浅谈桩基静载检测工作中的问题

周成毅

摘 要：文章对桩基静载检测试验的取值，地区性标准曲线问题，静载试验的影响因素等进行了有针对性的探讨，并加以工程实例说明端承桩静载及摩擦桩静载的测试结果，望大家共同探讨。

关键词：桩基静载；单桩竖向承载力；静载试验

单桩竖向抗压静载试验采用接近于竖向抗压桩的实际工作条件的试验方法，确定单桩竖向抗压承载力，是目前公认的检测桩基竖向抗压承载力最直观、最可靠的试验方法。静载试验为桩基工程的设计和验收提供依据。但对于不同地区的地质特性，可采用有代表性的检测方法，解决当地的具体问题。

一、试验数据整理

（一）单桩竖向承载力的确定

根据载荷试验可得到两种典型的Q-s曲线，分为陡降型和缓变型曲线。对于陡降型Q-s曲线而言，单桩竖向抗压承载力取其发生明显陡降的起始点所对应的荷载值。对于缓变型Q-s曲线可根据沉降量确定，宜取s=40mm对应的荷载值；对直径大于或等于800mm的桩，可取s=0.05d（d為桩端直径）且s不大于80mm对应的荷载值。当桩长大于25m时，宜考虑桩身弹性压缩量。对于极限承载力取值的问题，各国标准和国内不同规范有不同的规定，基本原则就是尽可能的挖掘桩的极限承载力而又保证有足够的安全储备。

（二）建立地区单桩静载标准曲线

通过一些可信的静载资料，建立可以模拟Q-s曲线的标准函数，为某地区的工程施工、设计、检测提供一种可靠的、简单易行的方法。采用的函数形式一般如下：

式中：α和β为回归系数，与土质条件、桩基条件、施工工艺有关。从上式看出，当s→0时，Q→0，满足静载试验要求；当s→α时，Q→α，满足单桩试验破坏要求。通过回归分析，不断的改变系数α和β的值，可以得到最佳的符合静载试验的Q-s曲线的函数形式。

二、静载试验结果的影响因素分析

（一）试桩刚度对试验结果的影响

采用静载试验获得的沉降值是桩顶或桩身的某一点的沉降值，并没有真实的反映桩端的沉降。特别是在超长桩的静载试验中，这种现象就更明显，所以应对沉降值加以修正：

式中：s′为单桩实际沉降值；s为桩顶实测沉降值；△s为桩身弹性压缩量。桩身弹性压缩量可以根据最大试验荷载时的桩身平均轴力P、桩长L、横截面积A、桩身弹性模量E，按照下式计算：

对于摩擦桩，桩身轴力可按三角形分布计算（假设桩端轴力为零），对于端承桩，桩身轴力可按矩形分布计算（假设桩端轴力等于桩顶轴力），对于摩擦端承桩，则认为桩身轴力按梯形分布，桩端轴力根据实际经验估计。

（二）反力装置的影响

1.当采用堆载反力装置时，其压重平台的支墩会对地基土产生一定的影响，特别是在一些大吨位的桩基静载试验中，由于上部荷载引起地基土的附加应力比较大，这样就会出现过大的桩基负摩擦力和附加摩阻力，影响了试验结果的精度。在这种情况下，我们应尽量扩大承压区的面积。

2.当采用锚桩反力装置时，锚桩在试验过程中受到的上拔力会使桩周土受到影响，从而影响试桩的静载试验结果。设两单桩的相互作用系数为。其中：UO为临近桩单位荷载作用下引起的附加竖向位移；U为桩自身在单位荷载作用下的竖向位移。

利用叠加原理和对称性，方便地将两桩桩群的分析推广到任一桩数的群桩分析。对于锚桩和试桩相互作用而言，η为负，如图1所示。显然，当两桩之间的间距s/d增大时，相互作用系数q减小；当桩长径比（L/d）增大时，相互作用系数则增大。对于试桩和锚桩组成的桩群系统，试桩的沉降可用下式表示：

式中：S′为试桩的实际沉降；SO为单位荷载下单桩的沉降；Si为第i根锚桩单位荷载下的沉降；ηi为第i根锚桩对试桩的影响系数。

三、静载试验过程常见问题及处理

（一）桩的结构性破坏问题

1.桩帽压坏：由于桩顶（桩帽）面不平或强度不够、桩帽中心与桩身中心不在同一铅垂线上、桩帽与桩身结合处强度不够等，造成加载过程中桩帽破坏、静载试验无法继续。我们在静载试验前的准备工作中应注意尽量避免该情形发生。

2.桩身倾斜、破坏：由于桩身强度不够、桩身倾斜度过大或预制桩接头处理不当，在静载试验过程中造成桩身倾斜、破坏、折断等，而地基土的承载力远未发挥完毕，使静载试验无法真实反映桩土体系共同的承载力状况。

3.锚桩上拔：用工程桩做试验锚桩，未作锚固抗拔力计算，若钢筋过度受拉，或由于施工原因锚固接点拉脱，或不对称布置的锚桩系统，锚固力分配不当时，加载过程中会造成部分锚桩过度上拔，试验不得不中止，试验失败。因此在试桩方案实施前需进行受力核算。

（二）加载系统问题

1.千斤顶量程用完，在试验开始之前，需检查千斤顶量程是否回零。

2.装置提供的反力荷载不够，或有时由于堆载吨位过大，堆载中心难以控制，造成偏心过大，试验中在达到目标吨位前堆载被向上顶动，试验不得不终止。故大吨位试桩，试验前必须编制详细的施工方案。

3.主梁、次粱变形过大：试验未结束之前，由于钢梁自身的强度不够，发生较大的挠曲变形，如不停止试验，容易发生工程安全事故。同时，正是因为钢梁发生比较大的挠曲变形，使得千斤顶的量程不够，不得不中途终止试验。

（三）测量系统问题

1.基准桩、基准梁移动：为保证基准稳定，固定基准梁的桩必须设置在被测试桩的影响范围之外，此外，还应防止或减少温度及其他因素的影响。

2.量测系统失灵：此种情况偶有发生，试验前量测系统必须检测好。在试验的过程中，应尽量做好位移传感器或百分表的防水工作，减少仪器出现故障的概率。

四、工程实例

{一）端承桩静载实例

某工地采用堆载试验法，设计桩截面直径为500mm，单桩承载力特征值为600kN，要求试桩最大试验荷载为1200kN。

显然，Q-s曲线为缓变型曲线，为此，取s=40mm对应的荷载值为单桩极限承载力，则Qu=960kN。由试验结果分析可得，此桩为端承桩，桩端阻力所占比例比较大，发挥桩端阻力所需位移大，破坏特征不明显。虽然端阻的潜力比较大，但对建筑物而言已失去利用的价值，因此以一定的位移值控制单桩极限承载力。

（二）摩擦桩静载试验实例

某工地采用堆载试验法，设计桩截面直径为600mm，单桩承载力特征值为500kN，要求试桩最大试验荷载为1000kN，

由图3可得，Q-s曲线为典型的陡降型，取曲线的拐点处对应的荷载值为极限承载力，则Qu=890kN，由试验结果分析可得，此桩为摩擦型桩，摩阻力占有很大比例，桩端一般为剌入剪切破坏，破坏特征非常明显。

五、结束语

单桩静压试验耗时长，费用高，但其直观性和可靠性是其他测桩方法无法比拟的。作为检测工作人员在严格执行国家规范的同时，针对特殊地区，遇到特殊的问题，必须认真研究和加以解决，才能使单桩静载试验客观地、科学地反映桩基工程的特性，为建设工程服务。

（作者单位：大丰市建设工程质量检测中心有限公司）