饒延泉

(中鐵十六局集團(tuán)第三工程有限公司 浙江湖州 313000)

1 前言

在進(jìn)行靜載荷試驗時，由于樁的頂面傾斜不平整，承壓板在安裝試驗過程中易出現(xiàn)不水平，從而導(dǎo)致承壓板上百分表測桿的滑移及讀數(shù)不準(zhǔn)確。工程實踐表明避免樁偏心受壓、準(zhǔn)確控制壓樁力及百分表準(zhǔn)確量測樁的豎向變形是靜載荷試驗的關(guān)鍵所在[1-3]，對于小直徑素混凝土樁尤為重要，因為小直徑混凝土樁偏心受壓時樁體內(nèi)部產(chǎn)生彎矩，易進(jìn)一步導(dǎo)致樁體發(fā)生壓曲失穩(wěn)破壞，導(dǎo)致承載力數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，不能客觀地判定實際受力狀態(tài)下樁體的受力情況及成樁質(zhì)量[4-5]。

針對上述問題，結(jié)合工程實際，在滬昆鐵路客專云南段路堤樁靜載試驗過程中研發(fā)了“小直徑路堤樁靜載試驗樁頭處理技術(shù)”，較好地解決了傳統(tǒng)方法靜載荷試驗的上述缺點(diǎn)，提高了樁基檢測的準(zhǔn)確率，保證了樁基的質(zhì)量。

2 工程概況

新建滬昆鐵路客運(yùn)專線云南段TJ3標(biāo)工程位于云南省昆明市嵩明縣境內(nèi)，管段站場及區(qū)間路基工程起訖里程為DK1108+110.45～DK1124+148.325，路基路堤大部分處在松軟土地基，地基處理全部采用小直徑(φ0.5 m)素混凝土樁進(jìn)行加固處理。一般為路堤填筑全寬布置，樁長3～23.5 m，樁間距為1.4～1.6 m，矩形布置，素混凝土樁長共計45.5萬m。成樁質(zhì)量除采用小應(yīng)變外，還采用錨樁橫梁反力裝置根據(jù)實際情況間隔一定距離來檢測混凝土樁極限承載力。

3 工藝原理

小直徑路堤樁靜載試驗樁頭處理技術(shù)工藝原理是：將水平固定板和豎向護(hù)板焊接在一起形成樁頭承壓套箍，對于異形樁樁頭承壓套箍可設(shè)置加固斜撐形成樁頭承壓套箍，如圖1所示，然后通過螺栓固定在樁頭上，如圖2、圖3所示；承壓板通過活動連接固定在水平固定板上，在承壓板上部的千斤頂固定環(huán)內(nèi)安裝千斤頂，并在千斤頂?shù)膬蓚?cè)對稱設(shè)置水平儀；千斤頂?shù)纳戏皆O(shè)置荷重傳感器，荷重傳感器固定在上方的工字鋼上并與頻率儀連接，打設(shè)基準(zhǔn)樁，安裝基準(zhǔn)梁，在基準(zhǔn)梁上安裝百分表，百分表測桿端部插入承壓板上的卡槽內(nèi)[6]，如圖4所示。安裝時樁頭承壓套箍、承壓板、千斤頂、荷重傳感器、工字鋼處于同一軸線，防止試驗時樁體的偏心受壓。

圖1 不帶尖頭Y(X)形樁水平固定板和豎向護(hù)板連接示意

圖2 不帶尖頭反拱曲面Y形樁樁頭套箍裝置結(jié)構(gòu)示意

該技術(shù)采用調(diào)平腳螺旋和千斤頂兩側(cè)水平儀聯(lián)合控制試驗裝置保持水平，可以有效避免樁體的偏心受壓；試驗時，荷重傳感器與油壓表相互結(jié)合控制壓樁力，并按要求分級加載和卸載，能夠準(zhǔn)確控制壓樁力，從而保證了靜載荷試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；該技術(shù)針對圓形樁或異形樁分別提供了其樁頭套箍裝置及安裝方法，有效解決了小直徑樁，尤其是異形樁靜載荷試驗中的常見問題。

圖3 帶尖頭反拱曲面X形樁樁頭套箍裝置結(jié)構(gòu)示意

圖4 圓形樁豎向靜載荷試驗樁頭處理裝置

4 施工工藝流程

本技術(shù)以帶尖頭的Y形樁的豎向靜載荷試驗為例，其樁頭處理裝置安裝施工工藝流程見圖5。

圖5 小直徑路堤樁靜載試驗樁頭處理施工工藝流程

5 操作要點(diǎn)

5.1 安裝樁頭承壓套箍

水平固定板與豎向護(hù)板均采用12 mm厚的鋼板，兩者通過焊接固定在一起，其中水平固定板為扇形，其上開0.05 m×0.025 m的矩形螺栓滑動槽，滑動槽長邊方向中心線與半徑方向重合。將水平固定板和豎向護(hù)板焊接在一起，即形成了樁頭承壓套箍，為了使焊縫最小，扇形水平固定板和反拱曲面豎向護(hù)板的圓心處于同一直線上[7]，并在其之間設(shè)置斜撐連接固定。斜撐采用圓形鋼管或角鋼，一端呈45°夾角焊接于水平固定板邊緣處，另一端焊接于反拱曲面豎向護(hù)板上，斜撐數(shù)量為4根，均勻布置。在豎向護(hù)板上開螺栓孔，螺栓孔設(shè)置3個并成正三角形分布，螺栓孔孔徑25 mm，螺栓孔上增設(shè)固定墊片，螺栓孔和固定墊片均設(shè)置內(nèi)螺紋。

5.2 安裝承壓板

樁頭承壓板外形呈方形，采用0.9 m×0.9 m×12 mm(長×寬×厚)的鋼板，承壓板上對稱均勻布置9個0.1 m×0.025 m的螺栓滑動槽。在承壓板的中心粘貼水平儀[8]。

5.3 安裝千斤頂

將千斤頂放入承壓板上的千斤頂固定環(huán)內(nèi)，安裝時清除固定環(huán)內(nèi)的雜物，防止千斤頂傾斜[9]。

5.4 安裝荷重傳感器

(1)將荷重傳感器固定裝置與工字鋼連接。

(2)將荷重傳感器放置于荷重傳感器固定裝置內(nèi)[10]。

(3)試驗過程中采用頻率儀，全程檢測荷重傳感器的頻率變化[11]。

5.5 調(diào)平承壓板

反復(fù)通過扳手調(diào)節(jié)承壓板調(diào)平腳螺旋，使條式水平儀中的主副氣泡全部居中。試驗過程中應(yīng)及時調(diào)節(jié)調(diào)平腳螺旋，保證承壓板的水平[12-13]。

5.6 安裝百分表

在基準(zhǔn)梁上安裝測沉降百分表。

5.7 堆載

在堆載反力平臺上堆載，荷載應(yīng)一次堆上，保持荷載的平衡，確保荷載重心穿過試樁中心，荷載總量不得少于預(yù)定最大加載的1.2倍。

6 效益分析

6.1 技術(shù)效益

(1)該技術(shù)中的小直徑剛性路堤樁豎向靜載荷試驗樁頭處理裝置，采用承壓板上的調(diào)平腳螺旋和千斤頂兩側(cè)水平儀聯(lián)合控制試驗裝置保持水平，能夠解決小直徑剛性樁樁中心定位困難、容易偏心受壓的問題。

(2)該技術(shù)能夠準(zhǔn)確測量小直徑剛性路堤樁的豎向變形，避免樁體偏心受壓，從而保證了靜載荷試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

(3)本技術(shù)針對圓形樁或異形樁分別提供了其樁頭套箍裝置及安裝方法，有效解決了小直徑樁，尤其是異形樁靜載荷試驗中的常見問題。

6.2 經(jīng)濟(jì)效益

本技術(shù)保證了靜載荷試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，屬于技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用的靜載荷試驗施工方法；與傳統(tǒng)的靜載荷試驗裝置相比，本技術(shù)具有節(jié)省樁體維修費(fèi)用的優(yōu)點(diǎn)，具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

7 結(jié)論

小直徑路堤樁靜載試驗樁頭處理技術(shù)適用于普通的小直徑圓形樁的靜載荷試驗，同時也適用于異形樁靜載荷試驗。經(jīng)過實際工程應(yīng)用得到如下結(jié)論：

(1)該技術(shù)中的小直徑剛性路堤樁豎向靜載荷試驗樁頭處理裝置，采用承壓板上的調(diào)平腳螺旋和千斤頂兩側(cè)水平儀聯(lián)合控制試驗裝置保持水平，能夠解決小直徑剛性樁樁中心定位困難、容易偏心受壓的問題。

(2)該技術(shù)中的靜載荷試驗樁頭裝置采用荷重傳感器與油壓表相互結(jié)合控制壓樁力，并按要求分級加載和卸載，能夠準(zhǔn)確控制壓樁力。

(3)本技術(shù)針對圓形樁或異形樁分別提供了其樁頭套箍裝置及安裝方法，有效解決了小直徑樁，尤其是異形樁靜載荷試驗中的常見問題。