浅析单桩竖向抗压静载试验的测试方法
时间：2023-03-03 19:45:04 来源：千叶帆 本文已影响人
廖德明
1.福建省建筑科学研究院有限责任公司，福建 福州 350002；
2.福建省绿色建筑技术重点实验室，福建 福州 350108
随着城市化进程的不断加快，桥梁和隧道的工程数量也变得越来越多。进行单桩竖向抗压静载试验工作是为了检测建筑物基桩是否符合设计标准，从而确保工程施工的质量，进一步避免建筑物不稳定而导致的安全隐患。基于此，对于单桩竖向抗压静载试验的改进工作，还应该根据实际的施工情况不断调整。
1.1 确定施工方式
在进行单桩竖向抗压静载试验之前，最为主要的环节就是要确定单桩竖向抗压静载试验的方法，采取科学、合理的试验方式是确保后续工作顺利开展的基础和前提。因此，想要对单桩竖向抗压静载试验工作进行更为有效的改进，首先就是要调整单桩竖向抗压静载试验的方法。目前较为常用的试验方式包括：慢速维持荷载法、快速维持荷载法、锚桩试验法等。
1.2 明确地基承载力
明确地基的承载力，可以有效促进单桩竖向抗压静载试验后续工作的顺利展开。首先，要根据施工现场的实际情况来选择加载反力装置，对于加载反力装的荷载量应比设计中最大荷载量要高，确保加载反力装置不会因为荷载量过大而产生变形。例如：在试验地基承载力时，选用了压重平台反力装置，则需要在进行试验之前一次性加足压重，并将其平缓、稳定地放置于平台上；
同时，还要确保压重的压应力不能过多的超过地基承载力。
1.3 明确设备有效期
只有保证单桩竖向抗压静载试验过程中所需要的仪器和设备都处于有效保质期内，才能避免由于设备存在潜在故障而导致单桩竖向抗压静载试验结果产生误差，从而在影响施工质量的同时，增加了建筑物的安全隐患、单桩竖向抗压静载试验工作中较为常用的仪器和设备包括千斤顶、荷重传感器、压力表、压力传感器等，可以准确计算出建筑物单桩竖向抗压静载的能力。例如：压力传感器的误差如果超过了1%，技术人员就要及时检查传感器的有效期。
1.4 正确使用基准梁
对于基准梁的测量和判断失误，将会影响整个单桩竖向抗压静载试验的进程和结果，进一步影响建筑物的施工质量。因此，在进行单桩竖向抗压静载试验之前要对基准梁进行正确的测量和使用。例如：检测人员可以在桩顶20cm 以下的位置，将单桩竖向抗压静载试验平面进行固定，同时确保试验点在基准桩上的稳固性；
此外，由于基准梁刚度较强，所以基准梁应该将一端固定在基准桩上，另一端仅进行简单的支撑就可以了。
1.5 确定中心距
确定中心距离指的是，在进行单桩竖向抗压静载试验之前，要对试桩、锚桩和基准之间的中心距进行测量，并确保其符合标准。这样一来，才能保证单桩竖向抗压静载试验中对于基桩的施力更加均匀。例如：对于直径在0.8m 以下的试桩来说，试桩、锚桩和基准相互之间的中心距可以保持在试桩直径的5 倍左右；
对于直径在0.8m 以上的试桩来说，试桩、锚桩和基准相互之间的中心距必须要保持在4m 以上。
1.6 确定最大有效加载量
最大有效加载量是用来检验工程桩质量的有效指标，因此，技术人员可以对工程桩进行抽样检查，保证标准单桩竖向抗压静载是工程桩最大有效加载量的2 倍。除此之外，对于试验桩来说，为了可以更好地为单桩竖向抗压静载试验提供基础依据，必须保持其具有最大有效加载量。值得注意的是，如果部分工程在进行施工规划时，对于试验桩的最大有效加载量有特殊的规定，那么在进行单桩竖向抗压静载试验时，相关最大有效加载量的比例也应该随时变更。
1.7 试桩环节
试桩环节也是单桩竖向抗压静载试验准备工作中的核心环节，因此，若想有效改进单桩竖向抗压静载试验工作，就要进行合理的试桩环节。首先，要根据实际的施工情况选择合适的试桩，并且保证试桩的结构和质量与实际工程桩相一致。其次，试桩顶部要高于试坑底面，并采用较强的混凝土进行加固，最后用砂浆将试桩顶部抹平。最后，对用于锚桩的试桩来说，要严格保证桩身的完整性以及试桩顶部平坦。
1.8 调整加载和卸载
加载和卸载作为单桩竖向抗压静载试验准备工作中的最后一个步骤，也要进行合理的调整和完善，进而保证单桩竖向抗压静载试验工作顺利开展。首先，进行加载工作时，应该分级来进行，并确保每个等级的加载量相同。其次，在进行卸载工作时，也应该分级来进行，每一级的卸载量应是分级荷载的2倍。最后，无论是在进行加载工作还是卸载工作时，都应该保持连续、均匀、稳定的工作状态［1］。
2.1 慢速维持荷载法
慢速维持荷载法是当前单桩竖向抗压静载试验应用较为普遍的实验方式，可以用于大部分无特殊要求的单桩竖向抗压静载试验。首先，采用慢速维持荷载法进行单桩竖向抗压静载试验时，测读桩每级顶沉降量的时间间隔应逐步递增，在荷载施加1h 后则变为每30min 测读一次。其次，在每1h 桩顶沉降量≯0.1mm 时，才能确定试桩处于相对稳定的状态，并施加下一级的荷载。
2.2 终止加载条件
一旦进行单桩竖向抗压静载试验时，出现导致试验结果受影响的情况，就要马上停止加载工作。首先，在某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下的沉降量的5 倍，且桩顶总沉降量超过40mm。其次，在某级加载工作进行完成后，桩顶沉降量远远超过上一级的沉降量，并且24h 之内没有恢复至相对稳定的状态。最后，是将锚桩作为工程桩时,锚桩的上拔量已达到标准的数值。除此之外，当荷载-沉降曲线呈缓变型时，发现桩顶总沉降量在8cm 以下；
或是加载量已达到最大，以及工程桩遭到了破坏时，需要马上停止加载工作。
2.3 综合分析单桩竖向抗压极限承载力
对单桩竖向抗压极限承载力进行综合性分析，可以更好地确定单桩竖向抗压静载试验进度，从而对试验工作进行合理的把控。首先，应绘制荷载-沉降曲线和沉降-时间曲线，并对其进行深度分析；
其次，通过观察沉降-时间曲线，来进一步确定沉曲线呈下降趋势时，上一级的荷载值；
最后，荷载-沉降曲线如果变化趋势较为轻缓，应着重观察沉降数值在4cm 的荷载值。
2.4 确定单桩竖向抗压极限承载力统计值
单桩竖向抗压静载试验中最后的环节，就是要确定单桩竖向抗压极限承载力统计值，从而得到更加准确的试验结论。一方面，极差是否占据平均值的30%，是判断单桩竖向抗压极限承载力统计值的标准。对于所有进行试验的试桩来说，只有极差在平均值的30%以下,才能确定单桩竖向抗压极限承载力则与平均值相等；
如果极差数值较大，那么就需要根据实际是施工情况，来调整试桩数量。另一方面，柱下承台的桩数如果没有超过3 根的话，单桩竖向抗压极限承载力应取最小值［2］。
综上所述，单桩竖向抗压静载试验工作作为建筑施工过程中的重要环节，要根据施工的实际情况以及技术的不断发展来进行改进，从而更好地保证建筑物的施工质量。基于此，施工企业首先要做好试验前的准备工作，为后续工作可以顺利开展提供基础；
其次，要对试验工作中的各个环节进行优化和完善。
