某预应力混凝土大管桩静载试验方法总结

广东大唐潮州三百门电厂煤码头预应力砼大管桩静载试验方法总结邓武斌摘要：砼大管桩在国内静载试验不是很多，90年代初，深圳码头做过一次砼大管桩的静载试验，当时是码头建成后再做试验，工厂后期试桩主要为证明当初设计参数是否正确，试验外部条件较好，环境对试验影响小。后国内某一码头又做过一次类似的试验。砼管桩静载试验本身并不复杂，难的是在恶劣的条件下试验钢梁与砼管桩的联接方式。本文主要介绍潮州电厂煤码头试桩的联接方法，可为类似工程提供借鉴。关键词：砼管桩锚固联接件静载试验广东大唐潮州电厂煤码头的结构型式为高桩梁板结构，突堤式，分引桥和码头两部分，其中引桥长为100m，宽为20m，码头长为280m，宽为32m。桩基采用预应力钢筋混凝土组合桩（桩尖部分有一段φ942mm，厚度为16mm的钢桩），砼管桩的桩径为φ1200mm，总桩数为350根。由于当地采用预应力混凝土大管桩作为水工建筑物桩基尚无静载试桩资料，根据有关规定，在正式打桩之前需要进行静载试桩试验，并对试验桩进行高、低应变动力检测，试验桩的数量为2根。分别位于第14区和第18区。每区各有7根桩，分别为锚桩4根，观测桩2根，试桩1根，共计14根，全为直桩。两个试桩区布置如下图所示：试桩区平面布置图两试桩区之间的距离为140m，离现有护岸最近距离为750m，离山体距离为300~500m。14区的桩分别位于第31和32排架，18区桩位于51和52排架，其中2根试桩位于两个排架中间。具体桩位布置详见下图：试桩区的桩位布置及沉桩顺序图1、两个试桩区域地质资料概况：岩土分布从上至下次序为①1淤泥，①2粉细砂，②1粉质粘土，②2淤泥质粘土，②3粘土②4中粗砂和③花岗岩残积土④全风化花岗岩⑤强风化花岗岩⑥中风化花岗岩。试桩目的确定大管桩单桩垂直静载极限承载力和单桩抗拔极限承载力，为合理确定桩长提供依据。扑分析土的阻力末分布，评价桩曲锤的性能指标椅，打桩时桩身票应力及瞬时沉沉降特性，为确类定打桩控制标朵准提供依据。2、停锤标准屠沉桩采用贯入掉度和标高双控镰，芽用见D10潮0办柴油锤施工，浊最后字10cm谈平均贯入愤度循<3~钩5cm仆。替当已达到设计陪贯入度，而桩肯端未达到设计倦标高时，应继籍续锤击唤100mm胁或狠30~5至0斗击，至其贯入蒜度平均值不大西于摊3mm落/捆击，且桩端距菊设计标高不大凡于撞3记米捷，可以停锤，阴否则应进行动虏测确定其承载挂力。烧当桩端达设计柄标高而贯入度需仍然大于界5mm茎/恢击，应继续沉燃桩仆0.5~榜1m到，贯入度仍较户大者，再与已母动测的相同条水件的桩进行对市比，若其沉桩俗情况比已沉桩漂情况比已动测失的桩的沉桩情宗况好或相当，梢则按已动测的胳桩确定其承载客力，否则应进淡行动测确定其蜜承载力和桩身怒的完整性。沈采用的打桩船镇为三航例桩忌2#3、试桩内容替单桩垂直静载泄荷压桩试验予（颤2徐根次）悔单桩垂直静载岂荷抗拔试验纱（塑2逗根次）花3豆.就1寇、单桩垂直静枯载荷抗压试验么3.红1糊.政1型、试验目的拆确定煤码斜头隆2亏根试桩（泰φ锣1200mm顽）单桩轴向极沟限承载力。筐3航.1.2渡试验内容高测定在各级荷需载作用下，试犯桩的沉降量，峡并测定桩的轴准向反力系数。唉锚桩变形的测软定：在每根试抱桩的过程中，勺测定其四根锚饿桩的上拔量。栏3舅.1.3赏试验依据符《港口工程桩独基规范》酱（主JTJ25谎4锁—仗9紧8晌）映《港口工程基都桩静载荷试验碍规程》口（沫JTJ25贷5皮—尺200呢2拾）希3循.1.4絮加荷工艺及观送测系数摇规范规定，加旁载能力应取最细大试验荷载铺的原1.3~1.表5猪倍。炎本次试验采用膝锚桩反力梁装肃置，用千斤顶域施加荷载，试竿桩加载装置示注意图如下。葵荷载值用千斤秧顶的标准压力鸣表和油压传感担器双重控制，匹沉降观测采用炭量程为拢50mm贿的高精度容栅灰式位移传感器帝，借助基准梁槐进行量测，用族静载试桩位移片测试系统进行弊显示，自动记局录，自动加载痒，自动补载并康配有微机自动栽数据处理，实酿时显示各种测调试曲线。诉华试验钢梁与拜混凝土呢管桩茂连接方法签本试验最关键心部份是钢梁黄与砼管桩的相涨接方式，怎4突根锚桩和观测准桩均脂为工程桩，桩仔的冈结构与工程桩和相同汉，锡原设计在锚桩扑内浇捞8m耽长桩芯砼，并云埋设锚固钢筋浓与钢梁联接，辨但圆当时现场唉只有打桩船和善一艘方驳，没贱有砼搅拌睡船上，巴并且距离陆地驼有狂75型0河米驾远劲，而且海况恶右劣，涌浪季风并的影响特别大智，无法进行砼拐施工。即使能冲浇砼，施工工爬期也较长。为佳此，我们提出拦了采用钢桩帽装过度连接的方调案：本管桩沉桩后，胡先截桩，凿蹦出芽1溜6神根掌3粒2上股的钢绞线，撤钢绞线枕穿过钢桩帽，于并用千斤顶顶测紧锚具以固定营钢桩帽，钢桩质帽与试桩次梁碎再通过焊接钢冈筋传力禁。雷钢桩帽结构如歪下图示。环先做变压滴桩试验：锚桩额外露钢铰线锚陈固钢桩帽，钢兽桩帽再与次梁窑连接。试桩凿晒至设计标高味，滑并用环氧砂浆轰抹平，放置千抗斤顶以顶升主末梁，同时使试时桩受压慰。吉压桩完成后再抗做拔桩试验。裕此时要凿除试奶桩顶部砼，使音钢绞线外露，陆然后通过锚具鸭锚固钢桩帽，疮在锚桩顶放置屯千斤顶，顶开膜主梁，上拔试软桩。非传力钢桩帽结捕构触图座（单位为毫米毯）姓成品的试桩锚妄件如下图：愁锚桩上的气钢桩帽影凶饮承刃撤绢我试桩上的缩钢桩帽艳3缘.1.正6员、试验方法附对仪2局根试验桩的轴烫向静载抗压试导验，采用快速宝维持荷载法。荷载分级稍每级加载为预即计最大试验荷宫载慢的睛1/删12坑，每级卸载简为重2沙倍加载级，最扬大加荷设定丛为黎10000k父N光。喝测读时间：每巩级加载们的月0摘、梯5坊、旷1面0披、勒1兄5近和厦30mi晚n拘，敲隔傅30mi育n语再测读一次。轨稳定标准：每廉级荷载维持时塌间袋为运60min价试验终止条件棋：跌桩顶总沉降量法超过跳40mm葵，且在某级荷畅载作用下，桩眠的沉降量为前提一级荷载作用委下遍的喇5睡倍祸或眉O叛—驳S广曲线出现可判越定极限承载力廊的陡降段。缎采用慢速法试禽验，在某级荷呢载作用下送，诸24听h释未达到稳定。晃加载已达到试侮桩设备的承载衫能力。扁在加载过程中突，发现试验桩赏桩顶偏离轴线蝇的位移过大，误危及试验安全就。丙检验性试验的俭加载量达到设六计要求。叔极限承载力的怎取值：桩的垂蔽直极限承载力帽按下列规定确爬定：戒当保Q浊—抹S甩曲线上出现可挪判定极限承载裙力的陡降段时参，应采用明显拴陡降段起始点姜相对应的荷载抵为极限承载力球，极限承载力术可根据下列方溪法确定：蜘当汤S栏n+1巾>坝40mm半时，仔△回S办n戴/嚼△扯Q漂n分≤孕f株（关L搅）且泡△务S录n+1气/因△迈Q削n+1册>包f肉（酒L妨）或（板△楚S检n+1遭/锤△丛Q屡n+1分）久/畏（痛△冬S藏n肌/订△新Q叛n当）快>航5玩，颈第静n壤级对应的荷载支为极限承载力黑，其中弃f陈（为L劫）耽=3.3/L磁-0.04(员mm/Kn反)丢，勾L让为桩身长度砖（军m法）砌b键、嚷当以Q/Q皇max呀-S/尚d酬曲线有明显陡咱降段时，挤土燃桩的曲线斜率滑开始转变为大辨于佣0.榆3励或大直径开口扑管桩等低挤土象桩的曲线斜率验开始转变为大趟于无0.榴2刷的点所姓对应的荷载为爪极限承载力，成其赠中千d届为桩径或桩宽分（迟m记）；悲c脉、才在膨S特—冲LG叔T岩曲线中取曲线蛛斜率明显变陡纺或曲线尾部明台显向下曲折的箱前一级荷载为域极限承载力。图当粪Q书—束S稿曲线没有明显祝陡降时，分在业Q哑—绵S古曲线上取桩顶问总沉降街量权S=丘40mm戒相对应的荷载阴作为极限承载早力近似值。对磨于钢管桩和桩内长超过贩50m哄的混凝土桩所发取用的桩顶总稼沉降量应适当叮加大。悬轴向反力系数膜的测定：闯测定桩的轴向犬反力系宿数哈K坦（单位轴向力福作用下的桩顶箭下沉量）时，梯应在永久荷载区标准值到永久西荷载与可变荷饱载标准值的组棵合值之间，至菜少往复加卸是载焰3士次，取趋于稳涉定的一次循环探的首尾点进行像计算。序加卸分级和最交少持荷时间（燃见下表）撑序号钟永久荷载与可乳变荷载标准值躬的组合值与妄永久荷载标准抹值的差值榴（裙%涨）丢最少持荷时间锈（象mi甩n虚）页1什25援15漏2诉50需5六3见75针5水4陈100激5阿5叔75柴5耀6趁50辞5烘7慌25析5请8隐0催15滔4灰、单桩垂直静怪荷抗拔试验隙4焰.僻1踪、试验目的礼确定煤码头试汪桩单桩轴向极源限抗拔力。柳4们.苗2玻、试验内容刻测定在各级荷朽载作用下悔，兵2弄根试桩的上拔误量。斧4挣.狸3绢、试验依据闯《港口工程桩喉基规范》驳（窑JTJ254站-9竞8另）胖《港口工程基跨桩静载试验规闪程》奖（角JTJ255钳-200送2增）颗4疏.复4漂、加荷工艺及蒸观测系统神本次试验采用熄锚桩反力装置禁，用千斤顶施筒加荷载。试桩胶加载装置示意但图见下图。实物照片巨荷载值用千斤州顶的标准压力炭表和油压传感锄器双重控制；缸上拔观测采用稳量程为炭50mm栗的高精度容栅乎式位移传感器字，借助基准梁拍进行量测，用睛静载试桩位移庭测试系统进行菜显示，自动记棵录。自动加载罢，自动补载并葵配有微机自动搏数据处理，实叛时显示各种测揪试曲线。惠锚拉装置与试闭桩的连接采用厘也采用妥传力钢桩帽连帆接，试桩的钢受桩帽结构宁如下图示集抗拔试验锚桩葵钢绞线割平，羡放置次梁用，枯试桩凿出钢绞老线用于锚具连姜接之用。悔试桩的锚固件牙（单位为毫米款）拜4土.液5甩、试验方法谣对恳2汤根试验桩的轴大向静载抗拔试桥验，采用快速然维持荷载法。荷载分级拔每级加载为预格计最大试验荷佩载股的挠1/1殿0难，每级卸载取为猾2搜倍加载级，最耀大加荷设定岩为嫁5000KN紧测读时间：每躺级加载爬的音0巡、梯5咱、以1京0希、荡1鲁5冻和泻30mi香n宝，府隔行30mi魔n隶再测读一次；俭稳定标准：每逢级荷载维持时虏间炸为屈60mi系n倡；顽每级荷载维持伶时间：加载级检的维持时间为翅桩顶上拔速率兴达到稳定标准悦，且不大选于晋2姓h狡，卸载级的维闲持时间阅为势1境h宁。璃试验终止条件田：糖在某级荷载作缎用下，钢筋拉替应力达到钢筋的抗拉强度设计猎值；团在某级荷载作爽用下的桩顶上穗拔量为前一级性荷载作用下乞的需5袭倍；棍桩顶累计上拔斤量超过疾100mm逝；贩检验性试验的附加载量达到设警计要求。稠试验桩轴向抗鞠拔极限承载力毯应按下列方法信确定：坐对陡升暂的茄QUP-SU说P约曲线，取陡升滚段启始点荷载留；炉对无明显陡升找的扬QUP-SU涝P雷曲线，赞去蛛SUP-LG饼T设曲线尾部显著文弯曲的前一级松荷载。经4猛.养6龄、加荷装置的准安装办每个鱼腹梁的瞒重量粉为涛13.虫5均吨，长索9m则，高欺2m增，宽为压50cm秋，安装时最远液的位于试桩上包的主梁，安装档距离为羽6m踪左右，在施工雀现场锄利用打早桩王2遭号进行安装。慎选择在风平浪咐静的情况下进边行安装，安装旨之前做好准备乐工作，机动大肉机船作好配合次工作，大机船矿上配备有电焊榜、气割、加固扔槽钢、配合的慨机务人员。素4擦.守7前、沟试桩轻平台的搭设傍试桩予平台叔结构为在大管睁桩上夹钢抱箍章，在哈钢抱箍牛腿上为铺设双层钢围学林，其上乘铺肆5cm舍木板。卡两层槽钢问之间勤用骂U央型卡及铁丝进歇行固定悉。具体见下图诚。忠试桩平台结构腹图狼为避免观测桩鼻受试验影响，钟观测桩与试桩欠平台完全分离葛。5、试验结论岔两根荷试桩的垂直抗束压净极限承载力匀航为不小钢于骂11000K劳N存，贴其中鱼第弹1床4仪区试桩垂直抗粪拔极限承载力效不小衣于样5000棚粉K矿N量，刷第钥1扩