試論單樁豎向抗拔靜載試驗常見問題及其措施

陳池森

（中山市菊城建筑材料檢測有限公司 廣東中山 528415）

引言

在建筑工程中，樁基主要起到的是承上啟下的作用，把上部結構的荷載，包括地面上的整體房屋荷載，地下室及整個基礎荷載，通過樁基傳遞給地基。通過對上部力的均勻分解，可以起到減少不均勻沉降導致房屋傾斜、開裂所帶來的不利影響，因此樁基施工質量的好壞將直接影響建筑整體的施工質量，對于樁基的施工質量檢測顯得尤為重要，目前靜載試驗是最常用的檢測方法（見圖1）。通過對樁基進行靜載試驗，可以分析在樁基施工過程中存在著一些不足點，從而改變相應的施工參數，使樁身平整度、強度等滿足各類要求。

圖1 樁基靜載試驗檢測現場

1 樁基靜載試驗原理分析

在進行樁基靜載試驗時，所用的方法與豎向抗壓樁的實際工作狀況較為相近。具體檢測工作中，需要對樁基進行加載，加載反力裝置主要包含三種不同的類型，但使用較廣的是壓重平臺反力裝置。這一過程中，壓重物體主要用到鋼筋混泥土塊。數值方面，壓重值要達到最大承受力預估值的1.2倍左右。在進行壓重物體的放置工作時，要確保均勻、穩固、一次性的添加。油壓千斤頂使用過程中要進行逐級加載，并且加載時要借助荷載傳感器以及位移傳感器等設備，對樁基加載值和沉降量進行密切的監視。最后，通過做出樁沉降量隨著荷載、時間變化的曲線，可以得到樁基的最大承載力。

2 樁基靜載試驗中常見的一些問題

2.1 基準樁的穩定性問題

一般來說，試驗過程中要對基準樁的穩定性進行嚴格控制，試驗人員要將位移傳感器加裝到測量樁的頂部，這樣一來可以測量出樁頂相對于基準樁的位移量。試驗時，由于堆載重量會對地表造成一定的附加壓力，并且會對基準樁的穩定性變化造成直接的影響，這一問題要引起試驗人員的重視。具體試驗時，要確保試驗樁、基準樁以及支承樁的長度能夠≥4d并且≥2m（其中，d為樁身的外徑尺寸）。如果堆載工作中支承樁仍處于下沉狀態，那么會對基準樁的穩定性造成影響。

2.2 堆載平臺偏心問題

引起偏心受力的主要因素有如下幾點：①工廠生產的樁帽軸心與樁體本身的軸線完全合不上；②支墩下的地基土出現不均勻的沉降；③用于錨樁的鋼筋預留不匹配，錨樁之間所受到的荷載不一致；④使用數個千斤頂，千斤頂實際產生的合力中心與樁身軸線合不上。

檢測樁有沒有出現偏心受力，可以借助于四個對稱布置的位移測量儀器中的數據分析得到。樁體偏心受力可以允許控制在多大的區間，還需要結合工程實踐經驗確定。顯然，樁徑、配筋不一致的情況下，不同樁型、不同樁身設計強度、甚至不同地質條件，抵抗偏心力矩的能力是不同的。通常情況，四個不同測點的沉降差，盡可能控制在3～5mm，偏心彎矩抵抗能力強的樁，不能超過10mm。

2.3 錨樁法問題

如果錨樁鋼筋出現脫焊，將導致錨樁以及鋼梁的聯合反力架出現崩毀的不利局面。這樣一來，試驗所用的千斤頂、百分表等裝置都將受到損毀，嚴重時可能造成試驗人員傷亡等安全事故。為了有效解決鋼筋脫焊問題，要對焊接方法與焊接質量進行嚴格控制，同時還要做好鋼筋的選擇。一般來說，拉筋要比錨樁直徑大，并且在焊接長度方面要達到10～15cm左右。此外，試驗過程中還可能出現試樁、錨樁間距問題。錨樁由于受到上拔力作用的影響，導致錨樁附近的土體會出現相應的變化，進而會影響到試樁的沉降量。為了提升試驗結果的精確性，要確保試樁與錨樁之間的中心間距要≥4D，其中D為試樁、錨樁的樁身外徑，同時要確保間距＞2.0m。另外，試驗時還可能出現錨樁抗拔力問題。由于受到資金等方面的限制，試驗時通常將工程樁作為試驗錨樁，試驗前如果沒有按照規范進行抗拔力測試，將造成鋼筋拉斷等問題。因而，在進行試樁方案的制定過程中，要對錨樁抗拔力進行相應的測算工作，并且要及時與業主方和設計方做好溝通。

2.4 邊堆載邊試驗的問題

在現場靜載荷試驗操作過程中需著重兩點：①試驗過程中繼續吊裝的荷載由支承墩和受檢樁兩者共同承擔，樁頂實際荷載值一定概率會超過本級要求的維持荷載值，若超過規范規定的10%時，需要稍微減小荷載，以保證每級荷載在維持過程中的變化幅度不得超過分級荷載的±10%；②根據吊裝速度，確定試驗起始時間，試驗通常是在堆載量大于應堆載量的50%后進行展開，確保試驗過程中樁頂的堆載量不小于試驗荷載的120%。

3 工程案例分析

3.1 工程概況

某工程樁基設計采用鋼筋混凝土灌注樁，主筋采用3根H R B400直徑28鋼筋點焊成束，鋼筋錨入基礎底板長度不小于1.1m。樁位圖紙中設計共考慮布樁695根，樁徑直徑從800～2000mm不等，本工程±0.000相當于絕對標高90.650。樁的混凝土強度等級為C35，樁主筋保護層厚度為50mm，樁端持力層為⑥層中風巖，樁全斷面進行持力層深度不小于0.5m。樁底以下3倍樁徑且不小于5m范圍之內應探明無軟弱夾層、斷裂破碎帶和洞穴分布。

3.2 樁基檢測

樁基施工完成后，建立了相應的樁基工程靜載試驗檢測方案，靜載樁基為：4根自平衡（樁編號為：M25號、2-20號、3-25號、4-2號）檢測，但由于在人為操作及機械設備上存在著不足，會出現一些檢測上的誤差。

3.2.1 靜載重心偏移及解決措施

在靜載試驗過程中，由于加載試塊是后續疊加上去的，隨著加載數量的增加，重心會很難控制，導致重心偏移，如果此類現象沒有及時的發現，最終會導致整個堆載平臺倒塌。因此在做靜載試驗前需要編制相應的堆載施工方案，使得平臺中心與樁的中心重合在同一線上。現場樁位偏差超出規范要求的樁位及設計處理確認方案統計如表1所示，其余樁位偏差均符合規范要求。

表1 現場樁位偏差超出規范要求的樁位及相應處理方案統計表

3.2.2 錨樁法的問題及解決措施

鋼梁嵌固在錨樁內就會使得鋼梁受到錨樁傳來的反力，在實際工程中，可以把工程樁作為試驗樁進行試驗。在樁基靜載荷試驗準備過程中，務必要保證錨樁的檢測數據以及樁體的抗拔力數據準確無誤，一旦數據出現偏差，在靜載荷試驗過程中樁體鋼筋出現屈服破壞的概率就會增加，這種情況一方面會給施工人員的人身安全造成極大的風險，另一方面會使試驗結果誤差增大，所以在試驗過程中發現樁體受力異常需立即聯系設計單位，商討解決措施。此外，靜載荷試驗中使用到的輔樁系統需要嚴格按照規程布置，如果達不到規程中要求的對稱布置，靜載荷試驗便會宣告失敗。

3.3 檢測效果及分析

對于小應變檢測，設計要求小應變檢測不少于工程樁的30%，總包單位破好樁頭后，由樁機單位進行局部打磨后請該市建材檢測中心現場分批進行小應變檢測，各根樁小應變檢測均符合設計規范要求，樁身無明顯缺陷（無Ⅲ類樁），本工程小應變檢測合格。

4 結語

樁基靜載試驗是進行樁基承載力檢測的一種主要方法，并且靜載試驗的數據相對真實、有效。具體試驗過程中，要對相關問題進行針對性的解決，進而提升靜載試驗數據的精確性與可靠性，這對于后續施工工作的順利開展有著重要的意義。