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        芻議自平衡法在橋梁基樁承載力檢測中的應(yīng)用

        2020-06-24 03:51:22王鵬何靜張祥
        中華建設(shè) 2020年1期
        關(guān)鍵詞:基樁試樁抗壓

        王鵬 何靜 張祥

        橋梁工程,作為維系所處地區(qū)進(jìn)行現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)可持續(xù)性的重要基礎(chǔ)設(shè)施,其在控制施工建設(shè)質(zhì)量的過程中,基樁承載力傳統(tǒng)堆載法檢測工作的開展效果易受所處場地環(huán)境等因素的影響。為優(yōu)化此類問題,建議應(yīng)采用自平衡法,來規(guī)避復(fù)雜工程建設(shè)環(huán)境的影響。但實(shí)際應(yīng)用控制仍無法達(dá)到預(yù)期,工程建設(shè)者應(yīng)從實(shí)踐角度出發(fā),即在明確試驗檢測原理的情況下,對自平衡法的應(yīng)用規(guī)律進(jìn)行清晰。如此,運(yùn)用于橋梁工程基樁的各項承載力檢測,就能以高可靠性狀態(tài)作用于實(shí)踐,進(jìn)而保證工程投入使用的質(zhì)量效果。

        一、研究自平衡法在橋梁基樁承載力檢測中應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)意義

        當(dāng)前階段,橋梁建設(shè)行業(yè)的不斷發(fā)展,使得越來越多的大直徑與大噸位基礎(chǔ)項目被運(yùn)用于設(shè)計工程項目。為提高建設(shè)控制的穩(wěn)定性,相關(guān)人員多采用自平衡法,即新興的靜載試驗方式,來提高大型橋梁工程建設(shè)使用的安全可靠性。此試驗方法,不僅具備省事、省力的特點(diǎn),還不會被試驗現(xiàn)場環(huán)境影響。然而,在實(shí)踐運(yùn)用過程中,橋梁基樁承載力的檢驗效果并不理想,這與工程建設(shè)者未充分掌握自平衡法試驗檢測原理和控制要點(diǎn)有關(guān)。

        為此,橋梁工程建設(shè)者應(yīng)對橋梁基樁承載力檢驗運(yùn)用自平衡法過程需要注意的問題進(jìn)行分析,以使高效試驗檢測技術(shù)能夠以高穩(wěn)定性狀態(tài)作用于實(shí)踐,進(jìn)而大幅提升工程項目建設(shè)使用的質(zhì)量效果。在此技術(shù)應(yīng)用背景下,橋梁行業(yè)的未來發(fā)展將不會受到科學(xué)技術(shù)局限問題的影響。

        二、自平衡法在橋梁基樁承載力檢測中的應(yīng)用要點(diǎn)

        1.試驗檢測原理

        作為一種特制的加載設(shè)備,自平衡法,其能夠通過連接鋼筋籠與荷載箱,并使其埋入橋梁基樁的指定位置,來確定單樁的極限承載力。此過程中,實(shí)驗檢驗人員應(yīng)利用高壓油泵向荷載箱進(jìn)行逐級加載充油,并結(jié)合位移棒對荷載箱加載作用下的上下段樁體位移進(jìn)行觀察,已確定上下段橋梁基樁的極限承載力。如此,就可確定單樁豎向的抗壓極限。此外,自平衡法還可運(yùn)用于確定橋梁基樁端阻與側(cè)阻的單項極限值,進(jìn)而為工程建設(shè)人員提供參考。自平衡法裝置示意圖如下:

        荷載箱放置部位測試及P-S曲線示意圖

        2.應(yīng)用控制要點(diǎn)

        在計算橋梁基樁延長段樁身摩阻力與端阻力過程中,試驗檢測技術(shù)人員應(yīng)按照工程地質(zhì)勘察結(jié)構(gòu)與樁位附近柱狀圖,來提高計算應(yīng)用的準(zhǔn)確性。在利用自平衡法進(jìn)行基樁承載力檢測前,還要對樁身完整性進(jìn)行檢測,以為后續(xù)的檢測結(jié)果準(zhǔn)確性提供保障。

        在樁基檢測之前,應(yīng)結(jié)合設(shè)計情況與施工質(zhì)量要求,來選擇最具代表性的樁位。這里的代表性是指,基樁重要的結(jié)構(gòu)受力部位與地質(zhì)條件較差的樁位等。選擇過程,應(yīng)由監(jiān)理部門與設(shè)計部門等,共同確認(rèn),以避免造成不必要的問題。

        值得注意的是,自平衡靜載試驗法,作為當(dāng)前評價橋梁基樁承載力最為可靠直觀的方法,其也會因為儀表設(shè)備以及試驗方法運(yùn)用的差異,而降低精度與可靠性。經(jīng)對實(shí)際不穩(wěn)定性問題情況進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)試驗檢測誤差高達(dá)10%。為改善這一現(xiàn)狀,研究人員應(yīng)以實(shí)際工程項目為例,通過精細(xì)化的控制,來使自平衡法的應(yīng)用價值充分發(fā)揮出來。

        三、自平衡法在橋梁基樁承載力檢測中的應(yīng)用實(shí)例分析

        以該橋梁工程項目為例,其13-8#樁巖土參數(shù)表如下:

        地基巖土參數(shù)建議值表

        其設(shè)計標(biāo)高的樁頂在自然地面以下約8.2m位置。單樁設(shè)計承載力極限值為250000kN。靜載荷試驗人員為避免采用堆載法受到場地限制,采用了自平衡法進(jìn)行了承載力檢測的試裝。為使橋梁基樁的有效樁長達(dá)到47.4m,擴(kuò)徑后樁徑為3200mm,通過反復(fù)確定采用了自平衡法+堆載+延長樁長方法,來提高試驗檢測方案運(yùn)用的科學(xué)合理性。

        在實(shí)際檢測過程,因有效樁長為47.4m試樁的抗壓承載力。向上延長試樁的樁長為8.2m在埋設(shè)樁頂過程中,應(yīng)設(shè)置一個荷載箱,并為向下推力提供25000kN的條件。與此同時,還應(yīng)將樁向上延長至地面,并將地面堆載控制在2000t。檢測的第一步,需對樁身的完整性進(jìn)行檢測,而后再對荷載箱進(jìn)行加壓處理。當(dāng)樁延伸至地面的樁身摩阻力、地面堆載以及自重,就可提供反力,來提高樁長部分抗壓承載力檢測的有效性。結(jié)合試驗檢測過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息,可繪制相關(guān)曲線進(jìn)行判斷。經(jīng)對曲線圖進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)試樁的抗壓極限承載力在250000kN以上。

        對于有效樁長試樁抗拔承載力的檢驗,因抗拔樁承載力檢測具有一定破壞性,所以,荷載箱的選用需方法至22000kN,以將樁身與樁端包含進(jìn)來。首先,在樁身與樁底各埋設(shè)一荷載箱,并為樁身荷載箱提供一個向上的推力8000kN。如此,樁底荷載箱就要向上提供一個14000kN的推力,并將橋梁工程試樁的有效樁長向下延伸至53.8m。這里的延長量參數(shù),是結(jié)合地質(zhì)勘察結(jié)果獲得的,具有適用性與可靠性。自平衡法的試驗檢測,應(yīng)先對樁身的完整性進(jìn)行檢測,并在對荷載箱施加力的情況下,完成檢測。這里施加的力是指,上段樁的抗拔承載力。對于檢測完成后的卸載工作,應(yīng)在間隔20d的情況下,進(jìn)行下荷載箱的加壓處理。此過程,經(jīng)為樁的延長段提供反力后,就可檢測出下段樁長部分的抗拔承載力。值得注意的是,檢測結(jié)果的獲取,需要根據(jù)試驗檢測的曲線進(jìn)行判斷。最終橋梁基樁試樁的抗壓承載力極限為18400kN以上。

        由此可以看出,應(yīng)用自平衡法靜載試驗進(jìn)行橋梁單樁豎向抗壓承載力檢測后,使得樁基穩(wěn)定性的控制工作開展更趨安全與經(jīng)濟(jì)性。檢測完成后,還要采用使用的壓漿措施進(jìn)行處理,以為橋梁基樁的正常使用提供環(huán)境。經(jīng)對本工程使用自平衡法進(jìn)行橋梁基樁承載力檢測后,與其他檢測方法相比,具有省時特點(diǎn)。土體穩(wěn)定或壓漿達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度即可測試,通常情況下,在15d(嵌巖樁),無需等到28d。這是因為,自平衡檢測可同時對幾根基樁進(jìn)行承載力檢測,大幅縮短了工作開展的時間。從經(jīng)濟(jì)角度來講,越早完成檢測,橋梁工程就可越早投入運(yùn)營使用,進(jìn)而創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價值。所以,橋梁工程基樁承載力檢測人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際施工情況與設(shè)計要求,采用自平衡法,來提高工程建設(shè)的整體效率。

        四、結(jié)語

        綜上所述,自平衡靜載試驗法,作為當(dāng)前評價橋梁基樁承載力最為可靠直觀的方法,其也會因為儀表設(shè)備以及試驗方法運(yùn)用的差異,而降低精度與可靠性。為使評價橋梁基樁承載力的可靠與直觀效果充分發(fā)揮出來,工程建設(shè)者應(yīng)結(jié)合設(shè)計情況與施工質(zhì)量要求,來選擇最具代表性的樁位。事實(shí)證明,只有這樣,獲得的橋梁基樁承載力檢測數(shù)據(jù)結(jié)果準(zhǔn)確性才能得到保證,進(jìn)而反映出結(jié)構(gòu)是否滿足了橋梁工程項目的建設(shè)使用要求。

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