桩基检测中慢速维持荷载法与快速维持荷载法的对比分析

摘要：本文对桩基承载力检测中的快速维持荷载法与慢速维持荷载法试验的误差进行了分析，并通过试验验证了快速维持荷载法在工程桩检测中具有较好的应用前景。

关键词：桩基检测；慢速维持荷载法；快速维持荷载法；误差；应用前景

Abstract: in this paper, the bearing capacity of the pile foundation inspection fast maintain load method and slow load the error of the method to maintain test are analyzed, and through the test fast load method in engineering piles maintain testing has a good application prospects.

Keywords: pile foundation inspection; Slow maintain load method; Quick maintain load method; Error; Application prospect

中图分类号：TU473.1文献标识码：A 文章编号：

一、前言

桩基竖向抗压静载荷试验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。根据各级荷载维持时间长短及各级荷载作用下桩基沉降的收敛情况,分为慢速维持荷载法及快速维持荷载法。慢速维持荷载法是一种已被认可的试验桩及工程桩的检测方法，因而在现行规范中得到推荐。规范同时还规定，工程桩竖向抗压静载试验检测可使用快速维持荷载法，且明确了其每级荷载维持时间至少1h。但快速维持荷载法相对于慢速维持荷载法而言，其误差的大小及在实际桩基检测中具体如何操作等问题，现行规范并未明确。本文对桩基承载力检测中的快速维持荷载法与慢速维持荷载法试验的误差进行了分析，并通过试验验证了快速维持荷载法在工程桩检测中具有较好的应用前景。

二、慢速维持荷载法与快速维持荷载法的误差分析

慢速维持荷载法是指在试验过程中，仅当桩的某一级沉降达到相对稳定标准（每小时沉降量小于0.1mm且连续2h均达到此稳定标准）后，方可加下一级荷载继续进行试验。快速维持荷载法是指按固定的时间间隔（如每小时一级）进行加载。由于慢速维持荷载法在每级荷载下维持时间较长，接近于结构的实际工作状态，因而得到广泛的应用。慢速维持荷载法的误差包含以下四个方面：

（1）加载分级误差。慢速维持荷载法的加载一般分为10～15级（大部分工程中分10级进行加载），因此，在进行实际承载力判定时，误差为7％～10％。一般情况下，承载力判定值偏小，使工程偏于安全，但也造成了一定的浪费。

（2）加载操作误差。现行规范中要求的慢速维持法稳定标准为每小时的沉降量不超过0.1mm，满足要求后方可加下一级荷载。在实际检测过程中，当桩在某一级荷载下不断下沉时，油压千斤顶会产生卸载情况，造成本级荷载值减小。荷载值减小的程度与桩的沉降量密切相关。按照我国现行规范要求，稳定标准必须是由1.5h内连续3次观测值计算。而实际上，当前lh观测值出现小于0.1mm的情况时，后1h的沉降差必然会小于0.1mm。因此，此稳定标准不太符合实际工程情况。

（3）测读误差。在工程实际中，一般测读误差可以减小到最小程度，只要遵循一般试验方法要求，均可达到工程所要求的精度。

（4）承载力判定误差。承载力判定一般是根据试验得到的Q－S曲线与S－lgt曲线综合确定。工程实践表明，一般情况下，若设计前已进行了试验桩检测，且施工质量可靠，则大部分工程桩的承载力均可达到设计要求，试验得到的Q－S曲线均为缓变型，桩的实际承载力大于设计要求，工程桩检验性试验的加载值一般为

特征值的2倍。因此，承载力判定误差不存在，桩的承载力超过设计要求值，超出部分可作为安全储备。对于陡降型的Q－S曲线，由于工程桩的承载力小于设计要求，因此，桩的承载力判定误差是由于加载分级值造成的，一般取陡降段的起点作为桩的承载力极限值。快速维持荷载法与慢速维持荷载法的误差因素相似。相关资料指出；在相同分级的情况下，快速维持荷载法与慢速维持荷载法相比；其承载力判定误差要高5％～10％。但在实际工程中，快速维持荷载法承载力判定误差很小。由于快速维持荷载法每级时间仅为1h，故加载分级可以更细些，如分级为15～20级，这样可使分级误差减小近一倍，从而提高了试验精度。对缓变型Q－s曲线，若桩的实际承载力超过设计要求，快速维持荷载法及慢速维持荷载法试验得到的均是缓变型曲线；承载力判定相同，只不过快速维持荷载法得到的桩顶每级沉降量略小于慢速维持荷载法获取的数据。据统计，只要在前1h内维持本级荷载，桩在每一级荷载下的前1h的沉降量，往往占本级总沉降量的90％以上（不稳定情况除外）。因此，由快速维持荷载法得到的桩顶累积沉降量相对误差小于10％。以沉降量为40mm时所对应的荷载作为承载力极限值，其误差应小于5％，但若将快速维持荷载法的分级取为20级，而慢速维持荷载法分级为10级，此时慢速维持荷载法的承载力判定误差要高于快速维持荷载法。对陡降型的Q-S曲线，其对应工程桩的实际承载力，要小于设计要求的承载力。对慢速维持荷载法，此时由于有足够多的持续时间，从表面上看，所得到的每级荷载下的沉降量更精确一些。但在实际工程桩检验中；为了缩短试验时间，一般加载仅分为10级，个别情况仅分为8级，加载分级误差相对较高。而快速维持荷载法可以将加载分级设为15～20级，取陡降段起点为极限承载力，往往更接近某一级加载分级量。由于桩的沉降量往往出现无法稳定而陡降，因此，陡降段起点的实际累积沉降量只要小于物40mm，沉降数据大小此时并不重要，无论是快速维持荷载法得到的S为10mm。还是慢速维持荷载法得到的S为20mm，均不影响桩的实际承载力大小的判定。因此，只要将快速维持荷载法的加载分级适当增加，判定出的极限承载力会更精确，更符合工程实际。通过分析试验花费时间可知，若慢速维持荷载法分10级加载，每级2h，不考虑卸载情况，共需20h若快速维持荷载法共分20级，每级1h，也只需20h，在相同试验时间下，快速维持荷载法得到的承载力精度要高于慢速维持荷载法。

综上所述，在桩基静载试验中；使用快速维持荷载法，可减少试验时间，降低检测成本，并在相同试验时间内提高试验结果的精度。在实际应用时，应注意以下几点：①加载分级应设为15～20级；②每次测读沉降量前要及时补充油压，保证每小时内荷载的稳定；③每级加载后，沉降量测读时间间隔为5、10、15、15、15min；④若最后15min时间间隔测得的桩顶沉降量，与前15min时间间隔测得的桩顶沉降量相比，未见明显收敛，则应适当延长荷载维持时间；⑤卸载为每级20min，每10min测读1次，然后卸下一级荷载。卸载结束后，间隔60min测读1次。按上述要求使用快速维持荷载法，可使承载力检测的精度提高5％以上。

三、试验对比分析

为检验以上分析结论，对两根不同桩型的工程桩分别进行了慢速维持荷载法及快速维持荷载法的静载试验。图一为φ500预应力管桩静载试验的Q－S曲线对比。

由图可知，快速维持荷载法测得的每级荷载下的沉降量，均小于慢速维持荷载法的数值。由于此桩的Q－S曲线为缓变型，最大加载值对应的沉降量仅为6.21mm（慢速）、5.94mm（快速）；均小于40mm，故承载力判定相同。图二、图三分别为中φ425沉管灌注桩慢速维持荷载法及快速维持荷载法得到的Q－S曲线，桩的极限承载力为1300kN。用慢速维持荷载法共分10级加载，得到的桩实际极限承载力为1040kN；由快速维持荷载法（共分13级加载）得到的桩的承载力介于1000～1100kN之间，按陡降段起点可判定为1000kN，按沉降量S不大于40mm判定，小于1100kN。因此，两种方法判定的承载力几乎相同。但从桩加载试验时间来看，慢速维持荷载法共花去21h，而快速维持荷载法仅使用11h。试验时间相同的情况下，快速维持荷载法得到的承载力的精度，明显高于慢速维持荷载法。由上述工程桩的试验结果可知，两种方法的试验误差仅体现在每级荷载的累积沉降值上，承载力判定的差别很小。因此，快速维持荷载法方法是一种适用于工程桩检测的方法。基于工程桩的检测特点，在试验时间紧迫的情况下，可优先选用快速维持荷载法。

四、结语

综上所述，桩基检测是控制工程质量的一个重要环节，静载荷试验方法更是检查桩基设计和施工质量最有效的手段。工程实践表明，快速维持荷载法在工程桩检测中具有较好的应用前景。

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