锚桩法静载试验在水利工程基桩检测中应用研究

锚桩法静载试验在水利工程基桩检测中应用研究

严应佳

天津国际工程咨询集团有限公司

摘要：水利工程基础处理,直接关系到水利建筑物的安全和使用寿命,为了验证基桩施工质量是否满足设计要求,根据我国《建筑基桩检测技术》等相关规范,对基桩进行静载荷试验,能够直观地反映荷载与沉降的关系及沉降与时间的关系,确定桩基承载力。本文主要就锚桩法静载试验在水利工程基桩检测中应用进行分析，以供参考。

关键词：锚桩法静载试验；水利工程；基桩检测

引言

桩基静载试验是检验单桩承载力最直接可靠的试验方法，按照反力系统不同可分为堆载试验法和锚桩试验法。锚桩试验法无需吊运试块，也不用对场地地基进行加固处理，其安全性显著提高。由于采用堆载法存在检测周期长、场地要求高，利用检测桩周边既有基桩进行锚桩法来完成单桩抗压静载试验，能够很好解决以上问题，可为水利工程桩基静载试验提供参考。

1锚桩法静载试验概述

在静载试验中，反力装置提供桩上荷载，依据反力装置类型分为堆载法、锚桩法和自平衡法等。然而基于空间受限、地质条件差、当地连续降雨的不利条件，能够采用工程桩做为锚桩的条件下，锚桩法静载试验有较于堆载法对既有条件的适应性强、安全可靠，较于自平衡法试验结果直观、准确。

锚桩法静载试验是一种用于评估地基或桩基承载力的试验方法。在这种试验中，一定数量的锚杆或桩被安装到地下，并受到预先设定的水平或垂直载荷，以模拟实际工程中可能遇到的荷载情况。通过测量载荷与变形之间的关系，可以评估地基或桩的承载能力及变形性能，从而指导工程设计和施工。锚桩法桩基静载试验尤其对于工期紧、施工空间小的水利工程基桩检测具有明显优势。锚桩法能够比较准确地反映单桩的受力状况和变形特征,准确反映单桩竖向抗压承载力。锚桩法桩基静载试验最好在设计阶段进行谋划,充分验算锚桩的抗拔力,为桩基检测的顺利进行提供必要保障。锚桩法和堆载法相比在大吨位桩检静载试验中节约成本和时间,具有较好的经济性与实用性。但也可将锚桩法和堆载法相结合进行桩基静载试验的反力装置。

2锚桩法静载试验在水利工程基桩检测中应用

本项目占地面积1296m2，水工建筑物面积4860m2，项目结构为地下5层，地上局部1层的框架结构，项目于2021年10月开工，至今主体结构地下5层施工完成。受既有建筑影响，项目布局紧凑，施工红线紧邻办公楼、住宅楼及交通支路。

2.1桩位测量放样

根据设计提供的控制点，使用全站仪进行现场布置控制网并仔细复核。根据主体结构桩位布置图中的桩基中心轴线坐标值，采用坐标法来放样桩基中心线、桩基中心点等，并打入标桩。在距离桩中心约2m的安全地带设置十字形控制桩，以便于校核。在桩上标记试桩或锚桩的桩号。

2.2桩基施工

采用“+”字交叉法准确埋入护筒，合理配置泥浆，采用旋挖钻钻孔，桩孔钻至设计标高后，对成孔的孔径、孔深和倾斜度等进行检查。清孔完成后下方钢筋笼（针对空桩较长的情况采用加粗吊筋的同时辅以安全绳的措施）二次清孔完成后浇筑水下混凝土，灌注接近桩顶时，及时用测锤或测杆检查桩顶标高，使灌注桩的桩顶标高比设计标高高出0.8～1m以保证桩顶混凝土施工质量。

2.3成桩检验

成桩后，应进行以下项目检查：①桩位检查：此时桩的中心以钢筋笼的中心为准，桩的中心偏位要求不大于5cm（建筑桩基技术规范6.2.4）；②桩顶标高检查；③桩的无破损检查；该项检测主要目的是检测桩的完整性。

2.4桩头凿除

待混凝土强度达到设计强度的70%后，采用挖掘机将试桩和锚桩周边开挖，具备后期锚桩的作业面，采用空压机对桩头凿除，保证至少1m的有效钢筋长度。

2.5试桩桩帽制作

桩帽底高出垫层300mm，以保证荷载全部通过试桩有效向下传递。桩头混凝土凿除并清理干净后，调直桩头主筋。在桩头内按照桩帽加固设计图纸进行钢筋网片的安装，模板安装完成后及时浇筑桩帽混凝土，桩帽混凝土等级高于桩身混凝土等级一级，混凝土振捣密实，并采用水平尺检测桩帽顶部混凝土平整度。

2.6锚桩钢筋连接器安装

在桩帽混凝土等强期间，进行锚桩钢筋调直，针对非对称锚桩的位置和钢筋的分布，选择合适的锚盘，充分适应分对称的特点以保证加载过程中受力为竖向轴力不产生水平。锚桩钢筋穿过锚盘孔后采用夹片式锚具固定，较常规采用锚桩钢筋与反力架的竖向钢筋焊接的连接方式，竖向传力均有，且可重复使用。

2.7安装试验装置

桩帽混凝土养护达到设计要求强度后，首先将加载千斤顶放置在试验桩桩帽顶部，保证千斤顶的力通过试验桩的中心。然后安装主梁和次梁，并将锚桩主筋与次梁上方的扁担梁用高强精轧螺纹钢连接在一起，高强螺纹钢上端穿过反力架、下端穿过锚盘采用高强螺母固定。在桩顶以下200mm位置对称安防4个位移计并固定在基准梁上，用于检测试验桩的沉降量。

2.8静载试验加载、卸载

桩基承载力检测静载试验具体流程如下：①对测试桩进行承载能力测试，采用慢速维持荷载法加载，加载需要分级进行，每级加载是逐级等量的。②在加载的过程中，要持续观测桩顶的沉降量。每次加载后，需要在第5分钟、第15分钟、第30分钟、第45分钟和第60分钟测读桩顶的沉降量，之后每30分钟测读一次桩顶沉降量。③当桩顶沉降量在一个小时内不超过0.1mm，并且连续出现两次这样的观测值时，可以认为达到了沉降相对稳定的条件。这个计算是从分级荷载施加后的第30分钟开始的，连续三个30分钟的观测值用于计算。④当试验达到加载终止条件时，开始卸载。卸载是分级进行的，每级为加载时的2倍，逐级等量卸载。每级荷载应维持1小时，在维持过程中，分别在第15分钟、第30分钟和第60分钟测读桩顶沉降量后，就可以卸下一级荷载，卸载至零后，需要测读桩顶残余沉降量。⑤在加、卸载的过程中，需要确保荷载能够均匀、连续、无冲击地传递。每级荷载在维持过程中的变化幅度不得超过分级荷载的±10%。

基于基桩锚桩法静载试验技术研究的施工过程和控制要点，通过科学的组织和统筹规划，强化锚桩法静载试验技术，克服了施工场地狭小，节约常规堆载块运输成本，规避了采用自平衡试验平衡点不易确定和桩基断桩的风险，并避免了试桩和锚桩在后期无使用价值进而造成的资源浪费，随着桩基统筹设计和锚桩法静载不断优化改进，其凭借成本低，占位小的优势，应用将更加广泛。该技术为后续类似空间受限的施工项目桩基静载试验提供了一种成熟的试验技术，具有显著的社会、经济效益和广泛的推广应用价值，经济效益显著。

结束语

总之，在工程项目基桩静载试验体系建立和应用过程中，要对规范性行为和要求给予高度重视，提高管理水平的同时，确保试验桩、锚桩结构、参数核算过程等都符合标准，满足试验要求，落实解决问题的最佳路径，通过基桩的静载试验合理的评价沉降量和桩土体系承载力的关系，为工程项目的可持续发展奠定坚实基础。

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