单桩竖向静载试验问题分析

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　　摘 要：通过分析和处理平时测桩时遇到的问题，可以使检测的数据更加真实准确，减少不必要的重复检测
　　关键词：静载试验 承载力 锚桩
　　
　　引言
　　随着建筑工程事业的蓬勃发展，桩基在地基基础中的运用越来越广泛。由于桩能将上部结构的荷载传到深层稳定的土层中去，从而大大减少基础的沉降和建筑的不均匀沉降，所以桩基在住宅、高层建筑、重型厂房、桥梁等工程中被大量采用。桩基工程属隐蔽工程，桩基质量的好坏直接关系到建筑的安全问题，而且桩基一旦发生事故，加固处理起来难度较大。因此，桩基试验检测就成了桩基工程中的一个重要环节。如何快速准确地检验工程桩的质量，以满足日益增长的桩基工程的需要是目前土木工程界十分关心的问题，也是长期以来国内外许多学者、研究人员和工程技术人员从事的一个研究课题。下面我就平时检测单桩竖向静载试验存在的若干问题和大家一起探讨一下。
　　
　　一、终止加载问题
　　关于终止加载的条件，许多规范都有很明确的规定，尽管各规范对试桩的终止加载条件不尽一致，但综合看来，对试桩终止加载条件的规定可主要归纳为以下两点原则：①必须有可判定土体对桩的极限支承能力的依据，②有桩顶沉降不利的发展，包括沉降及其速率两方面。笔者认为：第一点的目的在于明确单桩承载力设计值所对应的安全度；第二点是针对实际不便按受力水平确定桩极限承载力的复杂情况．而考虑按结构物承受变形的能力来确定的“拟极限承载力”．试桩只有遵守上述原则，才能真正达到试桩的基本目的。
　　试桩未达规范要求的终止加载条件而提前终止试验的现象，过去很长时间都有过，而当前这种现象在全国各行各业各地区都不同程度地存在．比较普遍：在笔者收集到的各地区试桩资料中．无论是预制桩还是灌注桩，提前终止试验的桩数达40％。而这一明显不符合规范的问题尚未引起足够的重视：
　　众所周知，桩基础设计的基本依据和步骤是首先确定单桩承载力，然后根据荷载情况确定桩数和布桩。而实际上，一些设计者却反其道而行之，往往先按一些经验方法得出桩的承载力甚至根本不估算承载力就按建筑物平面尺寸条件确定桩数和布桩，而反过来求桩顶荷载．再将按这种方法确定的单桩荷载设计值乘以单桩的安全系数或抗力分项系数得到所谓最大加载值，要求试桩加载达到或者超过此值即可。甚至有些试桩单位为了不失去生产业务，同时还可以多得到些经济效益．对此也不坚持规范的规定，有的甚至在试桩荷载沉降关系曲线比较平稳阶段就按曲线的趋势延伸到这一值，其可靠性也就更难说了。
　　综上所述．试桩提前终止加载，理论上导致桩基设计不符合极限状态原则，实用上会造成较严重的浪费或偏于危险的现象．应引起有关勘察、设计与建设部门的高度重视。
　　
　　二、工程桩作试桩及锚桩问题
　　工程桩作为试桩及锚桩问题，在许多设计规范中均未能明确为了经济的目的或场地条件所限．有些工程中采用工程桩作为试桩及锚桩，而恰恰是这种情况下，设计人员往往要求试桩提前终止加载，其理由一般是：①工程桩不能压致破坏；②担心锚桩拔出或拉裂。
　　工程桩作为试桩，在同一工程场地内进行，不但可排除因位置差异而引起的承载力误差，而且较经济，因此宜大力提倡。但是，有些设计人员担心工程桩加载至极限承载力后，在建筑物荷载下桩体将出现大量的附加下沉，而在试桩时提前终止加荷。其实这种担心是没有必要的。如果因为试桩为工程桩就不加载至极限承载力．如前所述会实际浪费了桩的承载力，而利用工程桩作为试桩的经济意义也不存在了。综上所述，除由桩体材料强度决定桩承载力的情况下，工程桩作为试桩是可以加到极限状态的。实际上也确有不少工程中未因此而造成任何问题。浙江省地基规范已规定可用工程桩作为试桩，是很正确的。
　　工程桩作为试桩的锚桩是试桩工作的另一个技术问题。实际工程中不以工程桩作为试桩或以工程桩作试桩但提前终止加荷的另一个理由是设计者担心锚桩被拔出或拉裂。实际上，工程桩作为锚桩往往与试桩在桩长、桩径等方面是相同的。众所周知．对同一根非端承桩来讲，其抗压承载力与拔桩承载力的差别一般达不到成倍的程度，如由土的支承力控制桩的承载力。
　　
　　三、慢速维持荷载法和快速维持荷载法问题
　　慢速维持荷载法每级维持时间至少2个小时，快速维持荷载法则每级维持时间至少1个小时，对绝大多数桩基而言，为保证上部结构正常使用，控制桩基绝对沉降是最重要的，这是地基基础按变形控制设计的基本原则。在工程桩验收检测中，国内某些行业和地方标准允许采用快速维持荷载法。国外许多国家的维持荷载法相当于我国的快速维持荷载法，最少维持时间为1小时，但规定了较为宽松的沉降稳定标准。根据我近十年的检测结果表明，快速维荷法在各级荷载下的桩顶沉降量相对于慢速维荷法确实要小一些。相对而言，慢速维荷法的加荷速度比建筑物施工过程中的加荷速率要快得多，慢速法试桩得到的桩顶沉降与建筑物桩基在长期荷载作用下的实际沉降相比，要小几到十几倍，所以规范中的快慢速维荷法试桩沉降差异是可以忽略的。
　　
　　四、受干扰桩承载力确定问题
　　在实际工程试桩及室内外桩基模型试验中，经常遇到测试受意外干扰的情况，如压力表或位移计的松动、脱落或失灵，锚桩失稳、仪器设备受外部碰撞等，导致桩的荷载沉降关系曲线出现突沉、升起、平进或平退等异常现象。目前对这类试验资料缺少明确的分析和利用方法。试桩的数目可能本来就很少，对于受干扰的试验资料，有时不得已而废弃，真是弃之可惜，用之无方。如何处理和利用受干扰桩的量测结果而使之尽可能地发挥相应的作用，亦是值得研究和探讨的问路。这方面的研究结果，对于受各种偶然自然力作用下桩基的工作性状的评价也特有指导意义，希望大家开展这方面的研究。
　　
　　结语
　　桩基试验检测技术的研究和发展正方兴未艾。要提高桩基检测的质量与效益，一方面要不断改善已有仪器的硬件性能和质量，并努力开发出新的仪器；另一方面要加强对桩基检测技术理论的研究工作，寻求更精确的物理模型。对于基桩检测信号的分析处理，把现有的桩基检测方法和当今的一些先进的信号分析方法结合起来，将是一个非常重要的研究方向。

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