基桩静载试验中的卸载观测基桩静载试验中,卸载回弹观测的意义往往为大家所忽略。事实上,通过试桩回弹数据分析,不仅可以丰富对试桩结果的全面分析,而且有助于更深入了解试桩的工作性状。卸载试验可以对试桩过程进行校核,是加载试验的有益补充。下面举两个例子:某试桩,试桩Q~s曲线如图所示。试桩结果显示卸载后桩身回弹率126.1%,这是不符合最基本常识的。经分析原因是,试验过程中测量桩身沉降观测并不是基于一个稳定的基准点,而是以被检桩附近的原状地面为基准,由于压桩导致附近地面下沉,以致检测桩出现残余沉降量是负值的假象。某工程在坑底试桩,试验时基准梁固定于基准桩上且将其一端打入基坑边的土中,另一端则压上枕木防止其移动,磁性表座安装在基准梁上,位移传感器测点在桩上。测试经常发现70%以上的试桩回弹率超过90%或接近100%的情况。如上图所示。经现场察看,发现问题出在基准梁安装不规范上,基准梁一端插入基坑侧壁土中,堆载平台的变形直接作用到基准梁上造成基准梁的下沉;另一端又压了一根枕木,因该地区地下水十分丰富,基坑中有大量水,地基土较软,基准梁长期受压后缓慢下沉,基准梁的沉降相当于基桩的上拔,且时间越长,基准梁的沉降越大,桩的沉降较小时,则易出现回弹现象,且实测沉降量偏小。 上面两个实例,如果不是通过卸载试验回弹率过高发现沉降量测中存在异常,单纯依靠加载试验很难发现试验过程中存在什么问题,而这将直接导致试验结果的偏差。因此,卸载绝不是可有可无的鸡肋,而是实在在的需要,在实际工作中应引起重视。实际工作中经常出现这样的情形,一旦发现极限荷载达不到设计要求的桩承载力,就立即停止试验,根本不进行卸载试验。如上图所示。在这种情况下,仍然应该继续进行卸荷,通过卸荷曲线形状判断试验是岩土破坏还是桩身破坏。一般情况下,卸荷曲线比较顺滑的是岩土抗力破坏,否则极有可能就是桩身破坏。基桩静载试验的回弹率=回弹值/桩顶总沉降量X100%,也是静载试验中判断试桩性能的指标。回弹率较高,表明桩的可回复变形较大,在相应的荷载作用下偏于安全。反之,则相反。但设计试桩和验收试桩加载要求不同,卸载试验的结果也不同,如上表所示。大多数情况下,不能简单地将验收试桩的试验结果作为基桩承载性能分析的依据。只有进行了完整的极限承载力加载-卸载循环的试桩的Q~s及回弹曲线才是进行桩基承载力分析的依据。深圳某场地的PHC-AB500(125)预应力高强混凝土管桩静载Q-s数据,共36根静压桩,桩长11.62~28.12 m,0~4400 kN共十级加载荷载等级(其中第一级荷载为分级荷载440 kN的两倍),4400 kN共五级卸载荷载。上图是该场地36根试桩的Q-s曲线,从中看出,由于最终荷载作用下桩顶沉降很小,远没有达到极限荷载时所需要的位移值,因此卸载试验的回弹率都较大,大部分位于68.6%~96.7%之间,桩基以弹性变形为主,承载力还有较大的安全储备。以这样的低荷载水平试桩曲线来进行基桩受力性状分析,理论和实际意义都不大。就像试图以120km/h运行时汽车的表现来评价最高时速280km/h汽车的性能一样。另一方面,这也绝不是值得炫耀的资本,而正是需要反思的所在。桩基如果不以合理地发挥其承载潜能为指归,一味地以追求安全为目的,那试桩的意义又何在呢?
4、回弹率的合理范围
回弹率受诸多因素的制约,是一个极其复杂的参数,并没有统一的标准,也不是约束指标。一般情况下,设计试桩的回弹率小于验收试桩。根据大量试桩结果的统计分析,极限荷载试桩条件下回弹率大体有这样一些特点:- 对于一般的摩擦型桩,在常规加载条件下,回弹率通常在20%~40%之间。若回弹率过高(如超过50%),可能表明桩侧土摩阻力参数过于保守,或桩身存在弹性变形未充分释放;若回弹率过低(如低于10%),可能提示桩侧土塑性变形较大或桩身存在缺陷。
- 对于端承桩,由于桩端阻力占主导,回弹率可能相对较高,一般在30%~50%之间。若桩端嵌入稳定岩层,回弹率可能接近50%甚至更高,反映桩端岩层的弹性恢复能力。
- 对于后注浆桩,由于后注浆处理可提高桩侧摩阻力和桩端阻力,回弹率可能提升至40%~60%,具体取决于注浆效果和地质条件。
5、结语
卸载观测是基桩静载试验的重要组成部分,在实际试验过程中,要严格按照规范的要求进行卸载试验,确保试桩的完整性、有效性和科学性。