壓重平臺(tái)堆載偏心對(duì)靜載試驗(yàn)的影響

方文雄

摘 要：目前，由于樁基基礎(chǔ)在我國(guó)建設(shè)工程設(shè)計(jì)中得到廣泛使用，而樁基的承載力和完整性也成為設(shè)計(jì)師們關(guān)注的重點(diǎn)對(duì)象。文章通過(guò)對(duì)壓重平臺(tái)樁基靜載荷進(jìn)行試驗(yàn)研究，結(jié)合某市級(jí)地基的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范和當(dāng)?shù)啬承陆?xiàng)目樓基樁靜載荷進(jìn)行研究，經(jīng)過(guò)對(duì)靜載的實(shí)際分析和計(jì)算，總結(jié)出配重合力點(diǎn)與千斤頂合力點(diǎn)彼此之間偏心距和配重的利用率，并為我國(guó)的基樁靜載測(cè)試技術(shù)提供科學(xué)有力的數(shù)據(jù)證明。

關(guān)鍵詞：壓重平臺(tái)；堆載偏心；靜載試驗(yàn)

通過(guò)分析靜載試驗(yàn)的計(jì)算結(jié)果，可以有效選擇樁端持力層、地基承載力、抗拔、水平向承載力等。當(dāng)在進(jìn)行靜載試驗(yàn)時(shí)，堆重需要人工來(lái)完成，而壓重平臺(tái)由于面積巨大，故不能有效保證配重重心合力點(diǎn)與千斤頂合力點(diǎn)能夠百分百重合。因此，它們之間的少量偏心距離定會(huì)對(duì)靜載試驗(yàn)產(chǎn)生相應(yīng)的影響，這也是此次試驗(yàn)中需要準(zhǔn)確計(jì)算的主要部分。

1 靜載試驗(yàn)壓重平臺(tái)偏心

1.1 偏心對(duì)加載量產(chǎn)生的影響

在靜載試驗(yàn)的實(shí)際操作中，因?yàn)閴褐仄脚_(tái)的重心與千斤頂?shù)暮狭c(diǎn)無(wú)法完全重合，因此極有可能出現(xiàn)一定的偏心距。而由于偏心距的存在，上覆配重在靜載試驗(yàn)中會(huì)發(fā)生相應(yīng)的傾斜作用，最后將導(dǎo)致重量無(wú)法得到完整的利用，其配重的利用率和產(chǎn)生的偏心距彼此之間存在著緊密的聯(lián)系。

首先，計(jì)算出壓重平臺(tái)的偏心距和荷載合力點(diǎn)，然后取Y軸方向的剖面。其中，Y方向偏心距可直接影響千斤頂所承受的最高加載量；而P為堆載的重力合力，經(jīng)過(guò)計(jì)算可以得出壓重平臺(tái)重力合力點(diǎn)與千斤頂合力點(diǎn)的完全重合。而千斤頂?shù)暮狭ψ饔命c(diǎn)與配重合力作用點(diǎn)連線的壓重平臺(tái)邊緣距離為。最終配重的有效利用率為當(dāng)中計(jì)算出的最小者。其次，得出配重的有效利用率n和偏心距e，經(jīng)過(guò)計(jì)算值可以看出配重的有效利用率n和偏心距e之間為呈線性的關(guān)系存在。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，反力裝置所提供的反力不能小于比預(yù)估最大荷載的1.2倍，故：P必須≥1.2N，然后通過(guò)利用率和反力得知，若反力裝置提供的反力和最大荷載數(shù)的1.2倍相同，并且當(dāng)加載到最大加載量的時(shí)候，可以計(jì)算出堆重的有效率用率，即0.8333，而此時(shí)所對(duì)應(yīng)的最大偏心距通過(guò)計(jì)算可以得出，為0.083 4∫。最后，通過(guò)最大偏心距的結(jié)果得知，該實(shí)驗(yàn)的堆重需要滿足的條件為：N≤P≤1.2N。

1.2 試驗(yàn)工程概況

在該次實(shí)際靜載試驗(yàn)中，試樁樁型采用的是長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁；樁截面尺寸為600毫米；混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為30；試樁樁長(zhǎng)度為30米；樁端持力層為6層；單樁豎向抗壓的極限承載力實(shí)驗(yàn)值是5500KN。

1.3 靜載試驗(yàn)所需設(shè)備及使用方法

1.3.1 靜載試驗(yàn)所需設(shè)備

靜載試驗(yàn)中所需的常用設(shè)備為：反力裝置、沉降測(cè)量裝置及荷載裝置。其中，反力裝置使用的是混凝土（80厘米*80厘米*160厘米）的標(biāo)準(zhǔn)裝塊方法。荷載裝置使用雙油路千斤頂，它的大小可以通過(guò)壓力傳感器來(lái)進(jìn)行測(cè)讀。而樁沉降量使用位移傳感器來(lái)進(jìn)行測(cè)量，位移傳感器對(duì)稱(chēng)安裝樁側(cè)兩個(gè)正交直徑的兩個(gè)方向上面，故安置位移傳感器的沉降測(cè)定平面在樁頂下面200毫米左右處。

1.3.2 試驗(yàn)荷載方法

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，在加載過(guò)程中，荷載大概可以分為十個(gè)等級(jí)。逐級(jí)等量加載法，第一級(jí)荷載是加載級(jí)數(shù)的兩倍，總分為九個(gè)等級(jí)進(jìn)行加載；卸載過(guò)程的每級(jí)卸載量是分級(jí)加載數(shù)級(jí)差的兩倍，總共分為五級(jí)卸載，即逐級(jí)等量進(jìn)行卸載。該加載方法采用的是慢速維持荷載方法。

1.3.3 沉降測(cè)讀實(shí)際

在靜載試驗(yàn)加載中，每一級(jí)的加載后，按照第5分鐘、15分鐘、30分鐘、45分鐘、60分鐘來(lái)測(cè)讀樁頂?shù)某两盗浚缓竺窟^(guò)30分鐘進(jìn)行 一次測(cè)讀，當(dāng)樁頂沉降達(dá)到相對(duì)穩(wěn)固的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，再施加下面一級(jí)的荷載。在實(shí)驗(yàn)的卸載時(shí)，每級(jí)的卸載需維持一小時(shí)，測(cè)讀時(shí)間分為第5分鐘時(shí)、15分鐘、30分鐘以及60分鐘時(shí)進(jìn)行樁頂?shù)某两盗繙y(cè)讀，當(dāng)卸載到零時(shí)，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)測(cè)讀殘余的沉降量為3小時(shí)，而測(cè)讀時(shí)間主要為5分鐘、15分鐘、30分鐘和60分鐘，在這之后則每隔半小時(shí)進(jìn)行一次數(shù)值的測(cè)讀。

1.3.4 試驗(yàn)堆重的偏心距

在該次靜載試驗(yàn)中，堆塊的平面尺寸是：∫為8米，h為8米，其中，平臺(tái)的尺寸是8.5米*8.5米。在確定試驗(yàn)偏心距的時(shí)候，可以先按最偏的位置來(lái)進(jìn)行計(jì)算，以保障最有效的結(jié)果。首先，計(jì)算出壓重平臺(tái)的偏心距為0.707米，當(dāng)e=0.707時(shí)，P應(yīng)大于或等于3 765.6KN。然后計(jì)算得出堆重的有效率用率為82.3%。按照此次計(jì)算的結(jié)果可以看出，當(dāng)P大于或等于3 765.6KN的時(shí)，能夠滿足試驗(yàn)的要求，而P=1.215N，所以該平臺(tái)當(dāng)按照最不利的布置情況下按照相關(guān)規(guī)定要求進(jìn)行堆載試驗(yàn)時(shí)，則需要提高覆堆載重量到最大加載量的1.215倍即可。

此次靜載試驗(yàn)通過(guò)找出項(xiàng)目的配重合力作用點(diǎn)以及千斤頂合理作用點(diǎn)計(jì)算出其壓重平臺(tái)和配重的有效利用率及偏心距。然后通過(guò)安裝位移傳感器、樁截面尺寸、試樁長(zhǎng)度、單樁豎向抗壓承載力等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果分析。

2 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)對(duì)某地大型工程項(xiàng)目進(jìn)行的靜載試驗(yàn)計(jì)算得出的結(jié)果可以分析出，當(dāng)基樁在現(xiàn)場(chǎng)足尺試驗(yàn)中，壓重平臺(tái)的合力作用點(diǎn)與千斤頂?shù)暮狭ψ饔命c(diǎn)，其偏心距和試驗(yàn)最大加載量屬于呈線性關(guān)系，而隨著偏心距的不斷加大，最大加載量則會(huì)逐漸降小，所以堆重的利用率也會(huì)隨之降低。

而根據(jù)試驗(yàn)的相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，反力裝置所提供的反力不能小于預(yù)算最大荷載的1.2倍，需要滿足e小于或等于0.0834，而此時(shí)堆重的有效利用率為n大于或等于83.33%。通過(guò)靜載試驗(yàn)可以得知，當(dāng)偏心距越小時(shí)，堆載的利用率會(huì)越高。而當(dāng)e小于或者等于0.05時(shí)，則堆重的有效利用率會(huì)超過(guò)90%，此時(shí)若繼續(xù)按照規(guī)范來(lái)要求堆重，結(jié)果則會(huì)偏于保守。在靜載試驗(yàn)中，如果堆塊按照最偏最不利的情況進(jìn)行布置，由于其偏心距較大，堆載的有效利用率則會(huì)降低，而此時(shí)按照規(guī)范要求在確定的堆塊總量則需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑黾印?/p>

參考文獻(xiàn)

[1] 左承龍，和秋田.淺談單樁豎向抗壓承載力檢測(cè)方法的適用性[J].河北工程技術(shù)高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)，2015，02.

[2] 張文廣.樁基工程靜載檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用分析[J].山西建筑，2015，28.

[3] 謝代純.PHC管樁承載力檢測(cè)動(dòng)靜實(shí)驗(yàn)對(duì)比研究[J].福建建材， 2015，10.