水運工程基樁靜載荷試驗中錨樁法的應用

◎ 王志慧 交通運輸部天津水運工程科學研究所

水運工程的建設規模龐大，由于結構的復雜性，使得水運工程基樁需要具備極高的結構承載力與穩定性，因此，在實際的施工建設過程中，工程企業需要嚴格根據工程現場的具體情況，來進行基樁施工，并通過靜載荷試驗來評估基樁施工質量是否達到了相應的施工標準與要求，最大程度上為水運工程提供良好的基樁條件。在很多的水運工程項目開展中，基樁靜荷載試驗的開展中會借助于錨樁法來完成，通過這一方法，可以更為高效、準確地獲得相應的試驗結果，指導實際的施工建設。

1.單樁豎向抗壓靜載試驗

錨樁法是基樁單樁豎向抗壓靜載試驗開展是最為常用的一種方式，此試驗開展的目的是要獲得基樁的豎向抗壓極限承載力指標，進而來檢驗基樁施工的質量。在水運工程項目中，通過單樁豎向抗壓靜載試驗的開展，可以有效確定水運工程區域內各個土層的極端極限阻力標準值，進而根據所獲得的試驗結果，來進行樁側極限摩阻力標準值的優化，從而使得基樁穩定性達到水運工程的施工標準。靜荷載試驗開展時，如果選用的是錨樁法，就必須進行試驗平臺的搭設，其中，錨樁與試驗操作平臺要具有整體性，由錨樁來對操作平臺起到一定的支撐作用，在整個的平臺搭設過程中，槽鋼和工字鋼需縱橫交錯布置，隨后將5mm厚度的花紋鋼板直接鋪在已搭建平臺上，為各種儀器和油泵的放置、試驗操作等提供了便捷。

錨樁法試驗裝置主要包含了反力系統、加載系統和測量系統。具體來說，在基樁靜荷載試驗開展的過程中，需借助于錨樁反力架法來完成試驗，在試驗時，實驗設備為荷載梁式荷載架，荷載梁中需包含若干個樁帽、2根次梁、多個拉桿和2根主鋼梁，在試驗過程中，有關人員需利用鋼筋和鋼圈來完成錨樁與樁帽的連接。加載系統中，需嚴格根據試樁的最大加載量，來進行分離式油壓千斤頂的設計和使用，在加載處理的過程中，高壓油泵聯動是關鍵，再加上精密壓力表和液壓傳感器的配置，可以有效對荷載實現科學控制。測量系統中，要將4個電子位移計安裝于試樁的周邊位置，在安裝過程中要遵循對稱安裝的要求，使得這些裝置可以有效對基樁的下沉量加以實時監測。

2.試樁思路

在水運工程基樁靜荷載試驗過程中，試樁的整體思路如下：相應的試驗檢測人員需要嚴格按照設計說明、試驗檢測要求等基本情況，詳細了解試驗樁與錨樁的樁頂標高、設計高潮位等基本信息，根據千斤頂的高度與墊塊，來最終確定試驗樁和錨樁的標高差。通常情況下，由于水運工程為水上作業，這也就決定了水上試樁平臺標高一般要大于最高潮位和最大波浪和的1m以上。反力系統的設計過程中，設計人員需嚴格根據試驗過程中的最大荷載來進行設計優化，一旦錨樁提供的反力過小，就需要在反力裝置上通過堆載來解決這一問題。

水運工程中可能包含了很多種的基樁類型，對于灌注樁而言，在錨樁法應用的過程中，需給錨樁預留較長的鋼筋，在鋼筋與樁帽的焊接處理過程中，一般會采用單面焊或者雙面焊的方式，而鋼筋焊接數量需在該截面鋼筋數量的1/2以下。預制混凝土樁的試驗過程中，要預先在樁頂接一定長度的鋼管，隨后在此鋼管段內進行牛腿的制作，將螺桿穿入牛腿以后與反力裝置加以有效連接處理。當然，在試驗過程中，也可以直接在預制混凝土樁內放置鋼筋籠，隨后通過混凝土的灌注，將鋼筋與錨樁錨有效連接起來，灌注混凝土與灌注內側會形成剪應力，隨后在此條件下進行混凝土灌注長度的精準計算，在此過程中，要使得鋼筋拉應力在抗拉強度設計值以內。如果是多節混凝土樁，不僅需要進行樁身強度的計算和檢驗，還需要進行接頭抗拉強度的有效計算。

3.試樁流程

試樁環節的流程非常多，需嚴格依據以下流程來開展：（1）當試驗用樁的基本施工作業結束以后，要組織專業人員來進行試樁平臺的建設，并要在此過程中避免波浪對平臺的沖擊；（2）焊接牛腿，灌注樁芯混凝土，在此過程中，尤其是要使得混凝土的強度能夠達到施工的標準，結合管樁施工條件，做好內壁的鑿毛處理，如果要實現混凝土性能的優化，可以適當在其中添加一定量的早強劑或者微膨脹劑；（3）嚴格遵守有關的安裝要求，保障反力裝置安裝的質量，在安裝時，嚴格按照次梁、錨樁與邊梁連接件、墊塊、千斤頂、主梁、主梁與邊梁連接件的安裝順序；（4）擰緊螺帽，做好鋼筋的焊接處理，注意每個鋼筋都需要保持平直性，加強對焊縫長度與質量的有效控制；（5）由于水運工程項目中，基準樁的間距相對較大，在自重作用下存在撓度，就需要在試驗開展的過程中，嚴格根據相應的標準來對基準梁的撓度加以有效控制；（6）油壓系統的安裝，油泵與千斤頂的連接要通過高壓油管來完成，在此過程中，尤其要加強對油管強度的有效控制；（7）試樁樁頂的特定位置，安裝位移計；（8）在錨樁上進行百分表或者位移計的安裝；（9）預加載。

4.注意事項

4.1 對中問題

當將錨樁法應用于水運工程基樁靜載荷試驗過程中，一旦千斤頂作用點與樁頭的中心位置存在偏差，就會導致最終的試驗結果與實際存在較大的差距，偏差較大時甚至會使得試驗樁遭受巨大破壞，引起嚴重的事故。因此，在錨樁法應用的過程中，尤其要注意對中問題，如果在試驗過程中，試驗樁受到施工偏位的干擾，其位置與錨樁正中心存在偏差，就會使得各個錨樁的受力不均勻，這種情況下，專業人員需立即對受力最大的錨樁加以觀察，尤其是要觀察荷載較大時的情況。錨樁反力梁裝置在開展試驗的過程中，由于加載是逐級進行的，在前幾級的加載過程中，油壓過沖情況出現的幾率非常大，一旦處理不好，同樣會影響最終數據結果的準確性，因此，對中問題的處理非常重要。

4.2 安全問題

由于水運工程處于水環境下，這也就決定了在開展試驗檢測工作的過程中，要嚴格根據水下操作的相關標準，做好相應的安全防護。比如，在試驗過程中，需要為試驗人員配備救生衣和防滑鞋，并加強人員與設備安全保護。試樁平臺在建設的過程中，尤其要保障牢固性，使得平臺本身可以抵御風浪的沖擊。在靜荷載試驗過程中，試驗人員需要加強對油壓變化的觀測、試驗樁與錨樁的位移變化掌握，一旦出現了異常情況，需要立即停止加載并進行相應的處理。

4.3 試驗數據準確性

靜荷載試驗在開展的過程中，試驗檢測結果的準確性會受到很多因素的影響，其中，試驗儀器和設備對檢測結果的準確性有著非常重要的影響，在試驗開始之前，需組織專業人員來保障試驗儀器和設備的標定合格，尤其是荷載控制儀和高壓油路系統，更是要保障標定的配套性，加強對試驗數據的全過程分析和觀測，及時分析異常情況的原因，采取有效的處理方式。

5.結束語

在水運工程基樁靜荷載試驗過程中，錨樁法的應用優勢非常突出，不僅具有安裝便捷性，還具有技術可行性與經濟合理性，為保障良好的應用效果，在實際的應用過程中，有關人員需要加強技術要點的掌握，嚴格遵守相應的操作流程。