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岩土研究院

大直径桩自反力静载试验法

306 2022-07-05 14:49:09

一、概 述

桩基础被广泛应用于建筑、桥梁、港口和近海工程,已成为岩土工程的一个重要领域和学科。工程建设规模的不断扩大和相关产业的迅速发展,促使桩基试验、检测技术全面进步,不断有所创新。我国改革开放以来,通过成千上万项在各类地质和环境条件下桩基工程的成功实践,解决和处理了大量桩基试验、检测的疑难问题,工程建设界开展科学研究、积累了一些新经验和新成果。另一方面,在我国的桩基试验、检测的工程实践中也存在一些问题,造成了巨大的浪费和不安全隐患。


大直径桩,由于堆载较麻烦,有时还受场地、地质等因素的影响。人们力图回避做静载试验,靠经验数据和参照普通桩的方法来计算承载力。然而,由于计算承载力所涉及的因素较多,所以在实际工程中,得出的承载力误差较大,有的甚至相差几倍,形成了一些浪费和不安全的因素,有时不得已加大安全系数来保证建筑安全,使桩基潜力得不到应有的发挥。

随着超高层建筑的发展和抗震设防烈度的提高,使天然地基上的浅基础(包括小型桩基础)往往不能满足建筑的稳定性和沉降要求,为保证基础较大竖直承载力和抵御复杂荷载的特殊性能及各种地质条件下的良好适应性和整体抗倾覆能力,大直径桩乃成为高层建筑理想的基础型式。寻求经济安全的试验、检测方法,将新的先进实用技术融入桩基试验、检测的技术中去,无疑是十分有益的。


二、大直径桩的传统试验法

传统试验加载装置一般采用油压千斤顶,可用单台式多台同型号千斤顶并联加载,千斤顶的加载反力装置可根据现场试验条件来选取。荷载通过油压系统连接于千斤顶的高精度压力表测定油压,一般采用0 .4 精度等级,并按千斤顶标定曲线换算荷载。


1.锚桩反力装置架

利用主梁与次梁组成反力架,该装置将千斤顶的反力(后座力)传给锚桩。锚桩与反力梁装置能提供的反力不小于预估最大试验荷载的于4根,为使试桩达到最大单桩极限承载力,常用6~8根,其入土深度不小于试桩深度,对于预制桩作锚桩。要注意接头的连接。对于灌注桩作锚桩,钢筋笼通长配置。锚桩要按抗拔桩的有关规定计算确定,在试验过程中对锚桩上拔量进行监测,通常不宜大于7~10mm。试验前对钢梁进行强度和刚度验算,并对锚桩的拉筋进行强度验算。除了工程桩当锚桩外,也可用地锚的办法来解决。


2 堆重平台反力装置

采用该方案时,配重量不少于预估试桩破坏荷载的12倍,压重在试验前一次加上,并均匀稳固放置于平台上。堆重可用钢锭、混凝土块、袋装砂或水箱等。在用袋装砂或袋装土、碎石等作为堆重物时,在安装过程中尚需作技术处理,以防鼓凸倒塌。对高吨位堆载平台作强度和刚度计算外,还应对堆载的支承面进行验算,以防堆载平台出现较大不均匀沉降。堆重法的优点是对工程桩能随机抽样检测。


3.大直径桩小荷载试验法

此法在昆明地区应用较广,主要是针对大直径桩而采用的一种实用方法。在桩成孔挖至设计标高后,铺垫2cm 厚的中粗砂,放入一500mm×500mm 的标准压板(或直径为 798mm 的圆型压板),用一根刚性传力杆将压板与地面的千斤顶连接,地面设有压力表及百分表,测量沉降及荷载,设备安装好就可进行加载试验。


这种方法的优点是,用一个较小的荷载就可进行大吨位桩的试验,而且已有许多成功经验,缺点是同样需要小吨位锚桩或压重提供反力。


4.桩基高应变动测法

由于高应变动力检测是建立在土动力学和应力波理论基础上的一项新兴桩基检测技术,专业性强、技术难度高,测试人员不仅要能正确掌握测试方法,而且对检测结果应有一定的分析能力。一般在分析、检测数据工作时都至少要求有一名具有较丰富的桩基工程实践经验的工程师以上技术人员在现场,稍有失误就会酿成安全隐患。有条件时最好在同类场地进行动静对比,这样误差小得多。

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