淺談預應力管樁豎向抗壓承載力試驗分析

張金明

(廣州開發區建設工程質量檢測中心,廣東 廣州 510530)

1 工程概況

廣州黃埔區某住宅工程項目地處廣州黃埔區神舟路北與科翔路南交匯處以東地域,總用地面積為1400m2,建筑面積為5800m2,該項目地下室為二層,上部為鋼筋混凝土框架剪力墻結構,該項目建筑基礎采用預應力管樁基礎承臺結構。地巖土層自上而下劃分為：人工填土厚度1.5～3.0m；粘土-粉質粘土厚度2.0～6.5m；礫粗砂厚度4.2～7.8m；砂質粘土厚度5.7～8.2m；全風化花崗層厚度6.0～10.0m；強風化花崗層厚度10.0～17.0m。

2 檢測儀器設備、方法和標準

2.1 檢測儀器設備及安裝

本次試驗采用武漢巖海工程技術開發公司生產的RS-JYC全自動樁基靜載測試分析系統采集數據,采用壓重平臺反力裝置,將大于預定最大試驗荷載1.2倍的混凝土試塊(含鋼梁重)在試驗開始前一次性均勻穩固地放置于平臺上提供反力,用油壓千斤頂加壓,壓力傳感器測定壓力,在樁頂對稱安裝2個位移傳感器測量位移。所用儀器、儀表均經計量檢定部門檢測合格且在有效期內。試驗裝置示意圖如圖1所示。

圖1 試驗裝置示意圖

2.2 現場檢測

(1)采用快速維持荷載法。

(2)分級進行加載,分級荷載為最大試驗荷載的1/10,逐級等量加載,其中第一、二級荷載取分級荷載的2倍,以后每級荷載取分級荷載；取每級卸載量為分級荷載的2倍進行分級逐級等量卸載。

(3)每級荷載施加后按第5、15、30min測讀樁頂沉降量,以后每隔15min測讀一次。

(4)受檢樁沉降量相對收斂標準：加載時每級荷載維持時間不應少于一小時,最后15min時間間隔的樁頂沉降增量小于相鄰15min時間間隔的樁頂沉降增量。

(5)當樁頂沉降速率達到相對收斂標準時,再施加下一級荷載。

(6)卸載時,每級荷載維持15min,按第5、15min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2h,測讀時間為第5、15、30min,以后每隔30min測讀一次。

(7)當出現下列情況之一時,可終止加載：①某級荷載作用下,樁頂沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的5倍；(注：當樁頂沉降能穩定且總沉降量小于40mm時,宜加載至樁頂總沉降量超過40mm。)②某級荷載作用下,樁頂沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的2倍,且經24h尚未達到收斂標準；③當達不到極限荷載,已達到最大試驗荷載,樁頂沉降速率達到相對收斂標準；④當荷載—沉降曲線呈緩變型時,加載至樁頂總沉降量60～80mm；在特殊情況下,根據具體要求加載至樁頂累計沉降量超過80mm。

2.3 試驗數據分析判定

(1)單樁豎向抗壓極限承載力Qu按下列方法綜合分析確定：①根據沉降隨荷載變化的特征確定：對于陡降型Q-s曲線,取其發生明顯陡降的起始點所對應的荷載值。②根據沉降隨時間變化的特征確定：取s-lgt曲線尾部出現明顯向下彎曲的前一級荷載值。③某級荷載作用下,樁頂沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的2倍,且經24h尚未達到收斂標準的,取前一級荷載值。④當達不到極限荷載,已達到最大試驗荷載,樁頂沉降速率達到相對收斂標準的,樁的豎向抗壓極限承載力取大于等于最大試驗荷載值。⑤對于緩變型Q-s曲線根據沉降量確定：對直徑小于800mm的樁,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。

(2)單樁豎向抗壓承載力特征值取單樁豎向抗壓極限承載力的一半。

2.4 檢測標準

廣東省標準《建筑地基基礎檢測規范》(DBJ15-60-2008)中的有關規定。

4 試驗結果及分析

本次試驗結果見表1,各受檢樁試驗數據匯總表見附表。

表1 單樁豎向抗壓承載力試驗結果一覽表

(1)1-1#樁：該樁試驗過程中在各級荷載作用下,樁頂沉降速率均能達到相對收斂標準,最大試驗荷載已達到要求的最大試驗荷載6000kN時,樁頂沉降速率能達到相對收斂標準,累計沉降量為16.67mm,小于40mm,終止加載。Q-s關系曲線上沒有發生明顯陡降,s-lgt關系曲線呈平緩規則排列,尾部沒有出現明顯向下彎曲現象,根據廣東省標準《建筑地基基礎檢測規范》(DBJ 15-60-2008)中相關承載力判定標準,該樁單樁豎向抗壓極限承載力Qu取≥6000kN，單樁豎向抗壓承載力特征值取3000kN,滿足設計要求。

(2)1-2#樁：該樁試驗過程中在各級荷載作用下,樁頂沉降速率均能達到相對收斂標準,最大試驗荷載已達到要求的最大試驗荷載6000kN時,樁頂沉降速率能達到相對收斂標準,累計沉降量為19.52mm,小于40mm,終止加載。Q-s關系曲線上沒有發生明顯陡降,s-lgt關系曲線呈平緩規則排列,尾部沒有出現明顯向下彎曲現象,根據廣東省標準《建筑地基基礎檢測規范》(DBJ 15-60-2008)中相關承載力判定標準,該樁單樁豎向抗壓極限承載力Qu取≥6000kN，單樁豎向抗壓承載力特征值取3000kN,滿足設計要求。

5 結論

本次共對2根樁進行了單樁豎向抗壓靜載試驗,2根受檢樁的單樁豎向抗壓極限承載力Qu均≥6000kN,各樁的單樁豎向抗壓承載力特征值均取3000kN,均能滿足設計要求。

[1]《建筑地基基礎設計規范》DBJ15-31-2016.

[2]馬杰,趙建,趙延林.抗壓樁與抗拔樁受力特性的現場破壞性試驗[J];西南交通大學學報;2013年02期.

[3]《建筑地基基礎檢測規范》DBJ 15-60-2008.

[4]《建筑地基基礎設計規范》GB 50007-2011.