韓縣剛，周景峰，李 明，高 翔

（1.天津市水利勘測設(shè)計(jì)院，天津300204；2.河北省水利工程局，河北石家莊050021）

南水北調(diào)中線一期工程天津干線外環(huán)河出口閘工程樁基靜載試驗(yàn)分析

韓縣剛1，周景峰1，李 明1，高 翔2

（1.天津市水利勘測設(shè)計(jì)院，天津300204；2.河北省水利工程局，河北石家莊050021）

對外環(huán)河出口閘工程進(jìn)行樁基靜載試驗(yàn)，以驗(yàn)證工程設(shè)計(jì)的合理與否。試驗(yàn)結(jié)果表明，該工程滿足設(shè)計(jì)要求。

靜載試驗(yàn)；樁基；供水工程

1 引言

南水北調(diào)中線一期工程為1等工程，天津干線為中線一期工程的一部分，亦為1等工程，外環(huán)河出口閘作為天津干線控制性建筑物，為1級建筑物。本工程位于天津市城市防洪圈內(nèi)，根據(jù)《天津市城市防洪規(guī)劃（2001年修訂）》，其防洪標(biāo)準(zhǔn)與天津市區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)一致，為200年一遇。

天津干線天津市二段外環(huán)河出口閘地基處理[1]經(jīng)過比選，采用混凝土灌注樁基礎(chǔ)。

閘室段底板灌注樁φ800mm，混凝土強(qiáng)度為C30，樁長19.5m。選取2根樁進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)，要求單樁豎向抗壓承載力特征值為1276kN。

出口擴(kuò)散段、保水堰段灌注樁φ600mm，混凝土強(qiáng)度為C30，樁長分別為12、10m，要求單樁豎向抗拔承載力特征值為275kN。

兩側(cè)擋土墻基樁單樁水平靜載試驗(yàn)的設(shè)計(jì)要求為：在200kN水平荷載作用下，水平位移不超過5mm[2]。

2 單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)

工程上承壓樁應(yīng)用比較廣泛，在此以閘室承壓樁為例，介紹單樁靜載試驗(yàn)，以供借鑒。靜載荷試驗(yàn)是原位測試方法中的一種，即在成樁后達(dá)到齡期，對單樁進(jìn)行豎向壓力（荷載），觀測試驗(yàn)樁隨時(shí)間產(chǎn)生的沉降量，以確定單樁豎向抗壓承載力特征值。

2.1 試驗(yàn)設(shè)備

反力裝置：錨樁橫梁反力裝置。

加荷觀測系統(tǒng)：采用人工觀測，1個(gè)5000kN千斤頂加荷，并聯(lián)于千斤頂油路的壓力表測定油壓，壓力表精度優(yōu)于或等于0.4級。油泵、油管、千斤頂在最大加載時(shí)的壓力不超過工作壓力的80%。

單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)裝置，如圖1所示。

圖1 錨樁試驗(yàn)裝置

采用慢速維持荷載法逐級加荷，最大加荷量為2552kN，每級荷載的沉降量達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)后再加下一級荷載。

（1）荷載分級。按慢速維持荷載法，加荷分10級，每級加荷為預(yù)估極限荷載的1∕10，第1級按2倍分級荷載加荷。

（2）穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。在每級荷載作用下，樁頂?shù)某两盗窟B續(xù)2次在每小時(shí)內(nèi)不超過0.1mm，可視為穩(wěn)定（由1.5h內(nèi)的沉降觀測值計(jì)算），可加下1級荷載。

（3）觀測與記錄。每級加載后，每第5、10、15min各測讀1次，以后每15min測讀1次，累計(jì)1h后每隔0.5h讀1次。

（4）終止加荷條件。綜合執(zhí)行文獻(xiàn)[3，4]，即符合規(guī)范所列條件之一時(shí)可終止加荷。

（5）卸荷觀測。每級卸載值為加載值的2倍。

2.2 單樁豎向極限承載力確定

根據(jù)文獻(xiàn)[3，4]的規(guī)定，單樁豎向抗壓極限承載力按沉降隨荷載和時(shí)間變化的特征或沉降量而定。如果樁的豎向抗壓承載力未達(dá)到極限值時(shí)，樁的豎向抗壓極限承載力應(yīng)取最大試驗(yàn)荷載值。被統(tǒng)計(jì)的工程樁，當(dāng)滿足其極差不超過平均值的30%時(shí)可取其平均值為單樁豎向極限承載力，將單樁豎向極限承載力除以安全系數(shù)2，為單樁豎向承載力特征值[5]。

2.3 單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)結(jié)果

對現(xiàn)場靜載試驗(yàn)實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、計(jì)算，并繪制對應(yīng)的荷載-沉降（Q-s）曲線、沉降-時(shí)間對數(shù)（s-lgt）曲線及沉降-荷載對數(shù)（s-lgQ）曲線（如圖2所示）。

圖2 荷載-沉降（Q-s）曲線、沉降-時(shí)間對數(shù)（s-lgt）曲線及沉降-荷載對數(shù)（s-lgQ）曲線

該樁最大加載量為2552kN，分10級加載，每級加載量約256kN。試驗(yàn)從第2級開始加載，最終達(dá)到2552kN。對此，Q-s曲線分析結(jié)果如下：第2～10級加載階段，該樁曲線基本呈緩變形態(tài)；在最大加載量2552kN時(shí)，該樁能夠穩(wěn)定，回彈量為6.89mm，回彈率為49.8%。s-lgt曲線分析結(jié)果如下：在第2～10級荷載時(shí)，該樁曲線呈現(xiàn)平緩變化，荷載穩(wěn)定較快；在最終加載量為2552kN時(shí)，該樁能夠穩(wěn)定，與Q-s曲線分析結(jié)果一致。綜上分析，按照文獻(xiàn)[3]中4.4.2第4款規(guī)定，豎向抗壓承載力未達(dá)到極限時(shí)樁的豎向抗壓極限承載力應(yīng)取最大試驗(yàn)荷載值，即該樁的極限承載力為2552kN。具體情況，見表1。

表1 試驗(yàn)情況匯總

3 結(jié)論

閘室段通過單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)，由試驗(yàn)結(jié)果判定單樁豎向抗壓承載力特征值達(dá)到1276kN，滿足設(shè)計(jì)要求。

[1]韓縣剛，宋波，王云靜，等.南水北調(diào)中線一期工程天津干線外環(huán)河出口閘工程地基處理[J].海河水利，2009，（2）：56-59.

[2]SL265-2001，水閘設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]JGJ106-2003，建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范[S].

[4]JGJ94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[5]GB50007-2002，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

TV223.2+1

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：1004-7328（2014）02-0060-02

10.3969∕j.issn.1004-7328.2014.02.022

2013-11-30

韓縣剛（1980-），男，工程師，主要從事水利工程設(shè)計(jì)工作。