【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 顯擴(kuò)徑的樁，其抗拔極限承載力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于長(zhǎng)度和樁徑相同的非擴(kuò)徑樁，且相同荷載下的上拔量也有明顯差別。試驗(yàn)樁宜加載到能判別單樁抗拔極限承載力為止，或加載到樁身材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度。 對(duì)預(yù)制管樁抗拔力的檢測(cè)實(shí)際包括了兩方面的內(nèi)容，一是檢測(cè)樁土之間的摩阻力，二是檢測(cè)填芯混凝土和樁管內(nèi)壁間的粘結(jié)力，而后者對(duì)于前者的發(fā)揮起著傳遞荷載的作用，在前者未充分發(fā)揮前，后者是不允許提前失效的。根據(jù)最大加載量，按照工程樁設(shè)計(jì)選用的參數(shù)驗(yàn)算或?qū)ｉT(mén)設(shè)計(jì)樁頂連接，就能在對(duì)樁土之間摩阻力檢測(cè)的同時(shí)也對(duì)填芯混凝土和樁管內(nèi)壁間的粘結(jié)力進(jìn)行檢測(cè)。 樁身內(nèi)力測(cè)試可參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》JGJ 106中的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 儀器設(shè)備 。因拔樁試驗(yàn)時(shí)千斤頂安放在反力架上面，當(dāng)采用2臺(tái)以上千斤頂加載時(shí)，應(yīng)采取一定的安全措施，防止千斤頂傾倒等意外事故發(fā)生。 由樁提供反力時(shí)，樁頂?shù)牟牧蠌?qiáng)度和樁的承載力應(yīng)能滿足加載的要求，為保證反力梁的穩(wěn)定性，應(yīng)注意反力樁頂面直徑（或邊長(zhǎng)）不小于反力梁寬。當(dāng)采用天然地基提供反力時(shí)，兩邊支座處的地基強(qiáng)度應(yīng)相近，兩邊支座與地面的接觸面積宜相同，以避免加載過(guò)程中兩邊沉降不均造成受檢樁偏心受拉。在加載帶來(lái)的附加壓應(yīng)力作用下，地基土的壓縮變形量不宜過(guò)大，以無(wú)明顯變形為宜。 樁頂上拔量測(cè)量平面必須在樁身位置，嚴(yán)禁在混凝土樁的受拉鋼筋上設(shè)置位移觀測(cè)點(diǎn)，以避免因鋼筋變形導(dǎo)致上拔量觀測(cè)數(shù)據(jù)失實(shí)；為防止混凝土樁保護(hù)層開(kāi)裂對(duì)上拔量測(cè)試的影響，上拔量觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)避開(kāi)混凝土明顯破裂區(qū)域設(shè)置。 為防止支座處地基沉降對(duì)基準(zhǔn)梁的影響，基準(zhǔn)樁與支座、（其中“壓重平臺(tái)支墩”相當(dāng)于本條中的“支座”），同時(shí)基準(zhǔn)樁應(yīng)打入試坑地面以下足夠深度，一般不小于1m。 檢測(cè)工作 在工程樁抗拔法檢測(cè)前，對(duì)灌注樁及有接頭的預(yù)制樁采用低應(yīng)變法檢測(cè)樁身完整性、驗(yàn)算預(yù)制樁接頭強(qiáng)度，目的是了解樁身完整性是否有可能對(duì)抗拔承載力產(chǎn)生影響、也便于對(duì)抗拔法檢測(cè)結(jié)果的分析。 對(duì)于混凝土樁的抗拔，常因拉應(yīng)力過(guò)大造成樁身開(kāi)裂或破損，因此承載力檢測(cè)完成后的樁身完整性檢測(cè)比檢測(cè)前更有價(jià)值。 如需循環(huán)加卸載可參照相關(guān)規(guī)程進(jìn)行，如：《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》JGJ 72。在后幾級(jí)加載等級(jí)時(shí)，有條件者宜仔細(xì)觀察樁身混凝土開(kāi)裂情況。 出現(xiàn)本條規(guī)定所列的四種情況之一時(shí)，可終止加載。若在較小荷載作用下,出現(xiàn)本級(jí)樁頂上拔量大于前一級(jí)荷載下的5倍，而樁的累計(jì)上拔量卻不大，受檢樁自身結(jié)構(gòu)承載力和樁周土承載力可能未發(fā)揮至極限，比如，有擴(kuò)大頭的樁，只有當(dāng)樁頂產(chǎn)生一定上拔量后才會(huì)調(diào)動(dòng)下部土體的抗拔承載力，所以要求有一定上拔量后才停止加載是合理的，故此這里增加了累計(jì)上拔量應(yīng)大于15mm的限制條件。 檢測(cè)結(jié)果 抗拔靜載法與抗壓靜載法一樣，應(yīng)繪制U–δ曲線、δ–1gt曲線，但當(dāng)上述二種曲線難以判別時(shí)，也可以輔以δ–1gU曲線或1gUlgδ曲線，以確定拐點(diǎn)位置。 本條前兩款確定的單樁豎向抗拔承載力檢測(cè)值是土的極限抗拔阻力與樁（包括樁向上位移所帶動(dòng)的土體）的自重標(biāo)準(zhǔn)值兩部分之和。第3款所指的“斷裂”是因鋼筋強(qiáng)度不足產(chǎn)生的斷裂。為設(shè)計(jì)提供依據(jù)的抗拔試驗(yàn)中，因抗拔鋼筋受力不均勻，在樁頂上拔荷載小于鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的90%時(shí)，部分鋼筋因受力太大而斷裂，應(yīng)視該試驗(yàn)無(wú)效并進(jìn)行補(bǔ)充試驗(yàn)，不能將鋼筋斷裂前一級(jí)荷載作為極限荷載。工程樁抽樣檢測(cè)時(shí)，混凝土樁抗拔承載力可能受抗裂或鋼筋強(qiáng)度制約，而土的抗拔阻力尚未發(fā)揮到極限，宜取最大加載量或取上拔量控制值對(duì)應(yīng)的荷載作為單樁豎向抗拔承載力檢測(cè)值，不宜外推。6 單樁水平靜載法 一般規(guī)定 樁的水平靜載法除了樁頂自由的試驗(yàn)外，還有帶承臺(tái)的水平靜載試驗(yàn)（考慮承臺(tái)的底面阻力和側(cè)面抗力，充分反映樁基在水平力作用下的實(shí)際工作狀況）、樁頂不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的不同約束條件及樁頂施加垂直荷載等試驗(yàn)方法，也有循環(huán)荷載的加載方法。這一切都可根據(jù)設(shè)計(jì)的特殊要求給予滿足。 樁的抗彎能力取決于樁和土的力學(xué)性能、樁的自由長(zhǎng)度、抗彎剛度、樁寬、樁頂約束等因素。試驗(yàn)條件應(yīng)盡可能和實(shí)際工作條件接近，將各種差別的影響降低到最小的程度，使試驗(yàn)成果能盡量反映工程樁的實(shí)際情況。通常情況下，試驗(yàn)條件很難做到和工程樁的情況完全一致，此時(shí)應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)樁測(cè)得樁周土的地基反力特性，即地基土水平抗力系數(shù)。它反映了樁在不同深度處樁側(cè)土抗力和水平位移之間的關(guān)系，可視為土的固有特性。根據(jù)實(shí)際工程樁的情況，參考《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ 94，確定土抗力大小，進(jìn)而計(jì)算單樁的水平承載力和彎矩。 儀器設(shè)備 當(dāng)依據(jù)設(shè)計(jì)要求加載至樁身結(jié)構(gòu)破壞時(shí)，反力樁或反力裝置應(yīng)能夠提供相應(yīng)的反力并具有相應(yīng)的剛度。 水平力作用點(diǎn)位置不同于樁基承臺(tái)底面標(biāo)高時(shí)，由于邊界條件的改變，試驗(yàn)時(shí)在相對(duì)承臺(tái)底面處將產(chǎn)生附加彎矩，影響測(cè)試結(jié)果，也不利于將試驗(yàn)成果根據(jù)實(shí)際樁頂?shù)募s束予以修正。在試驗(yàn)過(guò)程中，必須使用球形鉸支座以保持作用力的方向始終水平和通過(guò)樁軸線，不隨樁的傾斜或扭轉(zhuǎn)而改變。 檢測(cè)工作 在檢測(cè)前，采用低應(yīng)變法檢測(cè)樁身完整性，目的是了解樁身完整性是否有可能對(duì)水平承載力產(chǎn)生影響、也便于對(duì)水平法檢測(cè)結(jié)果的分析。 對(duì)于混凝土樁，常因推力過(guò)大造成樁身開(kāi)裂或破損，因此水平承載力檢測(cè)完成后的樁身完整性檢測(cè)更重要。 單向多循環(huán)加載法，主要是為了模擬實(shí)際結(jié)構(gòu)的受力形式。由于結(jié)構(gòu)物承受的實(shí)際荷載異常復(fù)雜，所以當(dāng)需考慮長(zhǎng)期水平荷載作用影響時(shí)，宜采用本規(guī)程第4章規(guī)定的慢速維持荷載法。水平試驗(yàn)樁多為樁身結(jié)構(gòu)破壞，為縮短試驗(yàn)時(shí)間，也可參照港口工程樁基水平承載力試驗(yàn)方法，采用更短時(shí)間的快速維持荷載法。 對(duì)抗彎性能較差的長(zhǎng)樁或中長(zhǎng)樁而言，承受水平荷載樁的破壞特征是彎曲破壞，即樁身發(fā)生折斷，此時(shí)試驗(yàn)自然終止。在工程樁水平承載力驗(yàn)收檢測(cè)中，終止加荷條件可按設(shè)計(jì)要求或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定的水平位移允許值控制?？紤]軟土的側(cè)向約束能力較差以及大直徑樁的抗彎剛度大等特點(diǎn)，終止加載的變形限可取上限值。對(duì)一般建筑物，水平允許變形為10mm；敏感建筑物或特殊使用要求的建筑物水平允許變形僅為6mm。 檢測(cè)結(jié)果 本條中的地基土水平抗力系數(shù)隨深度增長(zhǎng)的比例系數(shù)m值的計(jì)算公式僅適用于水平力作用點(diǎn)至試坑底面的樁自由長(zhǎng)度為零時(shí)的情況。試驗(yàn)得到的地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)m不是一個(gè)常量，而是隨地面水平位移及荷載而變化的曲線。按樁、土相對(duì)剛度不同，水平荷載作用下的樁–土體系有兩種工作狀態(tài)和破壞機(jī)理，一種是“剛性短樁”，因轉(zhuǎn)動(dòng)或平移而破壞，相當(dāng)于αh；另一種是工程中常見(jiàn)的“彈性長(zhǎng)樁”，樁身產(chǎn)生撓曲變形，樁下段嵌固于土中不能轉(zhuǎn)動(dòng)，即本條中αh≥?！堞羑，稱為 “有限長(zhǎng)度的中長(zhǎng)樁”。《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ 94對(duì)中長(zhǎng)樁的νy變化給出了具體數(shù)值（見(jiàn)表1）。因此，在按公式（）計(jì)算m值時(shí)，應(yīng)先試算αh值，~，應(yīng)調(diào)整νy值重新計(jì)算m值（有些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不考慮）。當(dāng)αh，公式（）不適用。表1　樁頂水平位移系數(shù)νy樁的換算埋深αh樁頂自由或鉸接時(shí)的vy值注：當(dāng)αh=。 對(duì)于混凝土長(zhǎng)樁或中長(zhǎng)樁，隨著水平荷載的增加，樁側(cè)土體的塑性區(qū)自上而下逐漸開(kāi)展擴(kuò)大，最大彎矩?cái)嗝嫦乱?，最后形成樁身結(jié)構(gòu)的破壞。所測(cè)水平臨界荷載Hcr為樁身產(chǎn)生開(kāi)裂前所對(duì)應(yīng)的水平荷載。因?yàn)橹挥谢炷翗恫艜?huì)產(chǎn)生開(kāi)裂，故只有混凝土樁才有臨界荷載。 單樁水平承載力特征值除與樁的材料強(qiáng)度、截面剛度、入土深度、土質(zhì)條件、樁頂水平位移允許值有關(guān)外，還與樁頂邊界條件（嵌固情況和樁頂豎向荷載大?。┯嘘P(guān)。由于建筑工程基樁的樁頂嵌入承臺(tái)深度通常較淺，樁與承臺(tái)連接的實(shí)際約束條件介于固接與鉸接之間，這種連接相對(duì)于樁頂完全自由時(shí)可減少樁頂位移，相對(duì)于樁頂完全固接時(shí)可降低樁頂約束彎矩并重新分配樁身彎矩。如果樁頂完全固接，水平承載力按位移控制時(shí)，；對(duì)較低配筋率的灌注樁按樁身強(qiáng)度（開(kāi)裂）控制時(shí)，由于樁頂彎矩的增加。如果考慮樁頂豎向荷載作用，混凝土樁的水平承載力將會(huì)產(chǎn)生變化，樁頂荷載是壓力，其水平承載力增加，反之減小。 樁頂自由的單樁水平試驗(yàn)得到的承載力和彎矩僅代表試樁條件的情況，要得到符合實(shí)際工程樁嵌固條件的受力特性，需將試樁結(jié)果轉(zhuǎn)化，而求得地基土水平抗力系數(shù)是實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵?？紤]到水平荷載位移關(guān)系的非線性且m值隨荷載或位移增加而減小，有必要給出Hm和Y0m曲線并按以下考慮確定m值： 1 可按設(shè)計(jì)給出的實(shí)際荷載或樁頂位移確定m值； 2 設(shè)計(jì)未作具體規(guī)定的，可取水平承載力特征值對(duì)應(yīng)的m值。 與豎向抗壓、抗拔樁不同，混凝土樁（除高配筋率樁外）在水平荷載作用下的破壞模式通常為彎曲破壞，極限承載力由樁身強(qiáng)度控制。在單樁水平承載力特征值的確定上，沒(méi)有采用水平極限承載力除以安全系數(shù)的方法，而是把樁身強(qiáng)度、開(kāi)裂或允許位移等條件作為控制因素。不過(guò)，也正是因?yàn)樗匠休d樁的承載能力極限狀態(tài)主要受樁身強(qiáng)度（抗彎剛度）制約，通過(guò)水平靜載試驗(yàn)給出的極限承載力和極限彎矩對(duì)強(qiáng)度控制設(shè)計(jì)非常必要。 抗裂要求不僅涉及樁身強(qiáng)度，也涉及樁的耐久性。雖然本條第3款可按設(shè)計(jì)要求的水平允許位移確定水平承載力，但根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010，只有裂縫控制等級(jí)為三級(jí)的構(gòu)件，才允許出現(xiàn)裂縫，且樁所處的環(huán)境類別至少是二級(jí)以上（含二級(jí)）。因此，當(dāng)裂縫控制等級(jí)為一、二級(jí)時(shí)，水平承載力特征值就不應(yīng)超過(guò)水平臨界荷載。7 高應(yīng)變法 一般規(guī)定 本條描述了高應(yīng)變法的適用范圍。 判定單樁豎向抗壓承載力和檢測(cè)樁身完整性是高應(yīng)變法的主要功能。這里的承載力是指巖土對(duì)樁的靜土阻力，是在樁身材料強(qiáng)度滿足樁身承載力的前提下得到的。所以要得到極限承載力，應(yīng)使樁側(cè)和樁端巖土阻力充分發(fā)揮，否則不能得到承載力的極限值。 高應(yīng)變法檢測(cè)樁身完整性時(shí)，由于其激發(fā)能量大、檢測(cè)有效深度深的優(yōu)點(diǎn)，特別在檢測(cè)樁身水平整合型縫隙、預(yù)制樁接頭缺陷等缺陷時(shí)，能夠在分析這些“缺陷”是否影響豎向抗壓承載力的基礎(chǔ)上，合理評(píng)價(jià)缺陷程度、完整性類別。 此外，高應(yīng)變法還有以下幾項(xiàng)功能： 1 用實(shí)測(cè)曲線擬合法分析時(shí)，可計(jì)算出樁身缺陷的位置及缺損程度、樁側(cè)摩阻力、樁端阻力及阻力分布。2 打樁監(jiān)控。監(jiān)測(cè)打樁過(guò)程中樁隨入土深度的增加承載力的變化情況、樁身應(yīng)力、裂縫等缺陷的發(fā)展情況及樁錘效率。3 選擇沉樁設(shè)備及工藝參數(shù)、選擇合理的樁長(zhǎng)及收錘標(biāo)準(zhǔn)。 采用擠土沉樁工藝，尤其是大面積密集群樁施工時(shí)，由于施打順序不合理、打樁速率過(guò)快、土體的側(cè)擠和隆起等不利因素，造成先期沉樁上浮情況時(shí)有發(fā)生，因此對(duì)施工過(guò)程產(chǎn)生擠土效應(yīng)群樁的高應(yīng)變法檢測(cè)應(yīng)首先判斷受檢樁是否有上浮情況。當(dāng)確認(rèn)有上浮情況時(shí)，應(yīng)取第一擊信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算，否則隨著錘擊次數(shù)的增加，受檢樁上浮程度逐漸減小，承載力會(huì)逐漸提高。若采用第一擊之后、承載力檢測(cè)值增加了的信號(hào)分析計(jì)算，可能會(huì)造成受檢場(chǎng)地其他上浮樁漏檢的狀況，會(huì)產(chǎn)生較大的質(zhì)量隱患。 儀器設(shè)備 本條規(guī)定了檢測(cè)儀器設(shè)備所應(yīng)具備的基本功能和性能要求。建議根據(jù)實(shí)測(cè)經(jīng)驗(yàn)合理選擇加速度傳感器的量程，宜選擇量程大于預(yù)估最大沖擊加速度的一倍以上，如鋼樁，宜選取20000m/s2～30000m/s2量程的加速度傳感器。 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，重錘對(duì)樁的沖擊也會(huì)使樁周土產(chǎn)生振動(dòng)，因此不宜采用設(shè)置基準(zhǔn)梁（樁）的方法實(shí)測(cè)貫入度，宜采用精密水準(zhǔn)儀等光學(xué)儀器來(lái)測(cè)量。 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，對(duì)預(yù)制樁可用現(xiàn)場(chǎng)打樁機(jī)械或類似的裝置作為錘擊設(shè)備，但導(dǎo)桿式柴油錘除外，因其荷載上升時(shí)間過(guò)于緩慢，容易造成速度響應(yīng)信號(hào)失真。其他樁型則應(yīng)采用自由落錘，錘擊設(shè)備宜具有穩(wěn)固的導(dǎo)向裝置。 由于組裝錘的單片或扁平的強(qiáng)夯錘，下落時(shí)平穩(wěn)性差且不容易導(dǎo)向，更易造成錘擊偏心，影響測(cè)試質(zhì)量，因此規(guī)定錘體高徑（寬）。 對(duì)錘重的要求是為了保證檢測(cè)時(shí)樁土之間產(chǎn)生足夠大位移，激發(fā)出土的極限承載力，同時(shí)重錘低擊能減小錘擊偏心的影響，并防止樁頂應(yīng)力過(guò)大而破損。當(dāng)樁較長(zhǎng)或樁徑較大時(shí)，使樁側(cè)阻力、樁端阻力充分發(fā)揮所需的位移更大，因此當(dāng)混凝土樁的樁徑大于600mm或樁長(zhǎng)大于30m時(shí)，錘重應(yīng)取高值。 檢測(cè)工作 樁頭頂部設(shè)置樁墊是為了保護(hù)樁頂，避免擊碎樁頭，同時(shí)也為了得到良好的實(shí)測(cè)信號(hào)，樁墊應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)情況及時(shí)更換。 安裝傳感器在檢測(cè)工作中十分重要，安裝的好壞直接影響到信號(hào)的質(zhì)量，傳感器應(yīng)由專業(yè)技術(shù)人員安裝。傳感器與樁頂之間距離為2d或2b的限制是為了得到高質(zhì)量的實(shí)測(cè)信號(hào)，同時(shí)也是為了保護(hù)傳感器。 由于測(cè)點(diǎn)附近截面力學(xué)阻抗值的變化會(huì)對(duì)實(shí)測(cè)信號(hào)產(chǎn)生干擾，因此傳感器安裝面的材質(zhì)和截面尺寸應(yīng)與原樁身相同。對(duì)于樁頭進(jìn)行了修復(fù)或加固處理后的樁，傳感器應(yīng)盡可能安裝在原樁身上。 深圳市承載力的時(shí)間效應(yīng)比較明顯。一般情況下成樁后承載力隨時(shí)間而增長(zhǎng)，并趨于穩(wěn)定。承載力恢復(fù)系數(shù)目前尚無(wú)非常成熟的地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，因此工期緊、休止時(shí)間不夠時(shí)，除非得到的單樁承載力已達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 本條規(guī)定了檢測(cè)前參數(shù)的設(shè)定。 高應(yīng)變法現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)實(shí)測(cè)的是樁頂部測(cè)點(diǎn)處的應(yīng)變和加速度信號(hào)，然后根據(jù)設(shè)定的參數(shù)值計(jì)算出樁身應(yīng)力和速度。因此，參數(shù)的設(shè)定應(yīng)按測(cè)點(diǎn)處樁的性狀來(lái)設(shè)定。 測(cè)點(diǎn)下樁長(zhǎng)是傳感器安裝點(diǎn)至樁底的距離，不包括樁尖部分。 在時(shí)間、距離和波速三個(gè)量中，必須已知兩個(gè)才能求出第三個(gè)。因此在檢測(cè)前要盡可能掌握樁的實(shí)際長(zhǎng)度。為了驗(yàn)證實(shí)際樁長(zhǎng),檢測(cè)后應(yīng)用計(jì)算得到的樁身波速對(duì)提供的樁長(zhǎng)進(jìn)行校核。 混凝土樁身波速大小除與樁身材質(zhì)有關(guān)外，還和成樁工藝、齡期等有關(guān)。同一場(chǎng)地的灌注樁樁身波速有時(shí)相差也較大，采用樁底反射信號(hào)進(jìn)行校核，用實(shí)測(cè)樁身波速作為設(shè)定值?；炷翗稑渡聿ㄋ僭?000m/s～4500m/s之間；鋼樁樁身波速取5120m/s。 本條規(guī)定了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的基本要求。 1 因傳感器外殼與儀器外殼共地，當(dāng)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)潮濕，傳感器對(duì)地未絕緣時(shí)，交流供電時(shí)常會(huì)出現(xiàn)50Hz干擾，所以應(yīng)使檢測(cè)儀器良好接地或改用直流供電。 2 當(dāng)采用自由落錘時(shí)，錘重及落距的選擇也可采用波動(dòng)理論預(yù)分析確定。規(guī)定重錘低擊及最大錘擊落距的限制是基于以下幾個(gè)方面的因素： 1) 錘擊落距越高越容易產(chǎn)生錘擊偏心