靜載試驗(yàn)在水利工程基樁檢測中的應(yīng)用研究

商曉平

(黑龍江省龍翔水利工程質(zhì)量檢測有限公司，黑龍江 哈爾濱 150028)

鉆孔灌注樁具有應(yīng)用廣泛、單樁承載力高、工程造價低、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，近年來在各種工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。單樁豎向抗壓極限承載力是樁基設(shè)計的基本參數(shù)，取得合理準(zhǔn)確的單樁極限承載力值是確保建筑物安全、經(jīng)濟(jì)的重要因素[1-4]。鉆孔灌注樁承載力測定常用的方法是通過使用千斤頂對樁基開展靜載試驗(yàn)。常用檢測方法可分為堆載法、錨樁法和自平衡法[5]。本文以松花江鄉(xiāng)提水灌區(qū)工程為實(shí)例，開展基樁的靜載試驗(yàn)，為松花江地區(qū)基樁的應(yīng)用提供技術(shù)參考。

1 工程概況

巴彥縣松花江鄉(xiāng)提水灌區(qū)工程是黑龍江省的重大水利工程項目，位于松花江北岸，松嫩平原腹地。項目投資2.4億元，工程主干渠11 km、支渠23 km，年可取水量7693萬m3。水利提灌工程通過二級泵站將松花江水提升45 m高，自流灌溉稻田，建成后有效改善了灌區(qū)沿線生態(tài)環(huán)境，為調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)、落實(shí)國家糧食安全提供了有力保障。

2 試驗(yàn)設(shè)計

本次試驗(yàn)選取松花江鄉(xiāng)提水灌區(qū)工程泵站K0+110、渡槽K0+200、渡槽K2+000三處基樁開展現(xiàn)場靜載試驗(yàn)，試驗(yàn)依據(jù)為《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》(JGJ 106—2014)?；鶚毒鶠殂@孔灌注樁，樁徑1000 mm，混凝土強(qiáng)度K2+000-C25、K0+000-C25、K0+110-C30，總數(shù)量為15根。設(shè)計樁長分別為K2+000-20 m，K0+200-24 m，K0+110-20 m，設(shè)計要求單樁抗壓承載力特征值K0+000和K2+200為2100 kN、K0+110為3300 kN，單樁水平承載力特征值K0+000、K2+200、K0+110均為150 kN。擬通過靜載試驗(yàn)，測定單樁豎向抗壓極限承載力、單樁水平極限承載力，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果來判定基樁的承載力是否符合要求。錨樁樁長20～24 m，錨樁樁徑1000 mm，錨樁配筋12Φ22。

試驗(yàn)儀器采用武漢巖海的RS-JYC靜測儀、630T千斤頂、50T千斤頂及BZ63超高壓油泵站。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)

采用快速維持荷載法，試驗(yàn)加載裝置為液壓千斤頂及與之配套的高壓油泵站。根據(jù)現(xiàn)場條件，確定采用錨樁橫梁反力裝置。

根據(jù)規(guī)范及設(shè)計要求，被檢樁K2+000、K0+200最大加載值 6600 kN，分9級荷載加荷，首級加載值1320 kN，每級加載增加值660 kN，直至預(yù)計最大加載值。試驗(yàn)采用靜力載荷測試儀自動加載控制無線傳輸記錄，在已達(dá)到設(shè)計要求的最大加載值且樁頂沉降達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時終止加載。由表1、表2可知，K2+000、K2+200樁最大沉降量分別為32.4 mm、18.74 mm。D被檢樁的Q-s曲線呈緩變型，s-lgt曲線間距無突變，總沉降量均小于40 mm。根據(jù)規(guī)范JGJ 106—2014中單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)有關(guān)規(guī)定可確定被檢樁的單樁豎向抗壓承載力滿足設(shè)計要求[6]，如圖1～圖4所示。

圖1 K2+000樁Q-s曲線

圖2 K2+000樁s-lgt曲線

圖3 K0+200樁Q-s曲線

圖4 K0+200樁s-lgt曲線

表1 K2+000分級荷載作用下的歷時沉降

表2 K0+200分級荷載作用下的歷時沉降

3.2 單樁水平抗壓靜載試驗(yàn)

采用單向多循環(huán)加載法進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)加載裝置與單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)相同。試驗(yàn)結(jié)果如表3、圖5、圖6所示。

圖5 K0+110樁Q-s曲線

圖6 K0+110樁Q-s曲線

表3 K0+110分級荷載作用下的歷時沉降

根據(jù)規(guī)范及設(shè)計要求，被檢樁K2+000、K2+200最大加載值4200 kN，分9級加載，首級最大荷載840 kN，每級增加荷載值420 kN，直至預(yù)計最大加載值，試驗(yàn)的終止條件是，達(dá)到設(shè)計要求的最大加載量要求的最大加載值且樁頂沉降相對穩(wěn)定。由表3可知，K0+110樁最大沉降量為9.18 mm。被檢樁的Q-s曲線呈緩變型，s-lgt曲線間距無突變，總沉降量<40 mm。根據(jù)規(guī)范JGJ 106—2014中單樁水平抗壓靜載試驗(yàn)有關(guān)規(guī)定可確定被檢樁的單樁水平抗壓承載力滿足設(shè)計要求。

4 結(jié) 論

(1)豎向抗壓靜載試驗(yàn)共檢測泵站K0+110、渡槽K0+200、渡槽K2+000三組試樁，其中渡槽K0+200、渡槽K2+000單樁豎向抗壓承載力測量值6600 kN，確定其單樁豎向抗壓承載力特征值3300 kN；泵站K0+110單樁豎向抗壓承載力測量值4200 kN，確定其單樁豎向抗壓承載力特征值2100 kN。單樁豎向抗壓承載力特征值符合設(shè)計要求。

(2)水平抗壓靜載試驗(yàn)共檢測泵站K0+110、渡槽K0+200、渡槽K2+000三組試樁，單樁水平承載力檢測值300 kN。當(dāng)水平位移達(dá)到6 mm時，K0+I10樁對應(yīng)荷載為240 kN，則該樁水平承載力特征值為180 kN。K0+200樁對應(yīng)荷載為210 kN，則該承載力特征值為158 kN。K2+000樁對應(yīng)荷載為240 kN，則該樁水平承載特征值為180 kN。單樁水平抗壓承載力特征值符合設(shè)計要求。