单桩竖向抗压静载试验检测案例分析

刘 小 宁

(陕西省公路应急中心，陕西 西安 710068)

随着我国高速公路建设项目投资增多，高速公路建设桥隧比例越来越大，尤其是特大桥梁的增多，关乎桥梁工程的桩基在施工中质量尤为重要，桥梁桩基承载力检测的方法的选择、数据的处理、结果的分析需要不断的提高，才能为设计和施工提供有效的依据[1]。本文结合施工项目，就现场承载力检测以及存在问题进行分析。

1 工程概况

本文依托的项目为宁波市江北区与江东区之间的单跨地锚式悬索桥，全桥结构为790 m，主桥为简支梁单跨280 m双塔双主缆地锚式钢箱梁悬索桥，引桥为多跨预应力混凝土箱梁，江北岸7跨银翘全部落在800 m的弯道上，设计荷载为城—A级，人群荷载为4.0 kN/m2，设计行车速度为60 km/h，行车道数为双向八车道。

为了确保大桥的安全，进行2根试桩，断面尺寸分别为试桩1号φ1 500 mm、试桩2号φ2 000 mm，有效桩长为71 m，混凝土等级为C30。根据设计单位的要求，在勘察孔深范围内，取芯进行室内试验分析，结果如表1所示。

根据公路土工试验规程，通过室内试验分析，试桩涂层都为粉质黏土，压缩性中等，厚度大，土质较好，但是在组合层中，夹有性质相对较差的层黏土。

2 单桩竖向荷载试验方案

1)试验设备：本试验采用伞型反力平台，平台直径18 m，采用砂袋为反重压力，桩周围地面回填废渣为50 cm，采用C20混凝土20 cm抹平，本次试验采用枕木支墩，地面最大超载预估为100 kN/m2～140 kN/m2，小于地基承载力的1.5倍，不会影响试验精度[2]。

2)荷载测试仪表与沉降观测设备：本次试验由3个630 t千斤顶与一套高压油路组成，千斤顶与油泵分别有油压传感器和高精度油表，可同时读数。澄江变形采用50 mm位移传感器和大量程百分表。基准梁为钢管制作的桁架基准梁，并进行有效遮挡，防止光照。

3)试验方法：采用慢速维持荷载法，荷载分级为10级。沉降观测为每级加载后第5 min，10 min，15 min进行读数，以后每隔15 min读取一次，桩的沉降在连续2 h小于0.1 mm为稳定，进行下一荷载等级加载。当荷载沉降曲线上判定的极限承载力的总沉降量超过40 mm或者沉降大于100 mm停止试验。

3 试验结果分析

试验结果见表2～表5。

表3 试桩1摩阻力测试结果

表4 试桩2摩阻力测试结果

表5 荷载—沉降变形汇总

根据上述试验数据可以看出，在达到设计单位指定的最大试验荷载时，试桩1号和试桩2号的累积沉降变形较小，桩侧的摩擦力均没有达到最大值。地基承载力参数建议本工程地质状况的极限摩阻力最大值为90 kPa，实际桩周侧阻力小于工程地质报告中的建议值[3]。

4 静载试验注意与研究方向

1)基准梁的选择：基准梁选择型钢，具有刚度大、有磁性等特点，但是由于受到光照或者其他热源，发生膨胀。为了保证试验数据的精度，基准梁的一端固定、一端自由支撑，并采用隔热材料进行包裹，防止太阳照射和其他的热源。

2)快速与慢速法的选择：对于同类桩，快速加载法比慢速加载法检测的承载力要大，沉降量偏小，对于设计阶段和施工验收阶段一般采用慢速维持荷载法，对于基础沉降不严格，采用快速维持荷载法。

3)时间效应：试桩的时间间隔必须要考虑土层、桩型、设计参数、施工工艺、施工材料等因素。这是因为对于钻孔桩，成孔时会有应力松弛现象，在混凝土浇筑完成后会逐渐恢复[4]。

5 结语

1)单桩竖向抗压静载试验能够有效、准确检测桩基的承载力，对于设计、施工具有指导意义。

2)单轴竖向抗压静载试验需要设备以及加载、卸载过程具有一定的危险。基准梁、数据稳定的判断、卸载判断以及停止试验的判断都影响了数据的准确度[5]。

3)随着我国高层建筑、特大桥梁施工的水平的提高，以及地质勘探经验水平的累积，更加快速、更加便捷、更加准确的检测设备需要研发。

4)本文中单轴竖向抗压静载试验数据采集、数据分析采用自动化仪器设备，降低了人工干扰产生的误差，软件设计及自动仪器的准确度需要进行验证，校准，这也是阻碍静载试验准确度的一大因素。