工程建设桩基础桩的轴向抗压静载试验探讨

任刘洋，孙 茹

三门峡市交通基本建设工程质量监督管理站，河南 三门峡 472200

在桩基工程设计中，如何正确评价和去定单桩承载力，是一个关系到设计是否安全与经济的重要问题。但目前这个问题尚未很好解决。单桩垂直承载力可以通过静载试验、静力触探、动力触探及本地区经验等途径来确定。其中垂直静载试验是各种确定单桩承载力方法中最基本和最可靠的方法。但桩的承载力是桩与土的共同工作问题，桩与土的应力传递比较复杂，加上天然土层千变万化，所以，除静载试验外，其它方法都有不同程度的误差。对于重要的工程，一般都应通过现场静载试验确定桩的轴向承载力。

1 一般要求

静载试验成果是否正确，试桩位置的选定十分重要，它与工程现场土质的均匀程度、地形、水深变化等因素有关，试验前必须充分掌握资料，综合考虑。一般应选于地基条件最不利处。试桩的数量应根据地质条件、桩的类型（桩材、桩径、桩长）规定：总桩数在500根以下时，试桩不少于2根，每增加500根宜增加一根试桩。如地质条件复杂、桩型较多或其它原因，可按地区经验酌情增减。试桩沉桩后到锦绣加载试验的间歇期，对粘性土不少于2周，对砂土不少于3天，水冲沉桩一般不少于4周。

试验加载装置，一般采用油压千斤顶。千斤顶的加载反力装置可根据现场实际条件选取下列3种形式之一：

1）锚桩横梁反力装置（如图1），锚桩的中心距一般不小于4d（d为桩径或边长），且大于2m，锚桩本身必须具备足够强度，锚桩长度和横梁尺寸按预计最大的试验荷载的1.2～1.5倍进行设计，基准桩应稳固可靠，以包装观测的准确性，其与试验桩的中心距一般不小于4d且大于2m，基准桩与锚桩的中心距一般不小于4d，且大于2m；

图1 垂直试桩立体示意图

2）压种平台反力装置，按压重不小于预估试桩最大荷载的1.2倍考虑，压重应在试验开始前加上，并均匀尾骨地放置于平台上，压重平台支墩边与试桩的中心距一般不小于4d，且大于2m；

3）锚桩压重联合反力装置（如图1）由锚桩和重物共同承受千斤顶加载反力。

水上荷载试验必须搭设试验工作平台，平台应牢固可靠，并不得与试验桩和基准桩相链接，其高度应高处试验期间的最高水位或潮位，并考虑风浪影响。

荷载与沉降的量测仪表，荷载可用放置于千斤顶上的应力环、应变式压力传感器直接测定，或采用连于千斤顶的压力表测定油压，在根据千斤顶率定曲线换算荷载。试桩沉降一般采用百分表测量。

2 静荷载试验

2.1 试验方法

1）试验方法可采用快速维持荷载法（快速法）或慢速维持荷载法（慢速法），有经验时也卡采用其它方法。

在荷载试验中若需测定桩的轴向反力系数k（单位轴向力作用下的桩顶下沉重）时，应在永久荷载标准值到永久荷载与可变荷载标准值的组合值之间，至少往复加卸载3次，取趋于稳定的一次循环的首尾点进行计算。

2）加卸载均应为分级进行，宜采用等量分级。每级加载为预计量大试验荷载的1/10～1/12，每级卸载为2倍加载级。

加载级时应使荷载平稳、连续、无冲击和无超载。每级加卸载时间不宜少于1min。

3）每一荷载级维持的时间应按表1规定确定。

表1 每一荷载级维持时间

4）慢速法试验的沉降稳定标准为：桩顶的某及荷载作用下，1h内对应的沉降值小于0.1mm时可定为该级沉降达到稳定。

5）试验中各项观测数据应及时记录或打印，并当场作数据正整理汇总。汇总后，应绘制荷载-沉降（Q-S）曲线，沉降-时间对数（S-1gt）曲线等。

6）慢速法试验测读时间为0min、5min、10min、15min和30min，以后每间隔30min测读一次，直至大大送荷载维持时间的标准。

7）静荷载试验凡符合下列条件之一时可终止加载，并进行分级卸载。

2.2 桩极限荷载的确定方法

桩的极限荷载又叫桩的极限承载力，前者是对桩来说的，后者是对地基来说的。由于桩的破坏模式一般属于刺入破坏，故不能给出明确的破坏荷载数值。对摩擦桩和端承桩极限荷载的确定，目前没有争论或争论很小，而对摩擦一端承装或端承一摩擦桩极限荷载的确定和分歧很大，而这种桩在工程实践中又是最常见的。

1）当P-S曲线上陡降明显时间、，取陡降段起始点（第二拐点）所对应的荷载为极限荷载。我过《建筑地基基础设计规范》》GBJ7-89）和《公民建灌注桩基础设计与施工规程》（JGJ4-80）宜采用这一方法；

2）波兰桩基规范（PN-69/B-02482）。该法假定Q-S曲线在破坏时为抛物线，具体做法是：任选一组等量桩顶下沉重线，然后自这些线与Q-S曲线的焦点作相应的荷载线，再从每一荷载线与荷载横轴的交点作出与横轴成45°的斜线并与其次荷载线相交，这些交点大致落在一条直线上，此直线与荷载轴线的交点即为破坏荷载，当试桩未破坏时，可用该直线外延求取破坏荷载。

[1]陈仁朋.软弱地基中桩筏基础工作性状及分析设计方法研究[D].浙江大学，2001.

[2]肖文，曾洁.大吨位静载试桩反力系统设计[D]全国城市桥梁青年科技学术会议论文集，1996.