摘要：本文通過具體樁基工程兩種承載力檢測(cè)方法的對(duì)比，以靜載試驗(yàn)結(jié)果作為高應(yīng)變動(dòng)測(cè)結(jié)果的對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)，分析引起高應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果誤差的原因，檢驗(yàn)高應(yīng)變承載力檢測(cè)的精度。
關(guān)鍵詞：承載力 高應(yīng)變 靜荷載試驗(yàn) 動(dòng)靜對(duì)比
1 前言
判定單樁豎向抗壓承載力的檢測(cè)方法主要有靜載試驗(yàn)法和高應(yīng)變法。為了貫徹“技術(shù)可靠，經(jīng)濟(jì)合理”的原理，在基樁工程中采用二種或二種以上檢測(cè)方法是必要的。
靜載試驗(yàn)是通過重平臺(tái)或錨樁反力架等在樁頂部直接分級(jí)加載，觀測(cè)樁頂部隨時(shí)間產(chǎn)生的每級(jí)的沉降量，同時(shí)觀測(cè)分析其試驗(yàn)結(jié)果，以確定相應(yīng)的單樁承載力的試驗(yàn)方法。這種方法綜合考慮了樁與土的相互作用，是確定單樁承載力最為可靠，最為直觀的方法，但需要錨固或堆載，試驗(yàn)效率低、費(fèi)用高、時(shí)間長(zhǎng)。
高應(yīng)變法是用重錘沖擊樁頂，通過在樁頂測(cè)量被激發(fā)的阻力產(chǎn)生的應(yīng)力波和速度波，運(yùn)用波動(dòng)理論分析，對(duì)樁身完整性和單樁豎向抗壓承載力進(jìn)行判定的檢測(cè)方法。其檢測(cè)快速輕便、費(fèi)用低，抽檢數(shù)量較大，能夠快速評(píng)價(jià)基樁的承載力，有效地補(bǔ)充和部分取代傳統(tǒng)的靜載荷試驗(yàn)，因而應(yīng)用越來越廣泛。但是高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)與靜荷載試驗(yàn)不僅在理論模型上存在差異，在數(shù)據(jù)分析過程中都會(huì)因參數(shù)的選擇不同引起結(jié)果誤差，而且檢測(cè)人員技術(shù)水平的高低也直接影響到結(jié)果準(zhǔn)確性。
2工程概況
某煤礦改擴(kuò)建工程由于天然地基軟土層厚，承載力低，沉降變形大，因此在選矸樓、主提升機(jī)房、棧橋等工程中普遍采用樁徑800mm，樁長(zhǎng)18.0m的鉆孔灌注樁、樁徑400mm×400mm，樁長(zhǎng)15.6m的預(yù)制混凝土方樁和樁徑500mm，樁長(zhǎng)15m的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁.擬建場(chǎng)地有關(guān)地質(zhì)條件如下：①層：粘土,可塑為主,干強(qiáng)度及韌性中等,土質(zhì)勻允性一般。 ②層粘土：土質(zhì)均勻性一般,個(gè)別地段為粉質(zhì)粘土。③層粘土：可塑為主,底部0.60m左右為軟塑,干強(qiáng)度及韌性高,土質(zhì)較均勻。④層粉土：干強(qiáng)度及韌性低,土質(zhì)較均勻,場(chǎng)地的南側(cè)個(gè)別孔相變?yōu)榧?xì)砂。⑤層粘土：可塑為主,頂部0.40m左右為軟塑,土質(zhì)較均勻。⑥層含砂姜粉質(zhì)粘土：粉質(zhì)含量不均勻,局部地段為砂姜粘土。⑥-1層粉細(xì)砂：該層作為6層的夾層,土質(zhì)不均勻,粉細(xì)砂中一般夾有薄層粘土。⑦層粉土：局部為密實(shí),局部夾薄層粉質(zhì)粘土,局部相變?yōu)榧?xì)砂。
3 單樁豎向承載力的動(dòng)靜對(duì)比
3.1試樁選擇
動(dòng)靜荷載試驗(yàn)如果在同一根試樁上進(jìn)行，無論先后，都會(huì)不同程度對(duì)該樁產(chǎn)生破壞，都將對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。為了準(zhǔn)確地反映動(dòng)靜對(duì)比檢測(cè)效果，選擇與靜荷載試驗(yàn)樁緊相鄰的一根樁進(jìn)行高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)，其地質(zhì)條件、樁徑、樁長(zhǎng)、施工工藝完全相同。
3.2單樁豎向抗壓極限承載力靜載試驗(yàn)
采用壓重平臺(tái)反力裝置， 對(duì) 3 組9根試樁均慢速維持荷載法進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)加載分級(jí)進(jìn)行，采用逐級(jí)等量加載；分級(jí)荷載為預(yù)估極限承載力的1/10，，每級(jí)荷載達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定后加下一級(jí)荷載，其中第一級(jí)取分級(jí)荷載的2倍。每級(jí)荷載施加后按第5、15、30、45、60min測(cè)讀樁頂沉降量，以后每隔30min測(cè)讀一次。
直至試樁達(dá)到終止加載條件，然后分級(jí)卸載到零，每級(jí)卸載量取加載時(shí)分級(jí)荷載的2倍，逐級(jí)等量卸載。卸載時(shí)，每級(jí)荷載維持1h，按第5、15、30、60min測(cè)讀樁頂沉降量；卸載至零后，應(yīng)測(cè)讀樁頂殘余沉降量，維持時(shí)間為3h，測(cè)讀時(shí)間為5、15、30min，以后每隔30min測(cè)讀一次。
加、卸載時(shí)荷載傳遞均勻、連續(xù)、無沖擊，每級(jí)荷載在維持過程中的變化幅度不超過該級(jí)增減量的±10%。
選矸樓靜載Q-S曲線就以選矸樓為例，試驗(yàn)結(jié)果見附圖1“靜載Q-s曲線”。
3.3高應(yīng)變極限承載力動(dòng)力測(cè)試
采用實(shí)測(cè)曲線擬合法判定樁承載力，試驗(yàn)用FEI-C5型樁基動(dòng)測(cè)分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)由信號(hào)采集放大系統(tǒng)、壓電加速度傳感器、應(yīng)變式力傳感器、便攜式計(jì)算機(jī)、電纜等組成。將2支應(yīng)變力傳感器和2支加速度傳感器分別對(duì)稱安裝在距樁頂 1～2D的樁側(cè)表面,落錘擊樁頂, 瞬時(shí)沖擊產(chǎn)生的信號(hào)通過樁基動(dòng)測(cè)系統(tǒng)放大和A/D轉(zhuǎn)換,傳給計(jì)算機(jī),經(jīng)過軟件的處理后存入磁盤，同時(shí)顯示出實(shí)測(cè)波形。
利用軟件將存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)上的原始信號(hào)進(jìn)行回放和波形擬合。先假定樁－土模型及其參數(shù),如果計(jì)算的力曲線與實(shí)測(cè)的力波形不符合，則繼續(xù)調(diào)整模型和參數(shù),直至實(shí)測(cè)的力曲線與計(jì)算的力曲線吻合程度不能進(jìn)一步改善為止, 最終給出樁的極限承載力、樁身剖面、荷載－沉降曲線及土阻力沿樁的分布圖。選矸樓受檢樁的實(shí)測(cè)和擬合波形、樁頂與樁尖荷載-沉降曲線、樁身剖面和土阻力分布圖、各受檢樁的詳細(xì)計(jì)算結(jié)果詳見后附圖2“實(shí)測(cè)、擬合、模擬Q~s曲線、樁身剖面及土阻力分布”。
3.4動(dòng)靜結(jié)果對(duì)比
兩組動(dòng)靜對(duì)比結(jié)果來看，靜荷試驗(yàn)的單樁極限承載力與高應(yīng)變?cè)囼?yàn)所取得的單樁極限承載力非常接近， （動(dòng)靜對(duì)比見下表） 其相對(duì)誤差分別為， 效果令人滿意。
4 結(jié)語(yǔ)
從表中數(shù)據(jù)可以看出靜載試驗(yàn)結(jié)果與高應(yīng)變動(dòng)測(cè)的結(jié)果較為接近，兩者對(duì)比誤差均在6％以內(nèi)，說明本工程的高應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試的可靠度比較高、效果較好。高應(yīng)變動(dòng)力試樁的誤差來源，相對(duì)靜載試驗(yàn)而言要豐富得多，從理論原理到試驗(yàn)人員的檢測(cè)水平和經(jīng)驗(yàn)都對(duì)檢測(cè)結(jié)果有很大的影響。通過有目的地進(jìn)行動(dòng)靜試驗(yàn)對(duì)比，用可靠度較高的靜載試驗(yàn)來驗(yàn)證高應(yīng)變的承載力檢測(cè)，分析兩者之間產(chǎn)生誤差的原因，才能在工程樁的檢測(cè)時(shí)采取有效的措施，選用合適的樁一土計(jì)算模型，取得更為合理的參數(shù)，提高高應(yīng)變單樁承載力檢測(cè)的可靠度。
參考文獻(xiàn)：
1.建筑樁基技術(shù)規(guī)范 JGJ94-2008
2.建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范 JGJ106-2003
3.周文雅 王學(xué)松 高應(yīng)變單樁承載力動(dòng)靜對(duì)比實(shí)例
