試論樁基承載力的檢測
2015-06-30
樁基礎(chǔ)是常用的基礎(chǔ)形式之一，其應(yīng)用已有數(shù)百年的歷史。在工業(yè)與民用建筑、交通土建中均廣泛應(yīng)用，僅我國年均用樁量就有百萬根以上，費(fèi)用約占工程總造價(jià)的25%。
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在某些情況下，采用樁基可以大量減少施工現(xiàn)場的工作量和材料的消耗。但不管采用哪一種樁基礎(chǔ)，必須做一定數(shù)量的樁基載荷試驗(yàn)，以確定單樁極限承載力。
動荷載是指隨時(shí)間而變化的荷載，不一定是周期變化，也不一定是無規(guī)則、無規(guī)律變化的荷載，只要是隨時(shí)間變化而變化都屬于動荷載，例如有流入或流出水的水池。動荷載又包括震動荷載和沖擊荷載：如公路汽車荷載，機(jī)器設(shè)備振動荷載，波浪力，地震力和風(fēng)荷載。
一、樁基承載力的確定
樁基承載力由樁本身材料強(qiáng)度或巖土的支承力來決定。當(dāng)巖土的支承力很大時(shí)(如超長樁、支承在微風(fēng)化硬質(zhì)巖石上的樁等)，樁的承載力就由樁材料強(qiáng)度確定。一般情況下，則由土的支承力來控制。
我國《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定容許承載力取為Pu／2，就是按土的強(qiáng)度來控制。但是在規(guī)范的說明中闡明：根據(jù)靜載荷試驗(yàn)結(jié)果確定單樁承載力，歷來有各種不同的分析方法和處理意見。國內(nèi)外有關(guān)規(guī)范的規(guī)定也各不相同，但大體上可分為按強(qiáng)度控制和按變形控制兩大類。
二、動測技術(shù)分析
測定樁基承載力一般有兩類方法，靜荷載試驗(yàn)和動荷載試驗(yàn)。傳統(tǒng)的靜荷載試驗(yàn)，其加荷方式最接近工程實(shí)際的加荷情況，因此被認(rèn)為較為可靠的方法。但是，靜荷載試驗(yàn)曲線也會因試驗(yàn)條件不同而有所差異，使用者必須予以重視。動荷載試驗(yàn)就是用動力方法測定樁的靜承載力，它比靜荷載試驗(yàn)效率高，容易實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)承載力的概念，動力測定樁承載力的方法也可分兩大類。一類求樁的極限承載力，即模擬樁靜載試驗(yàn)曲線中的第三階段(破壞階段)。另一類動測方法是求樁的容許承載力，即模擬樁靜載試驗(yàn)曲線中的第一階段(直線變形階段)。
現(xiàn)有動測樁承載力的方法有很多種，大致分為兩類。一類是模擬P―S曲線第三階段的所謂大應(yīng)變方法，目前有錘擊貫入法、波動方程法、改進(jìn)的動力打樁公式、靜動法和偽靜力法等。另一類是模擬P―S曲線第一階段的所謂小應(yīng)變方法。用小應(yīng)變動測法確定樁承載力有動參數(shù)法、共振法、機(jī)械阻抗法、水電效應(yīng)法和球擊法等，基本上可以分為穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)兩種方式激振。由于激振力較小，樁土均處于彈性變形狀態(tài)，因此基本上都是通過現(xiàn)場刪定樁土體系的動剛度來推算樁的容許承載的(水電效應(yīng)法除外)。
樁基在側(cè)向土體運(yùn)動條件下的響應(yīng)特性，而且常要設(shè)計(jì)抗滑樁以加固不穩(wěn)定、不安全的邊坡或阻止有可能坍滑的山體。在很多工程實(shí)例中，如橋梁基礎(chǔ)、工業(yè)廠房建筑，常常由于堆載、超載引起地面下沉，工程樁常常在土層側(cè)向位移的作用下工作，導(dǎo)致樁體彎矩和撓度過大，使相鄰樁基產(chǎn)生水平偏位，從而引起上部橋梁及工業(yè)廠房等結(jié)構(gòu)功能失效或引發(fā)事故。
