羅建彬

健研檢測集團(tuán)有限公司，福建 廈門 362000

0 前言

隨著城市的不斷發(fā)展，土地資源越來越少，為了節(jié)省用地建筑地上和地下的層數(shù)都越來越多，在風(fēng)載和地下水浮力的作用下，基礎(chǔ)所承受的抗拔力也越來越大?？拱螛对诠こ讨械倪\(yùn)用也越來越廣泛，為了驗(yàn)證基樁的抗拔承載力，保證工程質(zhì)量，現(xiàn)場原位試驗(yàn)在確定單樁豎向抗拔承載力中的作用就更為重要。單樁豎向抗拔靜載荷試驗(yàn)就是采用接近于豎向抗拔樁實(shí)際工作條件的試驗(yàn)方法，確定單樁的豎向抗拔極限承載能力，是最直觀、最可靠的方法。雖然相關(guān)技術(shù)規(guī)范規(guī)定了試驗(yàn)方法，但設(shè)計(jì)單位為了降低工程造價(jià)，往往采用減少總樁數(shù)，提高單樁承載力設(shè)計(jì)值，甚至是因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)不足導(dǎo)致基樁的部分參數(shù)未考慮檢測試驗(yàn)的需要，給試驗(yàn)帶來一定的困難。本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)檢測過程中遇到的問題進(jìn)行分析，并提出了相應(yīng)的解決方案。

1 工程實(shí)例

某工程抗拔樁設(shè)計(jì)參數(shù)：樁身混凝土強(qiáng)度C30，樁徑1100mm，樁長約30m，主筋18 C 20，設(shè)計(jì)抗拔承載力極限值為2200kN。該樁附近地質(zhì)情況如下：①、粉質(zhì)粘土：土層厚度約9.2m，承載力特征值180kPa，抗拔系數(shù)0.7，樁側(cè)極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值40 kPa；②、含礫粉質(zhì)粘土：土層厚度約18.2m，承載力特征值200kPa，抗拔系數(shù)0.7，樁側(cè)極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值50 kPa；③、中風(fēng)化灰?guī)r：土層厚度約2.3m，承載力特征值3000kPa，抗拔系數(shù)0.7，樁側(cè)極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值250 kPa。

2 試驗(yàn)方案

2.1 反力系統(tǒng)

抗拔試驗(yàn)反力裝置宜采用反力樁（或工程樁）提供支座反力，也可根據(jù)現(xiàn)場情況采用天然地基提供支座反力；反力架系統(tǒng)應(yīng)具有不小于1.2 倍的安全系數(shù)。因現(xiàn)場條件限制，更多的是采用天然地基提供反力。

采用天然地基提供反力時(shí)，兩邊支座處的地基強(qiáng)度應(yīng)相近，且兩邊支座與地面的接觸面積宜相同，施加于地基的壓應(yīng)力不宜超過地基承載力特征值的1.5 倍，避免加載過程中兩邊沉降不均造成試樁偏心受拉，千斤頂作用點(diǎn)應(yīng)與支座中心重合。

本試驗(yàn)擬采用2 片1m×6m×0.5m 鋼箱梁作為反力支座，接地面積為12m2，對(duì)地面產(chǎn)生的壓應(yīng)力為：σ=2200kN/12m2=183.3kPa ＜1.5×180kPa=270kPa滿足要求。

2.2 加載裝置

加載裝置采用油壓千斤頂，將兩個(gè)千斤頂分別放在反力樁成支承墩的上面、主梁的下面，特制的搭接鋼筋上端卡入主梁上的抗拔頭的卡槽中，下端與樁身主筋焊接，千斤頂頂主梁，通過“抬”的形式對(duì)試樁施加上拔荷載，該方案的優(yōu)點(diǎn)是：安裝方便，穩(wěn)定性好，安全性高。

為規(guī)范［1］的要求，反力支座與試樁之間的中心距離要大于等于4d=4.4m，加上反力支座的寬度，反力梁的長度應(yīng)大于9.8m，為了節(jié)約檢測成本，本工程試驗(yàn)反力梁采用鋼梁長10.5m，滿足要求。

2.3 搭接鋼筋安裝焊接

抗拔頭：兩側(cè)對(duì)稱布置若干卡槽、防護(hù)鋼筋定位孔。安裝時(shí)放置在主梁頂面，試樁正上方用于固定搭接鋼筋，把荷載傳遞至試樁。

搭接主筋直徑、數(shù)量選擇宜與樁身主筋一致，搭接鋼筋上端制作見圖1，根據(jù)抗拔頭卡槽的寬度，選擇2 段大小合適的鋼筋作為幫條鋼筋，兩端一定要切割平整，按圖1 所示進(jìn)行雙面焊接，兩根短鋼筋底部一定要平齊。搭接鋼筋制作好后，上端先卡入抗拔頭卡槽，搭接鋼筋下端與樁身主筋進(jìn)行搭接焊，當(dāng)無法進(jìn)行雙面焊時(shí)可采用單面焊。焊接時(shí)應(yīng)使搭接鋼筋上端的幫條鋼筋緊密的卡在抗拔頭卡槽上。焊接技術(shù)要求［2］：雙面焊焊縫長度≥5d，單面焊焊縫長度≥10d，焊縫厚度s ≥0.3d，焊縫寬度b ≥0.8d。（d 主筋直徑）搭接鋼筋焊接完成后，將防護(hù)鋼筋抗拔頭卡槽外側(cè)的定位孔中，防止試驗(yàn)過程中鋼筋蹦出造成事故。

圖1 搭接鋼筋上端做法示意圖

2.4 位移測量裝置的安裝

根據(jù)規(guī)范［1］的要求，基準(zhǔn)樁與試樁中心的距離不小于4倍樁徑，因此兩基樁樁間的基準(zhǔn)梁長度也就不小于8.8m。因基準(zhǔn)梁較長，在風(fēng)力、氣溫的影響下，基準(zhǔn)梁的變形對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)有一定的影響，特別是在樁身位移較小時(shí)。所以適當(dāng)采取防護(hù)措施，以減少影響，比如用帆布進(jìn)行遮擋。

2.5 主筋抗拉驗(yàn)算

根據(jù)規(guī)范［1］的要求，最大試驗(yàn)荷載不得大于鋼筋的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，由設(shè)計(jì)參數(shù)可知，該工程抗拔樁采用HRB400 鋼筋，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為360MPa，在最大試驗(yàn)荷載時(shí)鋼筋的內(nèi)力為：σs==389MPa ＞360MPa，試樁主鋼數(shù)量不足。

為完成試驗(yàn)可采用植筋的方法增加抗拉鋼筋數(shù)量。增加鋼筋數(shù)量應(yīng)為偶數(shù)且增加鋼筋的直徑應(yīng)與原有配筋一致。擬在樁頂面植入4 根C 20 后，鋼筋的內(nèi)力為：

滿足要求。植筋應(yīng)按混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程進(jìn)行設(shè)計(jì)，植筋與混凝土邊緣距離不小于5d，且不小于100mm，植筋間距不小于5d。植筋深度可由公式［4］計(jì)算：

2.6 千斤頂率定修正

為了避免受檢樁偏心受載，試驗(yàn)采用兩臺(tái)同一型號(hào)規(guī)格的千斤頂并聯(lián)同步加載。試驗(yàn)方案千斤頂上部的鋼梁及抗拔頭自重較大：主梁重120kN，抗拔頭重3kN，共123kN。如果按千斤頂校準(zhǔn)證書所提供的率定方程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在最大荷載作用下樁身所受的實(shí)際上拔荷載只有2077kN。為獲得準(zhǔn)確的基樁抗拔承載力應(yīng)對(duì)千斤頂率定進(jìn)行修正。修正方法如下：

本試驗(yàn)采用2 臺(tái)QF200t-20b 千斤頂，率定方程分別為：y=0.03131x-1.89675；y=0.03167x-1.12808.連接2 臺(tái)千斤頂?shù)挠吐穳毫ο嗟?，試?yàn)荷載等于2 臺(tái)千斤頂出力之和，其荷載-壓力值關(guān)系方程為：y=0.01574x-1.51461。（y-千斤頂加載油路壓力；x-荷載；ai、bi-千斤頂率定方程系數(shù)，單個(gè)千斤頂率定方程y=aix+bi；n-千斤頂個(gè)數(shù)。）

修正后的并聯(lián)千斤頂率定方程為：

（Q-試驗(yàn)方案中千斤頂上部的反力梁及抗拔頭自重。）

3 結(jié)論

（1）當(dāng)試驗(yàn)采用地基土做反力時(shí)：應(yīng)根據(jù)單樁豎向抗拔承載力極限值，驗(yàn)算地基土承載力能否滿足規(guī)范要求；反力主梁、基準(zhǔn)梁應(yīng)有足夠的長度以滿足試樁中心與壓重平臺(tái)支墩邊、試樁中心與基準(zhǔn)樁中心、基準(zhǔn)樁中心與壓重平臺(tái)支墩邊的距離的要求。

（2）灌注樁單樁抗拔靜載試驗(yàn)前，應(yīng)對(duì)主筋的抗拉強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算，當(dāng)主筋的抗拉強(qiáng)度超過規(guī)范要求時(shí)，可通過植筋增加鋼筋數(shù)量，以達(dá)到了規(guī)范要求，植筋的數(shù)量應(yīng)為偶數(shù)且鋼筋直徑與樁身配筋相同。

（3）若反力架系統(tǒng)加載千斤頂上部裝置的自重較大，應(yīng)對(duì)千斤頂率定方程進(jìn)行修正，確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。