单桩静载试验方法的探讨

单桩静载试验方法的探讨（有限公司）摘要由单桩静载试验确定单桩承载力是工程中常用的方法。但随着大吨位基桩的广泛应用，给单桩静载荷试验带来一定难度。针对这一问题，作者结合近几年静载试验的经验，提出了检测大直径、高吨位基桩承载力的新方法。关键词单桩载荷试验；桩身拆分载荷试验；端阻力；侧阻力前言现今的立交桥和高层建筑多采用大直径、高吨位桩基基础，这种桩基型式采用单桩静载荷试验的定理是有很大的难度。因为传统的静载试验测试单桩承载力要求有足够的反力，然而过大的反力很难实现。由于无法实施静载试验实际承载力不能准确测定，如果做出了错误的判定，将会带来很大的安全隐患和经济损失。本文结合近几年基桩静载试验的实际经验，针对大直径、高吨位基桩的静载试验总结出了静载试验新方法桩身拆分静载试验法。1试验原理对于大直径、高吨位的基桩检测，传统的静载试验方法需要基桩承载力特征值2倍的加载量，实际操作有一定难度。针对这一问题，江苏省提出了桩承载力自平衡测试的新方法，并编制地方性规范桩承载力自平衡测试技术规程（DB32/T2911999）。该方法提出了一种检测大直径基桩的新思路，即将桩身拆分，植入千斤顶以上段桩体的侧阻力作为反力来试验，以获得上、下段的桩体总承载力。新方法应用范围较广，可在一些水下施工桩基中和超大吨位桩基检测中使用。对于一些吨位不是特别大的基桩来说，植入其桩身的油压千斤顶装置就是一种很大的浪费了。针对这一问题，本文提出了静载试验新方法。即将一体的大直径基桩分割成有限的几段（一般为2或3段），然后再对各部分分别施加竖向向下的压力，分别求取各部分的极限承载力，然后求取桩体总承载力。2桩体施工桩体在施工过程中应分段施工，见图1。将桩体分割成3段，桩体施工分为3个过程。第一过程，先对桩体最底段进行施工，保证此段桩体上顶面平整，并预埋入水平燃烧隔盘；第二过程，预埋模具内护筒和外护筒，以及第2段的水平燃烧隔盘，并将引线导出桩顶，再进行下一段的桩体施工；第三过程，对下入的模具试验前进行电点燃，使各段桩体分离。图1桩体成型的阶段施工示意图桩体拆分法的施工过程要求严格，在进行最底端的拆分时必须保持桩顶水平。预留的水平燃烧隔盘必须水平放置；预留的钢管，必须保持ABC1234竖直方向，整个施工过程保证各个预埋件“横平竖直”，这样才能确保检测结果的准确性和科学性。水平燃烧隔盘厚度是施工过程的关键，在建筑基桩检测技术规范（JGJ1062003）中对大直径的基桩进行检测时，要求判定桩体达到极限承载力的最大沉降量为40MM，但对于直径大于或等于800MM的基桩可以为其直径的5，所以预留的水平燃烧隔盘厚度应大于这一限定值。本例建议采用判定值的2倍作为施工中预留水平燃烧隔盘的厚度值，一般在1020CM就可满足试验需求。3桩身拆分静载试验3试验的自身特点拆分法静载试验对于为设计提供数据的试桩而言有其自身优点，此种方法无需大型的堆载设备或大型锚桩梁设备，试验中需要用到钢柱进行传力，因此钢柱在加载的过程中必须有足够的刚度，防止挠曲变形。在对桩体进行承载力测试时，应从桩体最下段进行测试。如图2中A所示，先将此段桩体进行承载力极限值的预估，对此段桩体施压直至其达到承载力的极限值。本阶段的千斤顶直接作用在内传力柱上，将上部千斤顶的作用力传至最下段桩体，从而检测出此段的极限承载力。如图2中B所示，将此段桩体进行承载力极限值的预估，对此段桩体施压直至其达到承载力的极限值。本阶段的千斤顶直接作用在外传力柱上，将上部千斤顶的作用力传至第二段桩体，从而检测出此段的极限摩阻力。如图2中C所示，对此段桩体施压直至其达到极限摩阻力（若设计院已提出桩身承载力特征值，易取承载力特征值的2倍与前两阶段的极限承载力的总和的差值）。本阶段的千斤顶直接作用在第一段桩顶，将上部千斤顶的作用力直接作用在此段，从而检测出此段的极限摩阻力。图2桩体拆分静载试验过程示意图CBA1232试验的过程控制321加荷分级基桩静载试验的分级应按相关规范的要求确定，基桩不应小于8级，每级加荷量宜为预估极限荷载的1/121/8。但对于本试验，前两个阶段的加载都要求其达到极限承载力，所以要求每级加载量宜为预估极限荷载的1/10，并且直至此段加载到桩体的极限荷载为止。对于最后的静载试验可按上述分级要求进行。322观测时间间隔试验采用慢速维持荷载法，试验步骤应符合下列规定1每级荷载施加后按第5、15、30、45、60MIN测读桩顶沉降量，以后每隔30MIN测读一次。2试桩沉降相对稳定标准每1H内的桩顶沉降量不超过01MM，并连续出现2次（从分级荷载施加后第30MIN开始，按15H连续3次每30MIN的沉降观测值计算）。3当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时，再施加下一级荷载。323试验终止条件当出现下列情况之一时，可终止加载1某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍。注当桩顶沉降相对稳定且总沉降量小于40MM时，宜继续加载至桩顶总沉降量超过40MM。2某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24H尚未达到相对稳定标准。3前两阶段加载已达到此段的桩身极限承载力，第三阶段已达到设计要求的最大剩余加载量。324试验的加载量确定如果这种试验是为设计提供参考值，那么可求取3个阶段极限承载力值使数值更加准确。此试验的成功与否与试验的加载量预估关系非常密切，如果这一问题能够准确确定，就可以将三阶段的加载量进行统一，从而解决加载量的固定安放，而不需要再对提供反力的装置进行二次的改装。若场地不够，无法进行堆载时，可以将桩顶第一段桩体内配植钢筋，以顶部桩体的侧摩提供反力。325试验的资料整理试验的资料应包括规范中要求的QS、SLGT曲线，如果需要的话也可提供SLGQ曲线。但对于此试验就需要提供不止一组这样的试验曲线。在前两个阶段应提供Q1S1、S1LGT1、Q2S2、S2LGT2曲线，而对于最后的阶段可提供Q3S3、S3LGT3曲线，也可以根据设计的具体要求而定。对于判断工程桩的承载力是否满足设计要求，可将Q3剩余与Q3极限进行对比，当Q3剩余Q3极限，此时桩体承载力满足要求；当Q3剩余Q3极限，此时桩体承载力不满足要求。4结论对于传统的基桩静载试验，都是在桩顶施加压力来确定单桩的承载力。但是这种方法已不能适用于大直径大吨位基桩静载试验的要求，而将桩体本身进行拆分，对其各段分别施压，更能体现桩在使用中的实际受力状态。并且在试验后千斤顶、百分表及其他设备均能再次利用，不会造成浪费。参考文献1，大直径灌注桩端阻力深井载荷试验方法的探讨华北地震科学2沈学智，沈昌鲁气压反力桩基静载试验装置第四届全国地基