软土地区大吨位桩基静载试验方案

邱振鸿

邱振鸿

福建省永正工程质量检测有限公司福建福州350002

摘要：基桩静载荷试验是验证基桩抗压承载力最直接有效的测试方法，基桩的承载力直接关系到整个工程建筑的安全性。尤其的软弱土层开发建设的项目，采用压重平台反力装置提供反力来测试基桩承载力，对堆载平台支墩土层的处理就显得尤为重要。本文结合福建某软土地区大吨位基桩静载试验进行分析，并提出相应处理方案。

关键词：软土地区、基桩静载荷试验。

1工程概况

福建沿海某工程位于平潭县，该工程基础采用桩基础，桩基础采用冲孔灌注桩和预制方桩，其中冲孔桩约757根，预制方桩约6578根。根据本工程桩基设计说明，单桩抗压静载荷试验最大试验荷载为30500kN（冲孔灌注桩，桩径φ1400），为特大吨位静载。先采用传统静载试验方法检测验证基桩承载力极限值。

2试验装置

目前我们通常在用压重平装置（如图1）为试桩提供载荷测试所需反力，即采用次梁、主梁、支座构建压重平台，在压重平台上堆放砼试块或铁块等重物提供反力。

图1压重平台反力装置

3支座设计

根据现场地质条件及委托方介绍，规范（JGJ106-2014）第4.2.2第5条：“压重施加于地基的压应力不宜大于地基承载力特征值的1.5倍。”根据该工程地勘资料，地基的承载力特征值仅为55～60kPa，难以达到要求，通过委托方与施工方协商，通过地基处理的方式加大地基承载力的方法难以实行，因此拟采用预制方桩-条形钢筋砼承台作为压重平台的支座，承台设计时应考虑支座偏心受力情况及抗倾覆能力。预制方桩打入土层深度、条型承台设计、局部受压、支座与承台配筋需有相关设计资质的专业设计人员核算设计后方可制作，承台顶面应平整根据与施工方及委托方的沟通，大体思路如图2所示。

图2支座、钢梁反力平台图示

4桩头处理

桩头处理注意事项①混凝土灌注桩应先凿掉顶部的破碎层和软弱混凝土；②桩头顶面应水平、平整、桩头中轴线与原桩身上部的中轴线重合。③桩头主筋应全部直通至桩顶混凝土保护层之下，各主筋应在同一高度上；④距桩顶一倍桩径范围内宜用3～5㎜厚的钢板围裹或距桩顶1.5倍桩径范围内设置箍筋，间距不宜大于100mm。桩顶应设钢筋网片2～3层，间距60～100mm。⑤桩头混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高1～2级，且不低于C30；⑥根据荷载大小应对桩头做扩大处理以增加桩头受力面积，宜制作成单桩承台的形式，承台面积建议为2.5m×2.5m。

梁底垫箱应保证其刚度与平整度，宜采用整块钢板，初步估计采用2.5m×2.5m，厚度应能保证其在多个千斤顶共同作用下不发生变形。

5次梁设计

拟采用25根12m长的工字钢次梁，次梁可采用两个I56b型钢工字钢梁组成，通过两两翼缘对焊增加整体受弯稳定性，次梁在加载前码放到位，放置应平整，由于支座尺寸尚不详，初步按2m宽度计算，钢梁两端应设有防滑落装置，防止因钢梁挠曲引起的堆载滑落。

图3次梁受力及弯矩简图及次梁截面加工图

根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003），次梁焊接形成箱梁，h/b≤6，l0/b0≤95（235/fy），可不验算其整体稳定性。根据下式计算钢梁最大应力：，为塑性发展系数，为对x轴的净弹性模量，I56b工字钢为2450×103mm3；f为钢材强度，Q345钢构件I56b型工字钢f为295MPa

7试验设备

7.1试验荷载

通常单桩竖向抗压承载力试验荷载采用混凝土试块，混凝土容重为2.4吨/m3左右，采用混凝土试块的优点是①可制成不同规格，②制作与运输都较为方便，③堆载操作灵活。但本工程荷载量较大，以0.8m×0.8m×1.6m的混凝土试块为例，试桩极限荷载为30500kN时，堆载需要1525个试块，以每层码放100个计算，需要码放15层，高度达12米，相当于四层楼的高度，其稳定性难以保证，当地质条件较差，承载平台略有倾斜时就可能发生安全事故，若采用钢锭，钢容重为7.85吨/m3，满平台堆载时则仅需3.7m左右高度的堆载量，堆荷稳定性可以有效保证。

但钢锭租借渠道较少，运输与吊置费用较高，且易从平台滑落，现场需加强防滑、防盗与防锈措施。

7.2试验设备

由于大吨位的静载优先考虑使用大吨位大行程的千斤顶，由于吨位太大，为了避免试验失败，宜购置新的油管线路及千斤顶，初步估算需要购置500吨千斤顶7台，油管线路若干，大功率油泵需要1～2台。当因设备、场地或桩头爆裂产生的试验数据异常将不可挽回的造成试验失败，因此对试验场地、设备等各项条件的要求更加严格。现场需要钩机、挖机及吊车若干，由于堆载高、载重大，宜准备120t吊车2台，需有经验的操作人员操作重型机械，防止堆载时由于操作失误引起堆载掉落或倾倒。

结束语：

本文给软土地区大吨位静载试验工程实例提出了初步的试验方案，在实际试验中的每个环节需要经过仔细、认真的去计算分析，确保整个试验安全、数据有效、真实。

参考文献：

[1]朱烈.软土地区超大吨位桩基静载试验支墩地基处理方法研究[J].广州建筑，2016，44（4）：27-30.

[2]洪辉煌.软土地区大吨位桩基静载试验的应用研究[J].福建建设科技，2015，（4）：16-18.