美國AASHTO下的樁基靜載試驗在哥斯達黎加的實踐

師亞忠

摘 要：隨著“一帶一路”的不斷深入，“走出去”的步伐正在不斷的加快，“走出去”的廣度和深度也在不斷擴大。該文針對中國企業(yè)在采用中國儀器及設備，在美國AASHTO規(guī)范下樁基靜載試驗在哥斯達黎加32號公路的首次成功實踐。

關鍵詞：樁基;靜載試驗;哥標、美標;首次實踐

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）01-0102-02

0 引言

隨著中國提出的“一帶一路”倡議和實施方案在全球范圍內引起的廣泛共鳴，和“走出去”戰(zhàn)略的實施，中國的基建設企業(yè)，憑借自身實力，在中美洲、非洲、亞洲、東西歐等地區(qū)承包了大量的基建項目，其中就包括很多樁基工程。不同的國家有不同的規(guī)范，走出去要求我們具有全球化的施工能力，所以，我們需要有在不同國家采用不同規(guī)范施工的能力。哥斯達黎加雖然擁有CR-2010等施工規(guī)范，但因該國基礎設施建設較少，很多當?shù)匾?guī)范都須在美國AASHTO規(guī)范基礎上指導施工。而樁基靜載試驗在次之前從未有過。所以，在哥斯達黎加CR、美國AASHTO規(guī)范下樁基靜載試驗的成功實踐，在哥斯達黎加建設史上具有非常重要的意義[1]。

1 試驗背景及目的

按照《AASHTO LRFD Bridge Design Specifications》美國橋梁設計規(guī)范及《ASTM D1143》規(guī)定：現(xiàn)場試驗提供了施加在深基礎上的軸向荷載與軸向運動之間最可靠的關系。試驗結果還可提供用于評估樁身側剪力分布、樁趾端部支座發(fā)育量和長期荷載-撓度行為的信息。基礎設計人員可以對試驗結果進行評估，以確定在施加適當?shù)陌踩禂?shù)后，樁或群樁是否具有滿足具體支護要求的極限靜承載力和工作荷載下的撓度。當作為多樁試驗方案的一部分進行時，設計人員還可以利用試驗結果來評估不同樁型的可行性和試驗場地的可變性。加之該項目為設計-施工總承包項目，設計任務由國內設計院負責。且該設計院為首次在該國家接受設計任務，所以業(yè)主對設計院設計能力保持警惕。雖然該國規(guī)范及建設史上從未有相關規(guī)范要求及做過樁基靜載試驗，但是，業(yè)主在審核橋梁圖紙過程中提出要求，要求我們至少用一根樁基來做軸向靜載試驗，以驗證設計滿足規(guī)范要求，并為后期其他橋梁設計優(yōu)化提供科學依據(jù)[2]。

2 工程簡介

本工程沖擊成孔總樁數(shù)108根，依據(jù)業(yè)主及監(jiān)理要求采用單樁豎向抗壓靜載試驗檢測，單樁豎向抗壓靜載試驗檢測初步定為25號橋B2-4。樁基直徑1.2米，為沖擊鉆成孔混凝土灌注樁。25號橋為單跨25米橋梁，橋臺設計為4根孔深30米鉆孔樁。

3 美標對試驗的相關要求和現(xiàn)場滿足情況

5.3單樁試驗時，應在覆蓋整個樁頂區(qū)域的試樁長軸上垂直安裝至少25mm（1in）厚的實心鋼板。

6.1一般：但是應用壓縮器加載測試樁或樁組應當符合6.3-6.6中描述的方法之一，除非另有指定的工程師，應用和測量的設備應當能夠加載本節(jié)中描述的安全應用至少120%的最大預期測試負載。使用6.3中描述的方法對垂直或傾斜樁或群樁施加軸向荷載。使用6.4-6.6中描述的方法只應用垂直負載。

6.2.1液壓千斤頂及其操作應符合美國機械工程師協(xié)會（ASME）B30.1千斤頂，其額定負載能力應超過最大預期千斤頂負載至少20%。用于對其加壓的千斤頂、泵以及任何軟管、管道、配件、量規(guī)或換能器應額定到與公稱千斤頂容量相對應的安全壓力[3]。

6.2.2液壓千斤頂ram（s）將有一個旅行的總和大于預期的最大軸向移動樁+試驗梁的撓度和錨定的伸長和運動系統(tǒng)，但不低于15%的平均樁直徑或寬度。在可能的情況下使用單一的高容量千斤頂。當使用多個千斤頂系統(tǒng)時，提供相同型號和容量的千斤頂，并通過一個通用的管匯提供千斤頂壓力。安裝歧管和每個千斤頂一個壓力計，以檢測故障和不平衡。

6.2.3除非另有規(guī)定，液壓千斤頂、壓力計和壓力傳感器應在每次試驗或系列試驗之前的6個月內至少校準到最大的預期千斤頂負載。在進行測試前提供校準報告，其中應包括環(huán)境溫度和在千斤頂最大行程范圍內對多個沖壓沖程進行的校準。

6.2.7試驗過程中，液壓千斤頂泵應隨時處于無人看管狀態(tài)。自動頂升系統(tǒng)應該包括一個清晰的機械過載裝置，以便在緊急情況下安全地降低液壓壓力。

6.3液壓千斤頂作用于錨定反力框架的荷載。

6.3.1液壓千斤頂對試樁或群樁施加試驗荷載，與試樁或群樁中間的試驗梁相互作用。安裝足夠數(shù)量的錨樁或合適的錨固裝置，為測試梁提供足夠的無功能力。與試樁或試樁群保持至少5倍于最大錨桿或試樁最大直徑的距離，但不小于2.5米（8英尺）。工程師可以根據(jù)反力的類型和深度、土壤條件和荷載的大小等因素增加或減少最小的凈距，使反力對試驗結果的影響不顯著。

6.4.3向箱或平臺加載任何合適的材料，如土壤、巖石、混凝土、鋼材或裝滿水的容器，總重量（包括試驗梁和箱或平臺的重量）至少比最大預期試驗載荷大10%。

7.1.3刻度盤和電子位移指示器應符合ASME B89.1.10。M度盤指示器（用于線性測量），一般應具有100毫米（4英寸）的行程，但應具有至少50毫米（2英寸）的最小行程。

7.2.2位移指標-在基準梁上至少安裝兩個位移指標，以使樁桿平行于樁、斜樁或群樁的縱軸，在距試樁中心或樁帽等距的軸對稱點處作用于樁頂。在試樁或樁帽的兩側各放置一根平行的參考梁，使其朝向遠離錨樁或槽的盡可能遠的地方放置支撐。另一種方法是，將這兩個指示器安裝在距試樁中心或樁帽等距的軸對稱點上，使樁桿與樁或樁群的縱軸平行，以支承在參考梁上。

4 儀器設備（表1）

4.1 試驗內容（表2）

4.2 試驗設備安裝

試驗設備由反力結構，荷載系統(tǒng)，觀測系統(tǒng)組成。其中，反力結構由主梁、次梁、錨樁和連接結構組成。通過法蘭、拉條與連接鋼筋焊接錨樁，將整個反力系統(tǒng)連接在一起（次梁、主梁方向根據(jù)現(xiàn)場情況進行調整，保證受力均勻），根據(jù)ASTM-D1143（6.3.1條規(guī)定）由于場地受限試驗樁與錨樁距離不滿足5倍樁徑，但滿足間距大于2.5m的要求。