壓重平臺堆載偏心對靜載試驗的影響

方文雄

摘 要：目前，由于樁基基礎在我國建設工程設計中得到廣泛使用，而樁基的承載力和完整性也成為設計師們關注的重點對象。文章通過對壓重平臺樁基靜載荷進行試驗研究，結合某市級地基的基礎設計規范和當地某新建項目樓基樁靜載荷進行研究，經過對靜載的實際分析和計算，總結出配重合力點與千斤頂合力點彼此之間偏心距和配重的利用率，并為我國的基樁靜載測試技術提供科學有力的數據證明。

關鍵詞：壓重平臺；堆載偏心；靜載試驗

通過分析靜載試驗的計算結果，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。當在進行靜載試驗時，堆重需要人工來完成，而壓重平臺由于面積巨大，故不能有效保證配重重心合力點與千斤頂合力點能夠百分百重合。因此，它們之間的少量偏心距離定會對靜載試驗產生相應的影響，這也是此次試驗中需要準確計算的主要部分。

1 靜載試驗壓重平臺偏心

1.1 偏心對加載量產生的影響

在靜載試驗的實際操作中，因為壓重平臺的重心與千斤頂的合力點無法完全重合，因此極有可能出現一定的偏心距。而由于偏心距的存在，上覆配重在靜載試驗中會發生相應的傾斜作用，最后將導致重量無法得到完整的利用，其配重的利用率和產生的偏心距彼此之間存在著緊密的聯系。

首先，計算出壓重平臺的偏心距和荷載合力點，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，經過計算可以得出壓重平臺重力合力點與千斤頂合力點的完全重合。而千斤頂的合力作用點與配重合力作用點連線的壓重平臺邊緣距離為。最終配重的有效利用率為當中計算出的最小者。其次，得出配重的有效利用率n和偏心距e，經過計算值可以看出配重的有效利用率n和偏心距e之間為呈線性的關系存在。根據《建筑地基基礎設計規范》和《建筑基樁檢測技術規范》的相關規定，反力裝置所提供的反力不能小于比預估最大荷載的1.2倍，故：P必須≥1.2N，然后通過利用率和反力得知，若反力裝置提供的反力和最大荷載數的1.2倍相同，并且當加載到最大加載量的時候，可以計算出堆重的有效率用率，即0.8333，而此時所對應的最大偏心距通過計算可以得出，為0.083 4∫。最后，通過最大偏心距的結果得知，該實驗的堆重需要滿足的條件為：N≤P≤1.2N。

1.2 試驗工程概況

在該次實際靜載試驗中，試樁樁型采用的是長螺旋鉆孔灌注樁；樁截面尺寸為600毫米；混凝土設計強度等級為30；試樁樁長度為30米；樁端持力層為6層；單樁豎向抗壓的極限承載力實驗值是5500KN。

1.3 靜載試驗所需設備及使用方法

1.3.1 靜載試驗所需設備

靜載試驗中所需的常用設備為：反力裝置、沉降測量裝置及荷載裝置。其中，反力裝置使用的是混凝土（80厘米*80厘米*160厘米）的標準裝塊方法。荷載裝置使用雙油路千斤頂，它的大小可以通過壓力傳感器來進行測讀。而樁沉降量使用位移傳感器來進行測量，位移傳感器對稱安裝樁側兩個正交直徑的兩個方向上面，故安置位移傳感器的沉降測定平面在樁頂下面200毫米左右處。

1.3.2 試驗荷載方法

根據相關標準規范要求，在加載過程中，荷載大概可以分為十個等級。逐級等量加載法，第一級荷載是加載級數的兩倍，總分為九個等級進行加載；卸載過程的每級卸載量是分級加載數級差的兩倍，總共分為五級卸載，即逐級等量進行卸載。該加載方法采用的是慢速維持荷載方法。

1.3.3 沉降測讀實際

在靜載試驗加載中，每一級的加載后，按照第5分鐘、15分鐘、30分鐘、45分鐘、60分鐘來測讀樁頂的沉降量，然后每過30分鐘進行 一次測讀，當樁頂沉降達到相對穩固的標準狀態時，再施加下面一級的荷載。在實驗的卸載時，每級的卸載需維持一小時，測讀時間分為第5分鐘時、15分鐘、30分鐘以及60分鐘時進行樁頂的沉降量測讀，當卸載到零時，應當繼續測讀殘余的沉降量為3小時，而測讀時間主要為5分鐘、15分鐘、30分鐘和60分鐘，在這之后則每隔半小時進行一次數值的測讀。

1.3.4 試驗堆重的偏心距

在該次靜載試驗中，堆塊的平面尺寸是：∫為8米，h為8米，其中，平臺的尺寸是8.5米*8.5米。在確定試驗偏心距的時候，可以先按最偏的位置來進行計算，以保障最有效的結果。首先，計算出壓重平臺的偏心距為0.707米，當e=0.707時，P應大于或等于3 765.6KN。然后計算得出堆重的有效率用率為82.3%。按照此次計算的結果可以看出，當P大于或等于3 765.6KN的時，能夠滿足試驗的要求，而P=1.215N，所以該平臺當按照最不利的布置情況下按照相關規定要求進行堆載試驗時，則需要提高覆堆載重量到最大加載量的1.215倍即可。

此次靜載試驗通過找出項目的配重合力作用點以及千斤頂合理作用點計算出其壓重平臺和配重的有效利用率及偏心距。然后通過安裝位移傳感器、樁截面尺寸、試樁長度、單樁豎向抗壓承載力等相關數據進行試驗結果分析。

2 結語

經過對某地大型工程項目進行的靜載試驗計算得出的結果可以分析出，當基樁在現場足尺試驗中，壓重平臺的合力作用點與千斤頂的合力作用點，其偏心距和試驗最大加載量屬于呈線性關系，而隨著偏心距的不斷加大，最大加載量則會逐漸降小，所以堆重的利用率也會隨之降低。

而根據試驗的相關規范標準要求，反力裝置所提供的反力不能小于預算最大荷載的1.2倍，需要滿足e小于或等于0.0834，而此時堆重的有效利用率為n大于或等于83.33%。通過靜載試驗可以得知，當偏心距越小時，堆載的利用率會越高。而當e小于或者等于0.05時，則堆重的有效利用率會超過90%，此時若繼續按照規范來要求堆重，結果則會偏于保守。在靜載試驗中，如果堆塊按照最偏最不利的情況進行布置，由于其偏心距較大，堆載的有效利用率則會降低，而此時按照規范要求在確定的堆塊總量則需要進行適當的增加。

參考文獻

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