灌注桩静载试验与高应变动力试验对比分析

郑成果 张全乐 范晖红

摘要：高应变动力试验具有经济、简便、快速等优点，越来越多地得到工程应用。本文依据某工程钻孔灌注桩和挤扩支盘灌注桩试桩的高应变动力试验结果和静载试验结果的对比分析，对高应变动力试验技术检测灌注桩承载力进行了应用分析研究。结果表明，在基桩进行静动对比试验的基础上，高应变动力试验技术可以很好的检测桩的承载力，满足工程要求，具有可行性，值得推广。

关键词：灌注桩；高应变动力试验；静载试验

1 引言

在工程实践中，灌注桩单桩承载力的检测方法以静载试验和高应变动力试验两种方法为主。传统的试验方法是静载试验，该方法直观、明了、可靠，但成本高、工期长、抽检率不高，不便于大范围使用。高应变动力试验具有经济、简便、快速等特点，在国内外被广泛采用。

本文结合某实际工程钻孔灌注桩和挤扩支盘灌注桩试桩的高应变动力试验以及与静载试验结果的对比分析，对高应变动力试验检测灌注桩的可行性、准确性进行了简单的分析和探讨。

2 工程实例分析

2.1工程概况

某风电工程总装机容量为48MW，安装单机容量2000kW机组24台，风机基础桩采用挤扩支盘灌注桩和常规钻孔灌注桩。为保证工程施工质量，需对工程试桩进行承载力试验，选取4根基桩分别进行静载试验和高应变动力试验，以确定单桩承载力是否满足工程要求。

本次试验共布置4根试验桩，2根常规灌注桩，2根挤扩支盘灌注桩，分两组试验。第一组为挤扩支盘灌注桩，第二组为常规钻孔灌注桩，两组桩平行布置，桩间距3.2m，桩位布置见图1，A1、A2试桩为挤扩支盘桩，B1、B2试桩为常规灌注桩。常规钻孔灌注桩桩径800mm，桩长34m，桩身混凝土强度设计等级为C30，桩端进入第⑥层粉砂夹粉质粘土。挤扩支盘灌注桩桩径800mm，桩长25m，设两个承力盘，盘径1600mm，分别设在桩身20.0-20.9m和23.2-24.1m，位于第④层粉砂内。试桩设计单桩竖向抗压承载力特征值2250kN。

2.2工程地质概况

场内地质由上至下依次为：

①层填土，灰黄～灰褐色填土，主要由粘性土组成，上部含贝壳屑与碎砖块，软塑。

②层灰～灰黑色淤泥质粉质粘土，含有机质与贝壳碎屑，夹薄层或团块状粉土，局部为粘土，流塑，土质不均匀。

②夹层灰色粉砂，夹薄层粘性土，局部为稍密状粉土，中密，土质较均匀。

③层浅灰～灰黄色粉质粘土夹粉土，约 17m 以上段以松散的细砂或粉土为主，以下夹薄层或团块状粉土，软塑，土质不均匀。

④层草黄色粉砂，上部夹薄层粘性土，中密，中下部粘粒渐少，密实，土质较均匀。

⑤层灰色粉质粘土，含贝壳屑，夹薄层粉土，可塑，局部软塑，土质较均匀。

⑥层灰～灰黄色粉砂夹粉质粘土，约 35.7～37.0m 段位可塑状粉质粘土，局部为中密状粉土，中密，土质不均匀。

⑦层灰黄色粉质粘土，局部夹团块状粉砂，硬可塑，土质较均匀。

⑦t层灰黄色粉土，夹少量薄层粘性土，局部夹粉砂，密实，土质均匀。

3 静载试验

本次静载试验执行《建筑基桩检测技术规范》[1]，采用锚桩横梁反力装置，逐级等量加载，慢速维持荷载法。

本次试验桩型有挤扩支盘灌注桩和常规钻孔灌注桩两组，其中A1和B1两根桩的Q-S曲线关系图见图2、图3。本次进行的4根基桩在其相应的Q-S曲线中均出现明显的陡降，取Q-S曲线发生明显陡降的起始点对应的荷载值为单桩承载力极限值。2根挤扩支盘桩实测单桩极限承载力均为5200kN，单桩承载力特征值为2600kN。2根普通钻孔灌注桩的实测单桩极限承载力均为4750kN，单桩承载力特征值为2375kN。

4 高应变动力试验

高应变动力试验检测是建立在一维波动理论基础上的承载力检测新方法，目的是对单桩竖向承载力进行评价和桩身结构完整性作出评定[2]。该方法是用重锤冲击桩顶，使桩土间产生相对位移，实测桩顶力和加速度的时程曲线，通过波动方程分析法拟合计算单桩的极限承载力。

本次高应变动测执行《基桩高应变动力检测规程》[3]，为了验证高应变动力试验在本工程基桩检测过程中的可行性、准确性，同时对4根静载试验桩做了高应变动力试验，具体结果见表1。

由表1可以看出，灌注桩高应变动力试验结果与静载试验结果有良好的一致性，其误差在10%以内，且偏于安全，可见采用高应变动测检测基桩具有一定的可行性和可靠性。试桩静动对比试验中，第一组试桩比值均为0.97，第二组试桩平均值为0.97，对比结果表明，桩的静动试验结果具有明显的线性相关，静动的相关性较好，说明高应变动力试验检测达到了比较理想的检测效果，适宜在工程桩检测中使用。

5 结论

（1）在基桩进行静动对比试验的基础上，采用高应变动力试验是满足工程要求的，具有可行性，值得推广。

（2）通过静载试验结果与高应变动力检测结果的对比，可获取高应变动力检测的可靠性对比资料，为工程桩检测提供合理的拟合参数。

（3）高应变动力试验技术在灌注桩检测实践中已经占有越来越重要的地位，如何进一步提高高应变动力试验技术的可靠性，是今后深入研究的重点和方向。

參考文献：

[1]中华人民共和国行业标准.《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）[S].北京：中国建筑工业出版社，2003.

[2]卢海林，黄孝彬，李友新.静载试验桩的高低应变测试分析[J].江汉石油学院学报，1999，21（3）

[3]中国建筑科学研究院.《基桩高应变动力检测规程》（JGJ106-97）[S].北京：建设部标准定额研究所，1997.