建筑桩基竖向承载力确定方法

2020-06-15韩娜娜毕永辉陈雪玲钟懿萌

河南建材 2020年5期

关键词：试桩桩基阻力

韩娜娜毕永辉陈雪玲钟懿萌

贵州装备制造职业学院（551400）

0 引言

确定单桩极限承载力有很多方法，如静载试验法、经验公式法、动测试桩法和静力分析法等[1]。不过由于各种因素的影响，不同方法得到的结果却并不相同，这就对桩基设计的准确性产生了一定的影响。

文章以某建筑工程为例，通过现场静载试验，采用静载试验法得到建筑桩基的竖向承载力，同时采用经验公式法进行建筑桩基竖向承载力计算。通过对比两种方法所得结果，分析出现偏差的原因，为以后类似工程建设提供参考。

1 单桩竖向静载试验

1.1 工程地质概况

某建筑工程基础采用桩基础形式，勘探揭示该区域内无地表水分布，地下水埋藏深。根据后续静力触探试验结果，得到区域内仅存在2个工程地质层，依次为：

1）全新统晚期冲洪积层（黄土状土 Q4pl）：主要分布于河谷中及黄土沟壑，褐黄色，土质均匀，含孔，含少量小石，硬塑；层厚 1.8 m～6.5 m，[fa0]=120 kPa，qik=50 kPa。

2）中更新统风积老黄土（Q2eol）：主要分布于区内黄土梁峁和黄土原上部，褐黄色，土质均质，偶见钙质结核，硬塑；钻孔深度范围内该层未揭穿，分布于整个试验区，[fa0]=170 kPa，qik=70 kPa。

1.2 试验方法

选择旋挖钻孔灌注桩作为试验桩，采用锚桩法进行静载试验，试桩、锚桩参数见表1：

表1 试桩、锚桩参数

本次单桩竖向抗压静载试验，根据《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106—2014）[2]，选用 8 个规格型号相同的液压千斤顶并联加载，通过液压泵上的液压表控制荷载。锚桩按照“四锚一”形式布置。

根据规范技术要求，本工程试验加载采用慢速维持荷载法，即采用逐级等量加载，每分级荷载维持时间为120 min，直到最大试验荷载；然后分级卸载至零，每级卸载为分级加载的2倍；加卸载平稳、连续、无超载；每级加卸载时间不宜少于1 min；采用10级分级加载，每级加载量为1 000 kN，第一级荷载可以按照分级荷载的2倍进行施加。试验可终止加载条件为：①当本级荷载下的沉降变化量大于上一级荷载的5倍（如果桩顶沉降比较稳定且总的沉降小于40 mm时，必须持续加载，直到总沉降大于40 mm）时；②本级荷载下的沉降变化量超过上一级荷载的2倍，而且经过24 h后继续增大而不稳定时。当出现上述条件中的一种时，即可停止加载[3]。

试桩加载过程完成后进行卸载，卸荷荷载为加载时分级荷载的2倍，且每级卸荷持续1 h，并同时对桩顶沉降和钢筋计进行测读；卸载完成后，需要测读残余沉降，持续时间3 h。

1.3 试验结果分析

通过静载试验获得试验桩的荷载与沉降曲线（Q～s曲线）和沉降与时间关系曲线（s～lgt曲线）。

从试桩的Q～s曲线及s～lgt曲线可以看出，当加载荷载小于8 000 kN时，桩的沉降曲线接近于直线，此时，桩顶沉降是由桩的弹性变形及桩-土之间的相互作用引起的，土层发生弹性变形，使得沉降慢慢变大，桩的承载力主要由桩-土之间的桩侧阻力提供。当施加荷载大于8 000 kN时，沉降开始变大，Q～s曲线开始变陡，桩-土之间发生相对位移，桩端阻力发挥一定作用，且桩侧土进入弹塑性变形阶段。当桩侧摩阻力和桩端阻力的共同作用仍然不足以抵抗施加的荷载作用时，桩端土产生塑性变形，桩顶沉降急剧增大，使得基桩发生破坏。当试桩加载至12 000 kN时，桩顶沉降量为72.87 mm，卸载完成后最大回弹量为9.15 mm，回弹率仅为12.56%，说明此时桩周土及桩端土已经完全进入塑性变形且发生破坏，从而失去承载能力。根据相关规范及试验前采用规范方法对承载力的计算值，结合以上曲线的表观分布规律，可以得到该试桩极限承载力大致为9 000 kN[4]。