高速铁路桥梁钻孔灌注桩静载试验试桩分析

李 元 中国水利水电第八工程局有限公司，长沙 410000

1 工程概况

本桥为双线桥，本桥线间距4.4m～4.503m。本桥墩台均为成孔桩基，钻孔桩直径有φ1.0m、φ1.25m、φ1.5m三种类型。

大桥位于平原区位置，地势平坦，多是耕地；该桥的基础上层为人工粉细砂（Q4al）填筑及部分回填土，同时该地含有粉质黏土、粉砂、黏土质粉质黏土、粗砂、素土、细砂砾、圆砾、细圆砾土，下伏白垩系上统王氏群林家庄组（K2wL）的泥质砂岩和安山岩，中生代燕山晚期侵入二长花岗岩（γ53）等，安山岩与二长花岗岩为正断层。

2 主要设计参数

（1）试桩一组共计3根，桩长34m，桩径1m，桩头长度1m；试桩设计选用摩擦桩，单桩轴向力4160.23kN，设计容许轴向力4228.33kN。

（2）锚桩8根，清除表面土至工作面，工作面以下桩长34m，桩体径1m，桩头长度0.5m，钢筋外露长度1.2m，锚桩设计采取摩擦桩。

（3）试桩桩身、锚桩混凝土为C30混凝土，试桩桩头采纳C35混凝土。

（4）混凝土坍落度180～220mm。

3 试验原理

单桩竖向抗压试验是一种原位测试方法，其原理是将竖向荷载均匀地传至试验成孔桩上，桩与土之间发生相对位移，则桩产生一个向上的摩擦力；随着给桩顶增加荷载，桩继续向下位移，桩上部的侧压力还同步向下发展；每当桩顶荷载足够大时，桩周侧压力达到最大值，招致桩端土层产生缩减变形及蕴藏反力。继续增加荷载，直到桩顶沉陷大于标准要求系数或者桩端土层发生了刺入毁坏为止，以此获得桩顶荷载极限承载力。

4 试验步骤

准备工作→钻孔灌注桩施工→完成桩检→桩头处理

设备安装→逐级加载、卸载→数据记录→检测数据分析→检测报告

5 混凝土应变计埋设

试验桩为混凝土成孔灌注桩，在抗压静载试验中与此同时对于桩身受力展开测验。依据基桩受力测验，可获得桩侧各个覆盖层的分层抗压摩压力及桩端支撑力的基本原理，参照设计岩层位置变动，试桩内力测试采用埋入式混凝土应变计。

6 桩头处理

（1）试验过程中，为保障会因试桩桩头毁坏而使中止试验，对于桩头展开妥善处理。

（2）桩顶应高于基坑底部，保证压力板与桩时刻接触，也可在桩顶铺1～2cm的中粗砂。试桩桩顶高程为利于沉陷观测仪表加装，试桩底部高出自然地面50cm。

（3）锚桩顶部高出工作面0.5m，锚桩主筋露出桩顶120cm。

7 设备安装

仪器包括：反力装置、液压泵读取装置，精神压力传感或者荷载传感等等荷载观测装置，位移传感等等位移观测装置。

7.1 反力装置

锚桩横梁反力装置俗称锚桩法，由锚桩、反力梁、次梁、拉杆等组成。

锚桩横梁反力装置作为此次静载试验加载力的装置，该装置最大加载力不小于试验力的1.3倍。过程中验算锚桩抗拔力，同时测量锚桩上拔的量。

7.2 荷载测量设备

荷载观测采纳通过用搁置在千斤顶上的荷重传感直接测定，传感的误差不大于1%，显示压力的压力表，其精度值要大于0.4级。所有设备均应高于规定压力的80%。所选用的千斤顶、荷重传感、传感器应该在标定的有效时间内使用。

7.3 沉降测量设备

（1）沉陷观测仪器设备采纳位移传感，量程0～50mm，满足其规范要求。

（2）测点固定在桩顶200mm左右位置，在该处布置4个不同方位且对称的位移传感器。

（3）梁的规格参数、物理性能均要满足此次试验的要求。

（4）固定及支撑位移传感的夹具以及基期梁采取有效遮盖保护措施，以降低环境温度变动及刮风下雨、振动及其他外界要素的影响。

（5）使用标定后且在有效期内的传感器。

8 静载检测技术

8.1 系统检查

试验准备完成后，试验开始前做最后一次检查。例如：检查阀门接头、管路等等是否漏油等等。比如一切正常，就位至零，待百分表显示的读数稳定之后，记录百分表起始读数，即可开始展开正式读取。

8.2 试验加卸载

（1）本试验选用慢速法，即慢速维持荷载法：分等级加载且每级加载为最大加载力的1/10（第一级加载除外，为1/5）；每级加载过后，在5min、15min、30min、45min及60min、每隔30min时测沉降并记录；试桩沉陷相对稳定规范：1h内的沉降不应超过0.1mm；每级观测时，桩顶沉降稳定后，再加载到下一级。

（2）试验卸载：①卸载应当分级展开，卸载时按照相关规范要求进行卸载同时记录沉降。②试验加、卸载要求：加、就位时应当促使荷载传达均匀、连续、没有冲击，每级荷载在保持过程中的变动波幅严禁高达分级荷载的±10%。

8.3 终止加载条件

（1）在加载到某一级荷载时，沉降量达到了上一级沉降的5倍时。

（2）在加载到某一级荷载时，沉降量达到了上一级沉降的2倍时，并且在24h后并未稳定。

9 检测数据分析与判定

（1）此次试验最大荷载为设计单桩径向力的2倍，将原始数据资料分类整理成试验结果汇总表，绘制竖向荷载-沉陷（Q-s）、沉陷-时间对数（s-lgt）、沉陷-荷载对数（s-lgQ）及挠度变动（lgs-lgQ）曲线图，而后分类整理荷载沉陷汇总表。

（2）单桩竖向抗压极限承载力和承载力特征值的确定：①依据沉陷不随荷载变动的特性断定：对陡降型Q-s直线，取其出现显著陡降的初始点对应的荷载系数。②依据沉陷不随时间变动的特性断定：根据S-lgt直线分析。③经24h并未达到稳定规范状况时候，取前一级荷载系数。④对缓变型Q-s曲线可依据沉陷量断定，取s=40mm对应的荷载系数。