基樁載重試驗實務
 
 
中華顧問工程司 新高監造計畫/計畫副理/陳榮波
 
關鍵詞: 基樁承載力、參考梁、錨樁
 
 
     
 
     
 

 

 































 

摘要

 

基樁載重試驗(pile loading test)在工程契約中所佔份量微不足道,但試驗結果可能影響後續工項之進行,其影響力及重要性不容輕忽。國內長久以來所採用研判基樁容許承載力的規範允稱嚴苛,若試驗結果並不正確而據以引用進行研判,則後果不難想像。常見到在試驗過程試驗樁沉陷量發生異常現象,其數值可達1.2公厘以上,足以影響基樁承載力之研判,但迄未被工程界重視。而解決此一問題,似無關乎太深奧的理論,而經由實務面著手並以比較負責任的態度去處理就可迎刃而解。

 

 
 
 
壹、前言
 

基樁載重試驗是評估及確認基樁承載力(pile bearing capacity)極為重要的一項手段,雖然大地工程師也可以透過N值、打樁公式或其他方法推估基樁的承載力,但就可信度及有效性而言似乎捨此無它。正因為如此,國內各項重大交通建設或民間較具規模的建築或建廠工程,在基礎結構施工階段,依然不乏實施基樁載重試驗以資確認基樁設置是否符合設計需求的案例。

基樁載重試驗可以在設計階段與施工階段實施,前者都進行到極限載重發生止,以評估基樁承載力,其對設計工作頗為有用;而後者則進行到設計載重的兩倍或降伏載重,其目的在確認施工後基樁的承載力是否與設計值相符。據瞭解,國內過去及現在常見到的都屬施工階段實施的載重試驗。

美國材料試驗學會(ASTM)的「D1143」【註1】或日本土質工學會(JSSMFE)的「基樁的垂直載重試驗方法及其解說」【註2】對基樁載重試驗皆有極其清晰明確的規定,本不容再對此置喙,惟實務性文字迄今言鮮少見到,在此筆者抱著野人獻曝的心情不揣簡陋,借我中華技術一角,淺談基樁載重試驗實務,內容包括準備工作、試 驗設備、試驗方法、試驗實施、試驗報告及結果分析。


   
   
 
貳、 準備工作
 


 

基樁載重試驗從開始到結束,所需時間因試驗方法而異,從十幾小時到數十小時不等,與此相比,其準備工作則需要較長時間。準備工作包含以下幾個項目:確定基本項目、到工地實地勘察或藉由設計圖了解試驗樁的尺寸及位置、撰寫試驗計畫書、試驗樁頭處理、試驗設備的設置及試驗場地的整理等等。

一、基本項目
基本項目至少包括基樁的種類、尺寸、配置、基樁施工期程、可進場試樁期程、最大試驗載重、反力方式(採錨樁反力式或呆重方式)、試驗規範等。另外,試驗目的、地質條件,基樁的施工方法等亦宜加以瞭解。

二、 最大試驗載重及試驗規範
由於最大試驗載重是選用反力鋼梁尺寸及油壓千斤頂(hydraulic jack)加載能量的重要指標,若採呆重方式試樁,其影響層面更廣;至於試驗規範對增減載重方式、最大試驗載重及解壓後零載重的維持時間、基樁容許承載力之研判等皆有所規定,也直接左右試驗工作所需期程,兩者重要性不言可諭。一般而言,基樁最大試驗載重及試驗規範皆詳載在設計圖說或契約特訂條款中,準備工作階段即應加以充分理解。

三、 試驗樁的尺寸及配置
試驗樁的尺寸及配置有必要到工地現勘或藉由查閱設計圖加以了解,因其與載重試驗所需之反力鋼梁尺寸、反力設備及其他後續準備工作有密切關係。基於一般工程絕大多數都規劃以工作樁充當試驗樁,有些已施工基樁情況可能與試驗規範有所牴觸,在準備工作階段應設法加以克服。

四、 試驗計畫書
試驗計畫書內容通常包含:工程名稱、地理位置、試驗樁種類及尺寸、試驗樁配置、試驗設備設置、反力設備及其應力檢核、油壓千斤頂、加載減載方法、量測項目、量測時間、記錄項目、報告提出及基樁容許承載力評估研判。

五、 試驗樁樁頭處理
若樁頭在打樁階段受損,其受損部份在試驗前應除去並加以補強處理【註3】。以目前工程界使用最廣泛的反循環基樁或全套管基樁為例,首先將劣質混凝土(lean concrete)敲除,接著組立模板澆置混凝土使樁頭頂面達到符合圖說規定或比較適合試驗的高程。

樁頭處理著重垂直及水平,故其表面須充分整平,另為避免發生應力集中,可先在樁頭表面平舖薄層細砂,俾舖設承載板(bearing plate)。

承載板應有足夠厚度及勁度,並以階梯狀由大而小向上舖設,以使載重均佈傳遞到樁頭上。另一方面,由於試驗過程中,承載板也可能發生變形,量測樁頭變位量的量測儀器不宜直接設置在承載板上,而應在樁頭周圍設置一環箍,再在每隔九十度角設置一平整面板上加玻璃板,以供設置量測儀器。

六、 試驗設備的設置及試驗場地的整理作業
載重試驗設備及相關裝置應確實依據試驗計畫設置,而試驗過程為防止受到日照風雨的影響,試驗場地應加設帳篷之類設施,且場地周圍應設置排水溝,若在坑內作業則宜備有抽水機,以確保試驗工作不因積水而中止。而接近試驗場地的重機械、車輛或工程等所產生的振動,是否對試驗的量測造成影響,應加以評估,必要時宜有適當因應措施。此外,基樁施工後到載重試驗實施,其淨置時間黏土地盤至少兩周以上,而砂質地盤至少5天以上【註4】,以期土壤受擾動之後有充份時間可恢復原來結構。由於準備工作可在淨置期間進行,可視為併行作業。

 

   
   
  參、 試驗設備
   
 

一、試驗設備的構成
試驗設備主要由加載設備、反力設備、量測儀器、防日照雨淋設施等構成。而量測儀器裝置一般由量測載重值、樁頭變位量、時間等儀器及參考梁(reference beam)與參考點所構成。

二、加載設備
加載設備由油壓千斤頂及承載板所構成,千斤頂頂部必須備有曲面球承(spherical bearing)或萬向接頭(universal head),並併同油壓表(pressure gauge)完成校正備有試驗報告。有關千斤頂校正,可參照ASTM E4【註5】,其建議每年校正一次,若有必要則縮短校正時間間隔。千斤頂須具有最大試驗載重120%以上加載能量【註6】,並有足夠衝程(stroke)以適應試驗樁的沉陷、反力鋼梁等的變形。千斤頂的衝程與樁頭沉陷量、錨樁上浮量、反力鋼梁的撓度、錨碇材料的伸長量、鋼材間的磨合量等等的總和與有關,通常以具備20公分為宜。若採用兩個(含)以上千斤頂進行試驗時,應使用相同規格的機種以確保可同步操作。千斤頂及其操作 ASTM規定應符合ANSI B30.1之規定【註7】。
千斤頂配備之油壓表,具有足夠精度可以計測較小載重值。另一方面,千斤頂校正有正壓與回壓兩條曲線,一般校正試驗報告皆附有線性回歸方程式,可藉此計算增載及減載所對應的壓力表讀值。
千斤頂儘量使用體積小、重量輕、精度佳、耐久性好的機種,並以使用分離式機型較為便利。所謂分離式千斤頂就是千斤頂本體與油壓機(oil pump)各自分開,兩者間由一條油壓管連結。此種千斤頂因不必在試驗樁近側操作,萬一發生意外,試驗相關人員可確保安全。此外,尚有一種雙動型 (double acting) 機種,即千斤頂本體與油壓機之間由兩條油壓管連結,增載及減載皆經由油壓機的閥門切換加以操作。這一類型千斤頂使用極為方便,惟國內並不多見。又油壓機有手動式、電動式及兩者兼備的各式機種,規模較大或最大試驗載重超過千噸以上的載重試驗以採用電動式機種為宜。

三、反力設備
圖1所示為反力方式示意圖,以下就不同的反力方式稍加說明。


(一) 地錨反力(reaction by ground anchor)
僅有一支試驗樁而無其他基樁時,可採用地錨反力方式提供反力設備,如圖-1(a)所示。此一方式堪稱簡單又方便,但只適合規模較小的載重試驗,就規模較大的工程而言並不切實際。

圖1 反力方式示意圖

 

(二)呆重反力(reaction by dead load)
當工地僅有一支試驗樁而無其他基樁時,而前述地錨反力方式並不適用時,則反力來源常需依賴呆重,也就是在試驗樁周圍先設置支承座,架設反力鋼梁、平台,然後在平台上面放置呆重,如圖1(b)所示。通常多採用鋼錠(ingot)或混凝土塊當作呆重,惟混凝土單位體積重僅及鋼鐵的三分之一不到,體積十分龐大,是其缺點。另一方面支承座應間隔試驗樁一定距離,以免對試驗樁產生束制影響,而支承座對地面所產生的壓力,應事先加以評估,例如地面下有無軟弱層,是否可能發生不均勻沉陷。若呆重放置後,支承座大量下陷,可能導致試驗開始前反力鋼梁已經與試驗樁接觸,甚至大部份呆重已經傳遞到試驗樁,形同對試驗樁預壓,則試驗便無法進行。此外,嚴重的不均勻沉陷可能危及工作人員的人身安全,不宜忽視。因此由鋼梁所構成的平台應有強有力的相互固定機制(例如以螺栓鎖定),而呆重設置過程及試驗中皆應有專人對反力設備進行觀測以維安全。

(三)錨樁反力(reaction by anchor piles)
若工地配置有足夠基樁而位置適當,則可採用錨樁反力方式,也就是架設反力鋼梁,利用高拉力鋼棒或鋼筋將反力鋼梁與周邊的基樁錨定,提供載重反力,由於較經濟、安全且實用,最廣泛被採用,如圖1(c)所示。惟錨樁與試驗樁之間仍應有一適當間距,以免間距太近損及試驗準確性,圖-2所示為錨樁與試驗樁間距示意圖。就錨樁與試驗樁之間維持一適當間距乙節,預力混凝土樁或鋼管樁因樁徑較小,通常容易辦到;惟場鑄樁(bored pile)如反循環基樁或全套管基樁因管徑較大,所需間距較大,適當之鋼梁並不易覓得,或須特別訂製或須補強,儼然龐然大物,不管運輸或吊裝皆極為不便。由於錨樁反力方式係以基樁的摩擦力做為主要反力來源,通常可藉由土壤柱狀圖中的N值核算錨樁的抗拉拔力是否足夠。

試驗時,試驗樁受到軸向壓力,平衡此一軸向壓力者除了基樁周圍土壤的摩擦力之外,尚有樁底端的點承力;而錨樁此時則受到軸向拉力,平衡此一軸向拉力者僅有基樁的摩擦力。惟錨樁數常為四支或兩支,其受力僅及試驗樁的四分之一或二分之一,經核算通常不致有問題。不過過去曾經歷過原本沒有問題的單純試驗,卻在試驗到某一階段發生載重無法增加的奇怪現象,經過仔細查察之後才發現錨樁有異常的上浮量(up lift),經研判是預力混凝土樁上下樁的電銲作業不確實所致。也就是碰到預力混凝土樁並有上下樁接樁情況時,應注意上下樁銲接確實可靠,避免經打樁機夯打後銲道斷裂,導致上下樁脫離,則試驗時便無法得到下樁的反力。於是試驗進行到某一階段,就出現錨樁上浮量偏高的現象,導致試驗無法順利完成。目前國內工程受到環保意識高漲的影響,都會區或住宅區已經不再使用振動噪音較大的預力混凝土樁,惟臨海地帶設廠工程則仍有使用預力混凝土樁情形,前述情形建議加以注意。

上述各種反力設備與試驗樁中心的間距心到心應大於試驗樁樁徑的3倍或2.5公尺,如圖2所示【註7】。


圖2 反力設備與試驗樁間距示意圖

(四)反力鋼梁及錨定材料(reaction beam and anchoring materials)
反力鋼梁有主梁與副梁之分,通常以一支主梁將反力傳遞至兩支副梁,再由副梁透過錨定材料將反力傳遞到錨樁上面,這種以H形架設反力鋼梁的的安排方式較為妥適,反力之檢核容易;相對的若採十字交叉方式架設反力鋼梁,雖可減少一支鋼梁,但反力的檢核相當複雜,且效果大不如前者,一般較不受歡迎。

除了反力鋼梁之外,錨定材料也頗為重要。一般試樁工作絕大都就地取材以工地現有鋼筋當作錨定材料,利用電銲直接將鋼梁與錨樁連結成一體,這種做法表面上似乎既簡單又經濟,面對小型基樁或許可行,但面對規模較大的基樁則不建議使用。主要理由乃是錨定鋼筋有長有短,有垂直有偏斜,伸長量不一,容易發生偏心,缺乏穩定性。較正確的做法乃是反力鋼梁上面放置小鋼梁,錨樁上設置開孔錨筒,另一小鋼梁插入錨筒開孔中,然後錨定拉桿或鋼棒才插入上下小鋼梁,之後上下以螺栓加以固定,這種做法較為費時且費用較高,但就反力的傳遞及穩定性而言,並非以鋼筋做錨材的做法所可比擬。照片1所示為預力混凝土錨樁設置錨定鋼筒的情形。

各類反力鋼梁的抗彎、抗剪、抗拉等應力、撓屈量及電銲部份連同錨碇材料應逐一核算,並載明於試驗計畫書中。

 

照片1 預力混凝土錨樁設置錨定鋼筒


四、 量測儀器及其他設備(measuring devices and others)
量測儀器包括油壓表、測微計、計時器、參考梁及參考點等,以下逐項加以說明。


(一)油壓錶(pressure gauge)
油壓表應連同千斤頂於使用前完成校正,確認實際載重與油壓錶讀值呈現穩定的線性關係,已如前述。油壓錶須具有5%以內的精度【註9】,其安裝在油壓機不可漏油,此外錶指針與錶面應維持一定距離不可有卡住情形,並能靈敏正常轉動。
必要時除千斤頂外,可附加載重元(load cell)對載重量作雙重確認,後者屬電子儀器,反應極為敏銳,其精度可達2%,可補油壓表靈敏度之不足。但較大規模的載重試驗,可派上用場的載重元則不多。

(二)測微錶(dial gauge)
測微錶係用來量測試驗樁的樁頭變位量(displacement of pile head)及錨樁上浮量,一般最小讀值可達0.01公厘,最大量測量可達5 公分。測微錶有機械式與電子式之分,晚近使用電子式測微錶與電腦連線,可同步自動記錄,極為方便。
通常使用四個測微錶量測試驗樁樁頭變位量,而使用一個測微錶量測錨樁上浮量,試驗過程以量測試驗樁變位量為主,量測錨樁上浮量則僅供參考之用。圖3所示為樁頭變位量量測儀器設置示意圖。


圖3 樁頭變位量量測儀器設置示意圖


除測微錶之外,ASTM規定須設置鋼線(wire)、鏡面(mirror)及鋼尺(scale)做為樁頭變位量的量測補助系統,或利用精密水準儀對樁頭及參考點進行高程測量以資比對【註10】。

(三)計時器(timer)
計時器可使用一般的時鐘或碼錶,若有定時鬧鈴更佳。由於基樁的變位量因載重作用之後不斷產生經時變化,增載、減載及記錄變位量的時間必須準確掌握。

(四)參考梁(reference beam)
參考梁由兩支H型鋼或I型鋼及參考梁支撐所構成。參考梁是量測樁頭變位量的基準點,又被稱為基準梁或「不動梁」,可見必須十分堅固而穩定,重要性不待言。參考梁若能架設在工作樁(working piles)上面是最好不過,但這樣的機會並不多,所以應利用重機械將大型角鋼或鋼管貫入到地下做為參考梁的支撐,此一支撐又稱為參考點(reference point)。參考點與試驗樁及錨樁間應維持適當距離,以免除樁變位對參考梁的影響,圖4所示為參考點與試驗樁及錨樁的間距示意圖【註11】。由於這項要求涉及作業空間,若須在坑內作業,開挖面積更須擴大,往往不容易做到。


圖4 參考點與試驗樁及錨樁的間距示意圖

 

 

參考梁架設在支撐時,應注意一側為固定(fixed),另一側為滾軸(roller),亦即利用此一機制使參考梁可自由水平移動而不因溫度變化而受到束制【註12】。

不過儘管以高標準設置參考梁,很多場合仍不難見到試樁的結果樁頭沉陷量異常,亦即原應呈沉陷狀的卻呈反彈狀的現象。面對此一現象,很多人士私下常以地下水、孔隙水壓或潮汐影響(若工地在海邊)來加以解釋,而採自由心證方式修正試驗結果,稍加檢討,並非負責任的做法。解決此一問題的方法容後說明。

(五)防日曬雨淋帳蓬及導排水設施
試驗過程為避免場地遭受日曬雨淋,應搭設帳棚,而週圍設置導排水設施亦有其必要,如在開挖後的坑底工作更須備有抽水機,以確保豪大雨時試驗依舊能持續進行。
圖5所示為採錨樁反力方式的基樁載重試驗的設備構成圖【註13】。

 

 
圖5 採錨樁反力方式的基樁載重試驗的設備構成圖

 

   
  肆、試驗方法
   
 

一、載重分階(loading procedures)
如前所述,載重試驗可分為設計階段與施工階段兩種不同性質的試驗,若針對施工階段的工作樁實施載重試驗,最大試驗載重應為設計載重之二倍,載重按設計載重之25、50、75、100、125、150、175、200%逐次增加。

二、 載重循環(loading cycles)
載重循環可分為單循環與多循環兩種,圖6所示為載重循環示意圖【註14】。單循環載重試驗方式可以較短時間完成試驗,多循環載重試驗方式則需時較長,但可獲得較多的試驗資料。

 

 
圖6 載重循環示意圖

 

三、載重的維持時間及量測時間
以圖6所示為例,概要說明新載重(new load)、復載重(reload)及零載重(zero load)的維持時間。新載重指的是試驗過程首次施加的載重,復載重指的是前已施加過的載重,而零載重指的是無載重狀態之謂。以單循環試驗為例,新載重維持二小時,若沉陷速率不超過每小時0.25 公厘,即可繼續加載;復載重與零載重皆維持30分鐘;最大試驗載重及完全解除載重後的零載重則皆維持24小時。

量測時間如下所述:新載重為0、1、2、5、10、15、30分鐘,以後間隔15分鐘量測樁頭變位量;復載重及零載重為0、15、30分鐘量測樁頭變位量;最大試驗載重及完全解除載重後的零載重則第二小時以後每間隔一小時量測樁頭變位量。

四、量測項目
量測項目包含時間、載重、樁頭沉陷量、錨樁上浮量、大氣溫度及其他。

 

   
   
   載重試驗的實施
   
 

基樁載重試驗開始前,須先進行加載設備、反力結構、遮日雨設施、參考梁的安裝,然後進入實際載重試驗,試驗結束後則將上述設備拆除運離工地。試驗是否能順利安全進行,試驗結果是否足以確切評估基樁容許承載力,端賴準備工作的充份完備以及載重試驗確實按照計畫實施。以下針對載重試驗的實施,概要說明若干注意事項。



(一)試驗人員編組(testing personnel)
載重試驗一旦開始就必須日以繼夜持續進行而到結束,人員工作編組至少應有日夜班之分,並配備有安全維護人員。


(二)試驗前的注意事項
經確認試驗設備設置妥當,天候狀況亦合適即可按計畫開始試驗,下列為試驗前注意事項:1.確認各類反力鋼梁與計畫書所列相符,其安裝後應維持水平狀態,忌傾斜,且不可直接置於千斤頂上(此點最為一般人所忽略!);2.千斤頂及鋼梁間設置曲面球座或萬向接頭,以防偏心載重(eccentric loading)發生;3.電銲的銲道及喉長應確保經歷最大試驗載重錨定材料無破壞之虞;4.參考梁系統與試驗樁及錨樁維持合適距離並呈互為獨立不干擾狀態;5.照明及停電用發電機是否妥適安排;6.遮日雨設施應牢固不易破損,以維試驗正常進行。照片2所示為載重設備設置後的情形。


照片2 載重試驗設備設置後的情形

 

三、試驗中的注意事項
開始進行載重試驗之後,應確依計畫堅守崗位按部就班執行試驗,並不斷來回巡視檢查反力結構是否發生異常變化。以下所列為試驗中的注意事項:1.載重增減、時間維持及樁頭變位量的量測應確實按規範或計畫書辦理;2.載重是否確實維持,油壓錶指針若有下滑,應即刻補充。此外,靠近油壓表附近的閥門應保持開啟狀態,不可加載後即加以關閉;3.試驗期間避免重型機械通過或振動激烈的工程持續進行;4.油壓千斤頂是否漏油;5.錨樁上浮量是否異常,若錨樁上浮量太大,千斤頂便無法增加載重;6.參考梁是否穩定,試驗樁沉陷量是否異常;7.拍攝試驗照片,若能以數位攝影機攝製試驗過程重要部份尤佳;8.試驗記錄項目包含:試驗起始日期與時間、試驗人員姓名、天候狀況、試驗設備與試驗樁的配置、試驗設備與試驗樁的照片及其他應記載事項;9.確認試驗結果資料足以研判試驗樁的容許承載力。

以下簡要介紹上面注意事項第6項所述「試驗樁沉陷量異常」的解決方法。其實基樁載重試驗樁頭變位量出現負值,乃因參考梁受溫度影響產生變形所致。可在試驗前一天,以試驗樁當做參考點而對參考梁變形量進行觀測。大約間隔一小時量測一次參考梁變形量,同時記錄當時的溫度,歷經24小時之後,便可以得到一完整的參考梁變形量與時間及溫度與時間的曲線圖,如圖7所示【註16】。稍加觀察此圖,可以發現參考梁變形量與時間曲線先向上爬升,然後向下俯降,之後有很長一段時間參考梁變形量維持水平移動,然後再向上爬升,而曲線最終呈現閉合狀。另一方面,從圖中可以窺知參考梁變形與溫度變化有一定關係,也就是呈現溫度上升向上翹,溫度下降向下掉的趨勢,變形量最大可達1.2公厘,相對的溫度最低為26℃,最高為32.5℃。載重試驗開始之後,除載重量、試驗樁樁頭變形量、錨樁上浮量之外,應每間隔一小時記錄溫度一次。一邊試驗一邊描繪沉陷量與時間曲線時,往往就可以察覺到試驗樁樁頭變形量出現異樣,但最明顯的地方應該是最大試驗載重維持24小時或48小時的過程出現變形量曲線起伏的異常情形。從圖8所示的載重試驗的沉陷量與時間曲線【註17】中,吾人可看到原記錄曲線與修正後曲線間的明顯差異,而修正所根據的即試驗前所做的如圖7所示的參考梁變形量觀測成果。

上述經驗得自1985年9月筆者於高雄市從事T.F.C. Ammonia Terminal Project基樁載重試驗的工地【註18】。蒙當時任職於千代田化工(Chiyoda Kako K.K.)的日本土木工程師新井邦彥先生(Mr. Kunihiko Arai)的指導及建議,首度做了上述嘗試,發現原以為不可解的異常現象只要稍加費心並不難處理。藉此機會,謹向日本同行新井先生致謝。

據查預力基樁及鋼管樁打設在砂質地盤且其沉陷量較小的場合,試驗樁樁頭沉陷量呈現異常數值的機率較多,而場鑄樁發生的機率則較少。

 
圖7 試驗前參考梁變形量與時間及溫度與時間的曲線圖

 

四、試驗中斷及結束
若試驗過程發現試驗設備或試驗樁出現異常現象時,應迅速中斷試驗,若經處置後排除異常且研判可恢復試驗,則可再進行試驗,但應將異常事項詳予記錄。
若經確認試驗已順利完成,或因異常無法排除或試驗樁沉陷量偏大已達極限狀態而無法依計畫完成試驗時,則可結束試驗。

 
圖8 載重試驗的沉陷量與時間曲線修正前後的比較


 

 

   
    試驗報告
   
 

一、試驗報告
試驗報告至少應包括下列項目:1.試驗地點之地質狀況(地質鑽探報告);2.試驗樁的種類形狀及尺寸;3.載重及沉陷量紀錄表;4.載重-沉陷量-時間曲線,如圖9所示【註19】;5.試樁過程中的異常正常現象。

 
圖9 載重-沉陷量-時間曲線


二、結果分析
試驗後對結果進行分析研判,其主要目的在決定容許承載力,其由下列三者中取小值:1.載重沉陷量曲線降伏點(yielding point)對應載重之半,為容許承載力;2.載重維持24小時以後所產生之樁淨沉陷量以不超過每噸0.25 公厘時對應的載重之半,為容許承載力;3.基樁在承受載重48 小時後其淨沉陷量(net settlement)不得超過6公釐時,其對應的載重之半為容許承載力。

以上三者中,以第3種所列最為明確,容易研判,但也較為嚴苛。嚴格說,頗多場鑄基樁並不容易通過此一嚴苛檢驗。至於研判載重沉陷量的降伏點並不容易,也就是頗多試驗結果並未能找到降伏點,這時候便可將最大試驗載重視為降伏點載重,取其半值則得容許承載力。想必這也是基樁的最大試驗載重為何最少是設計載重的兩倍的主要原因。

有關藉由載重試驗結果研判分析基樁承載力的方法,日本土質工學會的「基樁的垂直載重試驗方法及其解說」一書中的「附錄-3依據各種基樁的垂直載重試驗調查檢討承載力特性」及對岸的地工學者沈保漢氏於日本「基礎工」1983年10月號及11月號兩期雜誌發表過「藉由載重試驗研判基樁的垂直承載力」羅列世界各國二十餘個規範的專文,可供參考。


   
   
    結語
   
 

基樁載重試驗是大地工程領域中屬較簡單的試驗,但動用的人力物力之龐雜卻遠非其他試驗所可比擬。從事者除須具備大地工程基本認知之外,對結構力學也不能毫無概念,此外為確保試驗的安全實施,對工安方面也須充分重視,因此將它當作重大工程的縮影並不為過。個人過去從事基樁載重試驗十餘年,經歷過不少大小戰役,稱得上是這一行的老兵。目前偶而到各工地稽查,見到的試樁工作除了量測設備電子化確較過去進步之外,其他方面似仍停滯原地不動,殊為可惜。今將工作實務批露如上,熱切期盼對有意認識基樁試驗的工程師有所幫助,惟個人學淺識薄,蒼促成文,謬誤之處必在所難免,尚祈前輩先進不吝賜教,感激不盡。

 

   
   
 

 
◎ 參考文獻
 
1. ASTM D1143-81Reapproved 1194 Standard Test Method for Piles Under Static Axial Compressive Load1

2.  土質工學會基準, 杭 鉛直載荷試驗方法•同解說,土質工學會,日本,1993

3. ASTM E4-03 Standard Practices for Force Verification of Testing Machines1 20. Time Interval Between Verification
4.  Test Report of The Pile Loading Test of T.F.C. Ammonia Terminal Project, 中華工程股份有限公司土木處試驗室 ,第26頁,1985