淺析基樁檢測(cè)靜載試驗(yàn)中的一些問(wèn)題

　　王建宏

　　摘 要：本文從實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，對(duì)于基樁靜載荷試驗(yàn)中所出現(xiàn)的問(wèn)題，做出了簡(jiǎn)要的解答。

　　關(guān)鍵詞：基樁檢測(cè);靜載試驗(yàn);承載力

　　1 錨樁法問(wèn)題

　　(1)錨樁鋼筋脫焊問(wèn)題：在試驗(yàn)過(guò)程中，由于所選鋼筋質(zhì)量較差或是工人焊接技術(shù)不夠等原因，當(dāng)加載至一定壓力后，會(huì)出現(xiàn)與錨樁樁頭主筋相接處的錨筋拉斷或是焊接點(diǎn)開(kāi)裂等現(xiàn)象，以至錨樁與鋼梁聯(lián)合的反力架崩塌，造成千斤頂及百分表等受損，試驗(yàn)失敗;嚴(yán)重時(shí)還危及人員安全。對(duì)于以上問(wèn)題，我們?cè)谑┕�時(shí)，應(yīng)選擇比錨樁主筋直徑大一號(hào)的鋼筋作為拉筋，且焊接長(zhǎng)度要求達(dá)到10cm～15cm，加壓荷載較大時(shí)還要求雙面焊。

　　(2)試、錨樁間距問(wèn)題：錨樁在受到上拔作用的過(guò)程中，其樁周土也在相應(yīng)的產(chǎn)生擾動(dòng)，從而對(duì)試樁沉降量產(chǎn)生一定的影響，上拔量越大，其自身擾動(dòng)就越大，對(duì)試樁的影響也就越大。《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》(DGJ08—218—2003)表4.2.4中提出對(duì)試樁與錨樁中心間距應(yīng)≥3D(D為試、錨樁樁身外徑)且>2.0m就是為減小這種影響。為確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在選擇錨樁時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守這一規(guī)范規(guī)定。

　　(3)錨樁抗拔力問(wèn)題：采用錨樁與鋼梁聯(lián)合提供反力時(shí)，業(yè)主為了節(jié)約成本，往往采用工程樁作為試驗(yàn)錨樁，若試驗(yàn)前未作錨樁抗拔力計(jì)算，試驗(yàn)時(shí)鋼筋過(guò)度受拉，或不對(duì)稱布置的錨樁系統(tǒng)，錨固力分配不當(dāng)時(shí)，加載過(guò)程中會(huì)造成部分錨樁過(guò)度上拔，以至局部鋼筋拉斷，不僅試驗(yàn)不得不中止，試驗(yàn)失敗，而且還隨時(shí)會(huì)給操作人員帶來(lái)危險(xiǎn)。因此要求在試樁方案實(shí)施前必須進(jìn)行錨樁抗拔受力核算，若發(fā)現(xiàn)不足或受力不均等問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)與業(yè)主或設(shè)計(jì)方聯(lián)系。

　　2 基樁靜載荷試驗(yàn)中所出現(xiàn)的問(wèn)題

　　2.1 基準(zhǔn)樁的穩(wěn)定性問(wèn)題

　　在基樁靜載荷試驗(yàn)中，測(cè)量樁“頂”位移的常用方法是用位移傳感器(或百分表)測(cè)量樁“頂”相對(duì)于基準(zhǔn)梁的位移量。在試驗(yàn)過(guò)程中基準(zhǔn)梁穩(wěn)定與否相當(dāng)關(guān)鍵。對(duì)人工設(shè)置的基準(zhǔn)樁而言，對(duì)其穩(wěn)定性影響較大且容易被忽視的因素就是堆載重量對(duì)地表產(chǎn)生的附加壓力引起其穩(wěn)定性的變化。尤其大荷載堆載試驗(yàn)，就是嚴(yán)格按規(guī)范的要求，即試驗(yàn)樁、基準(zhǔn)樁、支承墩三者的距離即使能滿足≥4d，且≥2m(d為樁身外徑)，堆載時(shí)仍發(fā)現(xiàn)支承墩出現(xiàn)明顯下沉現(xiàn)象，在一定程度上影響著基準(zhǔn)樁(梁)的穩(wěn)定性。在沒(méi)有更科學(xué)、可行的測(cè)試方法的情況下，較為實(shí)際的控制方法是盡量利用附近的工程樁作為基準(zhǔn)樁，但工程樁可利用的場(chǎng)合往往不多;在其他情況下設(shè)置的基準(zhǔn)樁，一般都設(shè)置較淺，易受地表土變動(dòng)的影響。因此，及時(shí)了解基準(zhǔn)梁沉浮量情況很有必要。

　　2.2 堆載平臺(tái)偏心問(wèn)題

　　采用堆載平臺(tái)作加荷系統(tǒng)時(shí)，由于堆載量不足，或有時(shí)由于堆載噸位過(guò)大，堆載中心難以控制，造成偏心過(guò)大，試驗(yàn)中還未達(dá)到目標(biāo)噸位堆載便被向上頂動(dòng)，堆載平臺(tái)的兩支墩局部出現(xiàn)懸空，以至壓力無(wú)法加上，試驗(yàn)中止。若不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，停止加載操作，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)堆載平臺(tái)塌方。對(duì)于堆載法試驗(yàn)尤其是大噸位堆載試驗(yàn)，試驗(yàn)前必須編制詳細(xì)可靠的施工方案，且在現(xiàn)場(chǎng)堆載反力裝置過(guò)程中應(yīng)做好二個(gè)一致，即平臺(tái)的中心應(yīng)與試樁樁頭中心一致，重物的中心應(yīng)與平臺(tái)的中心一致。

　　2.3 邊堆載邊試驗(yàn)問(wèn)題

　　為避免主梁壓實(shí)千斤頂，便在荷載不足時(shí)提前進(jìn)行試驗(yàn)，即所謂的“邊堆載邊試驗(yàn)”。這不失為解決問(wèn)題的方法，但是，這種做法除要注意安全外，還要注意堆載方法，處理不當(dāng)也會(huì)嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)的真實(shí)性。由于堆載架上的重物越來(lái)越多，其重力直接由主梁反壓到千斤頂上，使千斤頂內(nèi)的壓強(qiáng)增加，頂力加大，直接作用于樁頂上，使樁身下沉加快，但壓力表的讀數(shù)正常，這是目前常用的千斤頂與加壓測(cè)量系統(tǒng)的油路決定的。因?yàn)楫?dāng)油壓大于千斤頂內(nèi)的壓力時(shí)，壓力通過(guò)各“單向閥”正常傳入千斤頂內(nèi)，直到壓力平衡，這時(shí)壓力表測(cè)量的壓強(qiáng)與千斤頂內(nèi)的壓強(qiáng)相同;反之，當(dāng)油泵停止加壓時(shí)，千斤頂內(nèi)的油壓被“單向閥”鎖定，壓力無(wú)法傳遞到油管。所以，當(dāng)千斤頂活塞頂部的反力增加時(shí)，作用于樁頂?shù)牧υ黾樱瑝毫Ρ淼淖x數(shù)不變。以至有些本級(jí)荷載偏大，而有些本級(jí)荷載偏小，Q—S曲線不能正常反映試樁的變形規(guī)律。例如：某工程，樁徑為350×350，樁長(zhǎng)為26.0m的預(yù)制鋼筋砼方樁，單樁極限承載力為1250KN。本試驗(yàn)堆載時(shí)由于支墩周圍土體較差，在堆到一定荷載時(shí)，便開(kāi)始邊堆邊試驗(yàn)。從曲線上看出，第一級(jí)沉降量為3.56mm，明顯偏大，而后幾級(jí)的沉降量幾乎不變，直到第六級(jí)875KN以后沉降才恢復(fù)正常。出現(xiàn)這種現(xiàn)象是由于進(jìn)行第一級(jí)試驗(yàn)時(shí)，隨著上部堆重物越來(lái)越多，重力由主梁直接反壓到千斤頂上，使千斤頂上的頂力增大，樁頂上的壓力已基本達(dá)到第五級(jí)荷載750KN，樁身下沉加快，但壓力表的讀數(shù)保持正常，以至接下來(lái)的第2級(jí)～5級(jí)荷載下的沉降偏小。因此，若是不得已要進(jìn)行邊堆載邊試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)在各級(jí)荷載達(dá)到穩(wěn)定后準(zhǔn)備加后一級(jí)荷載前進(jìn)行堆載，堆載期間不加壓，且堆載量不應(yīng)超過(guò)該級(jí)荷載量。或是在最后一級(jí)或兩級(jí)荷載時(shí)不要堆載，以免影響樁的最終累計(jì)沉降量。總之，盡量使邊堆載邊試驗(yàn)的不良影響降低到可接受的程度。

　　2.4試驗(yàn)前主梁壓實(shí)千斤頂?shù)膯?wèn)題

　　堆載法是基樁等靜載荷試驗(yàn)工作中用得較頻繁的一種方法。在上海等軟土地基工程中，不少工程由于地基土較差，試驗(yàn)開(kāi)始前，上部載荷已完全加載到支承墩上，支承墩就產(chǎn)生下沉，造成試驗(yàn)前主梁壓實(shí)千斤頂，以至試驗(yàn)還未開(kāi)始，就已有一定的荷載通過(guò)千斤頂施加到樁頂上，荷載越大事先施加于樁頂上的壓力也越大，此時(shí)樁頂實(shí)際就已開(kāi)始下沉，到正式試驗(yàn)時(shí)，這部分的沉降由于未能記錄而缺失，導(dǎo)致試驗(yàn)前幾級(jí)的沉降偏小，甚至沒(méi)沉降。從而影響了Q—S曲線的形態(tài)及最終累計(jì)沉降量，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致結(jié)論的錯(cuò)誤。

　　本試驗(yàn)是基坑開(kāi)挖后在較軟的粉質(zhì)粘土層上進(jìn)行，由于上部荷載較大，兩支墩下陷，堆載結(jié)束準(zhǔn)備開(kāi)始試驗(yàn)時(shí)，主梁已壓實(shí)千斤頂。從曲線上可看出，在410KN之前各級(jí)荷載作用下的樁頂沉降量皆非常小，由此可推測(cè)試驗(yàn)前，試驗(yàn)開(kāi)始前千斤頂上的壓力可能已接近410KN，試樁樁頂已開(kāi)始下沉，但由于試驗(yàn)未開(kāi)始，導(dǎo)致一部分沉降流失，雖然之后的各級(jí)沉降量趨于正常，但試驗(yàn)的總沉降量已不能準(zhǔn)確把握。因此，在堆載前應(yīng)詳細(xì)了解地基土分布情況，并對(duì)地基的承載力進(jìn)行初步估算，必要時(shí)應(yīng)對(duì)支墩周圍地基土進(jìn)行加固處理，或是將支墩高度適當(dāng)增加。

　　3 快速法問(wèn)題

　　現(xiàn)有規(guī)范規(guī)定，樁基檢測(cè)方法可采用慢速維持荷載法與快速維持荷載法。為了縮短工期，提高建設(shè)效率，業(yè)主往往都要求采用快速法，即“一般每隔一小時(shí)加下一級(jí)荷載”。問(wèn)題就出在“一小時(shí)一級(jí)”上，試驗(yàn)過(guò)程中經(jīng)常遇到加載至最后一級(jí)(或二級(jí))時(shí)，Q—S曲線出現(xiàn)較明顯向下彎曲現(xiàn)象，如果只“恒載”1h，可能還夠不上“破壞”標(biāo)準(zhǔn)，但只要延長(zhǎng)“恒載”時(shí)間，就有可能出現(xiàn)“破壞”。由此造成如不延長(zhǎng)時(shí)間樁可能達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，而延長(zhǎng)時(shí)間則達(dá)不到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的情況，或者恒載時(shí)間延長(zhǎng)或不延長(zhǎng)得到的極限承載力相差一個(gè)級(jí)別。對(duì)最后一級(jí)來(lái)說(shuō)，延長(zhǎng)時(shí)間必然會(huì)增大累計(jì)沉降量，這對(duì)以最終累計(jì)沉降量判斷樁的承載力達(dá)不達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，也至關(guān)重要。例如：某工程樁徑為250×250，樁長(zhǎng)為19.0m，單樁極限承載力為442KN。本試驗(yàn)在最后一級(jí)加載至60min時(shí)，其總沉降量為18.25mm，本級(jí)沉降量為9.5mm，是前一級(jí)本級(jí)沉降量的3倍以上，若就此判斷其承載力，可判其合格。但從曲線以及最后一級(jí)的每次沉降讀數(shù)分析，其沉降未呈收斂趨勢(shì)，若繼續(xù)恒載，很可能出現(xiàn)破壞，于是又繼續(xù)測(cè)讀，直到270min還未達(dá)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，且S—Lgt曲線已明顯向下彎曲，才終止試驗(yàn)，總沉降量達(dá)28.36mm，故而認(rèn)為該試樁在本級(jí)荷載作用下無(wú)法達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，其極限承載力小于442KN。

　　新的《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》(DGJ08—218—2003)4.3.1第2條中規(guī)定：當(dāng)采用快速維持荷載法時(shí)，對(duì)最后一級(jí)(或二級(jí))荷載，應(yīng)判據(jù)其沉降的收斂性。這在一定程度上補(bǔ)救了以上出現(xiàn)問(wèn)題。故此，要求靜載測(cè)試過(guò)程中必須嚴(yán)格認(rèn)真執(zhí)行這一規(guī)范規(guī)定。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　雖然規(guī)范規(guī)定荷載要在試驗(yàn)前一次性堆載，但常常因客觀條件的限制難于做到，如果僅考慮規(guī)范的要求，就有可能無(wú)法完成試驗(yàn)工作，所以只要采取適當(dāng)?shù)拇胧�，邊堆載邊試驗(yàn)是能夠在確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量的前提下實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)?zāi)康牡摹５�采用快速法進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，如果在最后一級(jí)或出現(xiàn)沉降加速的一級(jí)適當(dāng)延長(zhǎng)恒載時(shí)間或進(jìn)行判穩(wěn)，作為驗(yàn)收性試驗(yàn)應(yīng)該是可行的，而且可以節(jié)省大量時(shí)間，提高工作效率。而錨樁法雖然往往也是設(shè)計(jì)與業(yè)主決定，但試驗(yàn)前編制好詳細(xì)的施工方案，對(duì)錨樁抗拔力進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的核算，當(dāng)試、錨樁間距有問(wèn)題時(shí)，及時(shí)與設(shè)計(jì)及業(yè)主商議，盡可能選擇一個(gè)比較合適的試、錨樁，并且認(rèn)真做好錨樁焊接工作，是能夠減小甚至避免問(wèn)題的出現(xiàn)的。總之，只要檢測(cè)過(guò)程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)真對(duì)待，是可以消除和減少試驗(yàn)中所遇問(wèn)題的，通過(guò)樁基靜載試驗(yàn)從而合理評(píng)價(jià)樁土體系承載力與沉降量的關(guān)系。