關(guān)于合理確定工程樁靜載檢測的探討

葉曉環(huán)

關(guān)于合理確定工程樁靜載檢測的探討

葉曉環(huán)

工程項(xiàng)目施工建設(shè)過程中，由于不同的樁基安全可靠性、變形大小以及承載力等存在著一定的差異性，因此也對工程樁靜載檢測提出了更高的要求。本文將對工程樁靜載檢測技術(shù)類型、樁土荷載傳遞機(jī)理進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上就基樁檢測過程中的誤差問題，談一下筆者的觀點(diǎn)和認(rèn)識，以供參考。

工程樁；靜載檢測；荷載傳遞機(jī)理；基樁檢測誤差；研究

工程項(xiàng)目施工建設(shè)過程中，尤其是軟土層擬建場地，如果沒有充分考慮軟土在檢測過程中的正摩擦、應(yīng)用負(fù)摩擦影響，則無法準(zhǔn)確確定工程樁靜載檢測方案，也無法準(zhǔn)確反映工程樁受力情況，容易出現(xiàn)嚴(yán)重的安全隱患和施工質(zhì)量問題，因此加強(qiáng)對工程樁靜載檢測確定問題研究，具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。

1　工程樁靜載檢測技術(shù)類型

在當(dāng)前工程樁靜載檢測過程中，所采取的技術(shù)手段主要有兩種，慢速維持荷載法、快速維持荷載法。其中，慢速維持荷載法主要是在試驗(yàn)時(shí)，樁的某級沉降達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，才能對下級采取加荷載試驗(yàn)措施。對于快速維持荷載方法而言，即按照固定時(shí)間間隔進(jìn)行加載。慢速維持荷載技術(shù)方法，在的喪氣試驗(yàn)樁、工程樁豎向抗壓承載力檢測過程中，應(yīng)當(dāng)最為廣泛，而且應(yīng)用效果也非常的好。在工程樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)過程中，還可選擇技術(shù)手段。以單樁豎向承載力檢測為例，下列工程應(yīng)進(jìn)行靜載試驗(yàn)；一級建筑樁基；地質(zhì)條件復(fù)雜、確定單樁承載力可靠性低、樁數(shù)多的二級建筑樁基；有爭議的樁基工程；本地區(qū)新樁型或應(yīng)用新施工工藝的樁基工程。單樁豎向靜載試驗(yàn)的檢測數(shù)量不應(yīng)小于總樁數(shù)的1%，且不應(yīng)少于3根，工程總樁數(shù)在50根以內(nèi)時(shí)不應(yīng)少于2根。較之于慢速維持荷載技術(shù)手段來說，快速維持荷載技術(shù)的誤差、實(shí)際基樁檢測問題等，在工程樁靜載檢測過程中，如何選擇合理的檢測技術(shù)和方法，備受關(guān)注。

2　土荷載傳遞基本機(jī)理

實(shí)踐中可以看到，當(dāng)樁頂承受一定的豎向荷載時(shí)，樁身上部位置就會最先出現(xiàn)壓縮現(xiàn)象，而且樁土?xí)S之發(fā)生位移，被側(cè)受向上摩阻力作用，樁頂作用荷載經(jīng)側(cè)摩阻力傳至樁周土。在此過程中，樁身承受的荷載、變形等，會隨之不斷地遞減，并且隨荷載的增加樁身壓縮量也會變大，樁身下部側(cè)面土摩阻力增大，形成側(cè)土剪切變形。因樁身強(qiáng)度、剛度等都非常的大，所以樁身會在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生壓縮變形，通常僅與樁頂荷載有關(guān)。如圖1所示，其反映的是樁壓縮變形的三個(gè)階段，即先期壓縮變形、彈塑變形以及塑變形階段。從曲線上可找到比例界限點(diǎn)、屈服荷載點(diǎn)以及極限荷載點(diǎn)和破壞荷載點(diǎn)；比例界限是自曲線上起始的擬直線段終點(diǎn)荷載值，屈服荷載則是曲線上曲率最大位置處的對應(yīng)荷載。對于極限荷載而言，主要是在曲線上極限位移；對于荷載破壞荷載而言，即曲線切線平行于S軸的荷載。在荷載作用下，樁頂沉降量通常會隨著時(shí)間的推移而不斷的增加，但是沉降量逐漸趨于穩(wěn)定狀態(tài)。如圖2所示，以指數(shù)形式逐漸衰減，而且沉降最終將趨向于漸近線形狀，快速法、慢速法靜載荷試驗(yàn)過程中的各級荷載維持時(shí)間下的沉降量，無法滿足穩(wěn)定沉降之要求。通過大量的工程樁靜載荷試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，彈性變形、整體剪切破壞階段，壓縮變形在相對較短的時(shí)間內(nèi)即可表現(xiàn)出來；受荷載影響，彈塑變形階段的變形一般需較長的時(shí)間，而且受荷載影響比較大，因此較之于慢速維持荷載法，加荷速率較快時(shí)的變形特性可表現(xiàn)出來。沉降值較小時(shí)，沉降無法達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

圖1　Q-s曲線圖

圖2　s-t曲線圖

3　工程樁檢測誤差問題研究

3.1慢速維持荷載技術(shù)

對于慢速維持荷載技術(shù)而言，在每一級荷載下維持時(shí)間相對都比較長，而且與工程結(jié)構(gòu)承載狀態(tài)特別接近，所以在基樁豎向抗壓承載力檢測過程中應(yīng)用非常的廣泛。慢速維持荷載技術(shù)應(yīng)用過程中的誤差，主要體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)∶①加載分級誤差。在判定實(shí)際承載力時(shí)，因現(xiàn)行的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對基樁豎向抗壓承載力的確定更多考慮的是“安全”問題，所以會導(dǎo)致承載力判定值偏小一些，通常誤差在7～10%之間。③加載操作過程中產(chǎn)生的誤差問題。通常情況下，慢速荷載維持技術(shù)方法的相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為每小時(shí)樁頂沉降量應(yīng)當(dāng)控制在0.1mm范圍之內(nèi)，連續(xù)不能超過兩次。在具體的檢測過程中，當(dāng)工程樁在某級荷載作用下出現(xiàn)下沉現(xiàn)象時(shí)，千斤頂會自動卸載，導(dǎo)致該級荷載減?。换诖?，筆者認(rèn)為建議將穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)定為每小時(shí)0.25mm，或者本級維持時(shí)間超過兩個(gè)小時(shí)的，均可對下級進(jìn)行加載。③承載力判定出現(xiàn)了誤差問題。在判定承載力時(shí)，通常是根據(jù)試驗(yàn)所得的Q-s曲線、s-t曲線對其進(jìn)行確定。當(dāng)設(shè)計(jì)前已對試驗(yàn)樁進(jìn)行了檢測，而且施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)，則多數(shù)工程樁承載力可滿足設(shè)計(jì)要求。工程樁承載力超過了設(shè)計(jì)值的部分，可用于安全儲備；對于陡降型Q-s曲線而言，為確保安全，自Q-s曲線陡降開始倒退一級，以此對工程樁承載力進(jìn)行確定，而且該承載力比實(shí)際承載力要小。實(shí)踐中，之所以會出現(xiàn)工程樁承載力誤判問題，主要是因?yàn)榧虞d分級造成的，一般情況下取陡降段起點(diǎn)為工程樁承載力極限值相對比較客觀一些。

3.2快速維持荷載法技術(shù)

較之于慢速維持荷載技術(shù)而言，快速維持荷載技術(shù)也會存在一定的誤差，據(jù)相關(guān)資料顯示，分級相同的條件下，快速維持荷載、慢速維持荷載兩種技術(shù)方法，對承載力判定誤差相處大約5%左右。在此過程中，是否需要對維持荷載時(shí)間進(jìn)行延長，需根據(jù)樁頂沉降收斂程度來定。就緩變型Q-s曲線而言，快速維持荷載技術(shù)與慢速維持荷載技術(shù)對承載力的判定是一致的，快速維持荷載技術(shù)應(yīng)用條件下的樁頂每一級沉降量一般略小于慢速維持荷載技術(shù)下的數(shù)據(jù)信息。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，只要前1h內(nèi)維持本級荷載，則樁在每級荷載條件下的前1h內(nèi)沉降量大約占本級總沉降量的九成以上，所以快速維持荷載技術(shù)應(yīng)用條件下的沉降量相對誤差不超過10%。就陡降型Q-s曲線而言，將極限承載力定在陡降段起點(diǎn)，這樣會更接近加載分級量；陡降段起點(diǎn)實(shí)際累計(jì)沉降量不超過40mm，沉降數(shù)據(jù)信息并不重要，兩種技術(shù)方法應(yīng)用條件下所得的數(shù)據(jù)信息均不會對實(shí)際承載力判定產(chǎn)生影響。對快速加載技術(shù)而言，采用適當(dāng)分級方法，會給出符合工況的極限承載力判定。在工程樁靜載試驗(yàn)過程中，采用快速維持荷載技術(shù)，不僅能夠有效減少試驗(yàn)時(shí)間、降低檢測成本，而且在相同試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)可有效提高試驗(yàn)之精度。

4　結(jié)語

總而言之，工程樁靜載檢測過程中，對于整個(gè)工程項(xiàng)目施工質(zhì)量檢測至關(guān)重要，工程樁靜載檢測技術(shù)又是對工程樁檢測的一種非常有效的方法和手段。通過上述分析，對慢速維持荷載技術(shù)方法、快速維持荷載技術(shù)方法進(jìn)行對比，兩種技術(shù)方法的檢測試驗(yàn)誤差均體現(xiàn)在每一級荷載累積沉降值層面上，而且對判定承載力的差別影響非常的小。在工程樁靜載檢測過程中，優(yōu)選比較成熟的技術(shù)，即慢速維持荷載技術(shù)方法；對于快速維持荷載實(shí)驗(yàn)方法而言，雖然也是一種常用的工程樁檢測技術(shù)手段，但是常用于那些被試驗(yàn)基樁數(shù)量多、工程進(jìn)度比較緊的實(shí)驗(yàn)。在選取科學(xué)、合理的加載級數(shù)以及操作規(guī)范基礎(chǔ)上，利用快速維持荷載技術(shù)方法，不僅可以有效節(jié)約時(shí)間，而且在很大程度上還可有效提高承載力檢測精度。

[1]《建筑地基基礎(chǔ)檢測規(guī)范》（DBJ15-60-2008）.

[2]秦秀云.快速法靜載荷檢測與實(shí)際沉降量關(guān)系[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（05）.

[3]史海兵.樁基靜載試驗(yàn)中快速加載方法的研究[J].工程質(zhì)量，2011（03）.

[4]周清，徐小麗，黃嵐，陳云峰.雙曲線模型預(yù)測單樁豎向極限承載力的研究[J].江蘇建筑，2012（06）.

[5]史海兵，李學(xué)武.樁基靜載試驗(yàn)中快速加載方法的研究[J].工程質(zhì)量，2011（03）.

TU473.1+1

A

1673-0038（2015）11-0078-02

∶2015-2-25

∶葉曉環(huán)（1970-），男，主要從事建筑工程檢測工作。