试论单桩竖向抗拔静载试验常见问题及其措施

2019-01-24陈池森

建材与装饰 2018年49期

陈池森

（中山市菊城建筑材料检测有限公司广东中山 528415）

引言

在建筑工程中，桩基主要起到的是承上启下的作用，把上部结构的荷载，包括地面上的整体房屋荷载，地下室及整个基础荷载，通过桩基传递给地基。通过对上部力的均匀分解，可以起到减少不均匀沉降导致房屋倾斜、开裂所带来的不利影响，因此桩基施工质量的好坏将直接影响建筑整体的施工质量，对于桩基的施工质量检测显得尤为重要，目前静载试验是最常用的检测方法（见图1）。通过对桩基进行静载试验，可以分析在桩基施工过程中存在着一些不足点，从而改变相应的施工参数，使桩身平整度、强度等满足各类要求。

图1 桩基静载试验检测现场

1 桩基静载试验原理分析

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。

2 桩基静载试验中常见的一些问题

2.1 基准桩的稳定性问题

一般来说，试验过程中要对基准桩的稳定性进行严格控制，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。

2.2 堆载平台偏心问题

引起偏心受力的主要因素有如下几点：①工厂生产的桩帽轴心与桩体本身的轴线完全合不上；②支墩下的地基土出现不均匀的沉降；③用于锚桩的钢筋预留不匹配，锚桩之间所受到的荷载不一致；④使用数个千斤顶，千斤顶实际产生的合力中心与桩身轴线合不上。

检测桩有没有出现偏心受力，可以借助于四个对称布置的位移测量仪器中的数据分析得到。桩体偏心受力可以允许控制在多大的区间，还需要结合工程实践经验确定。显然，桩径、配筋不一致的情况下，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。通常情况，四个不同测点的沉降差，尽可能控制在3～5mm，偏心弯矩抵抗能力强的桩，不能超过10mm。

2.3 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。

2.4 边堆载边试验的问题

在现场静载荷试验操作过程中需着重两点：①试验过程中继续吊装的荷载由支承墩和受检桩两者共同承担，桩顶实际荷载值一定概率会超过本级要求的维持荷载值，若超过规范规定的10%时，需要稍微减小荷载，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，确定试验起始时间，试验通常是在堆载量大于应堆载量的50%后进行展开，确保试验过程中桩顶的堆载量不小于试验荷载的120%。

3 工程案例分析

3.1 工程概况

某工程桩基设计采用钢筋混凝土灌注桩，主筋采用3根H R B400直径28钢筋点焊成束，钢筋锚入基础底板长度不小于1.1m。桩位图纸中设计共考虑布桩695根，桩径直径从800～2000mm不等，本工程±0.000相当于绝对标高90.650。桩的混凝土强度等级为C35，桩主筋保护层厚度为50mm，桩端持力层为⑥层中风岩，桩全断面进行持力层深度不小于0.5m。桩底以下3倍桩径且不小于5m范围之内应探明无软弱夹层、断裂破碎带和洞穴分布。

3.2 桩基检测

桩基施工完成后，建立了相应的桩基工程静载试验检测方案，静载桩基为：4根自平衡（桩编号为：M25号、2-20号、3-25号、4-2号）检测，但由于在人为操作及机械设备上存在着不足，会出现一些检测上的误差。

3.2.1 静载重心偏移及解决措施

在静载试验过程中，由于加载试块是后续叠加上去的，随着加载数量的增加，重心会很难控制，导致重心偏移，如果此类现象没有及时的发现，最终会导致整个堆载平台倒塌。因此在做静载试验前需要编制相应的堆载施工方案，使得平台中心与桩的中心重合在同一线上。现场桩位偏差超出规范要求的桩位及设计处理确认方案统计如表1所示，其余桩位偏差均符合规范要求。

表1 现场桩位偏差超出规范要求的桩位及相应处理方案统计表

3.2.2 锚桩法的问题及解决措施

钢梁嵌固在锚桩内就会使得钢梁受到锚桩传来的反力，在实际工程中，可以把工程桩作为试验桩进行试验。在桩基静载荷试验准备过程中，务必要保证锚桩的检测数据以及桩体的抗拔力数据准确无误，一旦数据出现偏差，在静载荷试验过程中桩体钢筋出现屈服破坏的概率就会增加，这种情况一方面会给施工人员的人身安全造成极大的风险，另一方面会使试验结果误差增大，所以在试验过程中发现桩体受力异常需立即联系设计单位，商讨解决措施。此外，静载荷试验中使用到的辅桩系统需要严格按照规程布置，如果达不到规程中要求的对称布置，静载荷试验便会宣告失败。