大連勘察測(cè)繪研究院有限公司

1、靜載試驗(yàn)快速維持荷載法在大連巖溶地區(qū)的適用性研究陳碩(大連市勘察測(cè)繪研究院有限公司，遼寧 大連 116023)摘 要 ：快速維持荷載法是建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范(JGJ106-2014) 中規(guī)定的兩種單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)方法之一。 快速法試驗(yàn)周期短， 可以減少晝夜溫差等環(huán)境影響引起的沉降觀測(cè)誤差， 是驗(yàn)收檢測(cè)中較常用的試驗(yàn)方法。 但快速法使用有一定限制條件， 建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范 (JGJ106-2014) 中要求有成熟地區(qū)經(jīng)驗(yàn)時(shí)方可使用。本 文針對(duì)大連地區(qū)巖溶區(qū)域的樁基進(jìn)行了快速法和慢速法的對(duì)比試驗(yàn)研究， 提出了在巖溶地區(qū)使用快速維持荷載法 的建議，對(duì)類似區(qū)域的樁基靜載試驗(yàn)有一定的參考價(jià)值。關(guān)鍵

2、詞 ：靜載試驗(yàn)；快速法；巖溶區(qū)域中圖分類號(hào) ： 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ： 文章編號(hào) ：Applicability of static load test of quick load maintain law in the karst area ofDalianChen Shuo(Dalian Academy of Reconnaissance and Mapping Co., Ltd, Dalian 116023, China)Abstract: Quick load maintain law is building pile foundation detection technology specif

3、ication (JGJ106-2014) of the provisions of the two kinds of single pile vertical compressive static load test method. The rapid test cycle is short, can reduce the settlement observation error caused by the temperature difference between day and night environmental impact test method, is more common

4、ly used in the acceptance test. But the rapid method used has some restrictions, technical code for testing of building foundation piles (JGJ106-2014) can be used in requires a mature area of experience. The contrast experimental study on fast and slow method for pile foundation in karst area of Dal

5、ian area, proposed the use of quick load maintain law in karst regions, have certain reference value forthe similar region of the static load test of pile foundation. Key words: static load test; quick load maintain law; karst area110 引言對(duì)絕大多數(shù)樁基而言，為保證上部結(jié)構(gòu)正常使 用，控制樁基絕對(duì)沉降是第一重要的，這是地基基 礎(chǔ)按變形控制設(shè)計(jì)的基本原則。單樁豎向抗

6、壓靜載 試驗(yàn)采用接近豎向抗壓樁的實(shí)際工作條件的試驗(yàn)方 法，確定單樁豎向抗壓承載力，是目前公認(rèn)的檢測(cè) 基樁豎向抗壓承載力最直觀、 最可靠的試驗(yàn)方法 4 。建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范 (JGJ106-2014) 1 中 規(guī)定了兩種試驗(yàn)方法：快速維持荷載法和慢速維持 荷載法。要求工程樁驗(yàn)收檢測(cè)宜采用慢速維持荷載 收稿日期 ： ；修訂日期： 作者簡(jiǎn)介 ：陳碩(1982 - )，男(漢族)，遼寧大連人，碩士，注冊(cè)巖土工 程師，注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師 .法，當(dāng)有成熟的地區(qū)經(jīng)驗(yàn)時(shí)，也可采用快速維持荷 載法。快速維持荷載法加載時(shí)間短，既可以提高經(jīng) 濟(jì)效益和社會(huì)效益， 也可以減少晝夜溫差等環(huán)境影 響引起的沉降觀測(cè)誤差，當(dāng)有成

7、熟地區(qū)經(jīng)驗(yàn)時(shí)，縮 短維荷時(shí)間不會(huì)明顯影響試樁結(jié)果， 是驗(yàn)收檢測(cè)中 較常用的試驗(yàn)方法。本文結(jié)合工程實(shí)踐，對(duì)巖溶地區(qū)同一條件的樁 基進(jìn)行快速法和慢速法靜載試驗(yàn)對(duì)比， 找出適用于 巖溶區(qū)域的快速法靜載試驗(yàn)的地區(qū)經(jīng)驗(yàn)， 提出在巖 溶地區(qū)使用快速維持荷載法的建議， 對(duì)類似區(qū)域的 樁基靜載試驗(yàn)有一定的參考價(jià)值。1 工程概況擬建場(chǎng)地自上而下各土層的工程地質(zhì)特征如下： 雜填土：雜色，干燥稍濕，松散稍密， 主要由建筑垃圾，生活垃圾及少量碎石回填而成， 硬質(zhì)物含量約占 60%。厚度 0.4-4.70m 。 粉質(zhì)粘土：黃褐色，稍濕，可塑，干強(qiáng)高度 中等，切面稍有光澤，韌性較差，無(wú)搖震反應(yīng)，含 20 30%礫石，礫石

8、粒徑 510mm。該層在場(chǎng)地內(nèi) 分布不均勻，分布厚度 0.5 17.20m。 粘土： 黃褐色 -紅褐色， 濕，可塑， 局部硬塑， 干強(qiáng)高度中等，切面稍有光澤，韌性中等，無(wú)搖震 反應(yīng)，含少量礫石，礫石粒徑 5 10mm。該層在場(chǎng) 地內(nèi)大面積分布，局部有缺失，分布厚度1.20 23.7m。 卵石：黃褐色，稍濕 濕，稍密，卵石主要為 石英巖，灰?guī)r，呈橢圓狀，含量50% 60%，粒徑20 50cm,個(gè)別大于 50cm。該層在場(chǎng)地內(nèi)分布局限， 分布厚度 0.80 12.70m。 中風(fēng)化石灰?guī)r：青灰色，節(jié)理裂隙極發(fā)育， 碎屑結(jié)構(gòu)，中厚層層狀構(gòu)造，有溶蝕現(xiàn)象，巖溶較 發(fā)育。巖芯呈碎塊狀， 短柱狀，柱狀，揭露

9、層厚 0.2 14.1m。2 試驗(yàn)方案本次選擇 3 個(gè)單體共 8 根基樁進(jìn)行靜載比對(duì)試 驗(yàn)。檢測(cè)點(diǎn)相關(guān)信息如下表。檢測(cè)點(diǎn)相關(guān)信息表 表 1圖1(3) 4240(kN)(4) 5300(kN)(5) 6360(kN)(6) 7420(kN)(7) 8480(kN)(8) 9540(kN)(9) 10600(kN)s-lgt 曲線圖 2 25#樓 -12# 點(diǎn) Q-s 及 s-lgt 曲線樓號(hào)樁號(hào)樁徑（ mm ）樁長(zhǎng) （米 ）設(shè)計(jì)單樁承 載力特征值Ra備注25#樓7#9006.055300kN慢速法12#5.73快速法26#13.56慢速法63#7.7快速法27#樓14#9007.65300kN慢

10、速法67#11.1快速法D3#車庫(kù)61#8006.774200kN慢速法80#12.48快速法3 試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)3.1 曲線特性差異分析0212042406360848010600Q(kN)lgt(min)(3) 4240(kN)(6) 7420(kN)(7) 8480(kN)(8) 9540(kN)(9) 10600(kN)Q-s 曲線s-lgt 曲線1001000(1) 2120(kN)(2) 3180(kN)(1) 2120(kN)(2) 3180(kN)(4) 5300(kN)(5) 6360(kN)25#樓-7#點(diǎn)Q-s及 s-lgt曲線lgt(min)1000Q(kN)lgt(min

11、)(1) 2120(kN)(2) 3180(kN)(3) 4240(kN)(4) 5300(kN)(5) 6360(kN)(6) 7420(kN)(7) 8480(kN)(8) 9540(kN)(9) 10600(kN)Q-s 曲線s-lgt 曲線lgt(min)(1) 2120(kN)(2) 3180(kN)(3) 4240(kN)(4) 5300(kN)(5) 6360(kN)(6) 7420(kN)(7) 8480(kN)(8) 9540(kN)(9) 10600(kN)s-lgt 曲線圖 4 25#樓 -63# 點(diǎn) Q-s 及 s-lgt 曲線圖 3 25#樓 -26# 點(diǎn) Q-s 及

12、 s-lgt 曲線根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)靜載曲線的對(duì)比，本次 8 組靜載試驗(yàn) 的 Q-s 曲線均為緩變型，快速維持荷載法與慢速維 持荷載法所得出的 Q-s 曲線和 s-lgt 曲線特征一致。 兩種試驗(yàn)方法所得到的 Q-s 曲線均反映出緩變型曲 線的基本特征： 比例界限 Qp，這時(shí)基樁處于彈性變 形階段，它是 Q-s 曲線上起始的擬直線段的終點(diǎn)所 對(duì)應(yīng)的荷載； 屈服荷載 Qy，這時(shí)基樁處于彈塑性變 形階段，它是 Q-s 曲線上曲率最大點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的荷載； 極限荷載 Qu，這時(shí)基樁處于塑性變形階段，它是 Q-s 曲線上某一極限位移 su 所對(duì)應(yīng)的荷載。兩者的 s-lgt 曲線均反映出在加荷不變的情況下，基樁沉降 隨

13、時(shí)間的變化。圖 5 27#樓-14#點(diǎn) Q-s 及 s-lgt 曲線1484 2968 4452 5936 7420Q-s 曲線Q(kN)(1) 2120(kN)(2) 3180(kN)(3) 4240(kN)(4) 5300(kN)54.0(5) 6360(kN)72.090.0s-lgt 曲線1000100(6) 7420(kN)lgt(min)圖 6 27#樓-67#點(diǎn) Q-s 及 s-lgt 曲線Q-s 曲線18.0101001000lgt(min)(1) 1680(kN)(2) 2520(kN)(3) 3360(kN)36.090.0s-lgt 曲線圖 7 D3#車庫(kù)-61#點(diǎn) Q-

14、s及 s-lgt曲線0 1680 3360 5040 6720 8400Q-s 曲線10.020.030.040.050.010000.0(1) 1680(kN)(2) 2520(kN)(3) 3360(kN)(4) 4200(kN)(5) 5040(kN)(6) 5880(kN)(7) 6720(kN)(8) 7560(kN)10100lgt(min)(9) 8400(kN)s-lgt 曲線圖 8 D3#車庫(kù)-80#點(diǎn) Q-s及 s-lgt曲線對(duì)本次載荷試驗(yàn)結(jié)果用以下兩種方法確定單樁豎 向抗壓極限承載力：(1) Q-s 法 此法是根據(jù)沉降隨荷載的變化特征確定單樁 豎向抗壓極限承載力。對(duì)于陡降

15、型 Q-s 曲線，取其 發(fā)生明顯陡降的起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載值。 對(duì)于緩變型 Q-s 曲線，宜根據(jù)樁頂總沉降量，對(duì)中大直徑樁， 取 s=0.05D ( D 為樁端直徑)對(duì)應(yīng)的荷載值。(2) s-lgt 法 此法是根據(jù)沉降隨時(shí)間的變化特征確定單樁 豎向抗壓極限承載力： 取 s-lgt 曲線尾部出現(xiàn)明顯向 下彎曲的前一級(jí)荷載為極限承載力。根據(jù)建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范 ( JGJ106-2014) 4.4.4 規(guī)定：“單樁豎向抗壓承載力特征值應(yīng)按單樁 豎向抗壓極限承載力的 50取值”據(jù)此，本場(chǎng)地 8 根基樁單樁豎向抗壓極限承載 力檢測(cè)值及特征值為25#-7#樁：Qu=10600kN，Ra=5800 kN ；

16、25#-12#樁： Qu=10600kN ， Ra=5800 kN； 25#-26#樁： Qu=10600kN ， Ra=5800 kN； 25#-63#樁： Qu=10600kN ， Ra=5800 kN； 27#-14#樁： Qu=4437kN ，Ra=2218 kN ； 27#-67#樁： Qu=5700kN ，Ra=2850 kN ； D3#-61#樁： Qu=4271 kN ， Ra=2135kN ； D3#-80#樁： Qu=8400 kN ，Ra=4200 kN；3.3 沉降值差異分析 建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范 JGJ106-2014 中對(duì) 慢速維持荷載法的相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為 “每一小時(shí)

17、內(nèi)的 樁頂沉降量不得超過(guò) 0.1mm，并連續(xù)出現(xiàn)兩次(從 分級(jí)荷載施加后的第 30min 開(kāi)始，按 1.5h 連續(xù)三次 每 30min 的沉降觀測(cè)值計(jì)算) ” 。對(duì)快速維持荷載 法的相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為 “最后 15min 的沉降增量小于 相鄰 15min 的沉降增量為止” 。在相同條件下，同 一荷載作用下， 慢速維持荷載法的樁頂沉降量必然 大于快速維持荷載法的樁頂沉降量。本次選取有代表性的基樁進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。 25# 樓受檢基樁單樁承載力均滿足設(shè)計(jì)要求；27#樓受檢基樁單樁承載力均不滿足設(shè)計(jì)要求； D3# 車庫(kù)采 用慢速維持荷載法的受檢基樁單樁承載力滿足設(shè) 計(jì)要求， 采用快速維持荷載法的受檢基樁單樁

18、承載 力不滿足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)靜載試驗(yàn)曲線分析， 25#樓 4根受檢基 樁的 Q-s曲線均為擬直線段，說(shuō)明樁的壓縮變形處 于近似彈性變形階段。通過(guò)對(duì)樁頂沉降量的分析， 25#樓2根采用慢速維持荷載法的基樁在承載力特 征值下的樁頂沉降平均值為 3.65mm ，極限承載力下 的樁頂沉降平均值為 5.77mm； 2根采用快速維持荷 載法的基樁在承載力特征值下的樁頂沉降平均值 為2.89mm ，極限承載力下的樁頂沉降平均值為3.2 極限承載力差異分析 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)及建 筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范 (JGJ106-2014)中的有關(guān)規(guī)定，5.65mm。可見(jiàn)， 兩者沉降值基本較接近， 沉降

19、差異 不大。(大連地區(qū)多以端承型的嵌巖樁為主，施工 質(zhì)量可靠性較高， 樁的沉降受荷載大小及樁所處的18.036.054.072.090.018.036.054.072.090.018.036.054.072.090.010.020.030.040.050.0壓縮變形階段控制，在滿足設(shè)計(jì)施工要求條件下， 樁處于近似彈性變形階段，采用快、慢速維持荷載 法均能如實(shí)反映樁在載荷作用下的變形特點(diǎn)，不會(huì) 影響承載力的判斷。 )27#樓 2根樁的 Q-s曲線雖基本仍為緩變型， 但已 經(jīng)出現(xiàn)塑性變形， 根據(jù)規(guī)范要求， 取 s=0.05D(此時(shí) 為45mm )對(duì)應(yīng)的荷載值為單樁豎向抗壓極限承載 力。因慢速維持荷載法的相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)較快速法嚴(yán) 格，在每級(jí)荷載作用下的樁頂沉降值均大于快速維 持荷載法，隨著荷載的增加，沉降增大的幅度也變 大，造成采用位移判定承載力時(shí)，快速維持荷載法 的承載力取值大于慢速維持荷載法。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，快速維持荷載法