建筑桩基静载检测中常见问题及优化措施探讨

建筑桩基静载检测中常见问题及优化措施探讨

刘显武

（

广州市花都区建设工程质量监督检测室，广州 510800）

摘要：本文简述了建筑桩基静载检测原理及方法，并对建筑桩基静载检测中常见问题及优化措施进行了分析与探讨，以供同仁参考。
关键词：建筑桩基；静载；常见问题；优化措施

 Discussion on the Common Problems and Optimization Measures in Static Load Detection of Building Pile Foundation

LIU Xian-wu

（Guangzhou Huadu District Construction Engineering Quality Supervision and Testing Room, Guangzhou 510800, China）

Abstract: This paper briefly described the principle and method of static load detection of building pile foundation, and analyzed and discussed the common problems and optimization measures in static load detection of building pile foundation, so as to provide reference for colleagues.

Key words: Building Pile Foundation; Static Load; Common Problems; Optimization Measures

1前言
  建筑桩基的可靠性直接关系到建筑工程的工程质量，为保障建筑桩基的质量，需对试桩进行检测。目前，在桩基检测应用中最为广泛的技术就是桩基静载检测技术，这项技术操作起来相对简单，同时可以为建筑工程提供科学的检测结果。在进行检测的过程中，必须对检测过程中存在的问题进行详细的分析，同时给出解决方案。本文简述了建筑桩基静载检测原理及方法，并对建筑桩基静载检测中常见问题及优化措施进行了分析与探讨，以供同仁参考。

2建筑桩基静载检测原理

在建筑桩基静载检测中，承载力试验结果由两个因素决定：（1）桩身材料强度；（2）地基土对桩的极限承载能力。建筑桩基静载检测在最初的竖向受荷阶段，由于桩顶的位移较小，荷载主要由桩上部的侧摩阻力承担，然后以剪切应力的方式传递给桩周围土体，桩身应力和应变随深度递减。伴随荷载的递增，桩顶的位移继续加大，桩的侧摩阻力从上向下逐步被激发出来，当达到极限值后，持续增加的荷载先由桩端岩土体全部承担，随着桩端持力层岩土体的塑性压缩和挤出，桩顶的位移增长率将加大，当持力层岩土体应力达到极限值后，桩顶位移将呈现从量到质的转变过程，通过这个位移变量关系来确定桩的极限承载力。

3建筑桩基静载检测方法分析

建筑桩基静载检测中，目前我国主要采用“慢速维持荷载法”试验进行工程桩验收以及为设计提供承载力依据。“慢速维持荷载法”采用逐级加载方式，每级加载为最大试验荷载的1/10，首级按2倍分级荷载加载，在每一级荷载作用下维持至少2.0h（按第5、15、30、45、60、90、120min测读桩顶沉降量），当桩顶沉降达到相对稳定标准后（每1h的桩顶沉降量不得超过0.1mm，并连续出现2次，按1.5h连续3次每30min的沉降观测值计算），即可施加下一级荷载，当达到规定的终止加载情况时停止试验，按规范要求逐级等量卸载到零（每级卸载量宜取加载分级荷载的2倍，每级荷载维持1h，按第15、30、60测读沉降量，卸载到零后，继续测读残余沉降量，维持时间不少于3h）。

试验完成后，我们可以通过试验结果来进一步确定单桩竖向抗压承载力，主要按下列5种方法确定：（1）对于陡降型Q-s曲线，取其发生明显陡降的起始点对应的荷载值；（2）取s-lgt曲线尾部有明显向下弯曲的前一级荷载值；（3）某级荷载下的沉降量大于前级的2倍，且24h尚未达到相对稳定标准时，取前一级荷载值；（4）对于缓变型Q-s曲线，取总沉降量s等于40mm对应的荷载值，对直径大于等于800mm的桩，取0.05D对应的荷载值；（5）不满足第1～4种情况时，取最大加载值为单桩竖向抗压极限承载力。
        

4桩基静载检测中常见问题

（1）桩基结构性问题。桩基内部构造一旦出现桩顶和斜面硬度不足时，荷载加载方向与桩身重心方向没有在同一水平垂线时，若桩帽衔接的部位强度不足，极易诱发承台在加载作业活动中产生损坏，继而造成静载荷试验中断。为此，静载试验的前期准备阶段应该预防上述问题的出现。桩基试验检测时，基桩强度、倾斜度或是预制桩节点等因素都需要重点关注。试验作业中，一旦出现桩过度倾斜或预制桩节点处理不好，均会导致桩基静载试验不能正确反馈出基桩的极限承载力，实验结果不准确，缺失了原有的功效。

（2）主梁压实千斤顶问题。基桩静载检测常用的方法为压重平台堆载法。在软土地基的工程桩基试验前，上部荷载全部作用在支承墩内，若支承墩下沉的预留空间过小，会导致试验前期主梁压实千斤顶，千斤顶受力作用于桩顶上。一旦试验开始，荷载越大、桩顶压力越大、桩顶不断下沉，此前的桩顶沉降无法得到记录，导致部分沉降数值缺失，试验结果不准确，继而影响整体的Q-s曲线走向形状和累计沉降量，当影响程度过重时直接得出错误结果。举例而言，如图 1 所示，指定的桩基静载检测的桩基直径为 500m、长为 18m的 PHC（125）AB管桩，单桩竖向抗压承载力特征值值为 1400kN，检测过程的加载到最大值是 2800kN，承重台上的荷重力则是 3360kN。同时，实际的桩基静载检测土质未粉质黏土层，检测前的上部荷载存在，支承墩下沉，堆载准备检测作业发现主梁俨然压实千斤顶，看Q-s曲线可知，单桩承受的 1400kN前，桩顶出现部分沉降，继而造成这部分沉降量值的缺失，为此总沉降量检测结果有一定偏差。所以，在开展基桩静载检测的堆载前期，首先充分熟悉地基土质状况、对基地的承载力程度进行预估，按情况是否决定进行支承墩的加固处理。

图1 实际Q-s曲线

（3）操作方面的问题。首先是在进行观测点的设置过程中，本来按照要求应该保持测定沉降的平面与桩顶在不超过20cm的范围之内，而且需要固定测点和桩身。但是容易出现在桩顶承压板边缘进行位移传感器安装的问题，容易由于承压板翘曲的现象而对检测数据的精确度造成影响。其次就是在摆放支墩的过程中，尤其是针对大吨位的静载试验，容易由于追求成本的节约而忽视支墩试块放置的数量，甚至出现支墩面积减少以及压强增加的问题，增加试验过程中的危险性。最后就是针对试验持荷时间来说，慢速维持加荷的方法比较常用，但是针对优越的地质条件则可以使用快速的方法。但是上述两种方法应用中都需要确定加载和卸载的持荷时间。但是在实际的检测中容易由于检测人员为了节省时间而节省此步骤，或者是采用不合规的方法来进行检测速度的提升，造成试验过程中的沉降量不达标而影响试验结果准确性的问题。

（4)堆载方面的问题。首先就是堆载量不足的问题，表现出检测人员在检测工作开展中为了效益的最大化而造成堆载配重没有满足标准要求以及出现地域最大试验荷载的现象，影响了检测质量。其次就是试块吊装中的问题，表现在上次层预制试块配重过程中出现随意搭接以及咬合效果不满足要求等问题，而且还会由于配重摆放的方向和顺序不一致而导致压载平台松散或垂直缝的问题，没有形成统一化的主体。再次就是平台倾斜的问题，主要表现在出现了支墩下地基土的不均匀变形以及没有合理摆放钢梁、存在不一致的千斤顶合理与平台中心的问题。最后就是压实问题，表现出地基土承载力不足、千斤顶与主梁预留距离不足等问题。

5建筑工程桩基静载检测的优化措施 

（1）加强试验前的准备。在开展桩基静载试验之前，需要对试验场地进行平整，并保证场地验收合格之后才能开展试验。而且还要做好试验设备安装完成之后的自检工作，也就是先通过小荷载来对试验桩进行预压，不仅可以对桩头处理以及人为操作的影响进行消除，而且可以将管路与千斤顶中的空气进行排除，避免出现阀门和管路接头的漏油问题。在做好上述准备工作之后进行卸载，然后确保传感器读数稳定之后开展正式的试验。

（2）合理设置试块。针对此试验开展中所应用的试块，首先就需要确保所用试块可以保证堆载与预估的最大试验荷载的差值在1.2倍以内，而且需要进行一次性、均匀地在平台上进行配重的添加。其次就是在上述过程中如果出现试块的堆放层超过5层的情况，需要每两层进行一块配重的缩进，保证配重整体的重心向中心靠拢，而且要控制堆载高度在10m。再次就是采取错位和搭接安装的方式进行上下层预制试块的安装，而且要保持每层的摆放方向和顺序一样，通过配重交接的方式形成一体的压重平台。最后就是在压重堆载吊装过程中需要在现场进行安全警戒线、警示牌等安全防护和隔离措施的实施，重点做好对堆载吊装施工人员的安全防护。此外，还要控制支墩底座应力与基地反力特征值之间的差距在1.5倍以内。

6结束语

根据实践检验证明，在桩基检测中注意上述问题及落实相应优化措施，桩基静载检测效果十分理想，但同时我们也发现了某些不足之处，而且不同的施工区域，问题也不尽相同。因此作为检测人员应在检测过程中加强检测经验的总结，从中摸索出有效的改进措施，从而完善桩基静载检测的流程，保证检测数据的准确性。

参考文献
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