姚 歡

珠海市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)測(cè)站，廣東 珠海 519000

隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，新建建筑物逐漸向高度和深度發(fā)展，則基樁通常采用大直徑灌注樁。然而，一般檢測(cè)方式中鉆芯法、低應(yīng)變法、聲波透射法主要適用于判定樁身完整性，雖然高應(yīng)變和靜載試驗(yàn)都能進(jìn)行樁基承載力的測(cè)試，但高應(yīng)變受錘重的影響有一定的局限性，無(wú)法進(jìn)行特大噸位灌注樁的承載力測(cè)試。文章通過(guò)工程實(shí)例分析特大噸位基樁靜載試驗(yàn)的應(yīng)用，對(duì)靜載試驗(yàn)前期的樁頭處理和平臺(tái)安裝過(guò)程中的地基土的承載力、平臺(tái)安裝后的安全性、試驗(yàn)過(guò)程及數(shù)據(jù)分析進(jìn)行了詳細(xì)闡述［1］。

1 工程概況

擬建項(xiàng)目位于珠海市金灣區(qū)三灶鎮(zhèn)，東北側(cè)為珠海國(guó)際航展中心，西南側(cè)為既有T1航站樓。根據(jù)委托方和檢測(cè)方案確認(rèn)表的要求，對(duì)該項(xiàng)目的基樁進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)，確定此次試驗(yàn)的單樁豎向抗壓極限承載力分別為50000kN、41800kN、30800kN、22000kN，樁徑分別為 1800mm、1600mm、1400mm、1200mm，樁長(zhǎng)約為30～60m。文章主要介紹主樓灌注樁單樁豎向抗壓極限承載力為50000kN的試驗(yàn)分析過(guò)程。通過(guò)該項(xiàng)目的巖土工程勘察報(bào)告可知，該處場(chǎng)地內(nèi)表層土多為素填土層、雜填土層、塊石素填土層，具有強(qiáng)度低、壓縮性高、承載力低的特性，部分區(qū)域還有軟弱下臥層淤泥質(zhì)黏土。

2 試驗(yàn)過(guò)程應(yīng)用及分析

2.1 試驗(yàn)前期準(zhǔn)備工作

特大噸位靜載試驗(yàn)工程前期一定要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)走訪、踏勘和資料收集［2］，然后根據(jù)每個(gè)項(xiàng)目不同的情況制定不同的檢測(cè)方案。如該案例中基樁靜載檢測(cè)分不同樁型、不同樁徑、不同荷載，需要根據(jù)委托方提供的樁基技術(shù)資料和地質(zhì)報(bào)告，編制各種對(duì)應(yīng)的靜載安裝檢測(cè)方案、樁頭處理方案、地基處理方案等。

在檢測(cè)前與委托方商定檢測(cè)工作合作事宜，如檢測(cè)工作需達(dá)到運(yùn)輸?shù)缆返臅惩āz測(cè)電源的供給、檢測(cè)平臺(tái)地基平整密實(shí)、配重試塊堆場(chǎng)場(chǎng)地平整密實(shí)、吊車位置場(chǎng)地平整密實(shí)等。

2.2 試樁樁頂質(zhì)量控制

在編制方案時(shí)考慮樁頂處的壓應(yīng)力最大，需要在樁頂部位置配置加密鋼筋網(wǎng)片3～5層或以薄鋼板圓筒做成加勁箍與樁頂混凝土澆筑成一體，進(jìn)行樁頭加固處理后的直徑為2100mm，同時(shí)樁頭制作的混凝土強(qiáng)度等級(jí)宜大于原樁身混凝土等級(jí)一級(jí)。需注意的是，在樁頭澆筑過(guò)程中，一定要保證原樁身的中軸線與新澆筑樁頭的中軸線重合，切忌樁頭完成后偏心。

在鋼梁設(shè)備安裝前應(yīng)對(duì)試樁外露部分（含樁頭制作部分）進(jìn)行外觀檢查，同時(shí)對(duì)制作樁頭混凝土強(qiáng)度進(jìn)行回彈驗(yàn)證，強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到試驗(yàn)要求。

2.3 表層地基土驗(yàn)證

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)規(guī)范》（DBJ/T 15-60-2019），“壓重平臺(tái)支墩施加于地基土上的壓應(yīng)力不宜大于地基土承載力特征值的1.5倍”［3］。該試樁壓重平臺(tái)所在區(qū)域的地表為雜填土和素填土，由于地勘報(bào)告未提供該土層承載力特征值，為縮短檢測(cè)工期和減少費(fèi)用，工作人員決定結(jié)合該工程的地質(zhì)報(bào)告和以往經(jīng)驗(yàn)考慮直接采用恒載壓實(shí)擠密。

該案例中配置的支墩面積S1=263m2，反力平臺(tái)重P1=50000×1.2=60000kN，核算地基土壓應(yīng)力為P1/S1=60000÷263=228kPa，則要求現(xiàn)場(chǎng)地基土承載力特征值fak＞228÷1.5=152kPa。

試樁兩邊受力區(qū)域采用配重恒載預(yù)壓，由2m×1m×1m的混凝土構(gòu)件組成，每邊7層擺放，每層長(zhǎng)短邊換向，具體布置如圖1所示，每邊的受力面積S2=3m×6m=18m2。該混凝土堆載重物重P2=底面積×層高×混凝土密度=3×6×7×2.4=302.4t，換算為3024kN，堆載重物基底壓應(yīng)力P2/S2=3024÷18=168kPa，觀測(cè)其堆載物的12h沉降量，平均約為30mm。以土層中壓縮可知中壓縮性土特征值對(duì)應(yīng)的相對(duì)變形值為s/b=0.012m，其中s為承壓板的沉降量，s=24mm；b為承壓板的寬度，當(dāng)b＞2m時(shí)，按2m計(jì)算，下同。利用插值法估算上述數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的地基承載力特征值荷載，約為150kPa，滿足試驗(yàn)要求。

圖1 恒載預(yù)壓示意圖

2.4 壓重平臺(tái)的搭設(shè)

（1）平臺(tái)支墩基礎(chǔ)安裝。以樁中軸線拉線作為標(biāo)記，然后在經(jīng)過(guò)壓實(shí)擠密的土層上用吊車從樁中軸線開(kāi)始向兩邊安置支墩基礎(chǔ)。在每側(cè)支墩基礎(chǔ)四周布置點(diǎn)位進(jìn)行水準(zhǔn)儀檢測(cè)，以確保檢測(cè)平臺(tái)在堆載配重時(shí)不會(huì)出現(xiàn)沉降不均勻的現(xiàn)象，同時(shí)收集數(shù)據(jù)了解該區(qū)域的土質(zhì)適用于大噸位靜載試驗(yàn)的安全儲(chǔ)配是否滿足要求。

該案例中選用的平臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)備是組合式鋼支墩（含10m×2m大支墩、8m×2m大支墩、6.5m×2m大支墩、5m×2m大支墩），與支墩梁構(gòu)成鋼平臺(tái)，鋼梁的強(qiáng)度和變形不僅能滿足特大噸位靜載試驗(yàn)，還具有以下特點(diǎn)：①組合式鋼支墩可以靈活布置基礎(chǔ)形狀，保證支墩與樁的凈距符合規(guī)范要求；②荷載受力傳遞清晰，通過(guò)支墩梁剛度大的協(xié)同調(diào)節(jié)作用，將上部荷載合理分配到遠(yuǎn)離檢測(cè)樁的地基土上，減少靜載過(guò)程樁周地基土的變形對(duì)檢測(cè)的影響。

（2）千斤頂?shù)倪x取和擺放。預(yù)先在樁的中心線位置拉線設(shè)置標(biāo)記，在樁頂安裝鋼底板（2.65m×2.0m×0.3m）時(shí)確認(rèn)鋼底板的中心線與樁中心線重合。選取12臺(tái)相同規(guī)格、型號(hào)的千斤頂并聯(lián)使用，每個(gè)額定出力6300kN呈3排4列擺布，建議選用同一批檢定的千斤頂，以保證千斤頂在工作中同步。在鋼底板上標(biāo)注千斤頂?shù)奈恢?，用吊車起吊千斤頂，放在鋼底板上固定位置，從而確保千斤頂合力中心線與樁中心線重合。

（3）平臺(tái)主梁的安裝。選用5根長(zhǎng)14m的平臺(tái)主梁，以樁中軸線為中心線密拼安裝主梁，平臺(tái)主梁需要安裝在預(yù)先設(shè)置好的主梁支架之上，不宜直接將主梁放置在受力作用于千斤頂?shù)捻旑^鋼板上。

（4）平臺(tái)次梁以及配重試塊的安裝。平臺(tái)次梁的安裝需要按照方案圖紙中對(duì)應(yīng)的間隔尺寸安放，每2根平臺(tái)次梁承擔(dān)1個(gè)試塊，每組次梁中心距為1.2m，共14根平臺(tái)次梁。平臺(tái)次梁不宜直接與主梁接觸，防止在堆載物吊裝過(guò)程中荷載通過(guò)主梁向下傳遞，導(dǎo)致主梁和主梁支架下沉壓實(shí)千斤頂，使得受檢樁開(kāi)始受力下沉，而此部分的沉降量尚未錄入系統(tǒng)，會(huì)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生偏差。

該案例中的試驗(yàn)荷載50000kN已達(dá)到目前國(guó)內(nèi)靜載試驗(yàn)最大檢測(cè)能力，堆載配重高度較高，安裝壓重平臺(tái)的安全問(wèn)題尤為突出。為了保證平臺(tái)吊裝順利進(jìn)行以及工程安全，采取以下措施：①在進(jìn)行平臺(tái)安裝堆載時(shí)在四周圍設(shè)置警戒線，防止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入；②優(yōu)化方案降低堆載高度，降低平臺(tái)的重心；③堆載試塊時(shí)安排2臺(tái)吊車，對(duì)稱中心線均勻分層安裝，防止平臺(tái)產(chǎn)生不均勻沉降，在安裝過(guò)程中進(jìn)度盡量保持同步，平臺(tái)兩端的層數(shù)相差不能超過(guò)2層；④在堆載過(guò)程中上下層進(jìn)行錯(cuò)位堆載，每一層都長(zhǎng)向、短向變換擺放順序，相互搭接。

2.5 試驗(yàn)結(jié)果

位移數(shù)據(jù)采集和判穩(wěn)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格按照《建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)規(guī)范》（DBJ/T 15-60-2019）［3］執(zhí)行。加載過(guò)程采用自動(dòng)化控制，實(shí)施檢測(cè)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程上傳，在試驗(yàn)過(guò)程中隨時(shí)注意電源、電壓、油壓的變化，恒載過(guò)程中應(yīng)確保電壓穩(wěn)定、油壓恒定，并適時(shí)將油壓補(bǔ)足在規(guī)范范圍內(nèi)。最大試驗(yàn)荷載加至50000kN，試驗(yàn)進(jìn)展順利，未出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，試樁在最大荷載作用下樁頂累計(jì)沉降小于0.05D（D為試樁直徑，mm），且沒(méi)有明顯沉降增大的現(xiàn)象，試樁未達(dá)到極限承載狀態(tài)［4］。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，大噸位靜載試驗(yàn)關(guān)注的細(xì)節(jié)問(wèn)題較多。（1）從靜載平臺(tái)基底的地基處理開(kāi)始考慮，地基處理的結(jié)果是場(chǎng)地的寬度、深度、承載力必須達(dá)到試驗(yàn)所需要的指標(biāo)，在表層土地基承載力不明的情況下可以結(jié)合該區(qū)域的經(jīng)驗(yàn)指數(shù)采用恒載壓實(shí)擠密的方式進(jìn)行試驗(yàn)，但是該方法仍有一定的局限性，在地基承載力很差和淺表層為淤泥時(shí)不適用。（2）試樁本身的樁頭處理問(wèn)題。要防止試驗(yàn)過(guò)程中樁頭破損影響試驗(yàn)結(jié)果。（3）平臺(tái)的本身鋼構(gòu)件選取和安裝。要確保在進(jìn)行特大噸位靜載試驗(yàn)時(shí)鋼梁滿足要求。（4）配重堆載的擺放問(wèn)題。防止在吊裝過(guò)程中出現(xiàn)平臺(tái)不均勻沉降，導(dǎo)致需要重新卸臺(tái)返工。