樁底靜載試驗管理論文

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摘要：隨著高層建筑的興建，靜載試驗所測承載力噸位也越來越大。然而試驗的反力裝置仍停留在堆載和錨樁傳統方式。堆載和錨樁法費時費力，成本高?，F在的高層建筑，一般都有地下室，其樁的有效長度應從最底層地下室的底板算起，受施工時間條件所限傳統的靜載方法無法測得其有效樁長的實際承載力。近年來盡管有各種動測方法，也需大量的動靜資料對比才能提高其精度。

關鍵詞：靜載試驗樁底加載法

0前言

隨著高層建筑的興建，靜載試驗所測承載力噸位也越來越大。然而試驗的反力裝置仍停留在堆載和錨樁傳統方式。堆載和錨樁法費時費力，成本高?，F在的高層建筑，一般都有地下室，其樁的有效長度應從最底層地下室的底板算起，受施工時間條件所限傳統的靜載方法無法測得其有效樁長的實際承載力。近年來盡管有各種動測方法，也需大量的動靜資料對比才能提高其精度。

美國西北大學JorjOsterberg教授研究成功的、近年來在美國廣泛應用的一種靜載荷試樁新技術——樁底加載法。它最大特點是樁底加載，并能直接測得樁側阻力和樁端阻力，且試驗裝置簡單，不需錨樁及反力架，不占用施工場地，費用低(可比傳統方法節約25%～75%)。近幾年，美國已在全國各地做了數百例這種樁底加載法試驗。最大噸位已達30MN。

1樁底加載法的試驗裝置與工作機理

樁底加載法的裝置主要由一個特制的液壓千斤頂式荷載箱。荷載箱可根據不同的試驗樁型對其進行特別設計和制作。打入樁將荷載箱隨樁打入樁底，灌注樁則將其與鋼筋籠焊接后沉入樁孔。因此，荷載箱屬于一次性投入器件。

圖1鋼管打入樁的試驗裝置

1—荷載箱活塞2—荷載箱頂蓋3—荷載箱箱壁4—輸壓豎管5—芯棒

圖2鋼管樁頂部裝置

5—芯棒6—密封圈11—輸壓橫管12—壓力表；13、14、15—千分表16—基準梁

圖3荷載箱被推開

荷載箱主要由活塞(1)、頂蓋(2)、箱壁(3)等三部分組成，并有輸壓管(4)、芯棒(5)(見圖1～圖3)伸出樁頂。安置在樁頂的千分表用于觀察活塞向下的位移及頂蓋向上的位移。試驗時，輸壓管對樁底荷載箱內腔進行加壓，活塞的頂蓋被慢慢推開，此時向下的樁側阻力和向上的樁端阻力發揮作用，互為反力，直至兩者之一發生破壞。測得的荷載與位移關系可同時畫出“樁側阻力與位移關系圖”和“樁端阻力與位移關系圖”(由于樁身自重在樁底加載法中與樁側阻力方向一致，故計算樁側阻力時，應予以扣除)。樁底加載法是根據所測的向下樁側阻力與向上樁端阻力迭加而確定單樁承載力的。試驗時，荷載箱內腔向上的壓力必等于向下的壓力，與傳統試樁法相比，它所得破壞荷載(包括樁身自重)至少是樁底加載法所測得破壞荷載的2倍。因此若以樁底加載法產生的破壞荷載作為樁的工作荷載，則樁至少具有大于2的抗壓安全系數。

值得指出的是，當樁端阻力不足以抗衡樁側阻力時，應在樁頂增設荷重或設置地錨以彌補樁側阻力之不足。另一種方法是借助擴大樁端受力面積。

2樁底加載試驗實例及成果

美國新澤西州愛迪生市Menlo公園購物中心基樁地質剖面見圖4(a)。覆蓋層厚5m，其下為棕紅色中至強風化頁巖，有裂隙。試樁目的是測定該巖層的樁端阻力和嵌巖段的樁側阻力或嵌固力。

圖4Menlo購物中心試樁剖面與試驗成果

(a)試樁剖面(b)荷載—位移曲線

樁的施工，先在覆蓋層鉆進φ1.22m孔，深約5m，至巖層；在孔內放護筒，向巖層鉆進φ910mm孔，深2m，清底后放入荷載箱；在箱頂灌混凝土1.8m；又在覆蓋層的護筒內放入φ1.06m波紋管。波紋管與護筒完全脫開。波紋管內灌混凝土。

試樁曲線見圖4(b)。當樁身嵌巖段混凝土與頁巖之間的嵌固力破壞時，向上的荷載為2100kN，樁端破壞荷載為2400kN，故該樁的總承載力為4500kN。計算中對荷載箱上的混凝土自重160kN已作了修正。

3樁底加載法與樁頂加載法成果對比

曾用樁底加載法與傳統的樁頂加載法在同一根試樁上作了對比試驗。

試樁的地質資料及樁位置見圖5a，樁底加載法測得的荷載位移圖見圖5b

兩種方法的比較結果見圖6a、6b。僅需說明，在圖6a樁頂荷載——樁頂位移曲線中，黑點是采用傳統的樁頂加載法直接測得的結果，而細曲線則是采用樁底加載法將樁側阻力與樁端阻力相應的位移——迭加而得結果。在圖6b樁端荷載——樁端位移曲線中，實心黑點及其所連成的虛線曲線是采用傳統的樁頂加載法，根據樁身實測應變推算而得的結果，空心圓圈及其所連成的曲線是用樁底加載法直接測得的結果，可見兩種測試結果非常接近。

圖5試樁地質資料及樁位置圖

a.地質剖面b.荷載位移曲線

圖6樁底加載與傳統靜載試樁法對比試驗結果

(a)樁頂荷載－－樁頂位移曲線(b)樁端荷載－－樁端位移曲線

將側阻與端阻迭加而得根據樁身實測應變推算而得

4結論

采用樁底加載法進行試樁，可縮短工期，節省大量人力、物力。試驗可采用快速法，也可采用慢速維持荷載法。特別適合在水上試樁、坡地試樁、基坑底試樁、狹窄場地試樁。在打入情況，也可利用一根樁打至不同深度，逐一進行試驗，從而選擇樁的最佳長度。目前較多是用于測定嵌巖樁的嵌固力，這是傳統方法難以做到的。樁底加載法如能及早采用，實為我國建筑業中的一項飛躍。