迟伟
本溪钢铁（集团）工程质量检测有限公司
摘要：静载试验法是目前公认的检测单桩竖向抗压极限承载力方法 ，静载试验是最可靠、最直接的试验方法，本文介绍北方恒达物流园桩基础采用低应变法和堆载法对桩基础进行试验，用反射波法检测桩基础桩身完整性和质量，通过对桩施加持续荷载，记录荷载、位移与时间的关系，从而确定桩的承载力。同时对北方在低温环境下如何进行静荷载试验给出意见。
关键词：低应变法、桩身完整性、静载试验；单桩承载力；极限荷载；检测
前言
桩基础是历史悠久、应用广泛的一种基础形式，在距今12000历史的智力古文化遗址中就已经发现了桩的雏形。我国从50年代开始生产预制钢筋混凝土桩。
1、工程概况
北方恒达物流园项目位于桥北工业园，桩基础采用预制钢筋混凝土方桩。桩总数为1206根，桩径为400mm×400mm，桩长6m-11m，桩基承载力特征值为640KN，桩端持力层为卵石层。
2、场地工程地质条件
根据委托单位提供的有本钢设计院有限责任公司提供的地勘报告《北方恒达物流园工程岩土工程勘察报告》本场区勘察深度范围内，地基土自上而下分为如下18层：（介绍到卵石层）
①层杂填土、②层耕土、③层粉质粘土、④层含砂粉质粘土、④-1层含角砾质粘土、⑤层含碎石粉质粘土、⑤-1层碎石、⑥层细砂、⑦层粗砂、⑧层含卵石粗砂、⑨层圆砾、⑩层卵石（稍密）。
3、试验方法
3-1低应变动测法检测桩身完整性和质量
低应变动测方法采用反射波法检测桩基础桩身完整性和质量，执行标准为《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2014，使用仪器为RS—1616W(L)桩基动测仪，基本原理如下：
反射波法是建立在一维波动理论基础上，将桩假设为一维弹性连续杆，在桩身顶部进行竖向激振产生弹性波，弹性波沿着桩身向下传播，当桩身存在明显差异的界面（如桩底、断桩和严重离析等）或桩身截面积变化（如缩径或扩径）部位，波阻抗将发生变化，产生反射波，通过安装在桩顶的传感器接收反射信号，对接收的反射信号进行放大、滤波和数据处理，可以识别来自桩身不同部位的反射信息。利用波在桩体内传播时纵波波速、桩长与反射时间之间的对应关系，通过对反射信息的分析计算，判断桩身混凝土的完整性及根据平均波速校核桩的实际长度，判定桩身缺陷程度及位置。
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式中：X--桩身缺陷至传感器安装点的距离（m）
△tx--速度波第一峰与缺陷反射波峰间的时间差（ms）
C--桩身波速（m/s），无法确定时用Cm替代
△f1--幅频曲线上缺陷相邻谐振峰间的频差（Hz）
3-2静载荷试验法（慢速维持荷载法）检测单桩竖向抗压承载力
单桩竖向抗压静载试验的基本原理：单桩竖向抗压静载试验，是一种原位测试方法，执行《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2014等规范标准，其基本原理是将竖向荷载均匀的传至基桩上，通过实测单桩在不同荷载作用下的桩顶沉降，得到静载试验的Q-S 曲线及S-lg t等辅助曲线，然后根据曲线推求单桩竖向抗压承载力极限值和特征值等参数。
试验加、卸载方式应符合下列规定：
①加载应分级进行，且采用逐级等量加载；分级荷载宜为最大加载值或预估极限承载力的1/10；
②卸载应分级进行，每级卸载量宜取加载时分级荷载的2倍，且应逐级等量卸载。
慢速维持荷载法试验应符合下列规定：
①每级荷载施加后，应分别按第5min、15min、30min、45min、60min测读桩顶沉降量，以后每隔30min测读一次桩顶沉降量；
②桩沉降相对稳定标准：每一小时内的桩顶沉降量不得超过0.1mm，并连续出现两次；
③当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时，可施加下一级荷载；
当出现下列情况之一时，可终止加载：
①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；
②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2倍，且经过24h尚未达到相对稳定标准；
③已达到设计要求的最大加载值且桩顶沉降达到相对稳定标准。
4、本工程桩基检测方案确定
试验采用慢速维持荷载静载试验方法，采用1台500吨千斤顶加荷，配100MPa标准压力表测压，用压重平台组成反力系统，用4块50mm量程百分表观测试桩的沉降；按照设计图纸及规范标准要求，加载量不应小于设计要求的单桩承载力特征值的2.0倍，设计给定单桩竖向抗压承载力特征值≥640kN，检测时单桩竖向抗压极限承载力≥1280kN，桩基础单桩竖向承载力加载极限值为1300kN，加荷分为10级。
5检测结果
本次共对12根桩基础进行了静载检测，下面以加工中心的26#桩基础数据作为研究对象：
详细数据见（表1）
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中心26#桩静载荷试验结果分析：
表1
26#试桩终载时未达到极限状态，取终载的1/2为单桩承载力特征值（Ra），则Ra为640kN，其对应的沉降量为8.82mm；
6、检测中遇到的问题
因为检测时间是在冬季，当时平均温度在零下20℃左右，检测初期遇到了极大的困难，当时气温过低造成油压千斤顶无法正常使用。通过分析得出结论，液压油无法在零下20℃下进行工作。在得出分析结果后，第一次的解决方案是对检测环境进行封闭，在内部进行局部升温（见图2、3）。但因为条件有限，所产生的效果并不显著。千斤顶及油泵的温度并没有达到可工作的温度条件。如果想继续试验只能对液压油进行更换，但是普通液压油根本无法满足当时的气温要求，最后通过查阅资料发现航空液压油可以抵御低温，它可以在零下40℃的环境正常工作。随后对千斤顶和油泵的液压油进行了更换，在把普通液压油更换成航空液压油后千斤顶和油泵可以正常工作，桩基检测试验可以继续进行。
7、结语
通过本次试验得出，所检测的桩基础桩身质量完好、承载力符合设计要求，可以使用。
在北方的冬季想进行静荷载试验是具有一定困难的，普通液压油是无法满足低温环境工作的要求，只有选择在低温环境下可以正常工作的液压油才可以进行静荷载试验。
参考文献
1、《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2014
2、陈凡、徐天平主编 《桩基质量检测技术》中国建筑工业出版社
3、《北方恒达物流园工程岩土勘察报告》