桩基抗拔静载试验装置应用探讨

桩基抗拔静载试验装置应用探讨

陆振锴

佛山市三水区建筑工程质量检测站 广东佛山 528100

摘要：随着我国经济的快速发展，土地资源日益紧缺，建筑的基础主要是承受竖向抗压荷载，现在城市建设为了充分利用地下空间来满足使用功能和人防工程的需要，许多建筑物的桩基础既要承受竖向抗压荷载，又要承受竖向抗拔荷载。当桩基础上拔荷载较大，或主要承受上拔荷载时，按照规范的要求，要对桩基础进行单桩竖向抗拔静载试验。地基工程完成后主体开建之前必须对桩基进行相关的静载试验抗压承载力试验、抗拔承载力试验。反力装置是建筑物静载试验的基础，只有反力装置的核心技术解决好才能够顺利的进行静载测试。

关键词：基桩；静载试验；反力装置应用

建筑的基础主要是承受竖向抗压荷载，现在我们为了能够利用一部分地下空间来缓解土地使用压力和满足房屋使用功能，不断加深基础的深度和宽度，使基础抗压承载力要求不断提高的同时对抗拔承载力也提出要求。在早期的试验过程中，提供反力的配重不是一次性全部加上的，这样的装置不但在试验过程中要耗费一定的时间加配重还会影响试验的准确性。在检测人的努力下，根据试验过程中总结的经验和操作效果对反力装置技术进行不断的升级。

一、常见的反力装置

在检测作业过程中反力装置有：压重平台反力装置、锚桩反力装置、锚桩压重平台联合反力装置、地锚反力装置。常用的反力装置主要有三种：压重平台反力装置、锚桩反力装置、地锚反力装置，下面笔者就来介绍这三类反力装置的运用情况及其优缺点。

（1）压重平台反力装置的整套设备总共由两部分组成，一部分是提供压重的平台设备：主次梁、平台板、配重；另一部分是对桩顶或地基压板施加压力的千斤顶。基桩或地基上面一次性堆放一定重量的配重，千斤顶则将这些数量体积庞大的重物分级施加在桩身或地基压板上。对配重我们可以选用砂袋、混凝土预制块、铁块等。为了节省材料和成本，加快堆载效率达到最佳的性价比一般选择混凝土预制块作为配重。压重平台反力装置搭设的程序简单明了，适应性强，适合不同荷载量的实验，检测出来的结果真实可靠。千斤顶在电动油泵的配合下，能够精准的调节油压力值，使得荷载量很好的得到控制，避免出现过顶事故。所以该装置广泛的使用在工程建筑的检测活动中。但是缺点是在进行大吨位试验的时候，对桩周地基土的承载力要求比较高，软土地区一般都要经过加固处理，堆载配重所用的吊装机械要求高，作业时间较长，将会耗费大量人力物力财力。

（2）锚桩反力装置是将选定的几根锚桩通过锚筋连接反力梁组合在一起形成一个整体的反力架。这种装置一般选用试桩附近的工程桩作为锚桩，不管是多大吨位的试验或者是多复杂的现场施工条件，只要有足够的锚桩提供抗拔承载力都可以进行试验，该装置是所有反力装置中最经济简单高效的。缺点是工程前试桩的静载试验无法提供锚桩，如果专门打辅助装做锚桩工程成本比较大，还有就是在试验过程中需要对锚桩的侧土阻力、钢筋、接头进行验算并要监测锚桩的上拔量，以免拔断。

（3）地锚反力装置首先需要准备好螺旋钻，根据现场条件及地质勘探情况选取几个钻入点进行开钻，在钻孔中嵌入试验的核心工具锚杆，利用锚杆提供的反力来进行测试。这种装置的突出特点体型较小，应用灵活。根据螺旋钻的钻进方式不同分为斜拉式和竖直式两种，斜拉式在螺旋钻钻进过程中受到土的竖向阻力和水平阻力的影响，竖直式只受土的竖向阻力的影响。岩石是进行锚杆植入步骤最大的阻碍环节，因为岩石的硬度较高体积也比较庞大不容易钻进，给施工造成了不小的麻烦。受锚杆提供反力有限的影响，这种装置只适合小吨位基桩、地基静载试验。

二、基桩竖向抗拔静载试验装置

1、加载反力装置。单桩竖向抗拔静载试验是用接近于单桩竖向抗拔桩的实际工作条件的试验方法，确定单桩竖向抗拔承载力。抗拔桩的工作性能主要体现在桩与土的相互作用上，根据桩身与桩周岩土的总抗拔摩阻力和桩身抗拉承载力大小确定，桩的抗拔静载试验是靠桩身结构的受力钢筋来承受拉力，由桩受力钢筋与加载反力装置连接，采用天然地基提供支墩反力，通过反力装置提供施加作用于桩身上的上拔荷载，测量抗拔桩桩身在上拔荷载的作用下桩顶荷载和桩顶的上拔位移量，根据桩顶荷载和桩顶的位移测量结果分析评定单桩竖向抗拔承载力。加载的反力装置主要由与桩受力钢筋连接的连接箱或连接板，传力拉杆、千斤顶、支墩、支墩横梁、主梁等组成。能提供的反力不得小于最大试验荷载的1.2倍。支墩施加于地基土上的压应力不宜大于地基土承载力特征值的1.5 倍。

2、测量控制装置。测量控制装置分为荷载测量和上拔量测量，目前抗拔静载试验主要配套使用桩基静载测试分析系统。由压力传感器、稳压控制阀、油泵、控制箱组合控制电动油泵的起动，控制千斤顶对抗拔桩施加的荷载，测读对抗拔桩施加的荷载量。由用磁性表座吸附于基准梁上的位移传感器，测读桩身上拔位移量。各种仪器的控制用电缆与中继器连接。集中由静载测试仪控制测读各项试验数据，达到自动加载，自动恒载，自动卸载自动记录各项试验数据等全自动控制目的。压力传感器的测量误差不大于1%。位移传感器测量误差不大于0.1%FS。分辨力优于或等于0.01mm。

3、静载试验过程中反力装置

（1）压重平台反力装置试验能否顺利进行需要保证点：一是千斤顶加载作用点对准地基压板形心和桩头的中心位置，一旦安装不到位出现位置偏离的情况，不仅会降低实验数据的真实性和有效性，桩头还会因为偏心受力形成应力集中区压碎混凝土，耽误了工程进度的同时造成财产损失。在某项目试桩试验过程中，千斤顶摆放位置与桩头中心的位置有偏离，导致桩头受力不均只加载到第六级桩头就被压爆，压重平台突然下沉险些造成事故。二是要保证压重平台的中心和桩头的中心必须在一条水平线上，检测施工过程中必须安排好检查人员，负责在安装过后对装置的重物中心和平台进行检查。如果不能达到这个标准，很容易使压重平台在千斤顶加力过程中左右失衡，达不到施加最大试验荷载的要求。

（2）锚桩与地锚反力装置应注意锚桩与地锚安装时必须按照对称性原则，根数的对称及中心的对称。如果不能保证锚桩或地锚装置完全是中心对称的，那么一定会造成事故，试验过程中有锚桩或地锚严重受力不均造成个别锚桩或地锚超过自身的极限承载力后破坏。

根据不同静载试验反力装置在现场施工的突发状况和缺点我国相关科研人员正在不断加大研究的力度，提出新颖的静载试验理论和技术。桩承载力自平衡试验方法是我国近年来引入研究的桩基静载试验的一种新方法，但由于这种技术方法的起步较晚且投入使用的工程较少，没有较丰富的经验可以吸取，其理论和技术核心还在不断的完善当中。这种试验方法以埋在桩土间的荷载箱作用后发挥桩土间的摩阻力和端阻力代替了常规静载中的反力装置。除此之外我们还可以在反力设备的组装上进行创新，不必一味的采用固定的设备来进行试验。关于单桩竖向抗拔静载试验的相关规定提出桩基抗拔静载试验加载反力装置的应用和处理方法，较好地解决抗拔桩的受力钢筋与加载与反力装置的连接，软基支墩的处理，测量装置及反力装置安装等关键技术难题。要想使得地基、基桩静载试验在较短时间和较少的成本下取得精准的结果，如果没有科学可靠的理论、技术和设备就无法确保实验结果的准确性，只有拥有了科学的试验方法和适合的试验设备才能取得良好的试验效果。

参考文献：

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