徐澤華

余杭交通建設有限公司 浙江杭州 311100

1 工程概況

砂拉越日拔大橋項目主線全長3586．234m，其中橋梁部分總長1283．04m，主橋為3跨半漂浮體系雙塔雙索面混凝土結構斜拉橋，橋梁跨徑組合為（108．4+267．6+108．4）m；道路部分總長2303．194m。

1.1 主要施工內容包括

①修建一座橫跨Kemena河的雙向4車道橋梁，設計速度80km/h，包括一座跨越城市主干道的立交橋；②修建帶有排水、照明系統(tǒng)的引橋；③街道照明和道路交通安全設施的安裝，橋梁裝飾照明系統(tǒng)和景觀美化。④民都魯側既有道路改造加寬、Jepak側連接到既有路的新建道路。本工程樁基數(shù)量共327根，φ1．0m樁282根，φ2．5m樁45根。樁基檢測包括自平衡法（僅非工程樁）、靜載法、高應變法、靜動法、低應變法、聲波透射法及鉆孔取芯法等多種類型，本文僅對自平衡試驗進行探討[1]。

1.2 試樁參數(shù)及地質情況

本工程φ2．5m樁自平衡法試樁設計工作荷載2500t，最大試驗荷載5000t，位于民都魯側主墩承臺附近．

2 自平衡原理及與傳統(tǒng)靜載法

2.1 自平衡原理

自平衡試樁法是一種接近于豎向抗壓樁實際工作條件的試驗方法，通過量測預先埋置在樁內鋼筋籠上的應變計，就可以實測到各應變計在每級荷載下產生的應變，由此求得在各級荷載作用下試樁截面的樁身軸力值，以及軸力、摩阻力隨荷載和土層分布變化的傳遞規(guī)律。

2.2 堆載法

采用堆載法進行試樁試驗。經設計：主梁需采用雙拼雙層鋼箱梁，鋼箱梁由4根H900型鋼組合焊接而成，寬1m、高1．85m、長16m。堆載高度需要15．15米，場地地基要求高，主梁的制安加工要求高，需極高的成本，且存在極大的安全隱患。

2.3 錨樁法

采用錨樁法進行試樁試驗。經設計：需在試樁附近區(qū)域打四根錨樁，且錨樁頂需結構加強，主梁需采用雙拼雙層鋼箱梁（與上述堆載法結構相同）。

3 主要試驗設備

①每根試樁采用一個特制環(huán)形荷載箱，荷載箱包含4個對稱布置的900t千斤頂。②高壓油泵：最大加壓值為70MPa，加壓精度為每小格0．4MPa。③位移測量裝置：樁身位移檢測采用高精度電子位移傳感器，型號GEOKON44。④應力測量裝置：樁身軸力檢測采用振弦式應變計，型號GEOGAGEGV4200，量程3000με，靈敏度±0．1%FS，使用溫度-20至80℃。⑤電子水準測量儀：電子水準儀來測量焊接在樁頂鋼筋上的標尺的讀數(shù)變化，用來測量樁頂位移[2]。⑥筆記本電腦及數(shù)據(jù)自動采集儀一套。

4 儀器安裝及方案實施

4.1 荷載箱位置的確定

在荷載箱以下的樁側阻力以及樁端阻力之和與荷載箱以上的樁阻力達到極限值并且相等時的位置為荷載箱設置的位置，即“平衡點”。本項目ET-01樁基采用單荷載箱，根據(jù)設計公司提供數(shù)據(jù)，此荷載箱距樁底約6m；根據(jù)本項目地勘數(shù)據(jù)與國內規(guī)范《港口工程嵌巖樁設計與施工規(guī)程（JTJ285-2000）》第4．2．3條對嵌巖樁單樁軸向抗壓承載力設計值進行計算，計算過程如下：

嵌巖樁單樁軸向抗壓承載力設計值可按下式計算：

覆蓋層段承載力：1872kN；入巖長度12．5米，嵌巖段側阻力：121200Kn；嵌巖段端阻力：13200Kn。

荷載箱距樁底約6m此設計合理。

4.2 荷載箱的安裝

本項目鋼筋籠保護層厚度75mm，籠直徑2350mm，通過將荷載箱立放，再綁扎鋼筋的方式，完成荷載箱安裝，含荷載箱的鋼筋籠共14m長，重量達到14t，其中荷載箱重量5t。

埋設完荷載箱后，及時保護油管及鍍鋅管封頭并做好標記，防止水泥漿滲入，保證管線不受破壞。

4.3 喇叭口的焊接

混凝土澆筑時，為防止導管無法通過荷載箱預留孔和預防導管損壞儀器，在荷載箱上下鐵板上需焊接喇叭筋。喇叭筋數(shù)量不應少于主筋數(shù)量，且與荷載箱平面夾角大于60°。

4.4 應變計、位移桿安裝

應變計在土層分界面處沿樁身對稱布置2或4個，為了得到準確土層摩阻力數(shù)據(jù)，項目部根據(jù)地勘資料，共布置12層。位移桿共計12根，4根用于量測樁身荷載箱處的向上位移，4根用于量測樁身荷載箱處的向下位移，4根用于量測樁頂向上位移。位移管護管與鋼筋籠綁扎成整體，位移桿護管使用φ12．5mm鍍鋅管。

4.5 鋼筋籠安裝及砼灌注

鋼筋籠總計分為5節(jié)，合計總重約57t。澆筑混凝土控制塌落度200+25mm，混凝土初凝時間控制在8小時以上，單樁理論方量為267m3。當混凝土接近荷載箱時，拔導管速度應放慢，當荷載箱上部混凝土高度大于4m時導管底端方可拔過荷載箱，澆混凝土至設計樁頂。

4.6 搭設防風棚架

現(xiàn)場共需兩個防風棚架，一個防風棚架確保測試時儀器不受外界影響，另一個用來安置電子水準測量儀[3]。

5 效益分析

本次自平衡試驗總計38天，開鉆時間2019年9月30日，混凝土澆筑完成日期10月8日，試驗開始時間11月5日，試驗結束11月7日，混凝土試塊7天強度35Mpa，28天強度53Mpa。相比與傳統(tǒng)堆載法試驗，無需場地處理，堆載塊的安卸，因此自平衡試樁法在本項目中的應用大大節(jié)約試驗周期時間，為驗證樁基設計合理性、安全性提供了理論依據(jù)。

此外，本次自平衡試驗試驗檢測費共約24萬馬幣，若采用靜載實驗法，參考以往同級別靜載試驗法經驗，主梁和次梁所需鋼材約200t（加工并運輸?shù)浆F(xiàn)場費用約110萬馬幣），鋼主梁（單榀重約60噸）安裝需要用到大型起重設備，總費用遠遠超過24萬馬幣，因此自平衡試樁法在本項目中的應用大大節(jié)約了項目成本。

6 結語

馬來西亞砂拉越日拔大橋項目自平衡試驗取得圓滿成功，達到了預期的目的，為2500mm樁基施工起到較好的指導。自平衡試驗法具有安全、省時、省力且更經濟的特點，可對我公司類似大直徑嵌巖樁基試樁提供參考。