现场检测试验桩基静载的问题探讨

2018-10-26刘芹飞

建材与装饰 2018年42期

刘芹飞

（惠州市业基建筑检测有限公司广东惠州 516171）

1 引言

随着国内建筑行业的飞速发展，施工过程中对于桩基承载力的要求越来越高。现阶段，静载试验已经成为了桩基承载力检测的最有效、最直观的方式。虽然桩基静载检测的理论体系与技术应用相对成熟，但是具体检测过程中仍会遇到一些问题。因而，要对现场检测的问题进行具体分析，并采取针对性措施予以解决。

2 概述

2.1 桩基静载试验的重要意义

一方面，静载试验对于建筑工程的设计、施工等环节有着直接的影响，并且推动着桩基理论的完善。由于受到施工现场地质条件以及施工技术、施工材料等因素的影响，建筑项目桩基的荷载形式较为复杂，静载试验对于桩基理论的修改、完善有着积极的推动作用。比如，在进行桩基极限侧阻力以及端阻力的分析工作时，需要对不同种类的桩型、施工工艺等因素进行分析，可以对桩基的承载力状况有一个全面的认识，进而推动相关理论的完善。另一方面，桩基静载检测试验可以为基础设计提供重要的依据。桩基静载检测试验的重要目的就是为了测试桩所能承受的荷载状况，工程设计人员通过对实验结果进行分析，可以对目前的施工情况做出适当的调整与优化，进而可以提升工程的施工质量。此外，静载检测还为新技术、新桩型的推广与应用提供了便利。随着建筑项目数量与体量的急剧增加，新的桩基形式能够更好的适应工程的受力状况，通过大量的静载实验数据作为基础，能够有效的推动新桩型的研究与应用。由于桩基施工质量对于整个建筑项目的安全性、耐久性与稳定性有着重要的影响，因而试验人员要对静载试验的重要性引起足够的重视，试验过程中严格按照操作规程进行操作，防止相关问题对于试验造成的不利影响。

2.2 理论原理分析

在进行桩基静载试验时，所用的方法与竖向抗压桩的实际工作状况较为相近。具体检测工作中，需要对桩基进行加载，加载反力装置主要包含三种不同的类型，但使用较广的是压重平台反力装置。这一过程中，压重物体主要用到钢筋混泥土块。数值方面，压重值要达到最大承受力预估值的1.2倍左右。在进行压重物体的放置工作时，要确保均匀、稳固、一次性的添加。油压千斤顶使用过程中要进行逐级加载，并且加载时要借助荷载传感器以及位移传感器等设备，对桩基加载值和沉降量进行密切的监视。最后，通过做出桩沉降量随着荷载、时间变化的曲线，可以得到桩基的最大承载力。

3 桩基静载试验中常见的一些问题

3.1 基准桩的稳定性问题

试验过程中，要对基准桩的稳定性进行严格控制。一般来说，试验人员要将位移传感器加装到测量桩的顶部，这样一来可以测量出桩顶相对于基准桩的位移量。试验时，由于堆载重量会对地表造成一定的附加压力，并且会对基准桩的稳定性变化造成直接的影响，这一问题要引起试验人员的重视。具体试验时，要确保试验桩、基准桩以及支承桩的长度能够≥4d并且≥2m（其中，d为桩身的外径尺寸）。如果堆载工作中支承桩仍处于下沉状态，那么会对基准桩的稳定性造成影响。此外，由于基准桩的布设相对较浅，因而试验会受到地表土的影响，静载试验过程中工作人员要对基准桩变化情况进行实时监测，遇到问题及时进行解决。

3.2 堆载平台偏心问题

偏心受力主要由以下几个因素引起：①制作的桩帽轴心与原桩身轴线严重不重合；②支墩下的地基土不均匀变形；③用于锚桩的钢筋预留不匹配，锚桩之间承受的荷载不同步；④采用多个千斤顶，千斤顶实际合力中心与桩身轴线严重偏离。桩是否存在偏心受力，可以通过四个对称安装的百分表或位移传感器的测量数据分析获得。到底允许偏心受力多大而不影响试验结果，要结合工程实践经验确定，显然，不同桩径、不同配筋情况，不同桩型、不同桩身设计强度、甚至不同地质条件，抵抗偏心力矩的能力是不同的。一般来说，四个不同测点的沉降差，不宜大于3～5mm，偏心弯矩抵抗能力强的桩，不应大于10mm。

3.3 锚桩法问题

如果锚桩钢筋出现脱焊，将导致锚桩以及钢梁的联合反力架出现崩毁的不利局面。这样一来，试验所用的千斤顶、百分表等装置都将受到损毁，严重时可能造成试验人员伤亡等安全事故。为了有效解决钢筋脱焊问题，要对焊接方法与焊接质量进行严格控制，同时还要做好钢筋的选择。一般来说，拉筋要比锚桩直径大，并且在焊接长度方面要达到10～15cm左右。此外，试验过程中还可能出现试桩、锚桩间距问题。锚桩由于受到上拔力作用的影响，导致锚桩附近的土体会出现相应的变化，进而会影响到试桩的沉降量。为了提升试验结果的精确性，要确保试桩与锚桩之间的中心间距要≥4D，其中D为试桩、锚桩的桩身外径，同时要确保间距＞2.0m。另外，试验时还可能出现锚桩抗拔力问题。由于受到资金等方面的限制，试验时通常将工程桩作为试验锚桩，试验前如果没有按照规范进行抗拔力测试，将造成钢筋拉断等问题。因而，在进行试桩方案的制定过程中，要对锚桩抗拔力进行相应的测算工作，并且要及时与业主方和设计方做好沟通。

3.4 边堆载边试验的问题

在实际操作中应注意两个问题：①试验过程中继续吊装的荷载一部分由支承墩承担，一部分由受检桩来承担，桩顶实际荷可能大于本级要求的维持荷载值，若超过规范规定的10%时，应适当卸荷，以保证每级荷载在维持过程中的变化幅度不得超过分级荷载的±10%；②根据吊装速度，控制试验开始的时间，一般应在堆载量大于应堆载量的50%后开始试验，确保试验过程中桩顶的堆载量不小于试验荷载的120%。

4 案例分析

4.1 工程实例

该工程位于惠州市马安镇，根据地质勘察报告，地质情况：第1层为素填土，第2层为分质粘土，第3层为全风化、第4层为强风化、第5层为中风化。基桩为桩长16m、桩径为600mm的管桩，桩端座于第4层强风化，单桩竖向承载力特征值为2500kN。

4.2 检测仪器设备、方法和标准

4.2.1 试验加载装置本次试验采用压重平台反力装置（见图1）。压重平台反力装置作为荷载反力，将大于最大试验荷载1.2倍的荷重在试验开始前一次性加上平台，试验时采用RS-JYC桩基静载荷测试分析仪自动记录，及配合油压千斤顶分级加载。

主要检测仪器仪表：RS-JYC桩基静载荷测试分析仪1台，QF320T千斤顶2个，压力传感器1个，位移传感器4个。

图1 压重平台反力装置图

4.2.2 试验加载方法和沉降观测

（1）单桩试验要求最大荷载：5000kN。

（2）试验加载：采用快速维持荷载法，每级加载为要求最大试验荷载的1/10，第一级按2倍分级荷载加载，加载时每级荷载维持时间不少于1h；每级荷载施加后，间隔 5min、10min、15min、15min、15min 测读一次沉降，以后每隔15min测读一次；在该级荷载下最后15min的沉降增量小于相邻15min的沉降增量，加下一级荷载。

（3）桩的沉降观测：采用武汉岩海工程技术开发公司制造的RS-JYC桩基静载荷测试分析仪自动记录，在桩顶面直径方向对称安装4个调频式防水位移传感器，按规定时间自动测定和记录工程桩的沉降量；调频式防水位移传感器分辩力0.01mm。

4.2.3 检测标准

试验按照广东省标准《建筑地基基础检测规范》（DBJ15-60-2008）的有关规定执行。