静载试验检测桩基承载力

林浩然

摘要：由于桩基础在工程建设中起着重要的基础性作用，并且桩基础的造价通常都会比较高（在总工程造价中几乎占据了四分之一甚至更大的比重），因此对于桩基承载力的检测具有极其重要的意义。本文旨在阐述导致基桩损坏的原因、检测桩基承载能力的几种主要方法以及如何运用静载试验方法来检测桩基承载力，从而达到满足工程建设需求、实现经济技术效益最大化的目的。

关键词：静载试验；桩基承载力；检测

在实际的工程建设中，确定桩基承载力的方法多种多样，其中利用静载试验检测桩基承载力的比较少，多数的工程建设都是根据技术人员的经验或者是根据相关检测部门的试验数据来确定桩基承载能力的，但是以这样的方式来确定的桩基承载能力往往比实际的承载能力低很多，不利于经济技术效益的最大化。以什么方式才能更为准确地检测桩基承载力以实现经济技术效益的最大化、满足工程建设的需求，这是工程建设中亟需解决的问题。本文将从以下方面阐述利用静载试验检测桩基承载力。

一.导致基桩损坏的原因

众所周知，桩基础在工程建设中起着重要的基础性作用，并且桩基础的造价通常都会比较高（在总工程造价中几乎占据了四分之一甚至更大的比重），因此，桩基承载力是在工程建设中要首先考虑的一个基本问题。基桩承载力主要是指在竖向荷载的作用力下，在基桩具有极好的稳定性、未过大变形以及基桩本身完好的情况下所能承受的最大负载量。基桩的大小主要由两方面的因素所决定。一方面是桩身建造地的地质条件，另一方面是建造桩身的材料属性。

1.桩身自身遭到破坏

桩身自身遭到破坏的原因主要有以下几种：

桩身混凝土强度未满足桩的承载力设计要求。《建筑地基基础设计规范》规定：按桩身混凝土强度计算桩的承载力时，应按桩的类型和成桩工艺的不同将混凝土的轴心抗压强度设计值乘以工作条件系数 ，桩轴心受压时桩身强度应符合式（8.5.11）的规定。

≤ （8.5.11）

式中： ——混凝土轴心抗压强度设计值（kPa），按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010取值；

Q——相应于作用的基本组合时的单桩竖向力设计值（kN）；

——桩身横截面积（m2）；

——工作条件系数，非预应力预制桩取0.75，预应力桩取0.55～0.65，灌注桩取0.6～0.8（水下灌注桩、长桩或混凝土强度等级高于C35时用低值）。

桩出现畸形所导致的桩身破坏。例如夹泥水、错位、紧缩。

2. 桩身所在地的岩土坚韧度遭到破坏

在桩身顶部受到轴向压力时，桩身四周的土地会受到挤压形成近似圆柱形的破坏面，桩端下土体会发生滑动，但是其滑动线通常不会至地面。桩在极限荷载下，总端阻力则可能发挥充分（即陡降型Q一S曲线），或部分得到发挥（即缓变形Q一s曲线）。

二.检测桩基承载力的方法

桩基础在工程建设中起着重要的基础性作用，并且桩基础的造价通常都会比较高（在总工程造价中几乎占据了四分之一甚至更大的比重），因此对于桩基承载力的检测具有极其重要的意义。检测桩基承载力的方法主要有以下三种：

1.规范法。

规范法指的是根据我国建筑地基基础设计规范来检测桩基承载力的方法。根据《建筑地基基础设计规范》，单桩承载力计算应符合下列规定：

轴心竖向力作用下：

≤ （8.5.5-1）

式中： ——单桩竖向承载力特征值（kN）。

偏心竖向力作用下，除满足公式（8.5.5-1）外，尚应满足下列要求：

≤ （8.5.5-2）

水平荷载作用下：

≤ （8.5.5-3）

式中： ——单桩水平承载力特征值（kN）。

2.静载试验法。

利用静载试验法来检测桩基承载力，主要有四种形式：堆载法、锚桩法、锚桩堆载法、桩身安放千斤顶加载法。此种方法在工程建设中使用较少。

3.高应变动力法。

高应变动力法是用足够的能力去锤击桩顶以此在桩顶被激发阻力然后产生应力波以及速度波，以此来确定桩基承载力。它的主要目的是激发桩身四周以及桩基尖部的阻力，然后对这些阻力进行实际测量。目前在我国，高应变动力法主要有动力打桩公式法、CASE 法、锤击贯入法、波形拟合法和静动法，波动方程分析法，其中波形拟合法是一种比较常用的方法。

三.用静载试验方法检测桩基承载力

1.桩基础的含义及其承载力的确定

我国的建筑地基基础设计规范规定，桩基础是由设置于岩土中的桩和连接于桩顶端的承台组成的基础。

桩基础承载力主要由两个因素所决定：建造桩基础本身所用的材料的强度、桩基础建造地的岩土的坚韧程度。当桩基础建造地的岩土的坚韧程度很高时，桩基础的承载力主要由建造桩基础本身所用的材料的强度决定。例如，在微微风化的硬质岩石上建造桩基础时，桩基承载力主要由建桩材料的强度所决定。根据我国的相关规范，桩基础的承载力一般是由桩基础建造地的岩土的坚韧程度所决定的。

我国的建筑地基基础设计规范规定容许承载力取为Pu 2，即按岩土的坚韧度来确定桩基承载力。同时在规范的说明中阐明：根据静载荷试验结果确定单桩承载力，历来有各种不同的分析方法和处理意见国内外有关规范的规定也各不相同，但大体上可分为按强度控制和按变形控制两大类。

2.静载试验检测桩基承载力

根据提供反力的方式可以将静载试验法分为以下四种形式：

堆载法：用此方法进行桩基承载力的检测，首先应该由设计人员事先估计桩基承载力的数值，然后再在反力平台上堆放一些重物，这些重物的重量应该大于设计人员事先估计的桩基承载力数值的1.3倍。采用堆载的方法检测桩基承载力所得出的结果会比实际结果大，因为在采用此方法事将桩基础周围的岩土压实了。

锚桩法：由一根或者几根锚桩来提供反力，根据桩基的抗拔能力来确定桩基承载力。采用此种方法进行检测，方便快捷，节约成本，但是在向上拔时，桩基周围的土地受力松动可能会影响到检测结果。同时要注意的一个问题就是，目前用该方法只能检测桩基承载力小于25000kN的桩。

锚桩堆载法：这是一种将锚桩法与堆载法相结合的承载力检测方法。这种方法主要应用于锚桩抗拔力不够的情形，当这种情形出现后，可以在反力装置上堆载重物，由二者共同提供反力来检测桩基承载力。

桩身安放千斤顶加载法：这种方法是日本于1990年首先应用的。采用的千斤顶主要有两种：一种是可回收型千斤顶，这种千斤顶主要是放于桩的空心部位，由技术人员放于所需位置进行试验，试验之后可以再取出回收，其顶升力为3300kN，行程为250mm；另一种是不可回收型千斤顶，将桩身与千斤顶浇筑为一个整体，不可再取出利用，其顶升力为3500kN，行程为150mm。在采用此种方法检测桩基承载力时，不再需要锚桩与堆载物品，只需要在桩基顶尖位置安放千斤顶，然后在按照垂直方向加载，最后测出桩身侧部的摩擦阻力以及桩身尖部的承载力，再根据传递解析的方法计算出桩基承载力。

结语：

桩基础是工程建设的基础，关系着工程建设的安全以及能够实现经济技术利益的最大化，因此，在实际的工程建设中，必须要高度重视桩基承载能力的检测，将规范与实践相结合，将各种检测方法相结合，满足工程建设的需要，确保工程建设的安全，同时要加强监测方面的研究，以更好地完善桩基承载力的检测方法，增加检测的准确性。

参考文献：

[1]杨惠萍.静载试验检测桩基承载力[J].城市建设理论研究，2012（9）

[2]韩玉春，马耀光.对三种桩基承载力检测方法的谈论[J].路基工程，2008（2）

[3]李鹏.浅析地基静载试验[J].建筑知识，2012（2）