预应力管桩抗压静载试验检测分析

陈爱群

【摘要】在工程领域，影响桩承载力的因素多种多样，目前不能通过软件计算方法得出准确的结果，因而在工程实际中，主要采用现场试验来验证桩的极限承载力。由于桩基静载试验在确定单桩极限承载力方面是目前最为直观、可靠的检验方法，因此现阶段静载试验是工程实际基桩承载力的主要检测方法。基于此，本文主要对预应力管桩静载试验检测进行了简要的分析，希望可以为相关工作人员提供一定的参考。

【关键词】预应力管桩；桩静载试验；检测分析

预应力管桩具有施工速度快、工效高、工期短、单桩承载力高和造价便宜等特点，当条件允许时，地基基础常采用预应力管桩。本文主要对预应力管桩静载试验检测进行了分析，以供参考。

1、预应力管桩抗压静载试验检测方法

利用抗压静载荷试验进行桩身的极限承载力检验的时候，主要是通过反力装置在桩顶分级施加垂直荷载，然后对于每级荷载都按照规定的时间和对应的桩基沉降量进行读取，从而最终获得桩顶荷载和桩顶沉降之间的Q～S曲线。通过Q～S曲线判断桩顶沉降量达到某一条件或者某一特定数值的时候已经充分发挥桩侧土和桩端土阻力，或者桩身已经发生破坏，以此数值求出桩的极限承载力。静载荷试验所用的反力装置主要包括锚桩横梁反力装置、压重平台反力装置与地锚反力装置等不同的类型，现场施工过程中可以通过现场条件来进行不同类型装置的选择。但是无论选择何种类型的装置，必须保证反力装置在加载过程中能够提供的最大反力至少为最大加载量的1.2倍，荷载一次堆上，保持荷载平衡性，确保荷载重心穿过试桩中心，千斤顶出力中心应于桩中心保持重叠，与主梁受力中心重叠，确保反力高效传递到桩顶。

2、预应力管桩静载试验检测分析

2.1工程概况

某工程，上部为填土、粉质粘土、粉土，中部粉砂夹粉土、粉土夹粉质粘土、粉砂夹粉土，中下部为粉土夹粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉细砂。工程桩PHC-600 AB110桩长40.0m，桩径600mm，单桩竖向抗压承载力特征值2975kN，粉细砂层作为桩的持力层。

2.2试验仪器、原理、方法

本次试验，依据《建筑桩基检测技术规范》JGJ106-2014要求进行，试验采用慢速维持荷载法，加载采用QF-630T千斤顶两台（编号：131158、131159）并联，荷载在整个试验过程中由计量系统C-33提供：该系统由 JCQ-503AW静力荷载测试仪（编号：120259）及油压传感器（编号：811590）联合控制。

2.2.1试验加载装置

采用压重平台提供反力，堆载物为预制块，堆载物总重约7140kN。

2.2.2变形观测

桩顶的沉降量由固定在基准梁上的4只50mm位移传感器（一套编号：080080、080081、080084、11101197）观测，基准梁的一端固定在基准桩上，另一端简支于基准桩上。

2.2.3加荷等级与沉降量测读

依据规范，采用慢速维持荷载法，加载应分级进行，共分十级加载，第一级加载为分级荷载值的双倍加载，每级加荷后间隔5、10、15、15、15分钟各读记一次沉降，以后每30分钟读一次沉降。当每一小时内的桩顶沉降量不超过0.1mm，并连续出现两次（从分级荷载施加后第30分钟开始，按1.5h连续三次每30分钟的沉降观察值计算）可加下一级荷载 。

2.2.4卸载观测

卸载应分级进行，每级卸载值为加载时分级荷载值的双倍，卸载后，每级荷载维持一小时，按第15、30、60分钟测读桩顶沉降量，即可卸下一级荷载，荷载全部卸去后，应测读桩顶残余沉降量，维持时间为3h，测读时间为第15、30分钟，以后每隔30分钟测读一次。

2.2.5终止加载条件（出现下列情况之一时，可终止加载）

⑴、某级荷载作用下，桩顶的沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍。当桩顶沉降能相对稳定且总沉降量小于40mm时，宜加载至总沉降量超过40mm。

⑵、某级荷载作用下，桩顶的沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24小时尚未达到相对稳定标准。

⑶、已达到设计要求的最大加载量。

⑷、当荷载-沉降（Q-s）曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量60～80mm；在特殊情况下，可根据具体要求加载至桩顶总沉降量超过80mm。

2.2.6单桩竖向抗压极限承载力Qu的确定

⑴、根据沉降随荷载的变化特征确定：对于陡降型Q-s曲线，取Q-s曲线发生明显陡降的起始点对应的荷载值；

⑵、根据沉降随时间变化的特征确定：取s-lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值；

⑶、出现终止加载条件第2款情况，取前一级荷载值；

⑷、根据沉降量确定：对于缓变型Q-s曲线取桩顶总沉降量s=40mm所对应的荷载值。

（5）、当按上述条款判定桩的竖向抗压极限承载力未达极限时，桩的竖向抗压极限承载力应取最大试验荷载值。单位工程同一条件下的单桩竖向抗压承载力特征值Ra应按单桩竖向抗压极限承载力统计值的一半取值。

2.3检测结果

SZ1（4#）试桩加载至5950 kN，累计沉降量16.74mm， 满足终止加载条件3，终止加载，Q-s曲线无明显陡降段，s-lgt曲线尾部无明显向下弯曲，单樁竖向抗压极限承载力实测值取5950kN。

SZ2（72#）试桩加载至5950 kN，累计沉降量11.40mm， 满足终止加载条件3，终止加载，Q-s曲线无明显陡降段，s-lgt曲线尾部无明显向下弯曲，单桩竖向抗压极限承载力实测值取5950kN。

SZ3（145#）试桩加载至5950 kN，累计沉降量10.98mm， 满足终止加载条件3，终止加载，Q-s曲线无明显陡降段，s-lgt曲线尾部无明显向下弯曲，单桩竖向抗压极限承载力实测值取5950kN。

某工程3根桩的单桩竖向抗压极限承载力实测值可达5950kN，满足设计要求。

结束语

现阶段在软土区域需要使用大量工程桩以满足设计荷载的需要，但是由于桩基承载力是根据土体力学参数来计算确定的，由于施工以及地下土体分布不可预见性等因素，需要对工程桩的实际力学性能进行验证，通过抽取一定数量的工程桩进行桩基静载试验以验证桩基承载力是否满足设计要求，可作为检测桩基工作性能的依据，从而保证工程的顺利实施和后续运营安全。

参考文献：

[1]付凯.静压管桩单桩承载力及其与压桩力关系研究[D].河北工程大学，2014.

[2]刘宽.预应力离心混凝土空心方桩单桩抗压承载性状研究[D].江西理工大学，2012.