谈如何确定工程桩静载检测方案

何柳珍

(中山市志盛建筑工程检测有限公司，广东 中山 528400)

引 言

随着我国科技社会的不断发展，工程建设在城乡生活中随处可见，在众多的工程建设中，各类桩基由于有着施工方便、安全可靠、承载力高、变形小等特点，而得到非常广泛的应用。同时，在土质较软的地区或地质情况较为复杂的地区，桩基的施工质量则显得更为重要。由于桩基工程是属于地下隐蔽工程，在某种程度上说，是竣工后无法再翻工修补的，具有不可重复性。因此基桩检测是检验桩基础工程施工质量的唯一有效手段。基桩检测主要是进行承载力和桩身质量检测，具体包括静载检测、高低应变检测、超声波检测等内容，其中静载检测是检验基桩承载力最直接最可靠和常用的方法［1］。根据各级荷载维持时间的不同以及各级荷载作用下基桩沉降的收敛情况来看，静载检测主要可分为慢速维持荷载法以及快速加载方法。在进行工程桩的检测过程中，二者如何选择，对确保检测结果是否科学准确，进而保证建设工程质量，其意义重大。

1 静载检测技术的分类

慢速维持荷载法指的是在试验过程中，当桩的某一级沉降达到相对稳定的标准(每小时沉降量小于0.1mm，且连续两小时均达到此稳定标准)后，方可对下一级进行加荷载试验。而快速加载方法指的是按照固定的时间间隔(如每小时一级)进行加载。

作为目前公认的检测基桩竖向抗压承载力最为直观、可靠，且使用最为普遍的试验方法，桩基静载试验方法按其现行的规范可以分为慢速维持荷载法以及快速加载方法。其中，慢速维持荷载法是一种广受认可的试验桩及工程桩的竖向抗压承载力检测方法，在现行规范中得到广泛推荐。同时，工程桩的竖向抗压静载试验还可采用快速加载方法，但快速加载方法的使用规范中也明确规定其每级荷载维持时间至少也要一个小时。相对慢速维持荷载法而言，快速加载方法的误差大小以及实际基桩检测的操作问题一直备受关注。对于两种试验方法的荷载分级、荷载维持方法、沉降数据纪录处理、最终承载力判定等，有关现行规范都做了详细规定。

2 基桩检测误差分析

2.1 慢速维持荷载法

慢速维持荷载法在每级荷载下维持时间一般比较长，与工程结构的实际承载工作状态相对较为接近，因而在基桩竖向抗压承载力检测中得到广泛的应用。慢速维持荷载法的误差主要包含以下几个方面:

(1)加载分级误差。慢速维持荷载法的加载一般分为10～15 级，每级荷载施加后按第5、15、30、45、60 分钟测度桩顶沉降量，以后每隔30分钟测度一次。由此可知，在进行实际承载力判定时，由于有关现行规范对基桩竖向抗压承载力的分析确定偏向“安全”的考虑，会使承载力最终判定值偏小，一般情况下，误差为7%～10%。虽然保证了工程的安全性，但同时也不可避免地造成了一定的浪费。

(2)加载操作误差。在相关规范中要求慢速荷载维持法的相对稳定标准为一小时内的桩顶沉降量不超过0.1mm，并且连续出现两次(从分级荷载施加后第30分钟开始，按1.5小时连续三次每次30分钟的沉降观测值技术)。只有当桩顶沉降速率达到相对稳定标准后方可进行施加下一级荷载。而在实际的检测过程中，当桩在某一级荷载下不断下沉时，千斤顶会产生自动卸载的情况，从而造成该级的荷载有所减小。因此，造成了每小时的沉降量不超过0.1毫米的稳定控制标准相对而言过于严格，导致其在实际工程中难以实现。根据美国的ASTM(D1143－81)标准规定，稳定标准为0.25毫米/小时，或者在本级已维持两小时，均可对下一级加荷载。由此可见，美国的标准具有更强的可操作性［2］。

(3)测读误差。在实际工程检测中，一般要将测读误差减小到最小的程度，这可以通过遵循一般试验方法的要求来达到所需精度。但是测读沉降量的基准桩(墩)位置、基准梁的安装、测读仪表的安装等都受现场客观情况和人为因素的影响而存在不小的误差。还有测读仪表本身的误差。在卸载时，每级荷载维持1小时，按第15、30、60分钟测度桩顶沉降量后，即可卸下一级荷载。卸载至零后，应测度桩顶残余沉降量，维持时间为3小时，测度时间为第15、30分钟，以后每隔30分钟测度一次。

(4)承载力判定误差。对于承载力的判定一般是根据试验得到的Q－s曲线与s－lgt曲线综合确定的。一般情况下，当设计前已进行了试验桩检测，且施工质量可以达到标准，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曲线为缓变型，工程桩的实际承载力会大于设计要求，加载值一般为特征值的两倍，从而保证了对承载力的判定不会存在误差。桩的承载力超出设计值的部分可以作为安全储备。而对于陡降型的Q－s曲线，有关规范为了安全起见，从出现Q－s曲线陡降那一级开始倒退一级确定工程桩的承载力，这个承载力小于桩的实际承载力。因此，对于桩的承载力判定误差是由于加载分级所造成的，这种情况下一般取陡降段的起点作为桩的承载力极限值是比较客观的。对于另一种情况，虽然得到的Q－s曲线仍为缓变型，但实际沉降量超过规范要求的40mm且相对稳定时，在对承载力进行判定时，则将极限承载力取为沉降为40毫米时所对应的荷载也比较客观。

2.2 快速加载法

与慢速维持荷载法相似，快速加载方法同样存在着上述误差。根据有关资料指出，在分级相同的情况下，快速加载法与慢速维持荷载法相比，对承载力的判定误差要高出5% ～10%［3］。但在实际的工程中，快速加载法分级可分为15～20级，因此对加载的分级相比慢速维持荷载法更为细致，由于快速加载方法每级加载时间至少为一个小时，是否延长维持荷载时间应根据桩顶沉降收敛情况确定，这样可以减小分级误差，提高试验精度。这样快速加载方法对承载力的判定误差相对比较小。

对于缓变型的Q－s曲线，快速加载法与慢速维持荷载法对承载力的判定相同，快速加载法所获得的桩顶每级沉降量会略小于慢速维持荷载法所获得的数据。而对于另一种情况，一般而言是很少发生的，即桩的实际承载力小于设计要求，如果得到的Q－s曲线仍为缓变型。根据相关统计，只要在前一小时内维持本级的荷载，则桩在每一级荷载下的前一小时沉降量往往占本级总沉降量的90%以上，因此快速加载方法得到的沉降量相对误差小于10%。

对于陡降型的Q－s曲线，快速加载法将加载分为15～20级，将极限承载力取为陡降段起点，这往往会更接近某一级加载分级量。当陡降段起点的实际累计沉降量小于40毫米时，沉降数据并不十分重要，无论是快速加载法或者慢速维持荷载法得到的数据均不会影响对实际承载力的判定。因此，当对快速加载法采用适当的分级方式，则会给出更加符合工程实际的极限承载力判定。

通过以上分析可以看出，在基桩的静载试验中，采用快速加载方法，不仅可以减少试验的时间，降低检测成本，同时在相同的试验时间内可以在一定程度上提高试验的精度。

3 结束语

基桩检测对于控制整个建设工程质量十分重要，而工程桩的静载试验方法又是对基桩检查的最有效手段。通过以上分析可知，采用慢速维持荷载法与快速加载法相比，两种方法的试验误差主要体现在每级荷载的累积沉降值上，对于承载力判定的差别是很小的。因此，在对工程桩的静载检测方案中，特别是为设计提供承载力设计依据时，一般优先选择相对较为成熟的慢速维持荷载法。快速加载试验方法同样是一种适用于工程桩的检测方法，当试验基桩数量比较多，建设工程时间较为紧迫，为了降低成本时，快速加载法是可以考虑选择的试验方法。通过选取合理的加载级数以及合理的操作规范，采用快速加载法在节约时间的同时，在一定程度上还可以提高对承载力的检测精度，降低施工成本。因此在实际工程中，应根据具体工程情况，合理进行基桩检测试验方法的选择。

［1］朱喜源，黄文通.桩基检测方法与发展浅谈［J］.山西建筑，2007，20.

［2］刘屠梅.基桩检测技术与实例［M］.北京:中国建筑工业出版社，2007.

［3］史海兵，李学武.桩基静载试验中快速加载方法的研究［J］.工程质量，2011，3∶76 －68.