蘇丹西納大橋基樁靜載自平衡試驗探究

1、蘇丹西納大橋基樁靜載自平衡試驗探究摘要：該文介紹了樁基自平衡試驗法在蘇丹西納大橋工 程中的應(yīng)用。闡述了自平衡法的測試機理、試樁施工要求及 試驗程序，并對試驗結(jié)果進行了整理和分析。為同類橋梁的 設(shè)計和施工提供參考。abstract： self-balanced test method for sudan sinnar bridge is introduced. the test mechanism, construction requirement of test pile and test procedure of self-balanced method are elaborated, an

2、d the test resuits are neatened and analyzed references are provided for the design and cons true tion of similar bridges關(guān)鍵詞：樁底注漿；自平衡法；荷載箱；極限承載力； 等效轉(zhuǎn)換key words： grouting pile bottom； self-balanced met hod； load cell ； ultimate bearing capac ity； equivale nt conversion中圖分類號：u448. 23文獻標(biāo)識碼：a文章編號： 1006-

3、4311 (2012) 21-0119-021工程概況西納大橋位于蘇丹共和國喀土穆南部約300公里處的青 尼羅河上，橋位處青尼羅河河面寬度約280m,東岸為一片芒 果林，西岸為河灘，距離市區(qū)較遠，上游約3.9km處有西納 大壩，大壩建于1925年。西納大橋為57m+2x98m+57m預(yù)應(yīng) 力混凝土變截面連續(xù)梁一連續(xù)剛構(gòu)組合梁橋。為提高基樁承 載力采用樁底注漿技術(shù)1,橋型布置如圖1所示。為了解樁底注漿對單樁承載力的實際效果2,保證構(gòu) 的安全性，在橋墩和橋臺下各選取1根工程樁進行承載力試 驗，相關(guān)參數(shù)見表1。2樁承載力試驗2.1機理介紹試驗主要裝置是一種特別設(shè)計的荷載 箱。將荷載箱和鋼筋籠焊接為一

4、體，然后放入樁體，下一步 澆注混凝土成樁。試驗時，通過油泵加壓，伴隨壓力增大，荷載箱會向上、 向下發(fā)生位移，促使樁側(cè)阻力及樁端阻力的發(fā)揮。荷載箱中 的壓力通過壓力表測出，荷載箱的向上、向下位移通過位移 傳感器顯示。因此，可根據(jù)讀數(shù)畫出相應(yīng)的“向上的力與位 移圖”及''向下的力與位移圖”，根據(jù)向上、向下q-s曲線 判斷樁承載力、樁基沉降、樁彈性壓縮和巖土塑性變形3。2.2儀器設(shè)備試樁采用環(huán)形荷載箱。加載值的率定線經(jīng)計量部門確定，荷載箱的埋設(shè)位置由現(xiàn)場地質(zhì)情況定 出。高壓油泵。電子位移傳感器。目的在于測量樁身荷 載箱處的向上位移，向下位移和樁頂向上位移。電腦及數(shù) 據(jù)自動采集儀一套。

5、2.3試樁施工要求成孔的樁底沉渣厚度、孔徑、鉆 孔垂直度需滿足規(guī)范要求。在地面上綁扎、焊接鋼筋籠。 荷載箱應(yīng)垂直放在平地上，保證荷載箱水平度小于5%。 試樁混凝土標(biāo)高與工程樁相同，導(dǎo)管到達樁端然后澆注混凝 土，澆混凝土至設(shè)計要求標(biāo)髙；荷載箱下部混凝土的坍落度 應(yīng)不小于20cm。荷載箱埋完后，保護油管和聲測管封頭。 澆注混凝土?xí)r，應(yīng)事先準(zhǔn)備一些混凝土試塊。測試期間 應(yīng)保證持續(xù)供電，試樁周圍10m內(nèi)避免大振動。布置平衡 梁。試樁時將外部因素的影響減到最低。2.4試驗流程加載通過慢速維持荷載法進行，流程按 中華人民共和國交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基樁靜載試驗自平衡法 (jt/t 738-2009)進行4,即：成樁

6、至試驗間隙時間：在樁身壓漿后不少于15do 荷載分級：每一級加載等于估計加載大小的1/15,第一級采 用兩倍荷載，卸載分5級完成。如表2所示。位移觀測： 每級加載完成后，在第1個小時內(nèi)分別在5、15、30、45、 60min分別進行讀數(shù)，其后，每隔30min讀數(shù)一次。把電子 位移傳感器與電腦連接，直接由電腦控制讀數(shù)，在電腦屏幕 上可以畫出q-s、s-lgt. s-lgq曲線。穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：在每一 級荷載作用下，樁的位移在1小時內(nèi)不大于0. 1mm,還需連 續(xù)出現(xiàn)兩次。終止加載條件：當(dāng)荷載一位移(qs)曲線 和位移一時間(s-lgt)曲線上出現(xiàn)能判斷極限承載力的突 然下降段；在某一級荷載作用下，樁的

7、位移為其前一級荷載 作用下位移量的5倍；某級荷載作用下，樁的位移量的大于 前一級荷載作用下位移量的2倍，且經(jīng)24小時沒有達到相 對穩(wěn)定；加載到估計承載力可以結(jié)束。卸載：卸載要求分 級進行，共分5級卸載。每級荷載卸載后，需要觀察樁頂?shù)?回彈量，觀測辦法參考沉降要求。待回彈量穩(wěn)定后，繼而卸 下一級荷載。單樁豎向抗壓極限承載力判斷準(zhǔn)則：根據(jù)測 量得到的荷載箱上、下位移計算承載力公式5 ： qu二+qu此方法適用于單樁承載力的計算，但相應(yīng)的樁頂位移不 宜采用此公式。3數(shù)據(jù)的整理分析以試樁2為例，整理分析試驗結(jié)果。如表3所示。承載力試驗結(jié)果向傳統(tǒng)靜載試驗的樁頂荷載一位移曲線轉(zhuǎn)換方法是：根據(jù)向上、向下位移

8、同步的標(biāo)準(zhǔn)進行擬合, 也就是說通過位移進行荷載疊加6。根據(jù)兩種試驗方法的 受力計算分析，可以得出如下公式：q二q-+kq+, s二s-+k?駐s根據(jù)承載力試驗的q-s曲線的特點：每加載一級荷載，上、下段基樁的位移量不同，但與傳統(tǒng)靜載是相對應(yīng)的，根 據(jù)向上、向下位移相等的準(zhǔn)則，把相應(yīng)結(jié)果疊加計算。根據(jù) s及計算的阻力q得到傳統(tǒng)靜載基樁的一系列數(shù)據(jù)(si, qi), i=l, 2,n,繼而可以畫出等效的樁頂荷載一位移曲線7。4結(jié)語自平衡法的關(guān)鍵是荷載箱的埋設(shè)位置即“自平衡點”的選取，上、下兩部分樁身阻力能否同時達到極限值，直接 影響到試樁極限承載力的確定。采用自平衡試樁法對蘇丹西納大橋進行樁基靜載試驗,由于該法省時省力、安全可靠、經(jīng)濟性好，故取得了很好的 效果，相信在以后的橋梁基樁試驗中會得到廣泛應(yīng)用。參考文獻:1 馮啟文，王業(yè)義，曹向東等.蘇通大橋大直徑深水超長樁基礎(chǔ)樁底注漿的關(guān)鍵技術(shù)j公路,2008(4): 103-105.2 王勤友樁底注漿技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用研究j.北方交通,2006(4):59-60.3 徐國翔，王婷婷.自平衡靜載試驗法在樁基檢測中的應(yīng)用j1.浙江建筑,2010(3): 19-20.4 基樁靜載試驗自平衡法(jt/t 738-2009)(中華人民共和國交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))s. 2009.5 朱瑤宏，程曄，龔維明杭州跨海