靜載試驗的樁底加載法

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1、靜載試驗的樁底加載法摘要：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(tǒng)方式。堆載和錨樁法費時費力，成本高?，F(xiàn)在的高層建筑，一般都有地下室，其樁的有效長度應(yīng)從最底層地下室的底板算起，受施工時間條件所限傳統(tǒng)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(guān)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(tǒng)方式。堆載和錨樁法費時費力，成本

2、高。現(xiàn)在的高層建筑，一般都有地下室，其樁的有效長度應(yīng)從最底層地下室的底板算起，受施工時間條件所限傳統(tǒng)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?！　∶绹鞅贝髮WJorjOsterberg教授研究成功的、近年來在美國廣泛應(yīng)用的一種靜載荷試樁新技術(shù)——樁底加載法。它最大特點是樁底加載，并能直接測得樁側(cè)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(tǒng)方法節(jié)約25%～75%)。近幾年，美國已在全國各地做了數(shù)百例這種樁底加載法試驗。

3、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(jù)不同的試驗樁型對其進行特別設(shè)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)、

4、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?shù)那Х直碛糜谟^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(nèi)腔進行加壓，活塞的頂蓋被慢慢推開，此時向下的樁側(cè)阻力和向上的樁端阻力發(fā)揮作用，互為反力，直至兩者之一發(fā)生破壞。測得的荷載與位移關(guān)系可同時畫出“樁側(cè)阻力與位移關(guān)系圖”和“樁端阻力與位移關(guān)系圖”(由于樁身自重在樁底加載法中與樁側(cè)阻力方向一致，故計算樁側(cè)阻力時，應(yīng)予以扣除)?！　兜准虞d法是根據(jù)所測的向下樁側(cè)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

5、箱內(nèi)腔向上的壓力必等于向下的壓力，與傳統(tǒng)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(chǎn)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(shù)。　　值得指出的是，當樁端阻力不足以抗衡樁側(cè)阻力時，應(yīng)在樁頂增設(shè)荷重或設(shè)置地錨以彌補樁側(cè)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(zhì)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

6、的樁側(cè)阻力或嵌固力。　　　　　　　　圖4　Menlo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(nèi)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(nèi)放入φ1.06m波紋管。波紋管與護筒完全脫開。波紋管內(nèi)灌混凝土?！　≡嚇肚€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

7、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(tǒng)的樁頂加載法在同一根試樁上作了對比試驗?！　≡嚇兜牡刭|(zhì)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(jié)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(tǒng)的樁頂加載法直接測得的結(jié)果，而細曲線則是采用樁底加載法將樁側(cè)阻力與樁端阻力相應(yīng)的位移——迭加而得結(jié)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(tǒng)的樁頂加載法，根據(jù)樁身實測應(yīng)變推算而

8、得的結(jié)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(jié)果，可見兩種測試結(jié)果非常接近。圖5　試樁地質(zhì)資料及樁位置圖a.地質(zhì)剖面　　b.荷載位移曲線　　　　　　圖6　樁底加載與傳統(tǒng)靜載試樁法對比試驗結(jié)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(cè)阻與端阻迭加而得　　　根據(jù)樁身實測應(yīng)變推算而得4　結(jié)論　　采用樁底加載法進行