关于桩基静载检测技术的研究

关于桩基静载检测技术的研究

阮健

阮健

（江苏省有色金属华东地质勘查局资源调查与评价研究院，江苏南京210000）

摘要：目前桩基础在我国工程建设中被广泛应用，是建筑物质量保障的重要分项工程，其施工质量的优劣直接影响整个建筑的稳定性。桩基工程属于隐蔽性工程，施工质量难以直观控制，因此对桩基工程的工程质量检测显得尤为重要。

关键词：桩基工程；静载试验；检测

前言

桩基工程检测主要分为单桩竖向承载力检测和桩身完整性检测，其中单桩竖向承载力是判定桩基施工质量优劣的重要参考指标，静载试验是单桩竖向承载力检测最直接、可靠的方法，也是为设计阶段和施工质量验收阶段提供单桩竖向承载力的主要方法。

1材料与方法

1.1单桩竖向抗压载荷检测的目的

确定单桩竖向极限承载力，为工程设计提供承载力依据，或者为工程桩的承载力验收提供依据。另外如果埋设有桩底反力桩身应力及应变传感器或位移计时，可测得各级竖向荷载作用下的桩身轴力分布，由此计算桩周各土层的极限侧阻力、极限端阻力或桩身截面的位移量。

1.2试验加载装置

基桩竖向抗压载荷试验的加载反力装置我们可以根据施工工地现场实际情况采用以下四种方式中的一种：锚桩压重联合反力装置、锚桩横梁反力装置、地锚反力装置及压重平台反力装置。

1.3工地现场检测

（1）试桩条件控制

试桩桩顶必须平整，桩头中轴线与桩身上部的中轴线应重合，预制桩桩顶未破损，可不做加固处理，灌注桩的桩顶浮浆必须凿除，主筋接到桩顶标高，采用C30以上混凝土浇筑，保护层厚度为30mm～50mm，内加2层～3层加密钢筋网片。

（2）为安置沉降观测仪表，试桩桩顶面宜高出试坑地面40cm～60cm，试桩的倾斜度不宜大于1%。安置沉降观测仪表的测试平面应位于桩顶面下不少于20cm或0.5D以下。

（3）试桩顶部标高应与设计承台底标高一致。

（4）在承载力检测时，所检测桩提前制作并留置的同条件养护混凝土试块的强度达到设计要求或者混凝土龄期达到或超过28d。

所检测桩的承载力试验前的桩的休止时间应从成桩结束后基桩真正处在静止状态、桩周基土不受外界震动时起算，至试验开始间歇时间称休止期。JGJ106-2003建筑基桩检测技术规范规定:砂土不少于7d，粉土不少于10d，非饱和粘性土不少于15d，饱和粘性土不少于25d。

试验方法：应根据试桩要求和平面位置，选择试桩加载装置和试验设备。试桩、锚桩、基准桩之间的距离应满足规范要求。试桩的施工记录必须俱全。对于灌注桩，应有钻孔和混凝土灌注记录，在成型后混凝土灌注前，需进行孔径、孔深、沉渣及垂直度检测。

加荷分级应不少于8级。分级加载量宜为最大加载量或按预估极限荷载的1/10等量逐级加载，第一级可取2倍加载量进行加载，每级荷载在其维持过程中，应保持数值的稳定，其变化幅度不得超过分级荷载的±10%。

单桩竖向载荷试验的加载方法应采用慢速维持荷载法，其加卸载观测及稳定标准如下：

加载后第1小时内按5min，15min，30min，45min，60min记录检测桩的桩顶沉降量，之后每30min记录一次。如果沉降速率满足稳定要求时，便可进行下一级的加载。当卸载时，每级卸载值为加载值的两倍。卸载后隔15min测读一次，记录2次后，间隔30min再记录一次，便可以卸下一级的荷载。当卸载到零后，应该记录稳定的残余沉降量，要求维持时间3h。所检桩的稳定标准是：在每级荷载作用下，所检桩的沉降量应连续2次在每小时内不超过0.1mm（从分级荷载施加后第30分钟开始，按1.5h连续3次观测值计算）。

所检桩的停止加载的条件：每当出现以下情况中的一种时，便可以停止加载。

在某级荷载作用下，当桩顶沉降量大于它前一级荷载作用下的沉降量的5倍。当桩顶沉降量如果能保持相对稳定，并且总沉降量也小于40mm时，最好加载到总沉降量超过40mm。

在某级荷载作用下，当桩的沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，并且经过24h尚未达到相对稳定标准的情况。

已经达到了设计要求最大加载量或达到桩身材料的极限强度，桩身已出现破坏症状。

当工程桩作锚桩时，锚桩上拔量已达到允许值，或达到压重平台的最大荷载时。

对于深长桩（L/D≥80）、大直径（扩底）桩，当荷载沉降曲线呈缓变形时，可加载至桩顶总沉降量60mm～80mm。

对于灌注桩或有接头的预制桩，当满足终止加载条件，但未达到设计要求的最大加载量，且总沉降量小于100mm时，宜继续加载至总沉降量达到100mm以上。

2工程实例

2.1工程概况

某商业住宅楼设计采用钢筋混凝土灌注桩进行地基处理。为设计提供依据，设计单位要求进行试桩静载试验，试桩设计桩长为35m，桩径为700mm，混凝土强度为C50，单桩竖向抗压极限承载力8600kN。

2.2试验内容及目的

（1）试验内容：根据现场条件，设计采用锚桩钢梁反力装置进行单桩竖向抗压静载试验。依据JGJ106－2014建筑基桩检测技术规范相关规定，同一条件下不少于3根试桩。（2）试验目的：通过静载试验确定试桩竖向抗压极限承载力，确定单桩竖向抗压极限承载力是否满足设计要求。

2.3静载试验

（1）试验设备

荷重设备：承压钢梁、钢筋笼；

荷载测试仪表：无线静荷载试验仪（PDS-JY）位移传感器；

加载装置：加荷由3只630t千斤顶与一套高压油路组成。

（2）静载试验方法

依据JGJ106－2014建筑基桩检测技术规范规定，单桩静载试验采用慢速维持荷载法。

（3）现场试验准备

a.对试桩桩头表面进行平整处理，做好试桩桩帽。b.单桩静载试验前，应先对试桩进行桩身完整性检测。c.单桩静载试验采用锚桩横梁反力装置，由承压钢梁、630t液压千斤顶3台、静载承台组成，加荷系统采用无线静荷载试验仪进行控制，沉降由安装在试桩两个正交直径方向上的4块位移传感器（精度0.01mm）测读。

（4）荷载分级

试验加载时，载荷应分级加载，分级加载值为最大加载值的1/10～1/12，首级为分级加载值的2倍，试验加载如表1所示。卸载时应逐级等量进行，单级卸载值为分级加载值的2倍。

表1试验荷载加载表

（5）沉降测读

试验加载时，在前1h内，按第5min，15min，30min，45min，60min记录桩顶沉降量，然后每间隔30min记录一次；当连续2h沉降量小于0.1mm时，可判为稳定，进行下一级加载。试验卸载时，每级分别在1h内第15min，30min，60min记录桩顶沉降量后，即可进行下一级卸载。卸载至零级后，记录桩顶残余变形量，分别在第15min，30min记录一次，以后每隔30min记录一次桩顶残余沉降量，维持3h后试验结束。

（6）终止试验条件

在试验加载过程中，当出现下列任一种情况时，即可停止加载：某级加载作用下，桩顶沉降量大于上一级沉降量的5倍，且总沉降量大于40mm；某级荷载作用下，桩顶沉降量超过前一级沉降量的2倍，且在24h内尚未达到相对稳定标准；已经达到设计最大加载值或桩体出现破坏时，停止加载。

（7）数据分析与判定

依据JGJ106－2014建筑基桩检测技术规范第4.4.2规定，对单桩竖向承载力进行分析判定；为设计单位提供设计依据的单桩承载力统计值，应依据上述规范第4.4.3规定进行统计分析。

3安全注意事项

在静载试验过程中，需采用大型吊装设备，安全措施必须到位，常见的安全注意事项如下：

（1）加强现场检测人员安全意识：入场前对现场检测人员进行安全教育，认真组织学习安全操作规程，提高工作人员安全防范意识。

（2）现场检测及相关工作人员必须持证上岗，严格执行安全操作规范。

（3）严格执行现场临时用电安全技术规范。

（4）吊装作业过程中严格遵守相应的操作规程及安全条例。

（5）静载试验现场应设置警示牌、警戒线，与试验无关人员禁止进入施工现场。

4结语

综上所述，桩基静载检测是检测基桩承载力的有效方法，但在实际的操作过程中，桩基静载试验检测常常会出现许多问题。为了解决这些问题，同时确保检测过程中的安全，就应当在基桩静载试验检测的实践中不断地总结经验，制定出切实可行的检测方案，采取有效的措施，合理控制压重平台和基准桩、基准梁的架设、试验坑开挖的大小、极限承载力的确定等。各项工作应严格按照现行有效的标准规范的要求开展，才能保证桩基静载检测顺利和数据的准确。

参考文献：

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[2]常志松．试论桩基静载现场检测试验问题分析[J]．科学之友，2010（22）

[3]都智刚．谈基桩静载试验的数据整理和结果判定[J]．山西建筑，2013（14）