浅谈大吨位桩基静载荷试验的注意事项

摘要：根据桩基静载荷试验的工作原理，结合大连市东港区某项目大吨位桩基静载荷试验的成功经验实例，对现代高层，超高层建筑物桩基基础静载荷试验进行可行性探讨，并对试验主要存在的问题及影响因素进行了分析。同时提出建议。

关键词：大吨位；桩基检测；单桩竖向静载荷试验

近年来，随着我国城市化进程的加快，海滨城市的蓬勃发展，高层建筑在海滨城市越来越多，相应的高层建筑物的基础采用桩基础，特别是大吨位的桩基础已经十分普遍。为确保建筑物的安全，必须对成桩质量的可靠性进行评价，而评价成桩质量最普遍，也是最直观的检测手段就是静载试验。一般在工程中将静载试验的极限荷载超过15000kN的称作大吨位静载试验。这种大吨位静载试验的重点和难点在于反力装置的选择、安装、摆放以及桩周土的处理。单桩竖向静载荷试验的反力装置有三种：1、锚桩横梁反力装置。2、压重平台反力装置。3、锚桩压重联合反力装置。由于在海滨地区受地质条件的制约，桩基础一般以端承桩、摩擦端承桩为主。所以在海滨地区，压重平台反力装置为最常用的加载反力装置。

1 大吨位静载荷试验的重点和难点

①地基土承载力

《建筑基桩及复合地基检测技术规程》DB21/T1450-2006规定：压重平台支墩施加于地基土上的压应力不宜大于地基土承载力特征值的1.5倍。根据工程实际情况，参考地质勘查报告，反算出地基土承载力特征值fak=Qu/2，可以用P≤1.5fak作为大吨位静载试验高荷载条件下地基土承载力允许值公式。当场地地基土为软弱层时，应验算地基土在高荷载条件下软弱层经深度修正后地基土承载力是否满足要求。如不符合要求需要进行地基土换填处理。

②反力装置钢梁的结构强度要求

钢梁反力装置由主梁和次梁组成。钢梁的承载力是否满足要求是大吨位静载试验成功的要点，钢梁的刚度不足易引起变形过大，造成平台失稳的可能。因此验算钢梁的强度和变形问题是大吨位静载试验的必须步骤。

③配重块的摆放

由于大吨位静载荷试验堆载重量大，配重堆放高度较高，安装压重平台的安全问题较为突出。为了保证压重平台的安全，应采取下列措施：（1）降低整个压重平台的重心。（2）摆放配重块时应规范进行，至少配备2台吊车，对称均匀逐层安装，平台两侧的预制块配重堆放层数不得相差超过一层以上，保证整个平台的平稳以防止支墩受力不均匀而使平台产生倾斜，甚至倒塌。（3）上下层预制块配重之间应相互搭接、错位安装，每一层都必须变换排放顺序和方向。（4）压重平台堆载吊装现场应在四周拉上警戒线，严禁闲杂人等进入。

④千斤顶的选取

根据荷载的大小选取合适的千斤顶，一般需要多台千斤顶并联联合加载。规范规定使用多个千斤顶联合加载应满足以下规定： 1、千斤顶规格、型号相同；2、千斤顶的合力中心应与桩轴线重合；3、千斤顶应并联同步工作。

⑤基准桩、基准梁的安放

规范要求：基准桩、基准梁与压重平台支墩、试桩之间的距离≥4D且>2.0m。但由于压重平台尺寸较大，所以不可避免地受超大吨位堆载的影响。解决办法是采用高精度仪器对基准桩和基准梁的位移进行监测，并根据观测结果对试验数据进行修正。

⑥试桩桩头的处理

试桩桩头应采取下列措施：（1）先凿掉桩头强度较低的混凝土，露出混凝土新鲜面。（2）桩头顶面应平整。（3）距桩顶1.5倍桩径范围内设置箍筋，间距不宜大于100mm。桩顶应设置钢筋网片2～3层，间距60～100mm。（4）桩头混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高1～2 级，且不得低于C30 。

2 检测实例：辽宁省大连市东港区某地块桩基静载荷试验

项目地质情况：从上至下依次为杂填土，淤泥质粉质黏土，粉质黏土，强风化辉绿岩，中风化辉绿岩，全风化板岩，强风化板岩，中风化板岩。地表至2.8米深为灰褐色粉质粘土，其下为强风化辉绿岩，桩端持力层为中风化板岩和中风化辉绿岩。单桩竖向抗压静载试验资料见表1：

仪器设备：JCQ-503E静力载荷测试系统；4台QF800t分离式千斤顶；容栅式防水型位移传感器FP-50；油压传感器；主梁；次梁；砼配重块；梁下支墩。

现场处理：（1）试验现场保持道路畅通，能保证100吨重型车辆通过。（2）施工现场预先清理出足够的工作面，以便保证70吨以上两台吊车同时作业。（3）试验桩周围场地应平整、硬化，并无较大障碍物，表层地基需要做换填处理，处理规格20m*20m*3m，处理后的地基压实系数要求达到0.96，地基承载力要求达到400kN/，见图1。（4）试验桩周围换填部分，需要在换填前做工程勘察，勘察孔布置应对称于被检测桩两边各打一孔，孔间距不大于15m，且距离被检测桩中心7～8m，孔深大于10m。（5）试验桩的桩头需按要求处理，距桩顶1倍桩径范围内，用厚度大于5mm的钢板围裹，且钢板顶面与桩顶标高一致，见图2。

（6）试验桩桩头箍筋必须截断，并下卧于混凝土平面下10mm；桩头处理好后上铺中粗砂厚2～3cm找平。

本实验采用慢速维持荷载法。曲线分析与数据处理与普通静载试验并无区别，这里不再赘述。

3 结论

综上所述大吨位桩基静载荷试验必须注意以下几点：（1）满足压重平台支墩下地基土承载力要求，必须对场地土层足够宽度、深度范围进行换填压实处理，保证压重平台支墩产生均匀且相对较小的变形。（2）钢梁的结构强度和变形的验算是大吨位桩基静载试验前的必须步骤。（3）配重块必须分两个方向同时摆放，上下层配重块之间应相互搭接、错位安装。（4）必须对桩头采取加固处理，保证试验过程中不会出现桩头破坏。

参考文献：

[1]辽宁省建设科学研究院DB21/T1450-2006《建筑基桩及复合地基检测技术规程》[S]沈阳2006（15-19，25-28）

[2]中国建筑科学研究院GB50007-2011《地基基础设计规范》[S]北京2011（159-166）

[3]蔺婉莹1 大吨位静载试验影响因素分析[J] ，长春工程学院学报自然科学版，2007，8（3）