摘要：通过对某工程复合地基增强体单桩竖向抗压静载试验结果的分析，论述单桩竖向抗压静载试验对确定复合地基增强体单桩竖向承载力特征值的作用。
关键词：单桩竖向抗压静载试验；复合地基；增强体；单桩竖向承载力特征值
复合地基增强体单桩竖向承载力一般由勘察单位在勘察阶段通过现场原位测试、室内土工试验，根据地基岩土的物理力学指标与承载力参数等经验估算所得。但由于天然岩土地基的复杂多变，估算值与实测值常存在较大的误差。
单桩竖向抗压静载试验是指将竖向荷载均匀的传至建筑物基桩上，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-lgt等关系曲线，然后根据曲线及相关规范确定单桩竖向抗压承载力特征值。
1工程概况
某住宅小区内的一栋26层建筑，建筑面积10149.4m2，采用框架剪力墙结构，设有一层地下室。主要地层分布为：
（1）杂填土层：褐黄色，稍湿，松散状，主要成份为粘粒、粉粒，含较多硬质建筑垃圾。
（2）第四系坡残积粉质黏土层：褐黄色、浅黄色，硬塑状，局部可塑状，主要成份为黏粒、粉粒。
（3）第四系坡残积粉质黏土层：浅黄色，可塑状，主要成份为黏粒、粉粒。
（4）石炭系中风化灰岩层：灰～深灰色，隐晶质结构，薄层状构造，裂隙发育，岩芯破碎，呈碎块状为主，主要成份为方解石、少量泥炭质物。
（5）石炭系微风化灰岩层：灰～深灰色，隐晶质结构，中厚层状构造，裂隙稍发育，岩芯完整，呈短柱状，主要成份为方解石、少量泥炭质物。
待地下室基坑开挖完毕后，杂填土被完全清除，剩余粉质黏土厚度约5～6m，其下为中风化灰岩。
业主为充分利用了天然地基土的承载力，保证工程进度，提议设计单位采用复合地基+筏形基础的基础形式。设计单位根据勘察单位提供的岩土工程勘察报告内中风化灰岩端阻力特征值（1200kPa）进行校核，无法满足地基承载力要求，并提出增强体的单桩竖向承载力特征值需达到2000kN可采用该基础形式且较为经济。
最终，经参建各方开会研究，在结合当地经验的基础上，认为中风化灰岩层的端阻力存有富余。为能给设计单位提供设计依据，决定采用单桩竖向抗压静载试验确定增强体单桩竖向承载力特征值。增强体采用C25混凝土灌注桩，桩径800mm，以中风化灰岩作为持力层。试验采用慢速维持荷载法，试验桩数量为3根。
2单桩竖向抗压静载试验技术要求
2.1检测过程要求
（1）加载反力装置能提供的反力不得小于最大试验荷载的1.2倍，最大试验荷载不应小于设计要求的单桩竖向抗压承载力特征值的2.0倍。
（2）由于桩径大于500mm，应在其两个方向对称安置4个位移测量仪表。
（3）试验荷载分10级施加，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沉降量的5倍；
②某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到稳定标准；
③当达不到极限荷载，已达到最大试验荷载，桩顶沉降速率达到相对稳定标准。
2.2单桩竖向抗压极限承载力的确定
（1）根据沉降随荷载变化的特征确定：对于陡降型Q-s曲线，取其发生明显陡降的起始点所对应的荷载值。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（2）根据沉降随时间变化的特征确定：取s-lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值。
（3）出现2.1条第②款情况，取前一级荷载值。
（4）出现2.1条第③款情况，取大于等于最大试验荷载。
参加统计的试桩，当满足其极差不超过平均值的30%时，可取其平均值为单桩极限承载力。
2.3单桩竖向承载力特征值的确定
将单桩竖向抗压极限承载力除以安全系数2，为单桩承载力特征值。
3试验结果
1#试验桩最大荷载4000kN，总沉降量为3.94mm，沉降不大，Q-s曲线无明显陡降段，s-lgt曲线无明显向下弯曲现象，呈平缓规则排列，各级荷载沉降均达相对稳定标准。根据规范判断，该桩极限承载力值大于等于4000kN。
2#试验桩最大荷载4000kN，总沉降量为7.60mm，沉降不大，Q-s曲线无明显陡降段，s-lgt曲线无明显向下弯曲现象，呈平缓规则排列，各级荷载沉降均达相对稳定标准。根据规范判断，该桩极限承载力值大于等于4000kN。
3#试验桩最大荷载4000kN，总沉降量为3.74mm，沉降不大，Q-s曲线无明显陡降段，s-lgt曲线无明显向下弯曲现象，呈平缓规则排列，各级荷载沉降均达相对稳定标准。根据规范判断，该桩极限承载力值大于等于4000kN。
综上所述，本次增强体单桩竖向抗压极限承载力值大于等于4000kN，单桩竖向承载力特征值大于等于2000kN，达到设计要求。
4差异分析
根据现场试验结果，试验实测的增强体单桩竖向承载力特征值远高于按勘察报告提供端阻计算所得的承载力特征值。此差异分析如下：
（1）人为损伤
勘察期间，受钻机钻头的影响，中风化岩石易沿节理裂隙和软弱结构面破坏形成岩块，并在岩块内部形成损伤。在进行室内试验时，损伤处影响了岩石中的应力传递，产生应力集中，导致实验结果比实际试验要小。
（2）受力状态的改变
室内试验，岩块处于单向应力状态。对于破碎的岩块，可以通过点荷载试验测得岩石强度指标，进而换算成岩石单轴抗压强度。而在实际工程中，与周围岩体整体胶结在一起，处于三向应力状态，在承受外力时，岩石内节理裂隙和软弱结构面的发展受到周围岩体的制约，致使其抗压强度远高于室内试验。
5结束语
复合地基增强体单桩竖向承载力主要取决于地基岩土的物理力学性能，而天然岩土地基的复杂多变，单桩竖向抗压静载试验能较准确的确定复合地基增强体竖向承载力特征值，为设计提供了可靠的依据，为业主赢得了时间，为后续的施工验收及工程质量管理提供有力的指导，消除工程隐患，保证建筑工程质量。
参考文献：
[1]建筑地基处理技术规范：JGJ 79-2012[S].
[2]建筑地基基础设计规范：GB 50007-2011[S].
[3]岩土工程勘察规范：GB 50021-2001[S].
[4]张东刚.刚性桩复合地基增强体强度设计分析[J].建筑科学，2014，30（3）：13-21.
[5]焦志武，文石命.竖向增强体复合地基检验方法的探讨[J].山西建筑，2014，40（12）：95-96.
[6]何沛田，张秀明.三向应力状态下工程岩体结构面的力学特性研究[J].岩石力学与工程学报，2001，20（增）：1734-1739.
论文作者:余浩
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/11
标签：承载力论文; 荷载论文; 特征值论文; 地基论文; 抗压论文; 曲线论文; 岩土论文; 《基层建设》2019年第23期论文;