自平衡法在客專站房工程基樁施工中的應(yīng)用

任育珍，張青山，渠建偉，徐小平

（中鐵西南科學(xué)研究院有限公司，四川 成都 611731）

0 引言

在國(guó)內(nèi)，東南大學(xué)土木工程學(xué)院龔維明教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)最早運(yùn)用自平衡法。該方法的試驗(yàn)裝置相對(duì)簡(jiǎn)單，無需占用大面積場(chǎng)地，也無需堆載或反力架，試樁現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)備工作省時(shí)省力，適合水中試樁或者試驗(yàn)場(chǎng)地受限試樁，對(duì)地勘資料準(zhǔn)確性有較高要求。受某客運(yùn)專線房建工程指揮部第一項(xiàng)目部委托，對(duì)該項(xiàng)目部站房A鉆孔灌注樁進(jìn)行了自平衡法試驗(yàn)，試驗(yàn)過程和結(jié)果分析如下。

1 試驗(yàn)過程

1.1 試驗(yàn)原理

自平衡試樁法是一種接近豎向抗壓樁的實(shí)際工作條件的試驗(yàn)方法。其主要裝置是一種特制的荷載箱，它與鋼筋籠連接且安置于樁身的平衡點(diǎn)。平衡點(diǎn)位于基樁樁身某一位置，其上段樁身自重及樁側(cè)極限摩阻力之和與下段樁樁側(cè)極限摩阻力及極限樁端力之和基本相等。試驗(yàn)時(shí)，高壓油泵在地面（平臺(tái)）向荷載箱充油加載，荷載箱將力傳遞到樁身，其上部樁側(cè)極限摩阻力及自重與下部樁側(cè)極限摩阻力及樁端極限阻力相平衡來維持加載，從而獲得樁的承載力。

1.2 荷載箱埋設(shè)位置確定

依據(jù)地勘資料和試樁參數(shù)，計(jì)算出各試樁荷載箱的埋設(shè)位置，其上段樁身自重及樁側(cè)極限摩阻力之和與下段樁樁側(cè)極限摩阻力及極限樁端力之和基本相等，荷載箱埋放位置見表1。

表1 荷載箱埋設(shè)位置

1.3 試樁承載力確定

樁頂?shù)刃Ш奢d由公式（1）確定：

與等效樁頂荷載P對(duì)應(yīng)的樁頂位移s為：

2 試驗(yàn)依據(jù)及方案

依據(jù)《基樁靜載試驗(yàn)自平衡法》（JT/T 738—2009）、《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB 50025—2004）、《鐵路工程基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》（TB 10218—2008）等檢測(cè)技術(shù)規(guī)范，結(jié)合某客運(yùn)專線站房工程地勘資料，首先確定荷載箱埋設(shè)位置。因試樁直徑為Φ750mm，為防止混凝土灌注過程中荷載箱截面處不能順利通過影響成樁質(zhì)量，對(duì)荷載箱內(nèi)徑進(jìn)行處理，減小混凝土通過荷載箱截面時(shí)受到的阻力。由于試樁穿越濕陷性黃土地層，試樁成樁后對(duì)其直徑6m范圍內(nèi)樁周土進(jìn)行了浸水處理。按規(guī)范對(duì)荷載箱進(jìn)行安裝，到試樁齡期即可進(jìn)行數(shù)據(jù)觀測(cè)。

A站房1#試樁加載分級(jí)（kN）為：

卸載分級(jí)（kN）為：

卸載分級(jí)進(jìn)行，每級(jí)卸載量為2個(gè)加載級(jí)的荷載值。

3 試驗(yàn)結(jié)果

A站房1～3#試樁自平衡法載荷試驗(yàn)Q—S實(shí)測(cè)曲線如圖1所示，自平衡Q—S等效轉(zhuǎn)換曲線如圖2所示。

圖1 站房A試樁自平衡實(shí)測(cè)Q—S曲線圖

圖2 站房A自平衡法靜載試驗(yàn)等效Q—S曲線圖

根據(jù)Q-s曲線和沉降明細(xì)表，所測(cè)3根樁的Q-s曲線均為緩變型曲線，且雙向總位移量均小于40mm。根據(jù)規(guī)范，取各方向最大加載值為其相應(yīng)的極限荷載值。根據(jù)式（1），可算得每根樁單樁豎向抗壓承載力極限值，見表2。

表2 自平衡法試驗(yàn)結(jié)果匯總

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果中各試樁位移隨加載值的變化可看出，站房A所試驗(yàn)的1#、2#、3#試樁上位移為線性增長(zhǎng)趨勢(shì)，下位移為緩變型曲線，加載至試驗(yàn)最大值時(shí)未出現(xiàn)陡降，荷載箱埋設(shè)位置合理準(zhǔn)確，試驗(yàn)較為理想。

4 結(jié)語

對(duì)某客專站房進(jìn)行的多根豎向試樁中，試驗(yàn)達(dá)到預(yù)期效果。自平衡法的選擇和應(yīng)用，既為施工方節(jié)省了傳統(tǒng)靜載方法堆卸載過程產(chǎn)生的運(yùn)輸、機(jī)械、堆載物等費(fèi)用，又無需占用施工方的有效施工場(chǎng)地，也未影響其他施工工序，同時(shí)對(duì)多根試樁同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，為施工方節(jié)省了時(shí)間，有效地保證了節(jié)點(diǎn)工期的實(shí)現(xiàn)，集安全、經(jīng)濟(jì)、高效為一體。

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