支盤樁抗拔性能原位檢測試驗設(shè)計

1、支盤樁抗拔性能原位檢測試驗設(shè)計【摘要】擠擴支盤樁的抗拔承載性能和荷載傳遞機理的試驗研究比較缺乏，且都局限于縮尺模型樁的抗拔試驗分析，其試驗結(jié)果的可靠性不具有普遍指導(dǎo)意義。北京奧運地鐵某支線站施工現(xiàn)場進展的我國首次支盤樁原位豎向抗拔靜載試驗，對支盤樁的抗拔試驗全過程進展闡述。通過對試驗過程以及試驗本卷須知的分析，對同類基樁的原位試驗檢測具有借鑒意義?！娟P(guān)鍵詞】支盤樁;抗拔;試驗設(shè)計隨著城市高層建筑的興起和開展，樁基工程應(yīng)用越來越廣泛。一般樁基工程中，樁基承受上部壓荷載的作用，相關(guān)的理論及試驗研究已有不少文獻述及。而對于一些特殊的建筑物，如高聳的電視塔、煙囪以及承受浮托力作用的地下建筑等，根底常采

2、用抗拔樁。目前對于擠擴支盤抗拔樁承載特性試驗研究比較少1，且原位試驗更是少之又少。本文將針對奧運地鐵某支線站進展的支盤樁豎向抗拔原位靜載試驗，對該試驗過程以及試驗中的本卷須知進展分析，為同類基樁的原位試驗檢測提供根據(jù)。1場地水文地質(zhì)條件1.1工程概況本工程是北京地鐵奧運支線第三座車站，車站基坑分地下兩層，地下一層采用放坡開挖，地下二層基坑采用鉆孔灌注樁圍護，內(nèi)支撐采用鋼支撐系統(tǒng)。由于車站站址處地下水位較高，車站構(gòu)造自重及頂板上覆土不能滿足抗浮要求，在構(gòu)造底板下設(shè)置抗拔樁，抗拔樁采用擠擴支盤灌注樁。樁頂位于構(gòu)造底板以下，標(biāo)高為27.80。本試驗將模擬工程樁在基坑中標(biāo)高為35.50的地下一層打3根

3、試驗樁位置見圖1，對試驗樁單樁豎向抗拔性能進展原位試驗檢測。1.2地質(zhì)概述本工程場地位于永定河沖積扇的北部邊緣。地層自上而下分布如下：人工堆積層：人工填土層總厚為0.704.00，層底標(biāo)高為40.3443.59。第四紀(jì)沖洪積層：本大層總厚度為7.4013.00，層底標(biāo)高為30.5133.93。粉質(zhì)黏土層：本大層總厚度為3.8011.90，層底標(biāo)高為22.5626.60。卵石層。1.3水文條件據(jù)北京市勘察設(shè)計院提供的數(shù)據(jù)，地下水分三層，分別為潛水、層間水和承壓水、層間水和承壓水以側(cè)向徑流和越流方式補給為主，以側(cè)向徑流和人工開采方式排泄。第一層地下水為潛水，水位標(biāo)高為36.2839.39水位埋深為

4、5.008.20。第二層地下水為層間水，水位標(biāo)高為25.4634.74水位埋深為9.3018.70。第三層地下水為承壓水，水位標(biāo)高11.0619.69水位埋深為25.0033.10，水頭高度為25。2樁基設(shè)計及施工方法2.1試驗樁設(shè)計簡述本試驗設(shè)計3根試驗樁，4根錨樁。設(shè)計樁長為24.50，樁徑850，樁身混凝土強度30，設(shè)計要求單樁豎向抗拔承載力特征值4040kN。樁徑、樁身混凝土強度、主配筋規(guī)格與工程樁一樣。試驗樁在基坑開挖的地下一層打樁，地下一層標(biāo)高比工程樁樁頂標(biāo)高高出7.70，故試驗樁施工時混凝土只需灌注到樁長24.50處，上部的7.70的部分不必灌注。2.2擠擴支盤灌注樁的施工參見中

5、國工程建立標(biāo)準(zhǔn)送審稿?擠擴支盤灌注樁技術(shù)規(guī)程?1測量定位及護筒埋設(shè)；2成孔設(shè)備就位及鉆具檢驗；3成孔、成盤及支盤檢驗；4鋼筋籠制作、吊放并吊放導(dǎo)漿管和清孔；5灌注水下混凝土并做成樁質(zhì)量檢測。為了研究擠擴支盤抗拔樁的受荷特征和與樁身側(cè)摩阻力傳遞規(guī)律，在支盤上下和兩支盤間的樁身內(nèi)預(yù)埋了鋼弦式鋼筋應(yīng)力計，埋設(shè)位置見圖2。3測試方案3.1承載力測試3.1.1方法原理與設(shè)備根據(jù)現(xiàn)場實際情況，本試驗采用錨樁法。錨樁法試驗是利用錨樁給試驗樁提供反力的試驗方法。本試驗在每根試驗樁的兩側(cè)各打1根反力樁作為錨樁。試驗樁上部的7.70只配主筋不灌注混凝土，主筋露出地面1。將試驗樁主筋錨固在加載鋼梁上，鋼梁兩端支撐于

6、反力樁樁頂。確定試驗樁與反力樁中心間隔 不小于3.42。試驗樁與反力樁之間的相對位置如圖3所示，中間兩根反力樁重復(fù)使用一次。每根反力樁需要提供不低于5000kN的抗壓承載力，根據(jù)勘察報告經(jīng)計算說明，反力樁樁端需進入卵石層800，樁長約25.50，樁頂位于標(biāo)高35.50，樁徑、樁身混凝土強度與試驗樁一樣。配筋在樁頂附近適當(dāng)加強，以防試驗壓力過大，樁頭破碎。試驗設(shè)備包括：反力系統(tǒng)、自動化荷載加載裝置及荷載、樁頂上拔、反力樁沉降觀測系統(tǒng)。反力系統(tǒng)為1根反力主梁，長8，兩端為中點供力才能大于10000kN，觀測系統(tǒng)由4支電子位移計、2支數(shù)顯百分表、壓力傳感器和靜載荷試驗儀組成。布置示意圖如圖4所示。轉(zhuǎn)

7、貼于論文聯(lián)盟.ll.3.1.2試驗加載、卸載方式試驗樁設(shè)計單樁豎向抗拔承載力特征值為4040kN，試驗最大加載值不小于單樁豎向抗拔承載力特征值的2倍，即不小于8080kN，加載采用慢速維荷法，分10級進展。本試驗選用2臺千斤頂分別置于反力樁上。通過安置在千斤頂上的測力傳感器測讀壓力，兩儀器的壓力讀數(shù)之和即為試樁樁頂荷載。在試樁樁頂安裝4支電子位移計測讀各級荷載作用下的樁頂上拔量，并用數(shù)顯百分表測量反力樁沉降量，如圖5所示。試樁主筋直接伸出地面并焊接在反力梁側(cè)壁上如圖6所示。3.1.3位移量觀測1基準(zhǔn)梁的安裝每樁試驗樁設(shè)2個I32a工字鋼作為基準(zhǔn)梁，基準(zhǔn)梁架在基準(zhǔn)樁上，一端固定，一端自由支撐。2

8、根基準(zhǔn)樁間距至少大于6.8。基準(zhǔn)樁可用鋼管樁或灌注樁，埋入地下2。位移計通過磁性表座固定在基準(zhǔn)梁上。2樁頂上拔量觀測方式3a.每級荷載施加后按第5in、15in、30in、45in、60in測讀樁頂上拔量，以后每隔30in測讀一次。b.試驗樁上拔穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：每一小時內(nèi)的樁頂上拔量不超過0.1，并連續(xù)出現(xiàn)兩次從分級荷載施加后第30in開始，按1.5h連續(xù)三次每30in上拔觀測值計算。.當(dāng)樁頂上拔速率到達相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時，再施加下一級荷載。d.卸載時，每級荷載維持1h，按第15in、30in、60in測讀樁頂上拔量后，即可卸下一級荷載。卸載至零后，應(yīng)測讀樁頂剩余上拔量，維持時間為3h，測讀時間為第15

9、in、30in，以后每隔30in測讀一次。3.2支盤探測3.2.1地層勘探在試驗樁旁布置地質(zhì)鉆孔1個，孔深34.00。SH30型鉆機沖擊鉆進、套管護壁。要求查明地面以下34.00深度內(nèi)的地層，準(zhǔn)確分層。3.2.2支盤位置、大孝厚度探查在每根樁上布置3個鉆芯孔，孔外徑100，孔均勻?qū)ΨQ分布在距樁中心850處，孔深以鉆穿支盤為準(zhǔn)。記錄支盤深度，厚度。支盤混凝土芯樣全部保存。4試驗中應(yīng)注意的問題4.1鋼筋計安裝支盤樁的實際成盤位置與設(shè)計成盤位置會有偏向，應(yīng)根據(jù)場地實際土質(zhì)條件確定成盤位置前方可安裝鋼筋計。4.2鋼筋計安裝方式可以采用綁條焊接和套管對接兩種方式。采用綁焊式時，應(yīng)注意對鋼筋計降溫，防止焊

10、接溫度過高對鋼筋計造成損害，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確；套管對接連接，鋼筋計套絲時應(yīng)將其可靠固定，防止松動而導(dǎo)致?lián)p壞。4.3鋼筋計數(shù)據(jù)線的保護鋼筋計數(shù)據(jù)線引出時，應(yīng)把數(shù)據(jù)線出頭處放置于樁體鋼筋籠的環(huán)狀面上，以防混凝土灌注設(shè)備碰壞。此外，還應(yīng)該做好施工前的鋼筋計保護工作。4.4數(shù)據(jù)線標(biāo)識本次試驗測點較多，樁體較長且是分段施工，因此應(yīng)提早貼好標(biāo)簽。建議每隔0.5貼一個防水標(biāo)簽，導(dǎo)線最好能伸出地面35。4.5數(shù)據(jù)線注意保護鋼筋計導(dǎo)線比較脆弱，為防止導(dǎo)線受損，采用給導(dǎo)線套管的方式來解決這一問題。推薦采用防火金屬套管，該套管本身具有一定強度，導(dǎo)線在該套管內(nèi)可自由滑動，而且該管還具有防高溫效果，很好解決擠壓拉扯和高溫問題。4.6分段施工注意防水由于樁體較長，分段施工時導(dǎo)線必須斷開，接頭處的防水至關(guān)重要。推薦采用連接套管，導(dǎo)線內(nèi)的銅絲連接好后用塑封管封好，然后用套管套好，涂抹防水膠，擰死套管兩頭，此時導(dǎo)線被扣在套管內(nèi)，防止被拉斷。5結(jié)語本試驗是國內(nèi)首次支盤樁的原位靜載抗拔試驗，通