淺析新城國(guó)際商務(wù)寫(xiě)字樓D樓地下車(chē)庫(kù)抗拔靜載試驗(yàn)—人工挖孔樁單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)

鄧勝永 （中國(guó)建筑第五工程局有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

1 工程概況

新城國(guó)際商務(wù)寫(xiě)字樓D樓地下車(chē)庫(kù)位于合肥市政務(wù)文化新區(qū)東流路與潛山路交口東南側(cè)，該工程由安徽基石置業(yè)有限公司開(kāi)發(fā)，建筑場(chǎng)地由合肥市勘察院有限責(zé)任公司勘察，由中國(guó)建筑技術(shù)集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)，樓高46層，地下4層，框架、剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為人工挖孔混凝土灌注樁，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)15.5mm～20.0m，樁身直徑1600mm～2300mm，樁端直徑2900mm～4500mm，抗拔樁174根?？拱螛稑抖顺至訛榈冖輰又酗L(fēng)化砂巖夾泥巖，持力層樁端阻力特征值為3000kPa，單樁豎向抗拔承載力特征值為800kN～6600kN。

2 工程地質(zhì)概況（見(jiàn)表1）

3 單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)方法

利用天然地基土提供反力。單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)裝置主要包括反力系統(tǒng)、加荷系統(tǒng)和上拔變形量測(cè)系統(tǒng)，檢測(cè)試驗(yàn)示意圖見(jiàn)圖1。

3.2 試驗(yàn)原理

根據(jù)《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2003）的相關(guān)規(guī)定，本次試驗(yàn)利用天然地基土提供反力。反力驗(yàn)算：fak×S=250kPa×8×0.3m×12m×2=14400kN（fak為地基土承載力，S為工字鋼所鋪設(shè)的面積）。

3.3 試驗(yàn)過(guò)程

3.3.1 試驗(yàn)設(shè)備（見(jiàn)表2、表3）

3.3.2 最大試驗(yàn)荷載

最大試驗(yàn)荷載不小于試驗(yàn)樁單樁豎向抗拔承載力特征值設(shè)計(jì)要求的2倍（6600kN×2=13200kN），試驗(yàn)時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)要求取13200kN。

3.3.3 試驗(yàn)加載與分級(jí)

根據(jù)國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ106－2003）單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)要點(diǎn)：分級(jí)荷載為最大加載量的1/10，首級(jí)加載量為分級(jí)荷載的2倍，本次試驗(yàn)首級(jí)加載量為2640kN，以后每級(jí)各加載為1320kN。

圖1

圖2 該項(xiàng)目專(zhuān)用錨具

圖3 800t千斤頂

圖4 主梁

3.3.4 沉降相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ106－2003）的4.3.6條，每級(jí)荷載施加后按第5min、15min、30min、45min、60min測(cè)讀沉降量，以后每隔30min測(cè)讀一次，當(dāng)1h內(nèi)的沉降量不超過(guò)0.1mm，并連續(xù)出現(xiàn)2次（從分級(jí)荷載施加30min后開(kāi)始，按1.5h連續(xù)3次每30min的沉降觀測(cè)值計(jì)算），認(rèn)為已趨穩(wěn)定，可施加下一級(jí)荷載。

表1

儀器及千斤頂型號(hào) 表2

鋼梁規(guī)格 表3

3.3.5 終止加載

根據(jù)《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2003）第5.3.3條，出現(xiàn)下列情況之一即可終止加載：

①某級(jí)荷載作用下，樁頂上拔量大于前一級(jí)荷載作用下上拔量的5倍；

②樁頂上拔量累計(jì)超過(guò)100mm；

圖5 工字鋼

圖6

③按鋼筋抗拉強(qiáng)度控制，樁頂上拔荷載大道鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)的0.9倍；

④對(duì)應(yīng)驗(yàn)收抽樣檢測(cè)的工程樁，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大上拔荷載值。

3.3.6 卸載與回彈觀測(cè)

根據(jù)《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ106－2003）第4.3.6款第4條，每級(jí)卸載量為加載時(shí)的2倍。每級(jí)荷載維持1h，在第15、30、60min時(shí)測(cè)讀一次沉降后，即可卸下一級(jí)荷載。全部卸載后，應(yīng)測(cè)讀樁頂殘余沉降量，維持時(shí)間為3h，測(cè)讀時(shí)間為15、30min，以后每隔30min測(cè)讀一次。

圖7 側(cè)視圖

圖8 俯瞰圖

3.4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)安裝實(shí)圖

3.4.1 主要設(shè)備名稱(chēng)（見(jiàn)圖2～圖5）

3.4.2 試驗(yàn)安裝整體圖

①安裝流程簡(jiǎn)單說(shuō)明（見(jiàn)圖6）。

②試驗(yàn)安裝完成圖片（見(jiàn)圖7、圖8）。

4 試驗(yàn)結(jié)果分析

從單樁抗拔靜載試驗(yàn)所繪制的q-s 曲線可以看出，抗拔樁的一般受力機(jī)理與規(guī)律，大致為樁在上拔荷載作用下，樁身首先將荷載以摩阻力的形式傳遞到周?chē)林校湟?guī)律與承受豎向抗壓樁一樣，只是方向相反。初始階段，上拔阻力主要由淺部土層提供，樁身的拉應(yīng)力主要分布在樁的上部；隨著樁身上拔位移量的增加，樁身應(yīng)力逐漸向下擴(kuò)展，樁的中下部的土阻力逐漸發(fā)揮。試驗(yàn)結(jié)果還表明，單樁豎向抗拔的q-s曲線大致可劃分為3段：第1段為直線段，即抗拔力與變形按比例增加；第2段為曲線段，隨著樁土相對(duì)位移的增大，上拔位移量比側(cè)阻力增加的速率快；第3段又呈直線段，此時(shí)即使上拔荷載增加很小，樁的位移量仍急劇上升，同時(shí)樁周地面往往出現(xiàn)環(huán)向裂縫、樁身開(kāi)裂和鋼筋被拔斷。第3段起點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的荷載值，即為樁的豎向抗拔極限承載力q。

5 結(jié) 語(yǔ)

①抗拔樁的破壞形態(tài)與施工因素有關(guān)，如樁長(zhǎng)、樁材、施工工藝、各層土層與樁土界面特性等。因此設(shè)計(jì)抗拔樁的承載力計(jì)算值僅作參數(shù)，一般應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)單樁上拔靜載試驗(yàn)來(lái)確定單樁承載力。

②灌注樁作為抗拔樁使用時(shí)，由于一般樁徑較大，它不僅產(chǎn)生與抗拔力反向的樁側(cè)阻力，且其灌注樁本身自重也抵抗相當(dāng)大的抗拔承載力。因?yàn)榭拱螛妒羌兡Σ翗叮嘧蹲灾貙?duì)抗拔力的影響占有較大比重。

③當(dāng)工程樁不允許帶裂縫工作時(shí)，應(yīng)根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）中的有關(guān)規(guī)定，進(jìn)行抗拔樁的抗裂計(jì)算。這時(shí)抗拔樁承載力驗(yàn)算應(yīng)取樁身開(kāi)裂的前一級(jí)荷載，作為單樁豎向抗拔承載力特征值，并與極限荷載的一半取值確定的承載力特征值相比，取小值。