(摘要基樁靜載試驗對於岩土工作者來說並不陌生，但試驗過程中存在的眾多實際問題大家未必了解，為此作者根據自己多年的親身體會和經驗，結合現行規範標準，對載荷試驗相關的熱點問題進行了分析討論，以企引起大家的關注。
關鍵詞基樁靜載試驗相關問題討論
一、引言
在土木建築工程中，樁基礎作為深基礎（還有沉井、地下連續牆等）的一種，其應用歷史最長也最廣。樁基礎簡稱樁基，由承臺和埋在土中的樁組成。樁基礎可由單根樁構成，稱作單樁基礎，多數情況下樁基礎形式為多樁組成的群樁基礎。
樁實質上是埋置於土中的受力桿件，一般用來承受軸向（豎向）壓力或上拔力，有時可用來承受水平力，或承受豎向、水平力的綜合作用，因此樁的承載力試驗也分為抗壓承載力試驗、抗拔承載力試驗、水平承載力試驗等。本文重點分析工程上最常見的基樁豎向抗壓靜載試驗，並對試驗中的相關問題進行討論。
二、樁的承載性狀分類
談到樁的載荷試驗，不能不了解樁的承載性狀，為此按樁的承載性狀進行如下分類：
1、摩擦型樁：樁頂豎向荷載全部或主要由側阻力承擔的樁。根據樁側阻力分擔荷載的大小，摩擦型樁可分為摩擦樁和端承摩擦樁兩類。
摩擦樁：樁頂豎向荷載幾乎全部由樁側阻力承擔，樁端軸力相比之下可以忽略。常見的該承載型別的樁有：
深厚軟土層中的樁（樁端無較硬持力層）；樁的長徑比很大（例如l/d＞50）的樁；樁底沉澱較厚的樁（即使樁端持力層堅硬）等。
端承摩擦樁：樁頂豎向荷載大部分由樁側阻力承受，小部分由樁端阻力承擔的樁。這種型別的樁實際工程較常見。
例如當樁的長徑比不很大，樁端持力層為硬的粘性土或砂類土，這時，樁除側阻力外還有一定的端阻力。
2、端承型樁：樁頂豎向荷載全部或主要由樁端阻力承擔的樁。根據樁端阻力發揮的程度和分擔荷載的比例，端承型樁可分為端承樁和摩擦端承樁兩類。
端承樁：樁頂豎向荷載由樁端阻力承擔的樁。北方（如石家莊地區）常見的長徑比較小（小於10）的擴底灌注樁即屬於該型別；另外樁底嵌入基岩的短樁也屬於典型的端承樁。
摩擦端承樁：樁頂豎向荷載主要由樁端阻力承擔，小部分由樁側阻力承擔的樁。例如長徑比並不是很小的擴底灌注樁即屬於此型別。
三、樁的豎向承載力的確定方法
樁基承載力取決於樁周土對樁的支撐力和樁身結構承載力。這裡涉及到兩個概念，即樁的豎向承載力特徵值和單樁豎向極限承載力。樁的豎向承載力特徵值是新規範的概念，對於建築地基來說承載力特徵值由載荷試驗曲線形態和允許變形綜合確定（因素1：
曲線的線性段，因素2:允許變形），而對於樁則取決於樁的豎向極限承載力（見地基基礎設計規範gb50007-2002的第138頁）。顯然要確定樁的豎向承載力特徵值，樁的豎向載荷試驗應確保載入量達到或超過樁的豎向極限承載力（用於工程樁的驗證性試驗則可靈活掌握）。
樁的豎向承載力特徵值的確定方法，在新地基基礎設計規範的8.5.5中有規定，大體上分為三種：
直接試驗法（原型樁載荷試驗）、間接試驗法（觸探法、標貫法、岩基或深層載荷試驗等）、經驗計算法。顯然三種方法能夠直接得到樁的荷載和變形特徵的是直接試驗法，其它方法儘管能間接判定樁的承載力，但樁的實際變形特徵並不能直接得到。實際工程中應該重視這一問題。
討論問題1：深層載荷試驗能否完全取代樁的載荷試驗？
討論：儘管規範上明確表示對持力層較密實、單樁承載力很高的大直徑端承型樁，可採用深層平板載荷試驗確定樁端土的承載力特徵值，但是樁的承載力並不僅僅取決於樁周地層，樁的施工工藝也是決定樁的承載力的至關重要的乙個因素（例如鑽孔灌注樁，樁底沉澱是影響樁承載力的重要因素之一），如果僅僅通過判定樁端土的承載力就簡單地得出樁的承載力結果，顯然要冒一定的風險。另外，對於沉降敏感的建築物，樁的沉降和沉降差也是判定樁的承載力能否滿足要求的重要因素，不通過直接試驗法，如何對樁的沉降和沉降差得出明確結論呢？
討論問題2：樁的豎向載荷試驗其載入量要否考慮樁身強度因素？
討論：樁的極限承載力的出現分兩種情況，一種是樁周土的破壞（包括大的變形），另一種是樁身的破壞。能否僅僅根據樁的載荷試驗得到的極限承載力直接確定樁的承載力特徵值，是值得商榷的，原因是某些樁的實際樁身強度可能遠大於設計強度，對於採用實際強度確定承載力的情況可能造成樁的承載力被誇大而喪失代表性。
因此，樁的豎向載荷試驗其載入量（尤其在試樁階段）不應超過樁的設計強度決定的極限承載力，如果樁的極限承載力已經超過按照樁身設計強度確定的極限承載力，則應重新換算現樁身強度，進行相應設計調整，否則提交的試驗結果是不合理的，容易為工程埋下隱患。（相關規範條文見地基基礎設計規範8.5.
9款）四、樁的豎向抗壓載荷試驗可依據的最新標準
現行較新的涉及樁的豎向抗壓載荷試驗的國家和行業標準有：
1、《建築地基基礎設計規範》gb50007-2002
2、《建築基樁檢測技術規範》jgj106-2003
3、《建築樁基技術規範》jgj94-94
討論問題：現行規範標準對樁的豎向抗壓載荷試驗的規定是否統一？
討論：1、2規範中均採用了最新的概念，如承載力特徵值等，但有些內容也是不盡相同的，例如規範1中對堆載法施加於地基的壓應力不應超過地基承載力特徵值，而規範2規定堆載法施加於地基的壓應力不超過地基承載力特徵值的1.5倍，二者規定的不同對於堆載法的實施可產生較明顯的差異。
對於樁的承載力的確定方法，3部規範也有一定的差別，規範2對大直徑樁規定了採用相對沉降的方法確定樁的極限承載力，但1規範並無此規定。另外對於試驗終止條件的判定也有不同的規定（如2規範有末級沉降大於前級沉降5倍的規定，而1規範則無），且每部規範都有其特點。鑑於現行的標準規定有一定的差異，試驗時除結合具體的工程要求採用相應的標準外，也可將3部標準結合起來使用，使試驗和分析過程更加合理。
五、樁的豎向抗壓載荷試驗試驗過程應注意的幾個問題
樁的載荷試驗實施過程並不難，主要有以下值得注意的問題：
1、裝置安裝
a、沉降觀測儀表的安裝位置應在樁頂平面以下20～50cm，儀表應對稱排布並位於同一水平面。
討論問題：沉降觀測儀表能否安裝在樁頂平面以上的千斤頂或其它傳力部件上？
討論：答案是否定的。大家都知道在樁頂施加荷載後樁頂平面及其上下兩側一定範圍內是應力的主要集中區域，在該區域屬於不穩定區域，樁身或傳力部件的側向位移甚至樁身的區域性表面裂隙將對沉降觀測結果產生明顯影響，有時可導致試驗結果的錯誤！
這一點必須引起足夠重視。
b、堆載法載荷試驗基準樁（梁）與壓重平台內邊緣的距離應大於2m，規範2甚至規定不小於4d。堆載荷重施加於地基的壓應力不應超過地基承載力特徵值（規範2規定不小於1.5倍地基承載力特徵值，堆載難度明顯降低）。
討論問題：堆載法實施的主要難度是什麼？
討論：許多人認為，堆載法的主要難度是荷重的大小，其實荷重的大小只是堆載難度體現的一方面，有時甚至是次要的方面，而如何滿足規範中對於基準樁和堆載區地基承載力的要求才是堆載法最難解決的問題。試舉一例：
樁徑1m，樁周地基承載力特徵值100kpa，堆載荷重10000kn，堆載裝置尺寸10m×10m，則堆載後作用於地基的合理有效面積為100-4×4×3.14=49.8（m2），折合到地基上的最大應力為10000/49.
8=201（kpa），顯然地基承載力無法滿足，此種情況下，地基可承受的最大堆載荷重依據規範2計算為：49.8×150=7470（kpa）。
如果按照規範1計算地基可承受的最大堆載荷重僅為：49.8×100=4980（kpa）。
那是否可不嚴格執行規範上的這些規定呢？顯然，規範作這些限制主要考慮到試驗資料的可靠性，如果不考慮地基承載力因素，也不考慮基準樁與堆載支座的水平距離，那麼作用在地基上的堆載應力一旦造成地基破壞或產生大的側向擠出，而基準樁如果靠近地基破壞區，那對試驗結果是否帶來影響就可想而知了！
2、觀測
有些單位在作樁的載荷試驗時依然採用傳統的人工加荷、人工觀測的方法，這在觀測人員責任心強、經驗豐富的情況下也無可厚非。但是載荷試驗的觀測過程尤其是每級荷載的穩定過程需要按規定進行準確的記錄，而採用人工的辦法準確地完成這一過程是有一定困難的，即使能夠完成記錄，記錄的真實性和準確性都存在一定疑問。為此，在樁的豎向抗壓載荷試驗中，應該提倡採用全自動電腦控制的加荷觀測方式，實踐證明，如此可大幅度提高試驗成果的質量，尤其對於研究樁在荷載施加過程中的性狀，提供了最值得信賴的資料。
問題討論：為什麼提倡採用全自動試驗裝置進行單樁豎向抗壓載荷試驗？
討論：大家都知道，一般情況下每級荷載作用下，樁的變形主要發生在載入後的1～2小時內，在穩荷過程中發生的沉降只佔一小部分，因此在加荷後的第1小時內，穩荷精度很重要，如果採用人工穩荷難度很大（穩荷速度慢，精度低），而採用機器自動穩荷則很容易控制，這也就是我們推崇採用全自動試驗裝置進行單樁豎向抗壓載荷試驗的主要原因。
3、解除安裝觀測的重要性
規範中只提到了解除安裝方法，卻並沒有說明解除安裝資料如何利用，有關解除安裝資料利用的文獻相對也較少。許多單位甚至在試驗時省略了解除安裝觀測，認為解除安裝無用的大有人在！事實上解除安裝觀測對於正確判斷樁在荷載作用下工作性狀非常重要，我們都知道樁的變形分幾個階段：
近似彈性、彈塑性、塑性。在荷載作用下，樁的變形究竟處於哪個階段，僅從沉降變形上觀察是不完全的，因為從沉降變形上是很難發現樁的彈性變形的，樁的彈性變形只能從解除安裝回彈上進行觀測，一根樁在某級荷載下引起的變形究竟是彈性變形佔主要還是塑性變形佔主要，實施解除安裝便可一目了然！
問題討論：缺少解除安裝資料及其分析的單樁豎向抗壓載荷試驗是否完整？
討論：答案肯定是不完整的。樁在荷載下的變形性狀需要一次完整的加、解除安裝過程才能掌握。
解除安裝獲得的直接引數是回彈率，解除安裝曲線的形態也可部分反映出樁的承載性狀，因此通過解除安裝資料分析可使載荷試驗結果更完整。
4、試驗過程的安全性問題
安全問題包括反力裝置的安全、傳力裝置的安全、安裝過程的安全、用電的安全等。這裡主要談傳力裝置中液壓系統的安全。規範2在4.
2.3條規定「試驗用壓力表、油幫浦、油管在最大載入時的壓力不應超過規定工作壓力的80%」，此項規定對於實際試驗工作的安全提供了保證，應該嚴格遵照執行。
問題：如何對載荷試驗油壓系統的安全出力作出估算？
討論：一般國產千斤頂在額定出力情況下的最大油壓是已知的，例如上海江南機械廠出的ｑｗ型３２０噸千斤頂在額定出力時的油壓為７０.７ｍｐａ，如果按照其額定出力使用，則與其配套使用的壓力表、油幫浦、油管的額定工作壓力應高於相反，如果已知併聯千斤頂數目和型號及配套系統的最小額定壓力，例如千斤頂４臺ｑｗ３２０、壓力表１００ｍｐａ、油幫浦８０ｍｐａ、油管６０ｍｐａ，則最小額定壓力為６０ｍｐａ，根據配套系統的最小額定壓力可換算出千斤頂的最大出力，在本例條件下就是噸），由此得出的是符合規範規定的安全要求的油壓系統最大出力，而簡單地將千斤頂進行合計出力得出噸）的做法是非常危險的―――甚至要付出生命的代價！
六、結語
以上重點對載荷試驗過程中存在的眾多問題進行了彙總和分析討論，以企引起大家對載荷試驗過程的關注，其中的看法可能存在不成熟之處，熱切希望同行、專家批評指正！
單樁豎向抗壓靜載試驗檢測報告範本
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弋陽縣單樁靜載試驗檢測方案附件
堆載情況說明 1 樁徑為900mm，最大載入量3600kn，堆載量為4600kn，裝置採用2根9.5m 0.63m 的主梁，輔梁採用9.5m排梁12組，組成檯面面積9.5 9.5 90.25m2 使用1.5t m3砂約307m3,臺面上按台體堆載頂面面積8.5 8.5 72.25m2高度3.79m。...