預(yù)應(yīng)力管樁抗壓靜載試驗(yàn)檢測(cè)分析

陳愛群

【摘要】在工程領(lǐng)域，影響樁承載力的因素多種多樣，目前不能通過軟件計(jì)算方法得出準(zhǔn)確的結(jié)果，因而在工程實(shí)際中，主要采用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來驗(yàn)證樁的極限承載力。由于樁基靜載試驗(yàn)在確定單樁極限承載力方面是目前最為直觀、可靠的檢驗(yàn)方法，因此現(xiàn)階段靜載試驗(yàn)是工程實(shí)際基樁承載力的主要檢測(cè)方法。基于此，本文主要對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁靜載試驗(yàn)檢測(cè)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，希望可以為相關(guān)工作人員提供一定的參考。

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力管樁；樁靜載試驗(yàn)；檢測(cè)分析

預(yù)應(yīng)力管樁具有施工速度快、工效高、工期短、單樁承載力高和造價(jià)便宜等特點(diǎn)，當(dāng)條件允許時(shí)，地基基礎(chǔ)常采用預(yù)應(yīng)力管樁。本文主要對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁靜載試驗(yàn)檢測(cè)進(jìn)行了分析，以供參考。

1、預(yù)應(yīng)力管樁抗壓靜載試驗(yàn)檢測(cè)方法

利用抗壓靜載荷試驗(yàn)進(jìn)行樁身的極限承載力檢驗(yàn)的時(shí)候，主要是通過反力裝置在樁頂分級(jí)施加垂直荷載，然后對(duì)于每級(jí)荷載都按照規(guī)定的時(shí)間和對(duì)應(yīng)的樁基沉降量進(jìn)行讀取，從而最終獲得樁頂荷載和樁頂沉降之間的Q～S曲線。通過Q～S曲線判斷樁頂沉降量達(dá)到某一條件或者某一特定數(shù)值的時(shí)候已經(jīng)充分發(fā)揮樁側(cè)土和樁端土阻力，或者樁身已經(jīng)發(fā)生破壞，以此數(shù)值求出樁的極限承載力。靜載荷試驗(yàn)所用的反力裝置主要包括錨樁橫梁反力裝置、壓重平臺(tái)反力裝置與地錨反力裝置等不同的類型，現(xiàn)場(chǎng)施工過程中可以通過現(xiàn)場(chǎng)條件來進(jìn)行不同類型裝置的選擇。但是無(wú)論選擇何種類型的裝置，必須保證反力裝置在加載過程中能夠提供的最大反力至少為最大加載量的1.2倍，荷載一次堆上，保持荷載平衡性，確保荷載重心穿過試樁中心，千斤頂出力中心應(yīng)于樁中心保持重疊，與主梁受力中心重疊，確保反力高效傳遞到樁頂。

2、預(yù)應(yīng)力管樁靜載試驗(yàn)檢測(cè)分析

2.1工程概況

某工程，上部為填土、粉質(zhì)粘土、粉土，中部粉砂夾粉土、粉土夾粉質(zhì)粘土、粉砂夾粉土，中下部為粉土夾粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂。工程樁PHC-600 AB110樁長(zhǎng)40.0m，樁徑600mm，單樁豎向抗壓承載力特征值2975kN，粉細(xì)砂層作為樁的持力層。

2.2試驗(yàn)儀器、原理、方法

本次試驗(yàn)，依據(jù)《建筑樁基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》JGJ106-2014要求進(jìn)行，試驗(yàn)采用慢速維持荷載法，加載采用QF-630T千斤頂兩臺(tái)（編號(hào)：131158、131159）并聯(lián)，荷載在整個(gè)試驗(yàn)過程中由計(jì)量系統(tǒng)C-33提供：該系統(tǒng)由 JCQ-503AW靜力荷載測(cè)試儀（編號(hào)：120259）及油壓傳感器（編號(hào)：811590）聯(lián)合控制。

2.2.1試驗(yàn)加載裝置

采用壓重平臺(tái)提供反力，堆載物為預(yù)制塊，堆載物總重約7140kN。

2.2.2變形觀測(cè)

樁頂?shù)某两盗坑晒潭ㄔ诨鶞?zhǔn)梁上的4只50mm位移傳感器（一套編號(hào)：080080、080081、080084、11101197）觀測(cè)，基準(zhǔn)梁的一端固定在基準(zhǔn)樁上，另一端簡(jiǎn)支于基準(zhǔn)樁上。

2.2.3加荷等級(jí)與沉降量測(cè)讀

依據(jù)規(guī)范，采用慢速維持荷載法，加載應(yīng)分級(jí)進(jìn)行，共分十級(jí)加載，第一級(jí)加載為分級(jí)荷載值的雙倍加載，每級(jí)加荷后間隔5、10、15、15、15分鐘各讀記一次沉降，以后每30分鐘讀一次沉降。當(dāng)每一小時(shí)內(nèi)的樁頂沉降量不超過0.1mm，并連續(xù)出現(xiàn)兩次（從分級(jí)荷載施加后第30分鐘開始，按1.5h連續(xù)三次每30分鐘的沉降觀察值計(jì)算）可加下一級(jí)荷載 。

2.2.4卸載觀測(cè)

卸載應(yīng)分級(jí)進(jìn)行，每級(jí)卸載值為加載時(shí)分級(jí)荷載值的雙倍，卸載后，每級(jí)荷載維持一小時(shí)，按第15、30、60分鐘測(cè)讀樁頂沉降量，即可卸下一級(jí)荷載，荷載全部卸去后，應(yīng)測(cè)讀樁頂殘余沉降量，維持時(shí)間為3h，測(cè)讀時(shí)間為第15、30分鐘，以后每隔30分鐘測(cè)讀一次。

2.2.5終止加載條件（出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，可終止加載）

⑴、某級(jí)荷載作用下，樁頂?shù)某两盗看笥谇耙患?jí)荷載作用下沉降量的5倍。當(dāng)樁頂沉降能相對(duì)穩(wěn)定且總沉降量小于40mm時(shí)，宜加載至總沉降量超過40mm。

⑵、某級(jí)荷載作用下，樁頂?shù)某两盗看笥谇耙患?jí)荷載作用下沉降量的2倍，且經(jīng)24小時(shí)尚未達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。

⑶、已達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大加載量。

⑷、當(dāng)荷載-沉降（Q-s）曲線呈緩變型時(shí)，可加載至樁頂總沉降量60～80mm；在特殊情況下，可根據(jù)具體要求加載至樁頂總沉降量超過80mm。

2.2.6單樁豎向抗壓極限承載力Qu的確定

⑴、根據(jù)沉降隨荷載的變化特征確定：對(duì)于陡降型Q-s曲線，取Q-s曲線發(fā)生明顯陡降的起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載值；

⑵、根據(jù)沉降隨時(shí)間變化的特征確定：取s-lgt曲線尾部出現(xiàn)明顯向下彎曲的前一級(jí)荷載值；

⑶、出現(xiàn)終止加載條件第2款情況，取前一級(jí)荷載值；

⑷、根據(jù)沉降量確定：對(duì)于緩變型Q-s曲線取樁頂總沉降量s=40mm所對(duì)應(yīng)的荷載值。

（5）、當(dāng)按上述條款判定樁的豎向抗壓極限承載力未達(dá)極限時(shí)，樁的豎向抗壓極限承載力應(yīng)取最大試驗(yàn)荷載值。單位工程同一條件下的單樁豎向抗壓承載力特征值Ra應(yīng)按單樁豎向抗壓極限承載力統(tǒng)計(jì)值的一半取值。

2.3檢測(cè)結(jié)果

SZ1（4#）試樁加載至5950 kN，累計(jì)沉降量16.74mm， 滿足終止加載條件3，終止加載，Q-s曲線無(wú)明顯陡降段，s-lgt曲線尾部無(wú)明顯向下彎曲，單樁豎向抗壓極限承載力實(shí)測(cè)值取5950kN。

SZ2（72#）試樁加載至5950 kN，累計(jì)沉降量11.40mm， 滿足終止加載條件3，終止加載，Q-s曲線無(wú)明顯陡降段，s-lgt曲線尾部無(wú)明顯向下彎曲，單樁豎向抗壓極限承載力實(shí)測(cè)值取5950kN。

SZ3（145#）試樁加載至5950 kN，累計(jì)沉降量10.98mm， 滿足終止加載條件3，終止加載，Q-s曲線無(wú)明顯陡降段，s-lgt曲線尾部無(wú)明顯向下彎曲，單樁豎向抗壓極限承載力實(shí)測(cè)值取5950kN。

某工程3根樁的單樁豎向抗壓極限承載力實(shí)測(cè)值可達(dá)5950kN，滿足設(shè)計(jì)要求。

結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)階段在軟土區(qū)域需要使用大量工程樁以滿足設(shè)計(jì)荷載的需要，但是由于樁基承載力是根據(jù)土體力學(xué)參數(shù)來計(jì)算確定的，由于施工以及地下土體分布不可預(yù)見性等因素，需要對(duì)工程樁的實(shí)際力學(xué)性能進(jìn)行驗(yàn)證，通過抽取一定數(shù)量的工程樁進(jìn)行樁基靜載試驗(yàn)以驗(yàn)證樁基承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求，可作為檢測(cè)樁基工作性能的依據(jù)，從而保證工程的順利實(shí)施和后續(xù)運(yùn)營(yíng)安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]付凱.靜壓管樁單樁承載力及其與壓樁力關(guān)系研究[D].河北工程大學(xué)，2014.

[2]劉寬.預(yù)應(yīng)力離心混凝土空心方樁單樁抗壓承載性狀研究[D].江西理工大學(xué)，2012.