葉志誠 （安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230031）

1 工程設計概況

該工程地基基礎設計為人工挖孔樁，上部結構設計為鋼筋混凝土框架結構（部分鋼結構）。1～3/A～C軸區(qū)域為框架結構，1～3/C～D軸區(qū)域為懸挑混凝土結構，1～3/D～F軸區(qū)域為懸挑鋼結構。本次試驗區(qū)域為1～3/C～F軸區(qū)域。上部結構采用抗拔錨桿與巖體連接，鋼梁與混凝土梁采用預埋件連接。墩端支撐于第②層微風化花崗巖，樁身混凝土強度設計為C30；框架柱截面尺寸為600mm×600mm，斜撐桿直徑為500mm，混凝土強度設計均為C35；主梁的截面尺寸分別為300mm×500mm、350mm ×700mm、350mm ×800mm，混凝土強度設計為C35。

圖1 建筑物現(xiàn)狀

2 試驗方法

2.1 加載方式

因該工程建設在半山腰，如采取重物堆載的方式，需大量的人力、物力，不是最經(jīng)濟合理的加載方式。本次利用建筑周邊天然瀑布的優(yōu)勢，采用四周鋪設沙袋，中部注水的方式（即靜水壓力法）進行加載。

2.2 最大試驗荷載

正常使用極限狀態(tài)試驗荷載值：荷載的標準組合Q=Gz+γQi（其中Q為試驗總荷載標準值，Gz為結構自重，Qi為可變荷載標準值，γ為檢驗放大系數(shù)）。根據(jù)相關文件及建設方要求：γ=1.20，Qi=3.5kN/m2。正常使用極限狀態(tài)試驗荷載值為 Qs=1.20×3.5kN/m2=4.20 kN/m2。

本次試驗面積約為A=145m2，加載重量W=Qs×A=609 kN，約為60.9t，為方便加載取60t。沙袋重量按40kg/袋，沙袋規(guī)格為600mm×400mm，約需500個沙袋，沙袋總重量約為20000kg，即20t。注水重量為40t，注水面積約為100m2（去除沙袋及通道面積），注水深度約為0.4m。試驗采用注水加載，通過現(xiàn)場測量水深，來控制加載步驟。

2.3 加載制度

本試驗采取分組加載方式，試驗加載共分9級，每級加載間隔15min，待結構構件變形穩(wěn)定后，測量測點變形值，并檢查構件是否有裂縫及損傷的現(xiàn)象，然后進行下一級加載。達到檢驗荷載后，應持荷24h，每隔30min讀取一次變形值，直到變形值在30min內(nèi)不再明顯增加為止。然后應分組卸荷，卸載分3級，每級卸除荷載20t，每級卸完持荷30min，在每一級荷載和卸荷全部完成后測取變形值，加/卸載制度見表1。

為了消除試驗裝置對試驗的影響，在進行正式試驗前，按0-20%-40%-0的順序反復加、卸荷，每級加載間隔10min～15min，并實測布置測點變形值，直到最后兩次量測變形值基本相等時，再進行正式試驗。

加/卸載制度 表1

2.4 測量儀器及測點布置

2.4.1 磁致式靜力水準儀測量原理

磁致式靜力水準儀主要由測桿、電子倉和套在測桿上非接觸的浮球（磁環(huán)）組成。測桿內(nèi)裝有磁致伸縮線（波導絲），測桿由不導磁的不銹鋼管制成，可靠地保護了波導絲。工作時，由電子倉內(nèi)電子電路產(chǎn)生一個起始脈沖，此起始脈沖在波導絲中傳輸時，同時產(chǎn)生了一沿波導絲方向前進的旋轉磁場，當這個磁場與磁環(huán)中的永久磁場相遇時，產(chǎn)生磁致伸縮效應，使波導絲發(fā)生扭動，這一扭動被安裝在電子倉內(nèi)的拾能機構所接收并轉換成相應的電流脈沖，通過電子電路計算出兩個脈沖之間的時間差，即可精確地測出被測介質(zhì)的液位高度，儀器見圖2。

2.4.2 測點布置

為精確讀取測量值，本次采用磁致式靜力水準儀進行測量。本次試驗共布置4個測點和1個基準點，4個測點分別布置于懸挑端最外側鋼梁、懸挑端最外側混凝土梁及側面懸挑端最外側鋼梁。測點位置布置見圖3。

圖2 測點布置示意圖

圖3 測點布置示意圖

3 測試結果

加載完成后，持荷24h后，各測點變化穩(wěn)定。1#測點最大下沉量為8.680mm，2#測點最大下沉量為8.279mm，3#測點最大下沉量為5.797mm，4#測點最大下沉量為2.294mm；卸載完畢后，1#測點最大殘余變形為0.012mm，2#測點最大殘余變形為0.013mm，3#測點最大殘余變形為 0.078mm，4#測點殘余變形為0.013mm。變形隨荷載變化曲線見圖4。

圖4 變形隨荷載變化曲線圖

4 檢驗結論

①本次加載區(qū)域為1～3/C～F軸區(qū)域，試驗最大試驗荷載為4.2kN/m2，加載分9級，持荷24h，卸載分3級。1#測點最大下沉量為8.680mm，2#測點最大下沉量為8.279mm，3#測點最大下沉量為5.797mm，4#測點最大下沉量為2.294mm；卸載完畢后，1#測點最大殘余變形為0.012mm，2#測點最大殘余變形為0.013mm，3#測點最大殘余變形為 0.078mm，4#測點殘余變形為0.013mm。加載過程中混凝土結構及鋼結構均未發(fā)現(xiàn)明顯裂縫及損傷。

②本次試驗實測梁底最大撓度與理論計算值較為接近，殘余百分比均未超過規(guī)范規(guī)定的限值。

③從檢驗結果分析：該結構正常使用狀態(tài)下承載能力滿足要求。

5 結語

①荷載試驗是在結構投入使用前的最后一次體檢，最重要的是施工過程中的檢測，對結構基礎的施工質(zhì)量、上部結構的施工質(zhì)量以及各分項工程的檢驗能最大限度保證結構的安全。

②由于玻璃觀景平臺處在較險較高處，常用撓度測量儀器不便觀測，且精度不夠，采用磁致式靜力水準儀，既方便觀測，且精度較高，對于類似撓度測量有較高的參考價值。

③類似建筑在投入使用過程中需嚴格控制上人數(shù)量，并應定期進行檢查及養(yǎng)護。

④由于該類建筑為人流集中區(qū)域，且結構懸挑較大，建議后續(xù)使用過程中加強監(jiān)測，確保結構安全使用。