單樁豎向抗壓靜載試驗檢測案例分析

劉 小 寧

(陜西省公路應急中心，陜西 西安 710068)

隨著我國高速公路建設項目投資增多，高速公路建設橋隧比例越來越大，尤其是特大橋梁的增多，關乎橋梁工程的樁基在施工中質量尤為重要，橋梁樁基承載力檢測的方法的選擇、數(shù)據(jù)的處理、結果的分析需要不斷的提高，才能為設計和施工提供有效的依據(jù)[1]。本文結合施工項目，就現(xiàn)場承載力檢測以及存在問題進行分析。

1 工程概況

本文依托的項目為寧波市江北區(qū)與江東區(qū)之間的單跨地錨式懸索橋，全橋結構為790 m，主橋為簡支梁單跨280 m雙塔雙主纜地錨式鋼箱梁懸索橋，引橋為多跨預應力混凝土箱梁，江北岸7跨銀翹全部落在800 m的彎道上，設計荷載為城—A級，人群荷載為4.0 kN/m2，設計行車速度為60 km/h，行車道數(shù)為雙向八車道。

為了確保大橋的安全，進行2根試樁，斷面尺寸分別為試樁1號φ1 500 mm、試樁2號φ2 000 mm，有效樁長為71 m，混凝土等級為C30。根據(jù)設計單位的要求，在勘察孔深范圍內，取芯進行室內試驗分析，結果如表1所示。

根據(jù)公路土工試驗規(guī)程，通過室內試驗分析，試樁涂層都為粉質黏土，壓縮性中等，厚度大，土質較好，但是在組合層中，夾有性質相對較差的層黏土。

2 單樁豎向荷載試驗方案

1)試驗設備：本試驗采用傘型反力平臺，平臺直徑18 m，采用砂袋為反重壓力，樁周圍地面回填廢渣為50 cm，采用C20混凝土20 cm抹平，本次試驗采用枕木支墩，地面最大超載預估為100 kN/m2～140 kN/m2，小于地基承載力的1.5倍，不會影響試驗精度[2]。

2)荷載測試儀表與沉降觀測設備：本次試驗由3個630 t千斤頂與一套高壓油路組成，千斤頂與油泵分別有油壓傳感器和高精度油表，可同時讀數(shù)。澄江變形采用50 mm位移傳感器和大量程百分表。基準梁為鋼管制作的桁架基準梁，并進行有效遮擋，防止光照。

3)試驗方法：采用慢速維持荷載法，荷載分級為10級。沉降觀測為每級加載后第5 min，10 min，15 min進行讀數(shù)，以后每隔15 min讀取一次，樁的沉降在連續(xù)2 h小于0.1 mm為穩(wěn)定，進行下一荷載等級加載。當荷載沉降曲線上判定的極限承載力的總沉降量超過40 mm或者沉降大于100 mm停止試驗。

3 試驗結果分析

試驗結果見表2～表5。

表3 試樁1摩阻力測試結果

表4 試樁2摩阻力測試結果

表5 荷載—沉降變形匯總

根據(jù)上述試驗數(shù)據(jù)可以看出，在達到設計單位指定的最大試驗荷載時，試樁1號和試樁2號的累積沉降變形較小，樁側的摩擦力均沒有達到最大值。地基承載力參數(shù)建議本工程地質狀況的極限摩阻力最大值為90 kPa，實際樁周側阻力小于工程地質報告中的建議值[3]。

4 靜載試驗注意與研究方向

1)基準梁的選擇：基準梁選擇型鋼，具有剛度大、有磁性等特點，但是由于受到光照或者其他熱源，發(fā)生膨脹。為了保證試驗數(shù)據(jù)的精度，基準梁的一端固定、一端自由支撐，并采用隔熱材料進行包裹，防止太陽照射和其他的熱源。

2)快速與慢速法的選擇：對于同類樁，快速加載法比慢速加載法檢測的承載力要大，沉降量偏小，對于設計階段和施工驗收階段一般采用慢速維持荷載法，對于基礎沉降不嚴格，采用快速維持荷載法。

3)時間效應：試樁的時間間隔必須要考慮土層、樁型、設計參數(shù)、施工工藝、施工材料等因素。這是因為對于鉆孔樁，成孔時會有應力松弛現(xiàn)象，在混凝土澆筑完成后會逐漸恢復[4]。

5 結語

1)單樁豎向抗壓靜載試驗能夠有效、準確檢測樁基的承載力，對于設計、施工具有指導意義。

2)單軸豎向抗壓靜載試驗需要設備以及加載、卸載過程具有一定的危險。基準梁、數(shù)據(jù)穩(wěn)定的判斷、卸載判斷以及停止試驗的判斷都影響了數(shù)據(jù)的準確度[5]。

3)隨著我國高層建筑、特大橋梁施工的水平的提高，以及地質勘探經驗水平的累積，更加快速、更加便捷、更加準確的檢測設備需要研發(fā)。

4)本文中單軸豎向抗壓靜載試驗數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析采用自動化儀器設備，降低了人工干擾產生的誤差，軟件設計及自動儀器的準確度需要進行驗證，校準，這也是阻礙靜載試驗準確度的一大因素。