摘要：通過論述樁基抗拔試驗的樣品選擇、設(shè)計概況、地質(zhì)詳勘、施工工藝以及具體的試驗方法，分析TP1、TP2、TP3等3根單樁的豎向抗拔試驗結(jié)果和低應(yīng)變檢測結(jié)果。通過對比各樁的位移、回彈率及應(yīng)變曲線等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，深入探討不同施工及地質(zhì)條件下樁基的抗拔承載力特性。研究結(jié)果表明，樁基抗拔承載力受地質(zhì)條件、施工工藝及樁身材料性能等多種因素影響，為提高樁基的整體抗拔性能和工程安全性，需要根據(jù)實際工程條件優(yōu)化樁基設(shè)計與施工參數(shù)。

關(guān)鍵詞：樁基抗拔試驗；抗拔承載力

0" "引言

地下建筑、構(gòu)筑物等項目的增多，使得樁基作為支撐結(jié)構(gòu)的重要性愈發(fā)凸顯。其中，抗拔樁作為抵抗地下水浮力等豎向拉力作用的關(guān)鍵措施，其承載力和穩(wěn)定性直接關(guān)系到工程的安全性和耐久性。然而，在實際工程中，抗拔樁的設(shè)計與施工常面臨諸多挑戰(zhàn)[1]。一方面，地質(zhì)條件的復(fù)雜性和多樣性增加了抗拔樁承載力的不確定性；另一方面，設(shè)計與施工過程中的不合理因素也可能導(dǎo)致樁體承載能力不足或發(fā)生變形，進而引發(fā)嚴(yán)重的工程事故。因此，對抗拔樁的承載力和變形特性進行深入研究，成為提升工程質(zhì)量、保障工程安全的重要途徑。

通過理論分析、現(xiàn)場試驗等手段，開展樁基抗拔試驗承載力試驗研究，可全面揭示抗拔樁的承載機理和變形規(guī)律。該研究不僅有助于完善抗拔樁的設(shè)計計算理論，還能為實際工程提供科學(xué)、合理的施工指導(dǎo)和檢測依據(jù)[2]。通過優(yōu)化設(shè)計方案、改進施工工藝和強化質(zhì)量檢測，可有效提高抗拔樁的承載力和穩(wěn)定性，從而保障地下工程的安全運行。

1" "樁基設(shè)計概況與施工工藝流程

1.1" "樁基設(shè)計概況

為確保試驗的規(guī)范性，開展研究前，需對樁基的設(shè)計概況進行分析。樁基概況如表1所示[3]。

1.2" "樁基施工工藝流程

樁基施工工藝流程如圖1所示。采用三一重工SR420型旋挖鉆機進行高效樁基施工。泥漿制備方面，精選場外優(yōu)質(zhì)膨潤土，經(jīng)精心調(diào)配后運送至工地，實現(xiàn)泥漿的循環(huán)再利用[4]。施工中，通過優(yōu)化泥漿性能，進一步提升鉆孔的穩(wěn)定性和成孔質(zhì)量[5]。

2" "試驗方法

2.1" "單樁豎向抗拔試驗

2.1.1" "準(zhǔn)備階段

按照圖1所示的樁基施工工藝流程，制作本次實驗所需要的試驗樁。完成制作后，選擇具有代表性的試驗樁進行本次實驗，實驗中需要確保樁身質(zhì)量符合設(shè)計要求[6]。設(shè)置反力設(shè)備，并確保其安全系數(shù)符合要求，安裝位移傳感器、荷載傳感器等測量設(shè)備，并校準(zhǔn)確保測量精度。

2.1.2" "加載階段

在荷載作用下，采取緩慢保持荷載的方法，按等體積分階段進行加載。第一級荷載可為分層荷載的2倍，以后一級荷載可為預(yù)測的1/10。在每個階段加載之后，測量樁頂?shù)奶?，直到達到相對穩(wěn)定為止。加載過程中，注意觀測樁身及周圍土體的變化，并記錄異常情況[7]。

2.1.3" "卸載階段

卸荷分階段進行，每個階段卸荷量相當(dāng)于荷載等級荷載的2倍，按等比例逐級卸荷。卸荷后每個階段保持1h。測讀樁頂殘余沉降量，直至卸載至零。

采集實驗數(shù)據(jù)，按照下述公式，計算單樁豎向抗拔力。

式中：G代表單樁豎向抗拔力，E代表極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值，λ代表抗壓極限側(cè)阻力，i代表加載級別，Q代表樁身自重，U代表結(jié)構(gòu)荷載。

2.2" "低應(yīng)變檢測試驗

2.2.1" "準(zhǔn)備階段

選擇合適的激振設(shè)備和傳感器，如力錘、加速度傳感器等，在樁頂安裝傳感器，并確保其與樁頂面緊密耦合，無滑移或松動。

2.2.2" "信號采集與數(shù)據(jù)分析

利用激勵裝置對樁頂施加激勵信號，使其沿著樁側(cè)傳播，收集應(yīng)力波在樁體內(nèi)的傳播、反射等信息，并對其進行時-頻域分析[8]。通過對樁身回波的時域、幅值、波形等特性的分析，對樁身有無損傷，以及損傷的部位和程度進行判別。

3" "單樁豎向抗拔試驗

3.1" "單樁豎向抗拔試驗結(jié)果匯總

從多個專業(yè)維度出發(fā)，對單樁豎向抗拔試驗結(jié)果深度分析，綜合考量試驗數(shù)據(jù)的物理意義及其對工程實踐的指導(dǎo)意義。在完成單樁豎向抗拔試驗后，將TP1單樁豎向抗拔試驗結(jié)果記錄如表2所示，將TP2單樁豎向抗拔試驗結(jié)果記錄如表3所示，將TP3單樁豎向抗拔試驗結(jié)果記錄如表4所示。

3.2" "單樁豎向抗拔試驗結(jié)果分析

在深入分析樁體上拔量的實驗數(shù)據(jù)時，不難發(fā)現(xiàn)TP1樁體所展現(xiàn)出的顯著上拔特性，其最大上拔量達到了102.52mm，這一數(shù)據(jù)遠超TP2的51.01mm與TP3的69.84mm，揭示了在不同樁體間存在顯著的位移差異。這種差異背后，隱藏著多個復(fù)雜且相互關(guān)聯(lián)的因素，它們共同作用于樁土系統(tǒng)，影響了樁體的最終上拔響應(yīng)。

首先，TP1樁體較大的上拔量可能直接關(guān)聯(lián)于其埋設(shè)深度。較深的埋設(shè)深度意味著樁體在土體中穿過的土層更為多樣，可能包括了物理力學(xué)性質(zhì)差異較大的各類土層。這些土層的不同強度、壓縮性、內(nèi)摩擦角等特性，對樁體產(chǎn)生了更為復(fù)雜的作用力，尤其是在承受豎向拔力時，更容易導(dǎo)致樁周土體的剪切破壞。此外，深層土體的固結(jié)狀態(tài)、含水量等因素也可能對上拔量產(chǎn)生影響。

其次，TP1樁周土質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)也是決定其上拔量的關(guān)鍵因素。如果TP1樁體穿越的土層較為松軟或存在不良地質(zhì)條件（如軟弱夾層、空洞等），那么在受到拔力作用時，這些土層更容易發(fā)生剪切破壞，從而加劇了樁體的上拔位移。相反，如果土層較為堅硬或密實，樁土界面的摩擦阻力將增大，有助于限制樁體的上拔。

再者，樁身材料的強度與柔韌性也是不可忽視的影響因素。TP1樁體可能采用了較為柔韌的材料，這種材料在受到外力作用時具有較好的變形能力，能夠在一定程度上吸收和分散拔力，但同時也更容易產(chǎn)生較大的位移。而TP2和TP3樁體可能采用了剛度較高的材料，這些材料在抵抗變形方面表現(xiàn)出色，從而限制了樁體的上拔位移。

此外，實驗過程中加載速率的差異也可能對上拔量產(chǎn)生一定影響。較快的加載速率可能使樁體在較短時間內(nèi)承受較大的拔力，導(dǎo)致樁周土體來不及發(fā)生充分的應(yīng)力重分布和變形協(xié)調(diào)，從而加劇了樁體的上拔位移。而較慢的加載速率則有利于樁土系統(tǒng)逐漸適應(yīng)外力作用，減少突發(fā)性的剪切破壞和位移。

綜上所述，TP1樁體較大的上拔量是多種因素共同作用的結(jié)果。為了更準(zhǔn)確地預(yù)測和控制樁體的上拔行為，需要綜合考慮樁體的埋設(shè)深度、周圍土質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)、樁身材料的強度與柔韌性以及加載速率等多個因素。通過科學(xué)合理的實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析方法，可以進一步揭示樁土系統(tǒng)的內(nèi)在機制，為工程實踐提供有力的理論支撐。

4" "低應(yīng)變實驗

4.1" "低應(yīng)變檢測結(jié)果匯總

根據(jù)上述試驗方法，得到TP1低應(yīng)變檢測結(jié)果如表5所示，TP2低應(yīng)變檢測結(jié)果如表6所示，TP3低應(yīng)變檢測結(jié)果如表7所示。為方便對其結(jié)果進行分析，將得到的低應(yīng)變檢測結(jié)果，繪制應(yīng)變檢測結(jié)果曲線。TP1應(yīng)變檢測結(jié)果曲線如圖2所示。TP2應(yīng)變檢測結(jié)果曲線如圖3所示。TP3應(yīng)變檢測結(jié)果曲線如圖4所示。

4.2" "低應(yīng)變檢測結(jié)果分析

分析上述3種測試條件下應(yīng)變測量數(shù)據(jù)可知，盡管各自在達到的最大應(yīng)變值上存在顯著差異，但它們的應(yīng)變曲線走向呈現(xiàn)一致性。具體而言，在TP2測試環(huán)境下，應(yīng)變峰值高達141.5相比之下，TP1與TP3的應(yīng)變峰值則較為接近，分別為35.7和37.8，顯示出TP2條件下的材料或結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了更為顯著的形變。進一步分析可以看出，與TP2和TP3相比，TP1樁身的完整性略差，樁頂下6.6m左右出現(xiàn)了輕微缺陷。

5" "結(jié)束語

樁基抗拔試驗承載力試驗方法的應(yīng)用，為工程安全與質(zhì)量帶來了顯著收益，具體體現(xiàn)在以下兩個方面：通過實施樁基抗拔試驗，準(zhǔn)確測定了單樁的豎向抗拔承載力，確保了建筑物在極端工況下（如強風(fēng)、地震等）的穩(wěn)定性與安全性，為工程后續(xù)施工及長期使用提供了堅實保障?；诳拱卧囼灥某休d力數(shù)據(jù)，可以對施工方案進行優(yōu)化調(diào)整。根據(jù)試驗結(jié)果，可以減少部分區(qū)域的樁基數(shù)量，通過精準(zhǔn)控制樁基施工質(zhì)量，避免了因承載力不足而導(dǎo)致的返工或加固費用，進一步降低了項目的總體成本風(fēng)險。

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