單樁豎向抗壓靜載試驗在PHC管樁工程檢測中的運用

嚴(yán)四甫, 王四安

(湖北省地質(zhì)局 第五地質(zhì)大隊,湖北 黃石 435002)

在樁基類型中,高強度預(yù)制管樁具有成本較低、施工時間短、樁身變形小、成樁長度不受施工機械的限制、樁身耐打抗彎性強，及對樁端持力層起伏變化大的地質(zhì)條件適應(yīng)性強、單樁承載力適中等優(yōu)勢,通過錘擊或靜壓將其沉入地下,廣泛運用于大型廠房等建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)[1]。PHC管樁施工后,單樁豎向抗壓靜載試驗在樁基檢測中占有重要地位,經(jīng)過試樁檢測確定單樁承載力特征值滿足設(shè)計要求,經(jīng)過工程樁檢測后合格的樁基,才能保證建筑物的整體質(zhì)量,盡可能避免安全事故的發(fā)生。

1 工程及地質(zhì)概況

隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展、城鄉(xiāng)一體化的推進,生活污水的排放嚴(yán)重影響著人民生活的健康,黨的十八以來,中央和地方政府加大了對環(huán)境保護和治理的投入。在建浠水縣清泉鎮(zhèn)(南岸)污水處理工程一期是該縣2019年三大重點工程之一。該工程位于黃岡市浠水縣西北,安時大道—清泉鎮(zhèn)延伸線安家大塆旁,白蓮河以南。廠區(qū)全部采用PHC-AB500AB(100)-12預(yù)制管樁,砼強度等級C80,設(shè)計持力層為⑥-1強風(fēng)化片麻巖,單樁豎向抗壓設(shè)計特征值800 kN。綜合樓高四層,工程樁48根;高效沉淀池一層,工程樁76根;全廠區(qū)設(shè)計試樁單樁豎向抗壓靜載試驗檢測3根,樁長8.01～12.78 m;工程樁單樁豎向抗壓靜載試驗檢測3根,樁長8.00～12.00 m;樁基全部采用靜壓沉樁施工工藝進行施工。

建筑場地在勘探深度范圍內(nèi)土(巖)層自上而下分層工程特性指標(biāo)見表1。

表1 場地土(巖)層工程特性指標(biāo)Table 1 Engineering characteristics index of soil (rock) layer in site

2 單樁豎向抗壓靜載試驗

依據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》(JGJ106—2014),現(xiàn)場采用慢速維持荷載堆載法[2],利用電動油泵逐級加載,開展試樁或工程樁檢測。試驗的主要目的是確定試樁單樁豎向抗壓極限承載力,判定工程樁單樁豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計要求。

3 試樁檢測

3.1 試樁檢測時加載及卸載分級

試樁檢測時最大加載量1 920 kN(按單樁設(shè)計承載力特征值的2.4倍),分12級加載,第一級加載量為分級荷載的2倍即320 kN,之后每級加載量為160 kN;卸載分6級完成,每級卸載量為加載分級值的2倍,即320 kN。荷載及對應(yīng)油壓分級、校準(zhǔn)方程如表2所示;設(shè)備安裝示意圖見圖1。

表2 荷載及對應(yīng)油壓分級表Table 2 Classification table of load and corresponding oil pressure

3.2 各受檢試樁單樁豎向抗壓靜載試驗匯總(見表3-表5)

表3 試樁(S1)——單樁豎向抗壓試驗匯總表Table 3 Summary table of pile test (S1)—vertical compression test of single pile

表4 試樁(S2)——單樁豎向抗壓試驗匯總表Table 4 Summary table of pile test (S2)—vertical compression test of single pile

表5 試樁(S3)——單樁豎向抗壓試驗匯總表Table 5 Summary table of pile test (S3)—vertical compression test of single pile

3.3 單樁豎向抗壓靜載試驗Q-s、s-lgt曲線(見圖2-圖4)

圖1 設(shè)備安裝示意圖Fig.1 Equipment installation diagram

圖2 S1試樁Q-s、s-lgt曲線Fig.2 Q-s and s-lgt curves of S1 test piles

3.4 試樁——單樁豎向抗壓極限承載力的確定

3.4.1試樁檢測結(jié)果匯總表(見表6)3.4.2試樁檢測結(jié)論

通過本次豎向抗壓靜載試驗,S1試樁、S2試樁、S3試樁單樁豎向抗壓極限承載力分別為1 920 kN、1 760 kN、1 920 kN。根據(jù)規(guī)范統(tǒng)計,三根試樁承載力平均值為1 866.7 kN,極差為160 kN,極差小于極限承載力平均值的30%。

圖3 S2試樁Q-s、s-lgt曲線Fig.3 Q-s and s-lgt curves of S2 test piles

圖4 S3試樁Q-s、s-lgt曲線Fig.4 Q-s and s-lgt curves of S3 test piles

樁號樁徑/mm最大試驗荷載及對應(yīng)沉降極限承載力及對應(yīng)沉降荷載/kN沉降/mm荷載/kN沉降/mm殘余沉降/mm最大回彈量/mm回彈率/%S1試樁5001 92030.341 92030.3416.7813.5644.69S2試樁5001 92040.231 7607.89///S3試樁5001 92022.241 92017.3215.137.1131.98

單樁豎向抗壓特征值(933.4 kN)>設(shè)計特征值(800 kN)。

4 工程樁檢測

4.1 工程樁檢測時加載和卸載

工程樁檢測時最大加載量1 600 kN(按單樁設(shè)計承載力特征值的2.0倍),分10級加載,第一級加載量為分級荷載的2倍即320 kN,之后每級加載量為160 kN;卸載分5級完成,每級卸載量為加載分級值的2倍,即320 kN。荷載及對應(yīng)油壓分級、校準(zhǔn)方程如表7。

表7 荷載及對應(yīng)油壓分級表Table 7 Classification table of load and corresponding oil pressure

4.2 各受檢工程樁單樁豎向抗壓靜載試驗情況匯總(見表8-表10)

表8 6#工程樁——單樁豎向抗壓試驗匯總表Table 8 Summary table of No.6 engineering pile—vertical compression test of single pile

表9 38#工程樁——單樁豎向抗壓試驗匯總表Table 9 Summary table of No.38 engineering pile—vertical compression test of single pile

表10 56#工程樁——單樁豎向抗壓試驗匯總表Table 10 Summary table of No.56 engineering pile—vertical compression test of single pile

4.3 單樁豎向抗壓靜載試驗Q-s、s-lgt曲線(見圖5-圖7)

圖5 6#工程樁Q-s、s-lgt曲線Fig.5 Q-s and s-lgt curves of No.6 engineering piles

圖6 38#工程樁Q-s、s-lgt曲線Fig.6 Q-s and s-lgt curves of No.38 engineering piles

圖7 56#工程樁Q-s、s-lgt曲線Fig.7 Q-s and s-lgt curves of No.56 engineering piles

4.4 工程樁——單樁豎向抗壓承載力的評價

4.4.1工程樁檢測結(jié)果匯總表(見表11)4.4.2工程樁檢測結(jié)論

通過本次單樁豎向抗壓靜載試驗,根據(jù)規(guī)范,6#、38#、56#三根工程樁單樁豎向抗壓極限承載力均為1 600 kN。工程樁單樁豎向抗壓承載力滿足設(shè)計要求。

5 結(jié)語

高強度預(yù)應(yīng)力管樁是用途比較廣泛、適用性較強的一種樁基礎(chǔ),為控制基樁質(zhì)量,避免安全事故的發(fā)生,特別是基樁的承載力能否達到設(shè)計要求,并對工程樁的質(zhì)量進行較完整的評價,通過單樁豎向抗壓靜載測試顯得尤為重要。

表11 工程樁檢測結(jié)果匯總表Table 11 Summary table of test results of engineering piles