淺析基樁檢測靜載試驗中的一些問題

　　王建宏

　　摘 要：本文從實際工作經驗出發，對于基樁靜載荷試驗中所出現的問題，做出了簡要的解答。

　　關鍵詞：基樁檢測;靜載試驗;承載力

　　1 錨樁法問題

　　(1)錨樁鋼筋脫焊問題：在試驗過程中，由于所選鋼筋質量較差或是工人焊接技術不夠等原因，當加載至一定壓力后，會出現與錨樁樁頭主筋相接處的錨筋拉斷或是焊接點開裂等現象，以至錨樁與鋼梁聯合的反力架崩塌，造成千斤頂及百分表等受損，試驗失敗;嚴重時還危及人員安全。對于以上問題，我們在施工時，應選擇比錨樁主筋直徑大一號的鋼筋作為拉筋，且焊接長度要求達到10cm～15cm，加壓荷載較大時還要求雙面焊。

　　(2)試、錨樁間距問題：錨樁在受到上拔作用的過程中，其樁周土也在相應的產生擾動，從而對試樁沉降量產生一定的影響，上拔量越大，其自身擾動就越大，對試樁的影響也就越大。《建筑基樁檢測技術規程》(DGJ08—218—2003)表4.2.4中提出對試樁與錨樁中心間距應≥3D(D為試、錨樁樁身外徑)且>2.0m就是為減小這種影響。為確保試驗數據的準確性，在選擇錨樁時應嚴格遵守這一規范規定。

　　(3)錨樁抗拔力問題：采用錨樁與鋼梁聯合提供反力時，業主為了節約成本，往往采用工程樁作為試驗錨樁，若試驗前未作錨樁抗拔力計算，試驗時鋼筋過度受拉，或不對稱布置的錨樁系統，錨固力分配不當時，加載過程中會造成部分錨樁過度上拔，以至局部鋼筋拉斷，不僅試驗不得不中止，試驗失敗，而且還隨時會給操作人員帶來危險。因此要求在試樁方案實施前必須進行錨樁抗拔受力核算，若發現不足或受力不均等問題，應及時與業主或設計方聯系。

　　2 基樁靜載荷試驗中所出現的問題

　　2.1 基準樁的穩定性問題

　　在基樁靜載荷試驗中，測量樁“頂”位移的常用方法是用位移傳感器(或百分表)測量樁“頂”相對于基準梁的位移量。在試驗過程中基準梁穩定與否相當關鍵。對人工設置的基準樁而言，對其穩定性影響較大且容易被忽視的因素就是堆載重量對地表產生的附加壓力引起其穩定性的變化。尤其大荷載堆載試驗，就是嚴格按規范的要求，即試驗樁、基準樁、支承墩三者的距離即使能滿足≥4d，且≥2m(d為樁身外徑)，堆載時仍發現支承墩出現明顯下沉現象，在一定程度上影響著基準樁(梁)的穩定性。在沒有更科學、可行的測試方法的情況下，較為實際的控制方法是盡量利用附近的工程樁作為基準樁，但工程樁可利用的場合往往不多;在其他情況下設置的基準樁，一般都設置較淺，易受地表土變動的影響。因此，及時了解基準梁沉浮量情況很有必要。

　　2.2 堆載平臺偏心問題

　　采用堆載平臺作加荷系統時，由于堆載量不足，或有時由于堆載噸位過大，堆載中心難以控制，造成偏心過大，試驗中還未達到目標噸位堆載便被向上頂動，堆載平臺的兩支墩局部出現懸空，以至壓力無法加上，試驗中止。若不及時發現，停止加載操作，嚴重時會出現堆載平臺塌方。對于堆載法試驗尤其是大噸位堆載試驗，試驗前必須編制詳細可靠的施工方案，且在現場堆載反力裝置過程中應做好二個一致，即平臺的中心應與試樁樁頭中心一致，重物的中心應與平臺的中心一致。

　　2.3 邊堆載邊試驗問題

　　為避免主梁壓實千斤頂，便在荷載不足時提前進行試驗，即所謂的“邊堆載邊試驗”。這不失為解決問題的方法，但是，這種做法除要注意安全外，還要注意堆載方法，處理不當也會嚴重影響數據的真實性。由于堆載架上的重物越來越多，其重力直接由主梁反壓到千斤頂上，使千斤頂內的壓強增加，頂力加大，直接作用于樁頂上，使樁身下沉加快，但壓力表的讀數正常，這是目前常用的千斤頂與加壓測量系統的油路決定的。因為當油壓大于千斤頂內的壓力時，壓力通過各“單向閥”正常傳入千斤頂內，直到壓力平衡，這時壓力表測量的壓強與千斤頂內的壓強相同;反之，當油泵停止加壓時，千斤頂內的油壓被“單向閥”鎖定，壓力無法傳遞到油管。所以，當千斤頂活塞頂部的反力增加時，作用于樁頂的力增加，壓力表的讀數不變。以至有些本級荷載偏大，而有些本級荷載偏小，Q—S曲線不能正常反映試樁的變形規律。例如：某工程，樁徑為350×350，樁長為26.0m的預制鋼筋砼方樁，單樁極限承載力為1250KN。本試驗堆載時由于支墩周圍土體較差，在堆到一定荷載時，便開始邊堆邊試驗。從曲線上看出，第一級沉降量為3.56mm，明顯偏大，而后幾級的沉降量幾乎不變，直到第六級875KN以后沉降才恢復正常。出現這種現象是由于進行第一級試驗時，隨著上部堆重物越來越多，重力由主梁直接反壓到千斤頂上，使千斤頂上的頂力增大，樁頂上的壓力已基本達到第五級荷載750KN，樁身下沉加快，但壓力表的讀數保持正常，以至接下來的第2級～5級荷載下的沉降偏小。因此，若是不得已要進行邊堆載邊試驗時，應在各級荷載達到穩定后準備加后一級荷載前進行堆載，堆載期間不加壓，且堆載量不應超過該級荷載量。或是在最后一級或兩級荷載時不要堆載，以免影響樁的最終累計沉降量。總之，盡量使邊堆載邊試驗的不良影響降低到可接受的程度。

　　2.4試驗前主梁壓實千斤頂的問題

　　堆載法是基樁等靜載荷試驗工作中用得較頻繁的一種方法。在上海等軟土地基工程中，不少工程由于地基土較差，試驗開始前，上部載荷已完全加載到支承墩上，支承墩就產生下沉，造成試驗前主梁壓實千斤頂，以至試驗還未開始，就已有一定的荷載通過千斤頂施加到樁頂上，荷載越大事先施加于樁頂上的壓力也越大，此時樁頂實際就已開始下沉，到正式試驗時，這部分的沉降由于未能記錄而缺失，導致試驗前幾級的沉降偏小，甚至沒沉降。從而影響了Q—S曲線的形態及最終累計沉降量，嚴重時還會導致結論的錯誤。

　　本試驗是基坑開挖后在較軟的粉質粘土層上進行，由于上部荷載較大，兩支墩下陷，堆載結束準備開始試驗時，主梁已壓實千斤頂。從曲線上可看出，在410KN之前各級荷載作用下的樁頂沉降量皆非常小，由此可推測試驗前，試驗開始前千斤頂上的壓力可能已接近410KN，試樁樁頂已開始下沉，但由于試驗未開始，導致一部分沉降流失，雖然之后的各級沉降量趨于正常，但試驗的總沉降量已不能準確把握。因此，在堆載前應詳細了解地基土分布情況，并對地基的承載力進行初步估算，必要時應對支墩周圍地基土進行加固處理，或是將支墩高度適當增加。

　　3 快速法問題

　　現有規范規定，樁基檢測方法可采用慢速維持荷載法與快速維持荷載法。為了縮短工期，提高建設效率，業主往往都要求采用快速法，即“一般每隔一小時加下一級荷載”。問題就出在“一小時一級”上，試驗過程中經常遇到加載至最后一級(或二級)時，Q—S曲線出現較明顯向下彎曲現象，如果只“恒載”1h，可能還夠不上“破壞”標準，但只要延長“恒載”時間，就有可能出現“破壞”。由此造成如不延長時間樁可能達到驗收標準，而延長時間則達不到驗收標準的情況，或者恒載時間延長或不延長得到的極限承載力相差一個級別。對最后一級來說，延長時間必然會增大累計沉降量，這對以最終累計沉降量判斷樁的承載力達不達到要求的標準來說，也至關重要。例如：某工程樁徑為250×250，樁長為19.0m，單樁極限承載力為442KN。本試驗在最后一級加載至60min時，其總沉降量為18.25mm，本級沉降量為9.5mm，是前一級本級沉降量的3倍以上，若就此判斷其承載力，可判其合格。但從曲線以及最后一級的每次沉降讀數分析，其沉降未呈收斂趨勢，若繼續恒載，很可能出現破壞，于是又繼續測讀，直到270min還未達穩定標準，且S—Lgt曲線已明顯向下彎曲，才終止試驗，總沉降量達28.36mm，故而認為該試樁在本級荷載作用下無法達到穩定標準，其極限承載力小于442KN。

　　新的《建筑基樁檢測技術規程》(DGJ08—218—2003)4.3.1第2條中規定：當采用快速維持荷載法時，對最后一級(或二級)荷載，應判據其沉降的收斂性。這在一定程度上補救了以上出現問題。故此，要求靜載測試過程中必須嚴格認真執行這一規范規定。

　　4 結束語

　　雖然規范規定荷載要在試驗前一次性堆載，但常常因客觀條件的限制難于做到，如果僅考慮規范的要求，就有可能無法完成試驗工作，所以只要采取適當的措施，邊堆載邊試驗是能夠在確保試驗數據質量的前提下實現試驗目的的。但采用快速法進行試驗時，如果在最后一級或出現沉降加速的一級適當延長恒載時間或進行判穩，作為驗收性試驗應該是可行的，而且可以節省大量時間，提高工作效率。而錨樁法雖然往往也是設計與業主決定，但試驗前編制好詳細的施工方案，對錨樁抗拔力進行認真仔細的核算，當試、錨樁間距有問題時，及時與設計及業主商議，盡可能選擇一個比較合適的試、錨樁，并且認真做好錨樁焊接工作，是能夠減小甚至避免問題的出現的。總之，只要檢測過程中不斷總結經驗、認真對待，是可以消除和減少試驗中所遇問題的，通過樁基靜載試驗從而合理評價樁土體系承載力與沉降量的關系。