试论单桩竖向抗拔静载试验常见问题及其措施

陈池森

（中山市菊城建筑材料检测有限公司 广东中山 528415）

引言

在建筑工程中，桩基主要起到的是承上启下的作用，把上部结构的荷载，包括地面上的整体房屋荷载，地下室及整个基础荷载，通过桩基传递给地基。通过对上部力的均匀分解，可以起到减少不均匀沉降导致房屋倾斜、开裂所带来的不利影响，因此桩基施工质量的好坏将直接影响建筑整体的施工质量，对于桩基的施工质量检测显得尤为重要，目前静载试验是最常用的检测方法（见图1）。通过对桩基进行静载试验，可以分析在桩基施工过程中存在着一些不足点，从而改变相应的施工参数，使桩身平整度、强度等满足各类要求。

图1 桩基静载试验检测现场

1 桩基静载试验原理分析

在进行桩基静载试验时，所用的方法与竖向抗压桩的实际工作状况较为相近。具体检测工作中，需要对桩基进行加载，加载反力装置主要包含三种不同的类型，但使用较广的是压重平台反力装置。这一过程中，压重物体主要用到钢筋混泥土块。数值方面，压重值要达到最大承受力预估值的1.2倍左右。在进行压重物体的放置工作时，要确保均匀、稳固、一次性的添加。油压千斤顶使用过程中要进行逐级加载，并且加载时要借助荷载传感器以及位移传感器等设备，对桩基加载值和沉降量进行密切的监视。最后，通过做出桩沉降量随着荷载、时间变化的曲线，可以得到桩基的最大承载力。

2 桩基静载试验中常见的一些问题

2.1 基准桩的稳定性问题

一般来说，试验过程中要对基准桩的稳定性进行严格控制，试验人员要将位移传感器加装到测量桩的顶部，这样一来可以测量出桩顶相对于基准桩的位移量。试验时，由于堆载重量会对地表造成一定的附加压力，并且会对基准桩的稳定性变化造成直接的影响，这一问题要引起试验人员的重视。具体试验时，要确保试验桩、基准桩以及支承桩的长度能够≥4d并且≥2m（其中，d为桩身的外径尺寸）。如果堆载工作中支承桩仍处于下沉状态，那么会对基准桩的稳定性造成影响。

2.2 堆载平台偏心问题

引起偏心受力的主要因素有如下几点：①工厂生产的桩帽轴心与桩体本身的轴线完全合不上；②支墩下的地基土出现不均匀的沉降；③用于锚桩的钢筋预留不匹配，锚桩之间所受到的荷载不一致；④使用数个千斤顶，千斤顶实际产生的合力中心与桩身轴线合不上。

检测桩有没有出现偏心受力，可以借助于四个对称布置的位移测量仪器中的数据分析得到。桩体偏心受力可以允许控制在多大的区间，还需要结合工程实践经验确定。显然，桩径、配筋不一致的情况下，不同桩型、不同桩身设计强度、甚至不同地质条件，抵抗偏心力矩的能力是不同的。通常情况，四个不同测点的沉降差，尽可能控制在3～5mm，偏心弯矩抵抗能力强的桩，不能超过10mm。

2.3 锚桩法问题

如果锚桩钢筋出现脱焊，将导致锚桩以及钢梁的联合反力架出现崩毁的不利局面。这样一来，试验所用的千斤顶、百分表等装置都将受到损毁，严重时可能造成试验人员伤亡等安全事故。为了有效解决钢筋脱焊问题，要对焊接方法与焊接质量进行严格控制，同时还要做好钢筋的选择。一般来说，拉筋要比锚桩直径大，并且在焊接长度方面要达到10～15cm左右。此外，试验过程中还可能出现试桩、锚桩间距问题。锚桩由于受到上拔力作用的影响，导致锚桩附近的土体会出现相应的变化，进而会影响到试桩的沉降量。为了提升试验结果的精确性，要确保试桩与锚桩之间的中心间距要≥4D，其中D为试桩、锚桩的桩身外径，同时要确保间距＞2.0m。另外，试验时还可能出现锚桩抗拔力问题。由于受到资金等方面的限制，试验时通常将工程桩作为试验锚桩，试验前如果没有按照规范进行抗拔力测试，将造成钢筋拉断等问题。因而，在进行试桩方案的制定过程中，要对锚桩抗拔力进行相应的测算工作，并且要及时与业主方和设计方做好沟通。

2.4 边堆载边试验的问题

在现场静载荷试验操作过程中需着重两点：①试验过程中继续吊装的荷载由支承墩和受检桩两者共同承担，桩顶实际荷载值一定概率会超过本级要求的维持荷载值，若超过规范规定的10%时，需要稍微减小荷载，以保证每级荷载在维持过程中的变化幅度不得超过分级荷载的±10%；②根据吊装速度，确定试验起始时间，试验通常是在堆载量大于应堆载量的50%后进行展开，确保试验过程中桩顶的堆载量不小于试验荷载的120%。

3 工程案例分析

3.1 工程概况

某工程桩基设计采用钢筋混凝土灌注桩，主筋采用3根H R B400直径28钢筋点焊成束，钢筋锚入基础底板长度不小于1.1m。桩位图纸中设计共考虑布桩695根，桩径直径从800～2000mm不等，本工程±0.000相当于绝对标高90.650。桩的混凝土强度等级为C35，桩主筋保护层厚度为50mm，桩端持力层为⑥层中风岩，桩全断面进行持力层深度不小于0.5m。桩底以下3倍桩径且不小于5m范围之内应探明无软弱夹层、断裂破碎带和洞穴分布。

3.2 桩基检测

桩基施工完成后，建立了相应的桩基工程静载试验检测方案，静载桩基为：4根自平衡（桩编号为：M25号、2-20号、3-25号、4-2号）检测，但由于在人为操作及机械设备上存在着不足，会出现一些检测上的误差。

3.2.1 静载重心偏移及解决措施

在静载试验过程中，由于加载试块是后续叠加上去的，随着加载数量的增加，重心会很难控制，导致重心偏移，如果此类现象没有及时的发现，最终会导致整个堆载平台倒塌。因此在做静载试验前需要编制相应的堆载施工方案，使得平台中心与桩的中心重合在同一线上。现场桩位偏差超出规范要求的桩位及设计处理确认方案统计如表1所示，其余桩位偏差均符合规范要求。

表1 现场桩位偏差超出规范要求的桩位及相应处理方案统计表

3.2.2 锚桩法的问题及解决措施

钢梁嵌固在锚桩内就会使得钢梁受到锚桩传来的反力，在实际工程中，可以把工程桩作为试验桩进行试验。在桩基静载荷试验准备过程中，务必要保证锚桩的检测数据以及桩体的抗拔力数据准确无误，一旦数据出现偏差，在静载荷试验过程中桩体钢筋出现屈服破坏的概率就会增加，这种情况一方面会给施工人员的人身安全造成极大的风险，另一方面会使试验结果误差增大，所以在试验过程中发现桩体受力异常需立即联系设计单位，商讨解决措施。此外，静载荷试验中使用到的辅桩系统需要严格按照规程布置，如果达不到规程中要求的对称布置，静载荷试验便会宣告失败。

3.3 检测效果及分析

对于小应变检测，设计要求小应变检测不少于工程桩的30%，总包单位破好桩头后，由桩机单位进行局部打磨后请该市建材检测中心现场分批进行小应变检测，各根桩小应变检测均符合设计规范要求，桩身无明显缺陷（无Ⅲ类桩），本工程小应变检测合格。

4 结语

桩基静载试验是进行桩基承载力检测的一种主要方法，并且静载试验的数据相对真实、有效。具体试验过程中，要对相关问题进行针对性的解决，进而提升静载试验数据的精确性与可靠性，这对于后续施工工作的顺利开展有着重要的意义。