單樁豎向抗壓承載力動靜對比實例

摘要：本文通過具體樁基工程兩種承載力檢測方法的對比，以靜載試驗結果作為高應變動測結果的對比標準，分析引起高應變檢測結果誤差的原因，檢驗高應變承載力檢測的精度。

關鍵詞：承載力 高應變 靜荷載試驗 動靜對比

1 前言

判定單樁豎向抗壓承載力的檢測方法主要有靜載試驗法和高應變法。為了貫徹“技術可靠，經濟合理”的原理，在基樁工程中采用二種或二種以上檢測方法是必要的。

靜載試驗是通過重平臺或錨樁反力架等在樁頂部直接分級加載，觀測樁頂部隨時間產生的每級的沉降量，同時觀測分析其試驗結果，以確定相應的單樁承載力的試驗方法。這種方法綜合考慮了樁與土的相互作用，是確定單樁承載力最為可靠，最為直觀的方法，但需要錨固或堆載，試驗效率低、費用高、時間長。

高應變法是用重錘沖擊樁頂，通過在樁頂測量被激發的阻力產生的應力波和速度波，運用波動理論分析，對樁身完整性和單樁豎向抗壓承載力進行判定的檢測方法。其檢測快速輕便、費用低，抽檢數量較大，能夠快速評價基樁的承載力，有效地補充和部分取代傳統的靜載荷試驗，因而應用越來越廣泛。但是高應變動力檢測與靜荷載試驗不僅在理論模型上存在差異，在數據分析過程中都會因參數的選擇不同引起結果誤差，而且檢測人員技術水平的高低也直接影響到結果準確性。

2工程概況

某煤礦改擴建工程由于天然地基軟土層厚，承載力低，沉降變形大，因此在選矸樓、主提升機房、棧橋等工程中普遍采用樁徑800mm，樁長18.0m的鉆孔灌注樁、樁徑400mm×400mm，樁長15.6m的預制混凝土方樁和樁徑500mm，樁長15m的預應力混凝土管樁.擬建場地有關地質條件如下：①層：粘土，可塑為主，干強度及韌性中等，土質勻允性一般。 ②層粘土：土質均勻性一般，個別地段為粉質粘土。③層粘土：可塑為主，底部0.60m左右為軟塑，干強度及韌性高，土質較均勻。④層粉土：干強度及韌性低，土質較均勻，場地的南側個別孔相變為細砂。⑤層粘土：可塑為主，頂部0.40m左右為軟塑，土質較均勻。⑥層含砂姜粉質粘土：粉質含量不均勻，局部地段為砂姜粘土。⑥-1層粉細砂：該層作為6層的夾層，土質不均勻，粉細砂中一般夾有薄層粘土。⑦層粉土：局部為密實，局部夾薄層粉質粘土，局部相變為細砂。

3 單樁豎向承載力的動靜對比

3.1試樁選擇

動靜荷載試驗如果在同一根試樁上進行，無論先后，都會不同程度對該樁產生破壞，都將對試驗結果產生一定的影響。為了準確地反映動靜對比檢測效果，選擇與靜荷載試驗樁緊相鄰的一根樁進行高應變動力檢測，其地質條件、樁徑、樁長、施工工藝完全相同。

3.2單樁豎向抗壓極限承載力靜載試驗

采用壓重平臺反力裝置， 對 3 組9根試樁均慢速維持荷載法進行試驗。試驗加載分級進行，采用逐級等量加載；分級荷載為預估極限承載力的1/10，，每級荷載達到相對穩定后加下一級荷載，其中第一級取分級荷載的2倍。每級荷載施加后按第5、15、30、45、60min測讀樁頂沉降量，以后每隔30min測讀一次。

直至試樁達到終止加載條件，然后分級卸載到零，每級卸載量取加載時分級荷載的2倍，逐級等量卸載。卸載時，每級荷載維持1h，按第5、15、30、60min測讀樁頂沉降量；卸載至零后，應測讀樁頂殘余沉降量，維持時間為3h，測讀時間為5、15、30min，以后每隔30min測讀一次。

加、卸載時荷載傳遞均勻、連續、無沖擊，每級荷載在維持過程中的變化幅度不超過該級增減量的±10%。

選矸樓靜載Q-S曲線就以選矸樓為例，試驗結果見附圖1“靜載Q-s曲線”。

3.3高應變極限承載力動力測試

采用實測曲線擬合法判定樁承載力，試驗用FEI-C5型樁基動測分析系統。該系統由信號采集放大系統、壓電加速度傳感器、應變式力傳感器、便攜式計算機、電纜等組成。將2支應變力傳感器和2支加速度傳感器分別對稱安裝在距樁頂 1～2D的樁側表面，落錘擊樁頂， 瞬時沖擊產生的信號通過樁基動測系統放大和A/D轉換，傳給計算機，經過軟件的處理后存入磁盤，同時顯示出實測波形。

利用軟件將存儲在計算機上的原始信號進行回放和波形擬合。先假定樁－土模型及其參數，如果計算的力曲線與實測的力波形不符合，則繼續調整模型和參數，直至實測的力曲線與計算的力曲線吻合程度不能進一步改善為止， 最終給出樁的極限承載力、樁身剖面、荷載－沉降曲線及土阻力沿樁的分布圖。選矸樓受檢樁的實測和擬合波形、樁頂與樁尖荷載-沉降曲線、樁身剖面和土阻力分布圖、各受檢樁的詳細計算結果詳見后附圖2“實測、擬合、模擬Q~s曲線、樁身剖面及土阻力分布”。

3.4動靜結果對比

兩組動靜對比結果來看，靜荷試驗的單樁極限承載力與高應變試驗所取得的單樁極限承載力非常接近， （動靜對比見下表） 其相對誤差分別為， 效果令人滿意。

4 結語

從表中數據可以看出靜載試驗結果與高應變動測的結果較為接近，兩者對比誤差均在6％以內，說明本工程的高應變動力測試的可靠度比較高、效果較好。高應變動力試樁的誤差來源，相對靜載試驗而言要豐富得多，從理論原理到試驗人員的檢測水平和經驗都對檢測結果有很大的影響。通過有目的地進行動靜試驗對比，用可靠度較高的靜載試驗來驗證高應變的承載力檢測，分析兩者之間產生誤差的原因，才能在工程樁的檢測時采取有效的措施，選用合適的樁一土計算模型，取得更為合理的參數，提高高應變單樁承載力檢測的可靠度。

參考文獻：

1.建筑樁基技術規范 JGJ94-2008

2.建筑基樁檢測技術規范 JGJ106-2003

3.周文雅 王學松 高應變單樁承載力動靜對比實例