预应力管桩静载试验检测分析

预应力管桩静载试验检测分析

徐玉丽

曲阜天博汽车零部件制造有限公司山东曲阜273100

摘要：在岩土工程领域，影响桩承载力的因素多种多样，目前不能通过软件计算方法得出准确的结果，因而在工程实际中，主要采用现场试验来验证桩的极限承载力。由于桩基静载试验在确定单桩极限承载力方面是目前最为准确、可靠的检验方法，因此现阶段静载试验是工程实际基桩承载力的主要检测方法，其中静载试验主要包括单桩竖向抗压、抗拔和水平静载试验。桩基施工完成后进行的静载试验是为了检验桩的施工质量情况而进行的，通过抽取一定数量的代表性工程桩，验证工程桩是否满足设计要求。鉴于此，本文是对预应力管桩静载试验检测进行研究和分析，仅供参考。

关键词：软土区域；桩基；承载力；静载试验

引言：基础在整个工程中有着举足轻重的地位，其施工质量的好坏直接影响着整个建筑物的安全性。一直以来，基础被定性为整个土建工程中最难施工的一个环节，稍有不慎基础的施工质量就难以得到保障，但只要施工现场管理得当，规范施工技术行为，注重施工流程，基础质量完全是可控的。

一、试验概况

1、试验地质状况

试验场地位于某新建电厂区域，该场区上部为填土、淤泥质土、粉质粘土，中部为粉质粘土、含砾粉质粘土，中下部为含粘性土砾砂、含砾粉质粘土、含粘性土碎石等，下部为风化基岩。工程桩（预应力管桩）桩长11.5m，桩径400mm，淤泥质粉质黏土层作为桩的持力层。

2、试验内容

本次试验按照相关规范进行预应力管桩的静载试验，根据试验结果沉降验证桩的设计承载力，其中工程桩的单桩竖向抗压承载力特征值为25kN，单桩竖向抗拔承载力特征值为20kN，单桩水平承载力特征值为7.5kN。本次工程试验单桩竖向抗压极限承载力采用50kN，单桩竖向抗拔极限承载力采用40kN，单桩水平极限承载力采用11kN（本工程设计重要等级为丙级，水平极限承载力采用特征值的1.5倍数值）来分别检验桩的极限承载力是否满足设计要求。

（1）单桩竖向抗压试验

抗压试验采用平台加载装置，并使装置重心与放置在荷载板上的50t油压千斤顶轴线保持一致，通过千斤顶上顶荷重所产生的竖向力逐次传递给工程桩，为保证压力竖向，千斤顶活塞顶部配有球面活动滑盘。抗压试验沉降量采用精度为0.01mm，最大量程为50mm的2只百分表，通过磁性表座，对称布置在工程桩两侧，以静止的基准梁和基准桩作为沉降测量参照物，来观测桩顶在不同荷载作用下的沉降量（荷载按照规范要求进行加载和卸载）。

图1单桩竖向抗压试验

通过对图2和图3数据观测，得到工程桩在最大沉降荷载50kN的作用下，最大沉降量分别为12.99mm和13.29mm，残余沉降量分别为6.77mm和6.18mm，沉降回弹率为47.9%和53.5%，各项指标均满足设计要求。

图2百分表1抗压荷载-位移曲线图

图3百分表2抗压荷载-位移曲线图

（2）单桩竖向抗拔试验

抗拔试验采用平台加载装置，并使装置重心与放置在荷载板上的100t油压千斤顶轴线保持一致，通过千斤顶上顶荷重所产生的竖向力逐次传递给工程桩，为保证压力竖向，千斤顶活塞顶部配有球面活动滑盘。抗拔试验沉降量采用精度为0.01mm，最大量程为50mm的2只百分表，通过磁性表座，对称布置在承压板2个方向，以静止的基准梁和基准桩作为沉降测量参照物，来观测桩顶在不同荷载作用下的沉降量图4单桩竖向抗拔试验（荷载按照规范要求进行加载和卸载）。

图4单桩竖向抗拔试验

二、静压桩引孔施工

1、引孔方案的比选

基于本场地有较难穿透的砂层，经过查找相关资料，可知常见而又有效的引孔方案有两种：冲水法引孔和螺旋钻引孔。冲水法引孔，即通过高压水冲刷桩端部分砂层，并利用高压水、气混合物将泥砂排除桩外，以消除砂层对桩端的阻力；另外高压水在渗入砂层后，亦减小砂层对桩身的摩擦力，使桩身能顺利穿过砂层进入持力层。螺旋钻引孔，即在桩基原位对浅层土进行预钻孔取土，减少施工阶段桩身上部对浅层土的挤密效应，降低施工难度，使既定的施工机械能达到设计对沉桩标高的要求。预钻孔直径可比桩径小50～100mm。根据地质报告和桩位图，初步测算地面引孔至⑦粉质粘土上表层内0.5m处，其平均深度约36m，需引孔184根，引孔总长度：36×184=6624m。经过市场询价，两种引孔方案施工成本比较如表2所示。

表2两种引孔方案施工成本比较

通过表2可以看出，螺旋钻引孔施工成本较为经济，比冲水法引孔可节约9.94万元，因此辅助沉桩方式选择螺旋钻引孔，预钻孔直径取400mm。

2、施工工艺流程及技术要求

静压桩引孔施工流程：测量放样→管桩进场→引孔→底桩（带桩尖）就位、对中调整→静压沉→接桩→再静压→打至持力层→停机→移至下一根桩。

为确保桩位准确无误，桩位坐标推算后，必须校核，桩位采用极坐标法进行施测，桩位以木桩标记并用红色纤维绳绑木桩上，周围以白灰画圈。

打入地下的第一节管桩俗称“底桩”。底桩就位前，应在桩身上划出以米为单位的长度标记，并按从下至上的顺序标明桩的长度，以便观察桩的入土深度及记录油表压力。将底桩吊直，管桩吊入压桩机夹持腔内，再用人工扶住管桩下端将管桩桩尖（靴）在白灰圈内就位并压入土中0.5－1.0m，暂停下压，再从桩的两个正交侧面校正桩身垂直度，等桩身等垂直度偏差小于0.5%时才可正式开压。

打、送桩要求：应认真记录桩入土深度和压力表读数。打桩时要严格按有关标准做好每米入土深度等原始记录，焊接接桩要作好焊接隐蔽记录，插桩时一定要让桩头对准地面桩位标志，然后用经纬仪在离打桩架15m以外成正交方向进行观察，也可在正交方向上设置两根吊砣垂线进行观察校正，打桩机尚应配备一把长条水准尺，可随时测量桩身的垂直度，保证桩身的垂直度在5以内。送桩时一定要用水准仪严格控制送桩标高，其误差为±5cm。焊接要求：桩要清除焊接范围的泥土等杂物，然后进行对称分段焊接，减小变形和残余应力。如有间隙应用铁片垫实焊牢。焊缝应连续饱满。焊好后要清除焊渣进行检查，不合格的应补焊，经监理确认后方可继续施工。防腐要求：刷环氧沥青漆前要严格除锈，然后才能刷环氧沥青漆。根据现场标高及±0.00的情况，静压桩机需配备送桩器才能满足设计标高要求，送桩器的侧面应标明尺寸线，便于观察送桩深度。当桩被压入土层中一定深度或桩尖进入设计持力层一定深度后可以终止压桩。

结束语

现阶段在软土区域需要使用大量工程桩以满足设计荷载的需要，但是由于桩基承载力是根据土体力学参数来计算确定的，由于施工以及地下土体分布不可预见性等因素，需要对工程桩的实际力学性能进行验证，通过抽取一定数量的工程桩进行桩基静载试验以验证桩基承载力是否满足设计要求，可作为检测桩基工作性能的依据，从而保证工程的顺利实施和后续运营安全。

参考文献：

[1]周峰，曹琪君.预应力管桩静载试验检测分析[J].建材与装饰，2018（21）：48-49.

[2]王海燕.试论行进加载试验替代静载试验的桥梁检测方法[J].民营科技，2018（05）：131.

[3]谢超.静载试验在公路桥梁检测中的应用分析[J].低碳世界，2018（03）：262-263.

[4]黄健.大吨位基桩静载试验的影响因素分析及处理[J].江西建材，2018（04）：67-68.

[5]周仕青，吴勤勤.吊桥静载试验中的挠度检测[J].黑龙江交通科技，2018，41（02）：110-111.

[6]杨明，余棉金.试析小桥空心板梁静载试验检测要点[J].黑龙江交通科技，2018，41（02）：85-86+88.

[7]江山，吴国帆，李强.PHC管桩高应变与静载试验对比分析[J].工程与建设，2018，32（01）：24-26.

[8]沈美恒.人工挖孔和冲孔灌注桩竖向抗压静载试验研究[J].福建建材，2018（01）：17-19+95.