身位移見表5。由表5可知，加載結(jié)束后，下樁累計(jì)位移最大，當(dāng)荷載級別為15級時(shí)，其累計(jì)位移為5.22mm；上樁累計(jì)位移最大，當(dāng)荷載級別為15級時(shí)，其累計(jì)位移為1.61mm，說明在荷載作用下，試樁的位移以下部為主。隨著加載過程進(jìn)行，試樁的累計(jì)位移逐漸變大，在卸載試樁的過程中，試樁上部、下部及樁頂均存在一定程度的位移回彈現(xiàn)象，其中，上樁的回彈現(xiàn)象最明顯，位移回彈率為69.9%，下樁的回彈現(xiàn)象不太明顯，位移回彈率為50.8%。

表5 試樁1樁身位移

試樁2分級加載下的樁身位移見表6。由表6可知，當(dāng)加、卸載過程結(jié)束后，試樁2的累計(jì)位移與試樁1存在差異性，當(dāng)荷載級別為15級時(shí)，上樁、下樁及樁頂累計(jì)位移均小于試樁1，說明雖然試樁1與試樁2的樁體參數(shù)與加載過程具有一致性，但所在區(qū)域的土層性質(zhì)不同會導(dǎo)致樁身變形情況存在一定的差異性。

表6 試樁2樁身位移

試樁3分級加載下的樁身位移見表7。由表7可知，試樁3的上樁與下樁累計(jì)位移遠(yuǎn)大于試樁1與試樁2，在卸載過程中，試樁3的位移回彈現(xiàn)象并不明顯，其中，下樁的位移回彈率最小，其值僅為19.6%，在該自平衡法靜載試驗(yàn)中，試樁3為試驗(yàn)樁，加載后不會在工程中繼續(xù)使用，為測得其極限承載力，對試樁3施加較大荷載量，試樁3的樁徑較小，在荷載作用下更容易發(fā)生變形，累計(jì)位移較大。由于試樁3承受的荷載較大，因此在加載過程中已接近極限承載狀態(tài)，而試樁1、試樁2的加載量較小，在加載過程中處于彈性狀態(tài)，因此試樁3的位移回彈現(xiàn)象較不明顯。

表7 試樁3樁身位移

4 結(jié)論

該文以某房建工程為研究對象，分析樁基在荷載作用下的承載力變化規(guī)律，對該建筑物的樁基進(jìn)行檢測，得出以下結(jié)論：1）不同荷載下樁身軸力變化規(guī)律基本一致。隨著樁埋深增加，試樁的樁身軸力先增加，在荷載箱位置達(dá)到樁身軸力峰值，隨后樁身逐漸減少直至趨于0。2）不同加載量下樁身軸力存在差異。在樁端和樁頂附近，加載量對樁身軸力的影響較小，在荷載箱附近，樁身軸力隨著加載量增加而變大。3）在荷載作用下，樁身下部累計(jì)位移最大，試樁的位移以下部為主。隨著加載過程進(jìn)行，試樁的累計(jì)位移逐漸增加，在卸載試樁的過程中，試樁上部、下部以及樁頂均有一定程度的位移回彈現(xiàn)象，其中，上樁的回彈現(xiàn)象最明顯。