樁基承載力檢測方法研究

摘要：如何檢測樁基承載力的大小已經成為了專家們關注的焦點。靜載試驗法、高應變法以及鉆芯法都在樁基承載力的檢測上表現了自身的實力，如何根據工程的實際情況選擇適合的檢測方法，又成為了新的難題。文章研究了樁基承載力檢測的三種方法，以更好地做好樁基承載力檢測工作。

關鍵詞：樁基承載力檢測；靜載試驗；高應變法；鉆芯法

中圖分類號：TU753?；?；?；?；文獻標識碼：A?；?；?；?；文章編號：1009-2374（2014）18-0012-03

在樁基工程之中，樁基承載力的大小顯得尤為重要，這關系著樁基的穩定及建筑物的安全。為了能更好地做好樁基承載力檢測工作，對樁基承載力檢測中最主要的三種方法進行了對比試驗，分別是靜載試驗、高應變法、鉆芯法。下面就對這三種試驗方法展開具體的討論。

1靜載試驗、高應變法、鉆芯法概述

在建筑地基基礎設計規范中對于樁基承載力方面有著專門的描述：Qu代表的是樁基極限承載力，K代表的是安全系數，樁基承載力的特征值Ra是樁基極限承載力除以安全系數所得到的商，R代表的是樁基承載力在設計過程中應用的數值。在一般情況下，我們將安全系數取為整數2，這樣一來我們就可以得到下面這三個式子，即：

Ra=Qu/2

R=1.2Ra（這是約定俗成的數）

Qu=5R/3

從這三個式子中，我們能夠清楚地知道樁基承載力中各參數之間的關系，通過承載力設計值R，就可以得到樁基極限承載力Qu。

那么我們又如何通過靜載試驗、高應變法、鉆芯法等檢測方法來確定樁基的承載力呢？下文進行論述。

1.1靜載試驗

靜載試驗就是采用接近于樁基實際工作條件的載荷來確定樁基的承載力，主要試驗方法是維持荷載法。某工程為Φ800mm的混凝土灌注樁，承載力的特征值Ra為3000kN。圖1為現場載荷試驗所得的數據，經校核、匯總后繪制出Q-s曲線：

圖1?；靜載試驗Q-s曲線圖

由Q-s曲線圖，再結合s-lgt曲線及s-lgQ曲線，我們就可以按下列6個方法綜合分析確定樁基的極限承載力Qu了。第一，如果Q-s曲線發生明顯的陡降變化，那么Qu值就是發生陡降的起始點所對應的荷載值。第二，如果Q-s曲線緩慢變化，那么Qu值可以根據沉降量來確定：對直徑小于800mm的樁，宜取s=40mm對應的荷載值；對于直徑大于或等于800mm的樁，取s=0.05d（d為樁端直徑）且s不大于80mm對應的荷載值；當樁長大于25m時，還應考慮樁身彈性壓縮量，但荷載值對應的總沉降量不得大于80mm。第三，如果s-lgt曲線的末尾發生了突降的變化，這時荷載的取值就要參考前一級別的荷載值。第四，如果發生在摩擦灌注樁身上時，這時荷載的取值就要參考到s-lgQ曲線突然發生下降的那個起始點對應的荷載值。第五，如果發生在大直徑鉆孔灌注樁的身上，這時荷載的取值就接近于最大的承載力。第六，如果樁基的頂部沉降不徹底時，這時荷載的取值也是偏向于最大的承載力。當然，如果在樁基的材料已經不是完好無損情況下進行試驗，荷載的取值就要參考前一級別的具體情況。

綜合上述分析，就可以確定該工程靜載試驗Q-s曲線屬于緩變型，樁基極限承載力Qu>6000kN。

1.2高應變法

在進行高應變法的過程中，當樁基頂部受到強有力的沖擊脈沖的時候，樁周土及樁端巖土的阻力就會出現，這時就可以發現在樁基頂部的力跟速度會呈現波形的狀況。這樣一來，我們就可以根據行波的知識，列出波動方程，經過計算從而得到樁基的極限承載力。

假設樁為一維線彈性桿，測點下樁長L，橫截面積A，樁材彈性模量為E，樁材質量密度為ρ，樁身內應力波傳播速度（俗稱彈性波速）為C（C2=E/ρ），廣義波阻抗或樁身截面力學阻抗為Z=AρC；其樁身應力應變關系可寫為：σ=E·ε；F=A·E·ε

假設土阻力是由靜阻力和動阻力兩部分組成：

推導可得樁的一維波動方程：

分析方法采用Case法和實測曲線擬合法：

記沖擊速度峰對應時間為t1，t2=t1+2L/C為樁底反射對應時間，根據實測的力、速度曲線F（t）、v（t）推導可得case法判定樁的承載力的計算公式為：

實測曲線擬合法采用了較復雜的樁-土力學模型，選擇實測力或速度或上行波作為邊界條件進行擬合，擬合完成時計算曲線應與實測曲線基本吻合，樁側土摩阻力應與地質資料基本相符，貫入度的計算值應與實測值基本吻合，從而獲得樁的承載力。

某工程Φ1400mm的混凝土灌注樁，承載力的特征值Ra為3500kN。高應變法采用16噸重錘，1.5m落距，彈性波速為3900m/s的自由落錘方式進行，試驗參數及測試結果見表1。

由測試結果可知，該工程樁基極限承載力均>7000kN，符合設計要求。

1.3鉆芯法

鉆芯法是通過單動雙管金剛石鉆具抽取砼芯和巖芯，能夠直觀觀察樁身砼質量、樁底沉渣、持力層情況、樁長等情況；同時通過砼芯樣和巖芯樣飽和和天然強度抗壓試驗，或標準貫入試驗，就能判斷樁身砼強度和持力層巖芯強度是否符合設計要求，從而綜合判定基樁的質量。

某工程為人工挖孔灌注樁，樁徑為Φ1500mm，混凝土強度為C35，設計基礎持力層為中風化巖層，地基承載力特征值?；r≥7.36MPa，單樁承載力的特征值Ra為15700kN。鉆芯法檢測結果見表2。

由檢測結果可知，該工程混凝土強度及樁端持力層均超出設計要求，故可推斷單樁承載力均>15700kN，滿足設計要求。

2三種檢測方法的優缺點

每種方法和理論都有著自己的閃光點和不足之處，上面三種檢測方法同樣有著自己的優缺點，下面進行分別論述。

2.1靜載試驗的優缺點

靜載試驗的優點在于在試驗的過程中，所應用到的技術方法都比較簡單，因此對于工作人員的要求不高；靜載試驗所得出的結果通常情況下都比較準確，誤差都比較小，這使得靜載試驗擁有得天獨厚的優勢。但靜載試驗也有著自身的不足，其缺點在于在試驗過程中，要花費大量的人力物力財力，對試驗場地要求較高，同時對于大噸位載荷試驗存在著一定的安全隱患。因此在檢測采用次數上就比其他的檢測方法要少得多。

2.2高應變法的優缺點

高應變法的優點在于在試驗的過程中，所用到的設備比較輕巧方便，不笨重；在檢測速度上也比其他檢測方法的速度快；與其他檢測方法相比，高應變法在資金的使用上也比較節省；與靜載試驗相比，在檢測范圍上也要大很多，而且一些靜載試驗無法做到的事，高應變法也能夠輕而易舉地完成，比如說在樁基打樁的過程中，高應變法就能夠隨時檢測到樁身的應力，可以隨時了解錘擊效率的高低，可以指明確定樁基長度的方法，可以告知該如何選擇沉樁工藝參數。高應變法的缺點在于如果在試驗過程中掌握不好力道，就會使樁基受到破壞。

2.3鉆芯法的優缺點

鉆芯法的優點在于比較科學、直觀，而且實用性強。在實際檢測的過程中，可以做到一次通過，就可以知道樁基及持力層各方面的狀況，比如樁身砼質量、樁底沉渣、持力層情況、樁長等情況。鉆芯法的缺點在于用于檢測的時間比較多，在資金使用上花費比較多，而且在檢測的過程中沒有做到面面俱到，通常只是以點帶面，這就很容易造成在檢測過程中漏掉重要的信息；最為致命的缺點是鉆芯法屬于破壞性的試驗，容易對于樁基產生不良影響。

3對于大直徑端承樁，采用鉆芯法代替靜載試驗或高應變法進行檢測的可行性

從上面我們已經了解了三種檢測方法的優缺點，對于靜載檢測或者高應變法的缺點已經了然于心。那么在進行大直徑端承樁承載力檢測的時候，受工程場地及荷載噸位的限制，一般難以采用靜載試驗或高應變法進行，故不妨采用鉆芯法進行。在鉆芯法檢測過程中，沿長度方向在樁身上鉆取樁身混凝土芯樣及樁端巖土芯樣，然后觀看和測試鉆取的芯樣，根據測試結果評價成樁質量、持力層情況，從而推斷樁基承載力是否滿足設計要求。大量的工程實踐證實了鉆芯法用于檢測大直徑端承樁的成樁質量是符合要求的。由于大直徑端承樁只受樁端端承力的影響而不受樁周土摩擦阻力影響，這樣一來我們就可以通過觀察樁身砼質量、樁長、樁底沉渣、持力層情況、砼芯樣及巖土芯樣抗壓強度值等情況，推斷出樁基的承載力。綜合上述分析表明，對于大直徑端承樁，采用鉆芯法代替靜載試驗或高應變法進行樁承載力檢測是具有可行性的。

4結語

綜上所述，我們已經對三種檢測方法有了詳細的了解，在檢測樁基承載力的過程中，要根據工程實際的情況，實事求是，采用不同的檢測方法，這樣才能夠做到檢測的科學性、針對性，而絕不能夠照本宣科。

參考文獻

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[5]?；徐攸在.樁基工程檢驗手冊[M].北京：中國水利?；水電出版社，2004.

作者簡介：肖偉才（1986—），男，廣州市穩建工程檢測有限公司助理工程師，研究方向：地基基礎工程檢測及基坑工程變形監測。

每種方法和理論都有著自己的閃光點和不足之處，上面三種檢測方法同樣有著自己的優缺點，下面進行分別論述。

2.1靜載試驗的優缺點

靜載試驗的優點在于在試驗的過程中，所應用到的技術方法都比較簡單，因此對于工作人員的要求不高；靜載試驗所得出的結果通常情況下都比較準確，誤差都比較小，這使得靜載試驗擁有得天獨厚的優勢。但靜載試驗也有著自身的不足，其缺點在于在試驗過程中，要花費大量的人力物力財力，對試驗場地要求較高，同時對于大噸位載荷試驗存在著一定的安全隱患。因此在檢測采用次數上就比其他的檢測方法要少得多。

2.2高應變法的優缺點

高應變法的優點在于在試驗的過程中，所用到的設備比較輕巧方便，不笨重；在檢測速度上也比其他檢測方法的速度快；與其他檢測方法相比，高應變法在資金的使用上也比較節省；與靜載試驗相比，在檢測范圍上也要大很多，而且一些靜載試驗無法做到的事，高應變法也能夠輕而易舉地完成，比如說在樁基打樁的過程中，高應變法就能夠隨時檢測到樁身的應力，可以隨時了解錘擊效率的高低，可以指明確定樁基長度的方法，可以告知該如何選擇沉樁工藝參數。高應變法的缺點在于如果在試驗過程中掌握不好力道，就會使樁基受到破壞。

2.3鉆芯法的優缺點

鉆芯法的優點在于比較科學、直觀，而且實用性強。在實際檢測的過程中，可以做到一次通過，就可以知道樁基及持力層各方面的狀況，比如樁身砼質量、樁底沉渣、持力層情況、樁長等情況。鉆芯法的缺點在于用于檢測的時間比較多，在資金使用上花費比較多，而且在檢測的過程中沒有做到面面俱到，通常只是以點帶面，這就很容易造成在檢測過程中漏掉重要的信息；最為致命的缺點是鉆芯法屬于破壞性的試驗，容易對于樁基產生不良影響。

3對于大直徑端承樁，采用鉆芯法代替靜載試驗或高應變法進行檢測的可行性

從上面我們已經了解了三種檢測方法的優缺點，對于靜載檢測或者高應變法的缺點已經了然于心。那么在進行大直徑端承樁承載力檢測的時候，受工程場地及荷載噸位的限制，一般難以采用靜載試驗或高應變法進行，故不妨采用鉆芯法進行。在鉆芯法檢測過程中，沿長度方向在樁身上鉆取樁身混凝土芯樣及樁端巖土芯樣，然后觀看和測試鉆取的芯樣，根據測試結果評價成樁質量、持力層情況，從而推斷樁基承載力是否滿足設計要求。大量的工程實踐證實了鉆芯法用于檢測大直徑端承樁的成樁質量是符合要求的。由于大直徑端承樁只受樁端端承力的影響而不受樁周土摩擦阻力影響，這樣一來我們就可以通過觀察樁身砼質量、樁長、樁底沉渣、持力層情況、砼芯樣及巖土芯樣抗壓強度值等情況，推斷出樁基的承載力。綜合上述分析表明，對于大直徑端承樁，采用鉆芯法代替靜載試驗或高應變法進行樁承載力檢測是具有可行性的。

4結語

綜上所述，我們已經對三種檢測方法有了詳細的了解，在檢測樁基承載力的過程中，要根據工程實際的情況，實事求是，采用不同的檢測方法，這樣才能夠做到檢測的科學性、針對性，而絕不能夠照本宣科。

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[5]?；徐攸在.樁基工程檢驗手冊[M].北京：中國水利?；水電出版社，2004.

作者簡介：肖偉才（1986—），男，廣州市穩建工程檢測有限公司助理工程師，研究方向：地基基礎工程檢測及基坑工程變形監測。

每種方法和理論都有著自己的閃光點和不足之處，上面三種檢測方法同樣有著自己的優缺點，下面進行分別論述。

2.1靜載試驗的優缺點

靜載試驗的優點在于在試驗的過程中，所應用到的技術方法都比較簡單，因此對于工作人員的要求不高；靜載試驗所得出的結果通常情況下都比較準確，誤差都比較小，這使得靜載試驗擁有得天獨厚的優勢。但靜載試驗也有著自身的不足，其缺點在于在試驗過程中，要花費大量的人力物力財力，對試驗場地要求較高，同時對于大噸位載荷試驗存在著一定的安全隱患。因此在檢測采用次數上就比其他的檢測方法要少得多。

2.2高應變法的優缺點

高應變法的優點在于在試驗的過程中，所用到的設備比較輕巧方便，不笨重；在檢測速度上也比其他檢測方法的速度快；與其他檢測方法相比，高應變法在資金的使用上也比較節省；與靜載試驗相比，在檢測范圍上也要大很多，而且一些靜載試驗無法做到的事，高應變法也能夠輕而易舉地完成，比如說在樁基打樁的過程中，高應變法就能夠隨時檢測到樁身的應力，可以隨時了解錘擊效率的高低，可以指明確定樁基長度的方法，可以告知該如何選擇沉樁工藝參數。高應變法的缺點在于如果在試驗過程中掌握不好力道，就會使樁基受到破壞。

2.3鉆芯法的優缺點

鉆芯法的優點在于比較科學、直觀，而且實用性強。在實際檢測的過程中，可以做到一次通過，就可以知道樁基及持力層各方面的狀況，比如樁身砼質量、樁底沉渣、持力層情況、樁長等情況。鉆芯法的缺點在于用于檢測的時間比較多，在資金使用上花費比較多，而且在檢測的過程中沒有做到面面俱到，通常只是以點帶面，這就很容易造成在檢測過程中漏掉重要的信息；最為致命的缺點是鉆芯法屬于破壞性的試驗，容易對于樁基產生不良影響。

3對于大直徑端承樁，采用鉆芯法代替靜載試驗或高應變法進行檢測的可行性

從上面我們已經了解了三種檢測方法的優缺點，對于靜載檢測或者高應變法的缺點已經了然于心。那么在進行大直徑端承樁承載力檢測的時候，受工程場地及荷載噸位的限制，一般難以采用靜載試驗或高應變法進行，故不妨采用鉆芯法進行。在鉆芯法檢測過程中，沿長度方向在樁身上鉆取樁身混凝土芯樣及樁端巖土芯樣，然后觀看和測試鉆取的芯樣，根據測試結果評價成樁質量、持力層情況，從而推斷樁基承載力是否滿足設計要求。大量的工程實踐證實了鉆芯法用于檢測大直徑端承樁的成樁質量是符合要求的。由于大直徑端承樁只受樁端端承力的影響而不受樁周土摩擦阻力影響，這樣一來我們就可以通過觀察樁身砼質量、樁長、樁底沉渣、持力層情況、砼芯樣及巖土芯樣抗壓強度值等情況，推斷出樁基的承載力。綜合上述分析表明，對于大直徑端承樁，采用鉆芯法代替靜載試驗或高應變法進行樁承載力檢測是具有可行性的。

4結語

綜上所述，我們已經對三種檢測方法有了詳細的了解，在檢測樁基承載力的過程中，要根據工程實際的情況，實事求是，采用不同的檢測方法，這樣才能夠做到檢測的科學性、針對性，而絕不能夠照本宣科。

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[5]?；徐攸在.樁基工程檢驗手冊[M].北京：中國水利?；水電出版社，2004.

作者簡介：肖偉才（1986—），男，廣州市穩建工程檢測有限公司助理工程師，研究方向：地基基礎工程檢測及基坑工程變形監測。