一、概述
受廣州市建筑科學(xué)研究院委托，我公司承擔(dān)了嘉仕花園四根挖孔灌注樁樁身應(yīng)變測(cè)試及分析工作，以便確定垂直靜載條件下，摩阻力沿樁身分布曲線以及各級(jí)荷載下總摩阻力和端阻力的比值，并評(píng)價(jià)樁身質(zhì)量。測(cè)試儀為瑞士Solexperts公司生產(chǎn)的滑動(dòng)測(cè)微計(jì)。
四根樁的主要設(shè)計(jì)參數(shù)如表一，基巖地質(zhì)條件較單一，除上部1-2m有粉土及粉質(zhì)粘土外，主要由強(qiáng)風(fēng)化和中微風(fēng)化泥巖組成。挖孔過(guò)程中，孔壁用約為15cm的混凝土護(hù)壁，因此實(shí)際樁徑應(yīng)為1.5m、1.7m。
表一、試樁主要設(shè)計(jì)參數(shù)
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編號(hào)
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樁徑(m)
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樁長(zhǎng)(m)
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樁帽(m2)
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混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)
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試驗(yàn)荷載(kN)
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17
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1.2
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20.5
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1.8×1.8
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C30
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18000（加荷至19000）
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28
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1.2
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1.8×1.8
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C30
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18000（加荷至19000）
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43
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1.2
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21.0
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1.8×1.8
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C30
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19000（加荷至19000）
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54
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1.4
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C30
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20000（加荷至21000）
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5月14-20日，制樁時(shí)在四根試樁的鋼筋籠內(nèi)安裝了總計(jì)168個(gè)滑動(dòng)測(cè)微計(jì)測(cè)環(huán)和168m套管，安裝質(zhì)量好，除43樁測(cè)管由于吊裝時(shí)鋼筋籠彎曲受損外，其余均正常，受損處經(jīng)修補(bǔ)對(duì)測(cè)量無(wú)影響。8月8日開(kāi)始試樁，采用堆載法加載，1×1×2m3混凝土作為堆載體。由于28號(hào)樁二條測(cè)管連線方向與堆載體系不協(xié)調(diào)，因而放棄了滑動(dòng)測(cè)微計(jì)測(cè)試；此外54號(hào)樁原計(jì)劃加載18000kN，采用二根主梁，后增至20000kN，必須采用三根主梁，其中一根必定將測(cè)孔蓋住，無(wú)法進(jìn)行測(cè)試。
二、測(cè)試方法
本次測(cè)試采用線法測(cè)量原理及相應(yīng)的便攜式應(yīng)變儀—滑動(dòng)測(cè)微計(jì)，此方法適用于各種樁型的應(yīng)變測(cè)試，國(guó)內(nèi)曾用于鋼管樁、預(yù)制樁、鉆孔或挖孔灌注樁、鉆孔壓漿樁，均取得了非常滿意的結(jié)果。詳情請(qǐng)參閱歐美大地儀器設(shè)備有限公司有關(guān)資料及“巖土工程界”第三卷第七期“巖土工程應(yīng)變監(jiān)測(cè)中的線法原理及便攜式系列儀器（一）”2000.7。
三、測(cè)試數(shù)據(jù)分析
圖1及圖7為二根試樁實(shí)測(cè)應(yīng)變曲線，從二組曲線可看出如下規(guī)律：
1、 除樁43第6m處應(yīng)變偏小及17m應(yīng)變偏大外，二根樁的實(shí)測(cè)應(yīng)變曲線沒(méi)有突變點(diǎn)，表明樁身質(zhì)量較均勻，完整性較好，6m處應(yīng)變偏小可能由于該點(diǎn)處于強(qiáng)、中風(fēng)化巖層交界處，強(qiáng)風(fēng)化層可能有局部超挖，樁身實(shí)際截面較大，而17m處應(yīng)變偏大則可能是局部混凝土質(zhì)量較差。
2、 圖7第一點(diǎn)（1m處）應(yīng)變偏小，因處于樁頭擴(kuò)大部分，圖1樁17也有同一現(xiàn)象，因?qū)δψ枇Ψ治鰺o(wú)意義，因而未標(biāo)出。圖1樁端應(yīng)變偏小，因作樁端地基承載力試驗(yàn)擴(kuò)孔所致。
3、 圖1樁17第8級(jí)荷載維持時(shí)間較長(zhǎng)，應(yīng)變?cè)龃螅砻骰炷恋膹椖ｋS加載時(shí)間延長(zhǎng)而降低，樁身計(jì)算彈模應(yīng)該低于標(biāo)號(hào)所對(duì)應(yīng)的彈模。
4、 樁17第8、9、10級(jí)荷載及樁43第10級(jí)荷載下樁頂應(yīng)變明顯增大，表明混凝土彈模隨荷載量級(jí)增大而降低。
四、摩阻力端阻力計(jì)算
實(shí)測(cè)應(yīng)變曲線（圖1、圖7）是一切計(jì)算分析的依據(jù)，但由于測(cè)量中不可避免的誤差，不應(yīng)該直接用它進(jìn)行摩阻力和端阻力計(jì)算，否則其誤差將被惡性放大，因此首先必須對(duì)其進(jìn)行平滑處理。一些特殊點(diǎn)，如43樁，1、6、17點(diǎn)將不被考慮。有的點(diǎn)實(shí)測(cè)值必須作截面修正，如17樁第18點(diǎn)按樁端和樁身截面積比值增大。
1、圖2、圖8為平滑處理后的曲線，利用各級(jí)荷載下頂部應(yīng)變可計(jì)算各級(jí)荷載下樁身平均彈性模量，如圖5、圖11所示。利用線性回歸計(jì)算可得到彈模與應(yīng)變量級(jí)（荷載）的關(guān)系如下：
Ei=27.00—0.007εi (MPa) （樁17）
Ei=26.40—0.0077εi (Mpa) （樁43）
2、利用上述二式并根據(jù)圖2、圖8兩組曲線可得到樁身軸力曲線組，如圖3，圖9所示；以及摩阻力曲線組，如圖4、圖10。
軸力 = Eiεi A
單位摩阻力= (εi-εi+1) Ei A/πD
= (εi-εi+1) Ei D /4
3、根據(jù)圖3、圖9可計(jì)算各級(jí)荷載下總摩阻力及端阻力增長(zhǎng)曲線，如圖6、圖12所示。
五、結(jié)果分析
1、樁身混凝土質(zhì)量較均勻、完整、平均彈模約25Mpa。
2、孔壁直徑較一致，樁43第6m處可能有超挖。
3、承載力主要由摩阻力承擔(dān)，樁43端阻力極小，最高荷載下只占約5%，樁17端阻力也不高，18000kN時(shí)端阻力約2500kN，占14%。
5、 樁17最大單位摩阻力處于14~18m，而樁43則處于10~12m段，而14m和8m深處，正好是二樁所處地層強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化層交界處，強(qiáng)風(fēng)化層平均摩阻力小于200kPa，而中風(fēng)層摩阻力則高達(dá)400kPa以上。
6、 樁17最大摩阻力點(diǎn)處于約2/3樁深處，符合一般規(guī)律，而樁43最大摩阻力點(diǎn) 偏高，約10~12m，可能由于下述原因，中風(fēng)化巖層埋藏深度淺，承擔(dān)了大部分摩阻力，沉降很小，樁身下部摩阻力尚未發(fā)揮，加之樁身下部分為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，摩阻力不可能高。
7、 兩根樁均未達(dá)到極限承載力，摩阻力和端阻力尚未充分發(fā)揮，特別是43樁，15m以下摩阻力不到30kPa，端阻力只有約800kN，按樁端面積（約3.5m2）計(jì)算，平均單位端阻力僅為228kPa。
8、 從兩根樁試驗(yàn)可知嵌巖樁嵌入中風(fēng)化巖的摩阻力是遠(yuǎn)超過(guò)勘察資料和規(guī)范提供的摩阻力強(qiáng)度值的，對(duì)嵌巖樁而言，摩阻力是不可忽視的。
