錨桿靜壓樁靜載試驗(yàn)方法研究

朱進(jìn)軍 朱連勇

(1.連云港職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 連云港 222006； 2.無錫聯(lián)筑建筑設(shè)計(jì)有限公司，江蘇 無錫 214021)

錨桿靜壓樁靜載試驗(yàn)方法研究

朱進(jìn)軍1朱連勇2

(1.連云港職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 連云港 222006； 2.無錫聯(lián)筑建筑設(shè)計(jì)有限公司，江蘇 無錫 214021)

針對錨桿靜壓樁的施工工藝和施工環(huán)境，應(yīng)用現(xiàn)場施工設(shè)備進(jìn)行改裝，形成了錨桿靜壓樁靜載試驗(yàn)裝置，并結(jié)合某樁基加固工程進(jìn)行了試驗(yàn)研究，分析了錨桿靜壓樁靜載試驗(yàn)的試驗(yàn)方法及注意事項(xiàng)，以供類似工程參考。

錨桿靜壓樁，靜載試驗(yàn)，加載方法，承載力

錨桿靜壓樁是在20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的一種地基加固新技術(shù)。由冶金建筑研究總院周志道[4]在蕪湖市青少年宮地基處理工程中首次使用。1992年，錨桿靜壓樁成功應(yīng)用于上海電子商廈工程中[4，5]，取得了顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

錨桿靜壓樁雖然已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，然而對其單樁承載力試驗(yàn)方法關(guān)注較少，本文結(jié)合具體工程介紹了錨桿靜壓樁的靜載試驗(yàn)方法，可供類似工程參考。

1 錨桿靜壓樁試驗(yàn)方法討論

錨桿靜壓樁承載力尚缺乏系統(tǒng)的研究，國內(nèi)規(guī)范也沒有明確規(guī)定，結(jié)合錨桿靜壓樁的施工特點(diǎn)及工作環(huán)境，提出了試驗(yàn)方法和步驟。

1.1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1)為設(shè)計(jì)提供合理的單樁承載能力，可進(jìn)行單樁垂直承載能力的檢驗(yàn)；2)通過參與的具體靜載試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)中的不足點(diǎn)，方便以后進(jìn)一步改進(jìn)靜載試驗(yàn)方法；3)為樁基新工藝、新工法和新樁型提供有充分說服力的依據(jù)；4)為靜力法計(jì)算承載力等提供對比的數(shù)據(jù)。

1.2 試驗(yàn)儀器

為減少試驗(yàn)的成本和確保試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，本文試驗(yàn)設(shè)備主要采用原壓樁設(shè)備，其中也對部分設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)。1)加載裝置：試驗(yàn)加載裝置采用手動(dòng)油壓千斤頂，千斤頂?shù)拇笮「鶕?jù)預(yù)估的單樁極限承載力來選擇，本文試驗(yàn)采用1 000 kN。原壓樁采用的是電動(dòng)油壓千斤頂，但它不能控制好固定的壓樁力，所以將其換成手動(dòng)油壓千斤頂，這是本次試驗(yàn)設(shè)備改進(jìn)之一。2)反力裝置：利用錨桿將壓樁架錨固在建筑物上，從而利用建筑物的自重作為反力。3)量測裝置：用機(jī)械百分表，百分表量程0 mm～50 mm，最小刻度0.01 mm，估讀0.005 mm。本試驗(yàn)的基本原理如圖2所示。

1.3 休止期確定

通過上述對黑龍江墾區(qū)低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展的SWOT分析，總結(jié)出墾區(qū)現(xiàn)在發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)面臨的有利及不利因素，并結(jié)合墾區(qū)現(xiàn)階段的實(shí)際情況，總結(jié)得出未來墾區(qū)農(nóng)業(yè)低碳發(fā)展模式的構(gòu)建應(yīng)包括以下幾方面的內(nèi)容。

對于試樁間歇時(shí)間，在滿足混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)的情況下，一般靜載試驗(yàn)規(guī)定在砂類土中不應(yīng)少于7 d；在粉土和黏性土中不應(yīng)少于15 d；對于黏性土和砂交互層地基可取中間值；對于淤泥或淤泥質(zhì)土，不應(yīng)少于25 d；但對于錨桿靜壓樁，由于壓樁對土體的擾動(dòng)影響小，強(qiáng)度恢復(fù)時(shí)間短，一般可以采用7 d。

1.4 樁頭處理

選用現(xiàn)場樁頭完整的預(yù)制樁作為試樁，以防試樁時(shí)樁頭破裂導(dǎo)致試樁被迫中止。為了便于安裝百分表和千斤頂，試樁樁頭露出底板不宜太小也不宜太大，一般要在0.2 m～0.5 m之間。

1.5 樁頭處理終止加載條件

當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，即可終止加載：1)某級(jí)荷載作用下，樁的沉降量為前一級(jí)沉降量的5倍；2)某級(jí)荷載作用下，樁的沉降量為前一級(jí)荷載作用下沉降量的2倍且經(jīng)24 h尚未達(dá)到相對穩(wěn)定；3)已達(dá)到反力裝置的最大重量，如壓樁機(jī)被頂起荷載加不上去，也可終止加載。

1.6 儀器安裝注意事項(xiàng)

先安裝千斤頂，再安裝百分表。在樁頭鋪上一層較薄且均勻的細(xì)砂層，然后在砂層上平穩(wěn)放置一塊鐵板，再在鐵板上放置千斤頂，盡量使千斤頂中心跟樁頭中心、鐵板中心在同一直線上，避免加載時(shí)受力不均勻。千斤頂?shù)某鋈胗涂诔蛞蛪合到y(tǒng)的輸出入油管便于連接，不得在安裝百分表的基準(zhǔn)梁上跨過，應(yīng)該平行于基準(zhǔn)梁，避免油壓變動(dòng)產(chǎn)生的沖擊力對基準(zhǔn)梁的影響，以免百分表數(shù)據(jù)失真。在樁的兩側(cè)放置基準(zhǔn)梁，基準(zhǔn)梁采用型鋼，一般為槽鋼或工字鋼，要求基準(zhǔn)梁的平面與樁截面平行。

試驗(yàn)的儀器安裝如圖3所示。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析及承載力確定

2.1 試驗(yàn)場地條件

場地巖土層在勘察范圍內(nèi)由上而下可分為8個(gè)亞層，各土層物理力學(xué)指標(biāo)見表1。

2.2 加載方法及沉降觀測

采用慢速維持荷載法，具體試驗(yàn)方法如下：1)加載分級(jí)。試驗(yàn)樁預(yù)估極限荷載為330 kN，取每級(jí)加載為預(yù)估極限荷載的1/10，為33 kN，第一級(jí)加載為66 kN。2)沉降觀測。試樁在每級(jí)加載后間隔15 min各測讀一次，累計(jì)2 h后再加下一級(jí)荷載，直至達(dá)到沉降相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。

表1 土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

選取2根樁進(jìn)行靜載試驗(yàn)，從荷載沉降關(guān)系Q—S曲線來看，曲線呈緩變型，樁的沉降量均小于40 mm，且小于規(guī)范容許樁頂沉降值。1號(hào)樁出現(xiàn)了明顯的陡降段，判斷該樁的極限承載力為363 kN(見圖4)。2號(hào)樁由于加載過大，預(yù)埋鋼筋松動(dòng)未能加載至樁的極限承載力，試驗(yàn)終止(見圖5)。

3 結(jié)語

樁的靜載荷試驗(yàn)是確定單樁承載力的最可靠也是最有效的方法，在研究錨桿靜壓樁的荷載傳遞特性，分析影響承載力的因素等方面起到重要的作用，本文結(jié)合工程實(shí)踐，對錨桿靜壓樁的靜載試驗(yàn)方法進(jìn)行了討論，得到以下初步結(jié)論：1)由于試驗(yàn)環(huán)境限制，錨桿靜壓樁試驗(yàn)裝置應(yīng)結(jié)合施工設(shè)備靈活改裝，儀器使用前進(jìn)行標(biāo)定。2)錨桿靜壓樁樁身截面較小，對土體的破壞小于常規(guī)截面基樁，其靜載試驗(yàn)的休止期可適當(dāng)放松。3)加載的分級(jí)及步驟可結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備及樁的設(shè)計(jì)承載能力靈活確定。4)預(yù)埋錨桿的承載能力對試驗(yàn)結(jié)果影響很大，應(yīng)保證其埋置深度和強(qiáng)度。

[1] 朱進(jìn)軍.逆作法樁筏基礎(chǔ)的應(yīng)用研究[D].南京：南京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2007.

[2] 朱連勇.錨桿靜壓樁在房屋改造加固工程中的應(yīng)用研究[D].南京：南京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2007.

[3] 張明義.靜力壓入樁的研究與應(yīng)用[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，2004.

[4] 周志道.錨桿靜壓樁法[J].工業(yè)建筑，1984(1)：43-47.

[5] 周志道.建(構(gòu))筑物樁箱逆作法的應(yīng)用[J].工業(yè)建筑，1995，25(3)：9-11.

Research on static load test method of anchor static pressure pile

ZHU Jin-jun1ZHU Lian-yong2

(1.Lianyungang Technical College, Lianyungang 222006, China;2.Wuxi Lianzhu Architecture Design Limited Company, Wuxi 214021, China)

According to the construction technology and construction enviroment of anchor static pressure pile, application of the on-site construction equipment to modify, formed the anchor static pressure pile static load test device, combining with a pile foundation loading project made test research, analyzed the test methods and matters needing attention of anchor static pressure pile static load test, provided reference for similar projects.

anchor static pressure pile, static load test, loading method, bearing capacity

1009-6825(2014)36-0055-02

2014-10-16

朱進(jìn)軍(1981- )，男，工程師； 朱連勇(1981- )，男，工程師

TU473.1

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