浅析堆载法单桩竖向抗压静载试验检测在桩基中的应用胡哲华--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

浅析堆载法单桩竖向抗压静载试验检测在桩基中的应用胡哲华

发表时间：2020/5/21 来源：《基层建设》2019年第34期作者：胡哲华

[导读] 摘要：对桩基静载试验的重要性进行了总结，概述了桩基静载试验原过程，提出了处理措施，旨在提高桩基静载试验的可靠性，确保桩基试验的稳定性。

        江苏恒正检测技术有限公司江苏省淮安市 223001
        摘要：对桩基静载试验的重要性进行了总结，概述了桩基静载试验原过程，提出了处理措施，旨在提高桩基静载试验的可靠性，确保桩基试验的稳定性。
        关键词：桩基检测；静载试验；注意事项
        1、桩基静载试验概述
        桩基静载试验是通过在桩基上逐级或者循环施加竖向压力、竖向拉力、水平向推力，观测桩基顶部随时间产生的竖向位移或水平向位移以确定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力、单桩水平承载力的试验方法，是目前公认的检测基桩竖向承载力和水平向承载力最直观、最可靠的试验方法。国外有的静载试验采用24h或72h终极维持荷载法，目的是试图根据单桩竖向抗压静载试验中的桩顶沉降量来分析计算建（构）筑物的后期沉降。在我国一般采用慢速维持荷载法，在有成熟的地方经验的前提下，也可采用快速维持荷载法。由于慢速维持荷载桩基静载试验方法，通常加载周期和试验周期较长，对下道工序的施工进度造成一定影响。为提高生产力和施工进度，快速维持荷载桩基静载试验方法被大力推广并取得了显著的技术经济效益。本文主要讲述堆载法检测单桩竖向抗压承载力静载试验的过程及注意事项。
        2、试桩试验过程
        2.1工程及地质概况
        本工程为淮安金奥国际中心三期桩基检测工程项目，拟建建筑物工程重要性等级为一级，场地复杂程度等级为二级，地基复杂程度等级为二级，岩土工程勘察等级为甲级，地基基础设计等级为甲级。采用钻孔灌注桩基础，混凝土强度等级 C45，设计桩端持力层为9-2层粘土，桩端进入持力层深度大于2倍桩径，桩径为 900mm，桩长71为 m。设计单桩竖向极限抗压承载力标准值为18000kN。
        地质概况：1-1层杂填土，平均厚度0.9米；1-2层素填土，平均厚度2.25米；1-3层素填土，平均厚度0.7米；2-1层粉土，平均厚度3.65米；2-2层粉质粘土夹粉土，平均厚度5.15米；3-1层粘土，平均厚度3.15米；3-2层粉质粘土，平均厚度6.5米；4层粉细砂，平均厚度5.9米；4-a层粉质粘土，平均厚度5.45米；5层粉细砂，平均厚度10.75米；6层粉土，平均厚度7.95米；7层粉质粘土，平均厚度8.35米；8层粘土，平均厚度14.3米；9-1层粉细砂，平均厚度15.35米；9-2层粘土，平均厚度8.95米。
        2.2试验方法及试验结果
        为了更好地模拟桩的实际受力状态，按 JGJ106- 2014 的有关规定：单桩竖向抗压静载荷试验采用慢速维持荷载法。试验最大加载量为18000kN，分10级加载，分级加载量为1800kN，第一级按2倍分级荷载（即3600kN）加载；每级荷载施加后按第5、15、30、45、60min测读桩顶沉降量，以后每隔30min测读一次；每级荷载作用下桩顶的沉降量满足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30min开始，按1.5h连续三次每30min的沉降观测值计算）即可加载下一级。当出现下列情况时，可终止加载：①某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍，且桩顶总沉降量超过40mm。②某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到相对稳定标准。③已达到设计要求的最大加载值且桩顶沉降达到相对稳定标准。④当荷载-沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量60mm~80mm；当桩端阻力尚未充分发挥时，可加载至桩顶累计沉降量超过80mm。加载结束进入卸载：①卸载分级进行，每级卸载量取加载时的2倍，逐级等量卸载。②卸载时，每级荷载维持1h，分别按第15、30、60min测读桩顶沉降量后，即可卸下一级荷载。卸载至零后，应测读桩顶残余沉降量，维持时间为不得少于3h，测读时间为分别为第15、30min，以后每隔30min测读一次桩顶残余沉降量。
        确定单桩竖向抗压承载力时，应绘制竖向荷载-沉降（Q-s）曲线、沉降-时间对数（s-lgt）曲线，需要时也可绘制其他辅助分析所需曲线。单桩竖向抗压极限承载力可按下列方法综合分析确定：①根据沉降随荷载变化的特征确定：对于陡降型Q-s曲线，取其发生明显陡降的起始点对应的荷载值。②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。③某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到相对稳定标准时取前一级荷载值。④对于缓变型Q-s曲线可根据桩顶总沉降量确定，宜取s=40mm对应的荷载值；对直径大于或等于800mm的桩，可取s=0.05D（D为桩端直径）对应的荷载值；当桩长大于40m时，宜考虑桩身弹性压缩。⑤当未出现前面4款，桩的竖向抗压极限承载力应取最大试验荷载值。
        淮安金奥国际中心三期桩基检测工程项目的试验数据：

        对受检桩静载检测结果综合分析，本工程A227受检桩加载至设计要求的最大加载值18000kN时，位移观测点沉降达到相对稳定标准，累计沉降未超过40mm，Q-S曲线呈缓变型，s-lgt曲线尾部未出现明显向下弯曲，所以这根受检桩取最大加载值18000kN为单桩竖向抗压极限承载力。
        3、桩基静载试验中常存在的问题及注意事项
        3.1堆载平台受到偏心力
        堆载平台受到的偏心力主要来自以下方面：（1）设置的桩帽轴心与原桩轴线出现明显偏差；（2）支撑下的地基出现不均匀沉降；（3）预留的锚桩钢筋不足，使得锚桩之间的加载荷载不协调；（4）采用千斤顶较多，且其合力中心严重偏离桩身轴线。判断堆载平台是否存在偏心力，可以安装4个对称分布的百分表或位移传感器来获得参考数据。在不影响测试结果的情况下，允许的偏心力极限值大小需要根据具体的工程实践加以判断。但是，由于桩径、配筋、桩型和桩身设计强度等多方面的差异而造成的偏心力矩差异很大。通常，4个不同测点的沉降差不应超过5mm，对于偏心力矩较大的桩沉降差不应超过10mm。
        3.2边堆载边试验易出现的问题
        一般来说压重宜在检测前一次加足，并均匀稳固地放置于平台上，但对于试验荷载很大的桩，一次堆载过大势必产生较大的地面荷载严重时会造成试验前主梁压到千斤顶的现象，此时桩已受力了，而桩的沉降未及时记录。在这种情况下继续试验，前几级对应的沉降量非常小，原始记录实际上是不真实的，会影响试验结果。边堆载边试验对桩基静载试验提出了更高的要求。在具体的试验过程中需要注意两个问题：（1）一是堆载过程中，适当加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）根据堆载速度，控制试验开始的时间，确保试验过程中桩顶的堆载量不小于试验荷载的120%。
        3.3基准桩的稳定性问题
        在静载试验期间，应严格控制基准桩的稳定性。通常，测试人员需要在桩的顶部安装位移传感器，从而测量基桩相对于基准桩的沉降量。在试验过程中，支墩会由于外部压力而产生对地的压力值，这会直接影响到基准桩的稳定性。在具体试验中，测试人员需要对这一问题予以特别关注。同时，测试过程中，还应保证测试桩、基准桩和支墩的长度大于桩外径的4倍且不小于2m。若加载过程中，支墩的沉降较为明显，则会影响到基准桩的稳定性。而且，由于基准桩的填埋深度非常浅，测试过程中容易受到地表的影响。在静载试验过程中，需要实时监控基准桩的变化情况，妥善处理突发问题。
        3.4安全问题
        堆载法常用的堆载重物为预制混凝土块，试验架多为散架，整体稳定性较差，存在许多安全隐患。除尽可能将堆载重物稳妥堆放外，应控制堆载的高度，随时注意堆载物倾斜。同时应对加载反力装置的全部构件进行强度和变形验算，保证压重施加于地基的压应力不大于地基承载力特征值的1.5倍，有条件时宜利用工程桩作为堆载支点。采用人工读数时，必须保证进出通道畅顺。现场还应确立试验区范围，悬挂警告标志。
        结语
        综上所述，桩基静载试验能够有效地检测桩基的实际承载能力，是最有效、最直观的一种试验检测方法，科学、规范的操作可以有效确保检测试验数据的准确性。本文通过对桩基静载试验的重要性和桩基静载试验过程进行了总结，分析了桩基静载试验过程中容易出现的问题，并提出了相应的注意事项，从而更好地指导桩基静载试验的开展。
        参考文献
        [1]杨宝红.浅析静载试验检测在桩基中的应用[J].低碳世界,2018(10):180-181.
        [2]赵小强.建筑工程桩基静载试验检测存在的技术问题[J].中外企业家,2018(18):113.
        [3]吴龙飞.桩基静载检测中的常见问题及处理方案[J].广东建材,2018,34(01):44-45.
        [4]李坚龙.桩基检测方法在A公司工程项目质量控制中的应用研究[D].武汉工程大学,2017.