李欽斌

(廣西桂商實(shí)業(yè)投資有限公司， 廣西南寧 530004)

自平衡深層平板載荷技術(shù)在巖土檢測(cè)中的運(yùn)用

李欽斌

(廣西桂商實(shí)業(yè)投資有限公司， 廣西南寧 530004)

為驗(yàn)證自平衡試樁法在工程實(shí)踐中的有效性，通過(guò)在某一合格樁基的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，采用加載泵站、荷載箱以及油管作為加載系統(tǒng)、簡(jiǎn)易可靠的數(shù)據(jù)傳感裝置，通過(guò)人工記錄進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入。根據(jù)Q-s曲線和s-lgt曲線走勢(shì)和形態(tài)，結(jié)合單樁承載力和沉降量，得出樁基承載在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，最終表明該試驗(yàn)方法具有一定的工程實(shí)踐性。

自平衡試樁法；樁基；載荷；巖土檢測(cè)

0 前 言

自平衡法相比一般的靜載荷試驗(yàn)，技術(shù)較先進(jìn)，設(shè)計(jì)更加合理，所檢測(cè)得數(shù)據(jù)更接近實(shí)際動(dòng)態(tài)，是近年來(lái)新使用的單樁承載測(cè)試手段，在基樁檢測(cè)中正逐步得到推廣和應(yīng)用。如何在基樁測(cè)試工程中結(jié)合自平衡法的理論進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，使基樁的數(shù)據(jù)更可靠，和基樁的實(shí)際承載更相一致，需要進(jìn)行合理的試驗(yàn)進(jìn)行論證。本文介紹了在某地基項(xiàng)目中使用的自平衡法平板載荷試驗(yàn)的檢測(cè)試驗(yàn)，驗(yàn)證其在實(shí)際運(yùn)用的可靠和實(shí)用性。

1 試驗(yàn)原理及方法

本次載荷試驗(yàn)的原理是通過(guò)樁基內(nèi)部加載反力間接作用于樁基底部平板，進(jìn)而檢測(cè)得樁基底部的承載力。試驗(yàn)針對(duì)沖孔灌注樁，將載荷箱設(shè)置于樁基底部，荷載箱垂直度不能大于自然豎直方向5°，以600 mm的剛性鋼筋混凝土作為墊層放置于樁端底部，強(qiáng)度等級(jí)大于樁身，實(shí)驗(yàn)原理見(jiàn)圖1。

試驗(yàn)樣件不能因?yàn)樵诩虞d過(guò)程出現(xiàn)應(yīng)力集中而被破壞，在形狀上應(yīng)設(shè)計(jì)成緩沖渾圓狀，并適當(dāng)?shù)脑龃蠡蛪|層的強(qiáng)度。

圖1 試驗(yàn)原理

1.1 試驗(yàn)裝置

(1)試驗(yàn)加載系統(tǒng)包括荷載箱以及油管、加載泵站。本試驗(yàn)采用CIED囊式專業(yè)荷載箱。

(2)數(shù)據(jù)采集。試驗(yàn)由3個(gè)人進(jìn)行記錄，分別記錄油壓、荷載箱下部位移、樁頂位移等，所得數(shù)據(jù)錄入電子表格，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

(3)數(shù)據(jù)傳感裝置。樁基的位移值通過(guò)精確度為0.01 mm的百分表測(cè)量。

1.2 試驗(yàn)加/卸載方法

試驗(yàn)加載可逐級(jí)進(jìn)行，慢速加載，等加載趨于穩(wěn)定后再經(jīng)行下一級(jí)加載，一直到加載量最大值或到樁基破壞。

試驗(yàn)的卸載也是通過(guò)逐級(jí)卸載進(jìn)行，每級(jí)的卸載值為最大載荷量的1/10，第一級(jí)可分兩次進(jìn)行。

1.3 終止加載條件

當(dāng)出現(xiàn)以下任何一種情況時(shí)，則停止加載。

(1)載荷所產(chǎn)生的位移量是上一級(jí)位移量的5倍。如果位移的上下波動(dòng)起伏量＜40 mm且位移值相對(duì)穩(wěn)定，應(yīng)增大載荷直至大于40 mm。

(2)載荷所產(chǎn)生的位移量是上一級(jí)位移量的2倍以上，相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)在24 h后仍沒(méi)有形成。

(3)載荷量和沉降量的相對(duì)變化相對(duì)平緩時(shí)，位移量可通過(guò)加載調(diào)整為60～80 mm。

1.4 承載力對(duì)于單個(gè)基樁最值

在記錄樁基上段的載荷極限值Qu上和樁基下接觸面的載荷和極限值Qu下后，按單樁豎向抗壓極限承載力的公式(見(jiàn)式(1))計(jì)算。

式中:Qu——單根樁基豎直方向抗壓極限承載力；

W上——上段樁樁身自重；

Wp——有效堆載重量。

λ——樁側(cè)抗拔—抗壓阻力比，粘性土、粉土、碎石土取0.8，砂土取0.7；Qpk——Qpk＝ψp×Qu下×(Ap/A)；

A——樁基接觸面承壓底板面積；

Ap——樁底面積；

ψp——大直徑樁端阻力尺寸效應(yīng)系數(shù)。

如果單樁的承載端為大直徑且?guī)U(kuò)底，其承載力的抗壓極限值Qu＝Qpk。

單根樁豎直方向抗壓極限承載力值的統(tǒng)計(jì)可通過(guò)以下計(jì)算:

(1)當(dāng)測(cè)試樁的統(tǒng)計(jì)數(shù)量超過(guò)3根，且平均值的30%大于所測(cè)得承載力的極差，單樁的豎直方向的極限抗壓承載值等于平均值。

(2)測(cè)樁的統(tǒng)計(jì)數(shù)量仍如上，平均值的30%＜極差，即可對(duì)過(guò)大的極差進(jìn)行分析，根據(jù)相應(yīng)的工程綜合實(shí)際條件，適當(dāng)?shù)募哟鬁y(cè)樁的統(tǒng)計(jì)量。

(3)當(dāng)測(cè)樁的統(tǒng)計(jì)數(shù)量＜3時(shí)，或基樁承載臺(tái)的統(tǒng)計(jì)數(shù)量≤3時(shí)，可以就低取值。

(4)對(duì)于需要取單根樁基的承載特征值時(shí)，可取相應(yīng)統(tǒng)計(jì)值的50%。

2 自平衡載試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果各點(diǎn)的單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果見(jiàn)表1，單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)Q-s曲線見(jiàn)圖2，s-lgt曲線見(jiàn)圖3。

表1 單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖2Q－s曲線

從試驗(yàn)結(jié)果可見(jiàn)，所測(cè)試驗(yàn)反映出來(lái)的Q-s曲線沒(méi)有出現(xiàn)折拐點(diǎn)，可以認(rèn)為Q和s兩個(gè)值的的變化均平緩，屬緩變型，穩(wěn)定性較好；同樣的，通過(guò)試驗(yàn)樁試驗(yàn)數(shù)據(jù)表現(xiàn)出來(lái)的s-lgt曲線在相應(yīng)試驗(yàn)條件下變化也都較平緩。當(dāng)基樁加載值增大，達(dá)到設(shè)計(jì)單樁在豎直方向上的抗壓極限承載力特征值的2倍時(shí)，各試驗(yàn)點(diǎn)的沉降量均小于40 mm，故各試驗(yàn)樁單樁在豎直方向上的抗壓極限承載力實(shí)測(cè)值均大于設(shè)計(jì)承載力的2倍。