自平衡測(cè)試法在橋梁樁基檢測(cè)中應(yīng)用實(shí)例分析

金林哲

(浙江省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，浙江杭州 310006)

1 概述

自平衡測(cè)試法[1]源自美國(guó)，1996年起逐步應(yīng)用于中國(guó)，它是利用試樁自身反力平衡的原則，在樁端附近或樁身截面處預(yù)先埋設(shè)單層(或多層)荷載箱，加載時(shí)荷載箱以下將產(chǎn)生端阻或側(cè)阻以抵抗向下的位移，同時(shí)荷載箱以上將產(chǎn)生向下的側(cè)阻和混凝土自重以抵抗向上的位移，上、下樁段反力大小相等，方向相反，從而達(dá)到試樁自身反力平衡加載的目的。試驗(yàn)時(shí)通過(guò)輸壓管對(duì)荷載箱施壓，隨著壓力的增加，荷載箱伸長(zhǎng)，上、下樁段產(chǎn)生彈(塑)性變形，從而調(diào)動(dòng)上、下樁段巖土的阻力，通過(guò)位移和壓力測(cè)量即可獲得分段的P—S，S—lgt等曲線，采用相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法確定基樁的極限承載力。同傳統(tǒng)的靜載試驗(yàn)方法相比，自平衡法具有技術(shù)先進(jìn)、測(cè)試自動(dòng)化、省時(shí)、省力、安全、不受場(chǎng)地條件限制、多根樁可同時(shí)測(cè)試等優(yōu)點(diǎn)。

2 工程實(shí)例

2.1 測(cè)試樁設(shè)計(jì)參數(shù)

表1 地基土設(shè)計(jì)參數(shù)表

表2 測(cè)試樁情況

本次測(cè)試對(duì)象為紹興某大橋工程的77號(hào)樁，該樁位于勘探點(diǎn)孔邊上，設(shè)計(jì)采用鉆孔灌注樁，持力層為中風(fēng)化粉砂巖。主要地質(zhì)情況詳見(jiàn)表1，測(cè)試樁的主要參數(shù)詳見(jiàn)表2，測(cè)試示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 測(cè)試原理示意圖

圖2 荷載箱的埋設(shè)

圖3 導(dǎo)管的埋設(shè)

圖4 沉降—荷載曲線

2.2 測(cè)試過(guò)程

測(cè)試系統(tǒng)由加載設(shè)備、位移量測(cè)裝置及應(yīng)力量測(cè)裝置組成。試樁采用加載荷載箱，高壓油泵的最大加壓值為60 MPa，加壓精度為每小格0.4 MPa;電子位移計(jì)量測(cè)裝置，安置在試樁上，每樁10只，通過(guò)磁性表座固定在基準(zhǔn)鋼梁上。根據(jù)承載力試算和施工工程經(jīng)驗(yàn)，將加載裝置—荷載箱埋入樁內(nèi)，約2/3的樁長(zhǎng)處(粉砂層)施工過(guò)程如圖2所示，樁內(nèi)各導(dǎo)管的埋設(shè)如圖3所示。

表3 試驗(yàn)記錄表

2.3 測(cè)試結(jié)果和數(shù)據(jù)分析

加載采用慢速維持法[2，3]，共分10級(jí)，每級(jí)加載量1 000 kN，試驗(yàn)時(shí)通過(guò)地面高壓油管給荷載箱逐級(jí)加壓，利用百分表測(cè)量樁身位移，分級(jí)對(duì)應(yīng)記錄，直至加量至10 000 kN。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3和圖4。

根據(jù)表3和圖4的位移隨荷載的變化曲線，可判斷該樁承載力情況，整條曲線在加載過(guò)程中未發(fā)生明顯陡變，上下段樁的受荷在5 000 kN內(nèi)上下段位移均在20 mm以內(nèi)，符合樁基檢測(cè)規(guī)范，可得出該樁極限承載力在10 000 kN以上。

3 結(jié)語(yǔ)

自平衡測(cè)試法與傳統(tǒng)靜載荷試驗(yàn)試樁法相比，裝置較簡(jiǎn)單，不占用場(chǎng)地，不需運(yùn)入數(shù)百噸或數(shù)千噸物料，不需構(gòu)筑笨重的反力架，試樁準(zhǔn)備工作省時(shí)省力，特別是適合于橋梁工程的水中試樁和大噸位試樁。另外，它也可用來(lái)確定基樁的側(cè)阻或端阻單項(xiàng)的極限值，因此它在橋梁上有著廣泛的應(yīng)用前景。

[1] 曾章海，胡春華，陳進(jìn)華.自平衡測(cè)樁技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用[J].中國(guó)水運(yùn)，2010(19):26-28.

[2] JGJ 106-2003，建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].

[3] JGJ 94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].