談如何確定工程樁靜載檢測方案

何柳珍

(中山市志盛建筑工程檢測有限公司，廣東 中山 528400)

引 言

隨著我國科技社會的不斷發展，工程建設在城鄉生活中隨處可見，在眾多的工程建設中，各類樁基由于有著施工方便、安全可靠、承載力高、變形小等特點，而得到非常廣泛的應用。同時，在土質較軟的地區或地質情況較為復雜的地區，樁基的施工質量則顯得更為重要。由于樁基工程是屬于地下隱蔽工程，在某種程度上說，是竣工后無法再翻工修補的，具有不可重復性。因此基樁檢測是檢驗樁基礎工程施工質量的唯一有效手段。基樁檢測主要是進行承載力和樁身質量檢測，具體包括靜載檢測、高低應變檢測、超聲波檢測等內容，其中靜載檢測是檢驗基樁承載力最直接最可靠和常用的方法［1］。根據各級荷載維持時間的不同以及各級荷載作用下基樁沉降的收斂情況來看，靜載檢測主要可分為慢速維持荷載法以及快速加載方法。在進行工程樁的檢測過程中，二者如何選擇，對確保檢測結果是否科學準確，進而保證建設工程質量，其意義重大。

1 靜載檢測技術的分類

慢速維持荷載法指的是在試驗過程中，當樁的某一級沉降達到相對穩定的標準(每小時沉降量小于0.1mm，且連續兩小時均達到此穩定標準)后，方可對下一級進行加荷載試驗。而快速加載方法指的是按照固定的時間間隔(如每小時一級)進行加載。

作為目前公認的檢測基樁豎向抗壓承載力最為直觀、可靠，且使用最為普遍的試驗方法，樁基靜載試驗方法按其現行的規范可以分為慢速維持荷載法以及快速加載方法。其中，慢速維持荷載法是一種廣受認可的試驗樁及工程樁的豎向抗壓承載力檢測方法，在現行規范中得到廣泛推薦。同時，工程樁的豎向抗壓靜載試驗還可采用快速加載方法，但快速加載方法的使用規范中也明確規定其每級荷載維持時間至少也要一個小時。相對慢速維持荷載法而言，快速加載方法的誤差大小以及實際基樁檢測的操作問題一直備受關注。對于兩種試驗方法的荷載分級、荷載維持方法、沉降數據紀錄處理、最終承載力判定等，有關現行規范都做了詳細規定。

2 基樁檢測誤差分析

2.1 慢速維持荷載法

慢速維持荷載法在每級荷載下維持時間一般比較長，與工程結構的實際承載工作狀態相對較為接近，因而在基樁豎向抗壓承載力檢測中得到廣泛的應用。慢速維持荷載法的誤差主要包含以下幾個方面:

(1)加載分級誤差。慢速維持荷載法的加載一般分為10～15 級，每級荷載施加后按第5、15、30、45、60 分鐘測度樁頂沉降量，以后每隔30分鐘測度一次。由此可知，在進行實際承載力判定時，由于有關現行規范對基樁豎向抗壓承載力的分析確定偏向“安全”的考慮，會使承載力最終判定值偏小，一般情況下，誤差為7%～10%。雖然保證了工程的安全性，但同時也不可避免地造成了一定的浪費。

(2)加載操作誤差。在相關規范中要求慢速荷載維持法的相對穩定標準為一小時內的樁頂沉降量不超過0.1mm，并且連續出現兩次(從分級荷載施加后第30分鐘開始，按1.5小時連續三次每次30分鐘的沉降觀測值技術)。只有當樁頂沉降速率達到相對穩定標準后方可進行施加下一級荷載。而在實際的檢測過程中，當樁在某一級荷載下不斷下沉時，千斤頂會產生自動卸載的情況，從而造成該級的荷載有所減小。因此，造成了每小時的沉降量不超過0.1毫米的穩定控制標準相對而言過于嚴格，導致其在實際工程中難以實現。根據美國的ASTM(D1143－81)標準規定，穩定標準為0.25毫米/小時，或者在本級已維持兩小時，均可對下一級加荷載。由此可見，美國的標準具有更強的可操作性［2］。

(3)測讀誤差。在實際工程檢測中，一般要將測讀誤差減小到最小的程度，這可以通過遵循一般試驗方法的要求來達到所需精度。但是測讀沉降量的基準樁(墩)位置、基準梁的安裝、測讀儀表的安裝等都受現場客觀情況和人為因素的影響而存在不小的誤差。還有測讀儀表本身的誤差。在卸載時，每級荷載維持1小時，按第15、30、60分鐘測度樁頂沉降量后，即可卸下一級荷載。卸載至零后，應測度樁頂殘余沉降量，維持時間為3小時，測度時間為第15、30分鐘，以后每隔30分鐘測度一次。

(4)承載力判定誤差。對于承載力的判定一般是根據試驗得到的Q－s曲線與s－lgt曲線綜合確定的。一般情況下，當設計前已進行了試驗樁檢測，且施工質量可以達到標準，則大部分工程樁的承載力均可達到設計要求，試驗得到的Q－s曲線為緩變型，工程樁的實際承載力會大于設計要求，加載值一般為特征值的兩倍，從而保證了對承載力的判定不會存在誤差。樁的承載力超出設計值的部分可以作為安全儲備。而對于陡降型的Q－s曲線，有關規范為了安全起見，從出現Q－s曲線陡降那一級開始倒退一級確定工程樁的承載力，這個承載力小于樁的實際承載力。因此，對于樁的承載力判定誤差是由于加載分級所造成的，這種情況下一般取陡降段的起點作為樁的承載力極限值是比較客觀的。對于另一種情況，雖然得到的Q－s曲線仍為緩變型，但實際沉降量超過規范要求的40mm且相對穩定時，在對承載力進行判定時，則將極限承載力取為沉降為40毫米時所對應的荷載也比較客觀。

2.2 快速加載法

與慢速維持荷載法相似，快速加載方法同樣存在著上述誤差。根據有關資料指出，在分級相同的情況下，快速加載法與慢速維持荷載法相比，對承載力的判定誤差要高出5% ～10%［3］。但在實際的工程中，快速加載法分級可分為15～20級，因此對加載的分級相比慢速維持荷載法更為細致，由于快速加載方法每級加載時間至少為一個小時，是否延長維持荷載時間應根據樁頂沉降收斂情況確定，這樣可以減小分級誤差，提高試驗精度。這樣快速加載方法對承載力的判定誤差相對比較小。

對于緩變型的Q－s曲線，快速加載法與慢速維持荷載法對承載力的判定相同，快速加載法所獲得的樁頂每級沉降量會略小于慢速維持荷載法所獲得的數據。而對于另一種情況，一般而言是很少發生的，即樁的實際承載力小于設計要求，如果得到的Q－s曲線仍為緩變型。根據相關統計，只要在前一小時內維持本級的荷載，則樁在每一級荷載下的前一小時沉降量往往占本級總沉降量的90%以上，因此快速加載方法得到的沉降量相對誤差小于10%。

對于陡降型的Q－s曲線，快速加載法將加載分為15～20級，將極限承載力取為陡降段起點，這往往會更接近某一級加載分級量。當陡降段起點的實際累計沉降量小于40毫米時，沉降數據并不十分重要，無論是快速加載法或者慢速維持荷載法得到的數據均不會影響對實際承載力的判定。因此，當對快速加載法采用適當的分級方式，則會給出更加符合工程實際的極限承載力判定。

通過以上分析可以看出，在基樁的靜載試驗中，采用快速加載方法，不僅可以減少試驗的時間，降低檢測成本，同時在相同的試驗時間內可以在一定程度上提高試驗的精度。

3 結束語

基樁檢測對于控制整個建設工程質量十分重要，而工程樁的靜載試驗方法又是對基樁檢查的最有效手段。通過以上分析可知，采用慢速維持荷載法與快速加載法相比，兩種方法的試驗誤差主要體現在每級荷載的累積沉降值上，對于承載力判定的差別是很小的。因此，在對工程樁的靜載檢測方案中，特別是為設計提供承載力設計依據時，一般優先選擇相對較為成熟的慢速維持荷載法。快速加載試驗方法同樣是一種適用于工程樁的檢測方法，當試驗基樁數量比較多，建設工程時間較為緊迫，為了降低成本時，快速加載法是可以考慮選擇的試驗方法。通過選取合理的加載級數以及合理的操作規范，采用快速加載法在節約時間的同時，在一定程度上還可以提高對承載力的檢測精度，降低施工成本。因此在實際工程中，應根據具體工程情況，合理進行基樁檢測試驗方法的選擇。

［1］朱喜源，黃文通.樁基檢測方法與發展淺談［J］.山西建筑，2007，20.

［2］劉屠梅.基樁檢測技術與實例［M］.北京:中國建筑工業出版社，2007.

［3］史海兵，李學武.樁基靜載試驗中快速加載方法的研究［J］.工程質量，2011，3∶76 －68.