提高复合地基增强体单桩竖向抗压静载试验准确性探讨

■林叶茂

(福建省交通规划设计院，福州 350004）

1 前言

近些年，复合地基增强体处理方法在福建沿海软土地基处理设计中被广泛应用，由于该方法比常规软土地基处理方法节约了大量时间而受到亲睐。现在沿海地区有些复合地基增强体地基处理路段由于单桩承载力未达到设计要求造成一些质量问题，例如纵向裂缝、局部下沉、鼓包等。这些问题造成交通封道维修，给市民出行造成不必要麻烦，甚至影响通行安全。本文通过对复合地基增强体单桩竖向抗压静载试验试验在复合地基单桩承载力检测中的应用分析，针对现场数据采集中一些值得注意的问题,作了初步的分析。

2 检测原理及方法简介

（1）复合地基增强体单桩竖向抗压静载试验是在桩的顶部逐级施加竖向压力，观测桩顶部随时间产生的沉降，以确定相应的单桩竖向抗压承载力的试验方法。试桩的预估最大加载量为设计单桩承载力2 倍，分级加载，千斤顶所需的反力由砼块压重平台承担。试验采用慢速维持荷载法，桩顶沉降量测读时间如下：

①加载时：每级荷载加载后第一小时内按5、15、30、45、60min 各测读一次，以后每隔半小时测读一次，直到达到相对稳定标准后加下一级荷载。

②卸载时：每级荷载维持一小时，按15、30、60min 各测读一次；卸载至零后，测读残余沉降量，维持时间为3h。

(2)相对稳定标准：每小时沉降量不超过0.1mm,且连续出现两次。

3 提高准确性方法

3.1 详细收集资料

检测前检测方应会同设计、建设、监理，施工收集工程地质勘察报告、施工记录、压桩记录、现场工作日志等资料，明确受检桩的设计单桩承载力、桩长、接桩情况、桩所处位置

地下水是否丰富、施工过程有无异常情况。根据此资料,分析可能出现缺陷。如20m 增强体，由12m 和8m 接桩，那接缝处易产生缺陷。

3.2 注意桩头状况

(1)增强体在施工过程中桩头可能产生破损、单桩竖向抗压静载试验过程中压重平台反力装置提供压力集中在桩头,易使桩头压碎，严重影响检测效果,甚至造成误判现象。建议在检测前务必检查桩头，不符合检测条件的桩头要进行切除，在距桩顶一倍桩径范围内桩身宜用3～5mm 钢板围裹（图1），达到要求后方可进行检测。

图1

(2)要检查桩垂直度，桩垂直度应符合现行规范要求（图2）。

图2

3.3 准确掌握压重平台反力装置安装要点

(1)采用压重平台反力装置时，要对钢梁强度和变形进行验算。

(2)千斤顶实际合力中心与桩身在同一轴线上，防止偏心。

(3)要有足够的支座承载力，防止主梁压实千斤顶，采集试验数据不真实，造成检测结果误判（图3）。

图3

(4)试验前，要先检查油管是否漏油，漏油油管要更换。

4 通过取芯法、低应变法相互验证的实例

(1)例1

由福建省交通规划设计院承担检测福建高速公路沿海某软基工程中,本工程应用复合地基增强体处理技术，其桩径为500mm，桩体长度在11.5m，桩端持力层是卵石，并且按照正方形的形状进行了布置，设计单桩竖向抗压承载力极限值878.4kN。试桩参数如表1。

表1 试桩概况表

本工程采用单桩竖向抗压静荷载试验方法检测单桩承载力，分析试验数据得出并绘出Q-s 曲线如图4、5，两根试桩结果如表2。

表2 单桩竖向抗压静载试验结果汇总表

图4 2-1 桩号Q-S 曲线图

图5 6-4 桩号Q-S 曲线图

通过对实例的两根增强体单桩承载力数据比较，受检桩2-1 的单桩承载力未达到设计要求，受检桩6-4的单桩承载力达到设计要求。

为了查找使受检桩2-1 单桩承载力未达到设计要求的原因，可以用低应变对受检桩进行桩身完整性检测。

图6 受检桩2-1 波形特征：无11.5m 桩端明显反射信号，可见约5m 处缺陷引起的二次反射信号。桩身完整性评价是桩身约5m 处明显缺陷。

图6 2-1 受检桩波形

图7 受检桩6-4 波形特征：桩端反射较明显，波形基本正常。桩身完整性评价是桩身基本正常。根据图6、7 分析，受检桩2-1 桩身明显缺陷是造成单桩承载力未达到设计要求主要原因。

图7 6-4 受检桩波形

（2）例2

桩长13m、桩径500mm 的CFG 桩，设计单桩承载力特征值是216.27kN,实测单桩承载力特征值是127kN，现场通过取芯法验证桩身质量。

从图8 取芯法显示，桩身7.74m 处有混凝土用砂，桩身严重离析。

（3）例3

桩长10.5m、桩径500mm 的CFG 桩，设计单桩承载力特征值216.27kN,实测单桩承载力特征值达到设计要求,现场通过取芯法验证桩身质量。

图8 CFG 桩现场取芯结果

图9 CFG 桩现场取芯结果

从图9 取芯法显示，芯样连续完整、断口吻合、呈柱状，实测芯样长度与施工桩长相符。

5 结束语

（1）在现场检测中重视每个检测细节，包括资料的搜集、桩头处理情况、压重反力平台安装、仪器参数的设置等。

（2）在复合地基增强体单桩竖向抗压静载试验检测中注意和低应变法、取芯法相结合应用，尽管复合地基增强体单桩竖向抗压静载试验的检测费用同低应变法、取芯法比较相对较高，前期准备复杂，一定程度上限制了复合地基增强体单桩竖向抗压静载法的应用。应注意其与低应变法、取芯法相结合有助于分析桩身完整性和持力层，三者密切联系才能使检测时间最省，检测效果最好。

[1]罗骐先，王五平.桩基工程检测手册.北京：人民交通出版社（第3版），2010（08）.

[2]徐宏,何淼.公路基础工程试验检测技术手册.北京：人民交通出版社，2009（第1 版）.