大吨位冲孔灌注桩静载试验研究

大吨位冲孔灌注桩静载试验研究

曾伟明

广州市稳建工程检测有限公司广东广州510000

【摘要】建筑工程中,静载试验能够直观地反映承载力与沉降的关系,沉降与时间的关系，因此在建筑大吨位基桩中具有广泛的应用。文章结合工程实例，详细介绍了大吨位冲孔灌注桩基静载试验，对进一步分析桩基的承载性能有理论和实际意义。

【关键词】大吨位；冲孔灌注桩；静载试验

近年来，国内建筑业的发展日新月异，新技术的应用使得各地的大型建筑越来越多。现场静载试验被认为是最可靠的承载力确定方法。它可获取桩基设计所必需的计算参数,为设计提供合理的单桩承载力,对桩型和桩端持力层进行比较和选择,充分发挥地基抗力与桩身结构强度,使二者相匹配,以求得最佳技术经济效果。然而长期以来,静载荷试验的装置一直采用压重平台或锚桩反力架之类的形式,使试验工作费时、费力、费钱,因此人们常力图回避做静载试验,而且单桩承载力越高,越不倾向于做静载试验,以致许多重要的建筑物的大吨位基桩,吨位往往较大,往往得不到准确的承载力数据,基桩的潜力不能发挥。

1工程概况

某工程上部建筑为框架-剪力墙结构，建筑面积为14166.7m2，地上10层，地下1层，下部基础采用冲孔灌注桩基础。总桩数有91根，桩身混凝土强度的等级是C40，桩径800～1500mm，桩端持力层是中风化花岗岩。本次的静载试验桩的桩号是55#，设计单桩竖向抗压的承载力特征值是11000kN，桩径有1200mm，根据《建筑基桩检测技术规范》JGJ106－2003，本次试验最大加载值有23000kN，为保证安全，JGJ106－2003规定加载反力装置能提供的反力不得小于最大加载量的1.2倍，针对本工程加载反力装置提供的反力不得小于22400kN。依据本工程地质勘察报告，地层情况及承载力特征值详见(表1)。

2静载试验前的准备工作

2.1工程资料的收集

包括:静载试验检测委托书、试验桩施工记录、地质勘察报告、试验桩桩位确认单、基桩平面布置图、桩基础设计说明等。通过以上资料的收集，可以在试验前确认试验的吨位、桩位，桩基的施工情况，为后续试验方案的制定提供技术依据。

2.2堆重平台支撑底座的布置

堆重平台支撑底座由1.5m×1.5m×1m的混凝土构件组成，每边两层摆放，第一层:每边三列，每列9个，第二层:每边二列，每列8个，具体布置如(图1)所示，每边的受力面积为4.5m×13.5m。

2.3堆载场地地基承载力计算

堆重平台支撑底座的面积:s=4.5m×13.5m×2=121.5m2。

打底混凝土块的重量为:

G=(3×9+2×9)×2×50kN/块=4500kN

堆重平台处土层所承受的压应力为:

f=(22400+4500)kN/121.5m2=221.40kPa

依据《建筑基桩检测技术规范》JGJ106－2003:“压重施加于地基的压应力不宜大于地基承载力特征值的1.5倍”。由于静载试验压重平台所在土层为粉质粘土层，依据本工程地质工程勘察报告其承载力特征值fak=220kPa，故f＜1.5fak，可以满足堆载要求。

2.4桩帽的制作

桩帽的制作如(图2)所示，还应注意以下几点：

(1)桩顶浮浆应凿除干净并露出坚实混凝土，用C50混凝土浇注桩帽，宜加早强剂，灌注时预留三组试块待达到桩身混凝土设计强度后方可进行试验.

(2)桩帽顶面应标出桩中心位置并与桩身中心重合，标出桩号及试验吨位。

(3)浇灌上部接桩时应保证孔底无水，桩帽周边回填土应分层回填并碾压密实。

(4)桩帽顶面宜低于试验地坪30cm左右。

3试验场地的处理及压重平台的吊运、堆载

因试验在开挖后基坑底部进行，现场应提供的试验场地道路(70t吊车及40t平板车可进行作业)，应满足坡道坡脚不大于25°，且上下坡道处无急转弯，保证40吨平板车能正常爬坡及运输，基坑底运输道路应平整无坑洞，以试桩为中心15m×15m试验堆载场地应处理平整并铺设20～30cm厚碎石垫层，试桩周围泥浆池应换填建筑垃圾并夯实，保证地基土承载力特征值不小于170kPa，试验场地的运输布置详见(图3)。

静载试验采用压重平台反力装置。平台采用箱型钢梁组4试验过程及试验结果

4试验过程

加载采用电动油泵带动千斤顶进行，千斤顶采用6个QF630型，加载量采用联于千斤顶的压力传感器测定油压，并根据千斤顶率定值换算荷载。试桩沉降量采用4个大量程位移传感器测读。试验采用武汉岩海RS－JYB静载自动测试仪自动加载，自动记录。

(1)试验加载方式:采用慢速维持荷载法，即逐级加载。每级荷载达相对稳定后加下一级荷载，直到预估的最大加载量。试验按10级进行，每级荷载增量为最大试验荷载的1/10，第一次加载量为最大试验荷载的1/5。

(2)观测及稳定标准:每级加载后问隔5、10、15、15、15min各读一次，以后每隔30min测读一次，当每小时的沉降量不超过0.1mm，并连续出现两次，认为已达相对稳定，可加下一级荷载。

(3)终止加载条件:

①ΔSn/ΔSn－l＞5，ΔSn及ΔSn－l分别为某一级及前一级荷载作用下该级的沉降量。

②ΔSn/ΔSn－l＞2；且24h内未达到稳定。

③已加至预定的最大加载量(委托的最大试验荷载)。

(4)卸载与卸载沉降观测:每级卸载量为每级加载量的2倍。每级卸载后间隔15、15、30min各读一次残余沉降，卸载至零后，应测读桩顶残余沉降量，维持时间为3h，测读时间为第15、30min，以后每隔30min测读一次。

5试验结果

本次试验共历时35.0h，最终沉降为21.07mm，试验结果表明该桩的单桩竖向抗压承载力满足设计要求，该桩抗压承载力极限值为22000kN，具体试验结果见(表2和图4)。

6结语

综上所述，大吨位桩基静载试验必须满足支座地基土承载力要求,一般需对场地表层土进行换填压实处理,保证支座稳定和均匀变形。本文针对桩基吨位大、试桩场地特殊等特点，采用上述的静载试验方法取得了理想的效果，为大吨位桩基的静载试验提供了经济、安全的方法。

参考文献

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[2]程惠阳.大吨位桩基静载试验的应用研究[J].福建建设科技.2010(01)

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