PHC管樁單樁靜載現(xiàn)場試驗分析與研究

李 斌 （江西建工第三建筑有限責任公司，江西 南昌 330096）

1 引言

隨著現(xiàn)代高層、超高層建筑物和重型構筑物的大量興建，樁基工程得到了快速大規(guī)模的發(fā)展。尤其是PHC管樁（即Prestress High Concrete批了，預應力高強度混凝土管樁）憑借著單樁承載力高、工程造價低的顯著特點在我國得到了廣泛的推廣和應用[13]。

李錫昌[4]結合實例分析了高應變法在PHC管樁樁身質量檢測中的應用優(yōu)勢，楊春柳[5]、戴雪松[6]等系統(tǒng)的介紹了孔內攝像法在PHC管樁檢測中的應用，研究發(fā)現(xiàn)孔內攝像法能夠更直觀地獲得樁身質量缺陷情況。陳云鋼[7]、李正印[8]等研究了低應變反射波法檢測判斷PHC管樁質量缺陷的可行性。

本文基于長江漫灘地貌單元的地質背景，通過采用快速維持荷載法的靜載試驗方法對工程現(xiàn)場的三根PHC 400 B 95管樁開展了靜荷載試驗，分析研究了管樁的承載性狀，為PHC管樁技術的發(fā)展提供了參考價值。

2 工程概況

江西省九江市某中學的綜合實驗樓，所在場地屬于長江漫灘地貌單元，現(xiàn)場地形經挖除、整平大部分較為平坦。根據鉆探和測試資料，場地地基土構成層序自上而下為：人工填土、粉質粘土、淤泥質粉質粘土、礫石、強風化砂巖。本工程設計采用預應力混凝土管樁，樁型為PHC 400 B 95，設計單樁承載力特征值為900kN，設計混凝土強度等級為C80，設計樁長約28m，設計總樁數(shù)126根。

3 靜載試驗

3.1 試驗方法

根據《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007）規(guī)定，要求試樁數(shù)量不宜少于總數(shù)量的1%，且不少于3根，即本項目隨機抽取了3根PHC管樁（編號為8#、38#、75#）進行了靜荷載試驗。因考慮到本次試驗為工程現(xiàn)場驗收試驗，故試驗采用快速維持荷載法進行壓樁，現(xiàn)場堆載示意圖如圖1所示。現(xiàn)場試驗時，采用壓重平臺反力法。

圖1 現(xiàn)場堆載示意圖

3.2 分級加載

根據設計要求，最大試驗荷載取設計單樁承載力特征值的2.1倍，為1890kN。根據《建筑基樁檢測技術規(guī)范》（JGJ106-2014）第4.3.3條，加載應分級進行，且采用逐級等量加載；分級荷載宜為最大加載值或預估極限承載力的1/10，其中，第一級加載量取分級荷載的2倍。各樁的單樁豎向抗壓靜載試驗荷載分級見表1。

單樁豎向抗壓靜載試驗荷載分級

本次試驗時使用JCQ-503B靜載儀，儀器參數(shù)按照要求設置為快速維持荷載法。每級荷載施加后維持1h，按第5、15、30min測讀樁頂沉降量，以后每隔15min測讀一次。累積1h后，若最后15min時間間隔的樁頂沉降增量與相鄰15min時間間隔的樁頂沉降量相比未明顯收斂時，應延長維持荷載時間，直至最后15min沉降量小于相鄰15min沉降增量為止。具體操作參照《建筑基樁檢測技術規(guī)范》（JGJ 106-2014）第4.3.7條。

試驗過程，當3根樁的單樁豎向抗壓靜載試驗最大加載壓力均達到設計特征值的2倍后，試驗終止加載。卸載時，每級荷載維持15min，按第5min、15min測讀樁頂沉降量后，即可卸下一級荷載。卸載至零后，應測讀樁頂殘余沉降量，維持時間為1h，測讀時間為第5min、15min、30min。

圖2 8#PHC管樁

圖3 38#PHC管樁

圖4 75#PHC管樁

圖5 8#PHC管樁

圖6 38#PHC管樁

4 試驗數(shù)據整理及成果分析

4.1 單樁Q-s曲線

經整理試驗數(shù)據，得出3根PHC管樁的靜荷載試驗單樁Q-s曲線如圖2～圖4所示。

由圖2～圖4可以看出，當荷載最大加至1890kN時，8#、38#、75#樁的樁頂最大沉降量分別為 7.26 mm、8.88mm、7.49mm，且曲線均未出現(xiàn)陡降，末級荷載作用下的樁頂沉降量分別為0.96mm、0.80mm、0.90mm；從卸載回彈情況看，完全卸載后樁頂殘余沉降分別為0.58mm、3.42mm、0.14mm，最大回彈量分別為6.68mm、5.46mm、7.35mm，回彈率分別為92.01%、61.49%、98.13%。其中38#樁的回彈量和回彈率最大，經分析發(fā)現(xiàn)該樁試驗現(xiàn)場的環(huán)境條件變化較大，特別是試驗前后土體中的含水量明顯減少。

4.2 單樁s-lgt曲線

經整理試驗數(shù)據，得出3根PHC管樁的靜荷載試驗單樁s-lgt曲線如圖5～圖7所示。

圖7 75#PHC管樁

由圖5～圖7的s-lgt曲線可以得出，8#、38#、75#樁各級荷載作用下對應的沉降曲線均較平坦，未見明顯下彎，表明該樁受壓尚未進入極限狀態(tài)，承載能力還有一定的余量。根據試驗結果，并依據《建筑基樁檢測技術規(guī)范》（JGJ106-2014）規(guī)范第 4.4.2條，8#、38#、75#樁的豎向抗壓極限承載力為1890kN，其對應的單樁豎向抗壓承載力特征值為945kN。

5 結論

綜上可得出：

①8#、38#和75#樁的單樁豎向抗壓極限承載力檢測值均可取1890kN，其對應的單樁豎向抗壓承載力特征值可取945kN，滿足設計要求；

②工程現(xiàn)場試驗前后土體中的含水量變化對PHC管樁的靜載試驗結果會有一定影響。