美国AASHTO下的桩基静载试验在哥斯达黎加的实践

师亚忠

摘 要：随着“一带一路”的不断深入，“走出去”的步伐正在不断的加快，“走出去”的广度和深度也在不断扩大。该文针对中国企业在采用中国仪器及设备，在美国AASHTO规范下桩基静载试验在哥斯达黎加32号公路的首次成功实践。

关键词：桩基;静载试验;哥标、美标;首次实践

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）01-0102-02

0 引言

随着中国提出的“一带一路”倡议和实施方案在全球范围内引起的广泛共鸣，和“走出去”战略的实施，中国的基建设企业，凭借自身实力，在中美洲、非洲、亚洲、东西欧等地区承包了大量的基建項目，其中就包括很多桩基工程。不同的国家有不同的规范，走出去要求我们具有全球化的施工能力，所以，我们需要有在不同国家采用不同规范施工的能力。哥斯达黎加虽然拥有CR-2010等施工规范，但因该国基础设施建设较少，很多当地规范都须在美国AASHTO规范基础上指导施工。而桩基静载试验在次之前从未有过。所以，在哥斯达黎加CR、美国AASHTO规范下桩基静载试验的成功实践，在哥斯达黎加建设史上具有非常重要的意义[1]。

1 试验背景及目的

按照《AASHTO LRFD Bridge Design Specifications》美国桥梁设计规范及《ASTM D1143》规定：现场试验提供了施加在深基础上的轴向荷载与轴向运动之间最可靠的关系。试验结果还可提供用于评估桩身侧剪力分布、桩趾端部支座发育量和长期荷载-挠度行为的信息。基础设计人员可以对试验结果进行评估，以确定在施加适当的安全系数后，桩或群桩是否具有满足具体支护要求的极限静承载力和工作荷载下的挠度。当作为多桩试验方案的一部分进行时，设计人员还可以利用试验结果来评估不同桩型的可行性和试验场地的可变性。加之该项目为设计-施工总承包项目，设计任务由国内设计院负责。且该设计院为首次在该国家接受设计任务，所以业主对设计院设计能力保持警惕。虽然该国规范及建设史上从未有相关规范要求及做过桩基静载试验，但是，业主在审核桥梁图纸过程中提出要求，要求我们至少用一根桩基来做轴向静载试验，以验证设计满足规范要求，并为后期其他桥梁设计优化提供科学依据[2]。

2 工程简介

本工程冲击成孔总桩数108根，依据业主及监理要求采用单桩竖向抗压静载试验检测，单桩竖向抗压静载试验检测初步定为25号桥B2-4。桩基直径1.2米，为冲击钻成孔混凝土灌注桩。25号桥为单跨25米桥梁，桥台设计为4根孔深30米钻孔桩。

3 美标对试验的相关要求和现场满足情况

5.3单桩试验时，应在覆盖整个桩顶区域的试桩长轴上垂直安装至少25mm（1in）厚的实心钢板。

6.1一般：但是应用压缩器加载测试桩或桩组应当符合6.3-6.6中描述的方法之一，除非另有指定的工程师，应用和测量的设备应当能够加载本节中描述的安全应用至少120%的最大预期测试负载。使用6.3中描述的方法对垂直或倾斜桩或群桩施加轴向荷载。使用6.4-6.6中描述的方法只应用垂直负载。

6.2.1液压千斤顶及其操作应符合美国机械工程师协会（ASME）B30.1千斤顶，其额定负载能力应超过最大预期千斤顶负载至少20%。用于对其加压的千斤顶、泵以及任何软管、管道、配件、量规或换能器应额定到与公称千斤顶容量相对应的安全压力[3]。

6.2.2液压千斤顶ram（s）将有一个旅行的总和大于预期的最大轴向移动桩+试验梁的挠度和锚定的伸长和运动系统，但不低于15%的平均桩直径或宽度。在可能的情况下使用单一的高容量千斤顶。当使用多个千斤顶系统时，提供相同型号和容量的千斤顶，并通过一个通用的管汇提供千斤顶压力。安装歧管和每个千斤顶一个压力计，以检测故障和不平衡。

6.2.3除非另有规定，液压千斤顶、压力计和压力传感器应在每次试验或系列试验之前的6个月内至少校准到最大的预期千斤顶负载。在进行测试前提供校准报告，其中应包括环境温度和在千斤顶最大行程范围内对多个冲压冲程进行的校准。

6.2.7试验过程中，液压千斤顶泵应随时处于无人看管状态。自动顶升系统应该包括一个清晰的机械过载装置，以便在紧急情况下安全地降低液压压力。

6.3液压千斤顶作用于锚定反力框架的荷载。

6.3.1液压千斤顶对试桩或群桩施加试验荷载，与试桩或群桩中间的试验梁相互作用。安装足够数量的锚桩或合适的锚固装置，为测试梁提供足够的无功能力。与试桩或试桩群保持至少5倍于最大锚杆或试桩最大直径的距离，但不小于2.5米（8英尺）。工程师可以根据反力的类型和深度、土壤条件和荷载的大小等因素增加或减少最小的净距，使反力对试验结果的影响不显著。

6.4.3向箱或平台加载任何合适的材料，如土壤、岩石、混凝土、钢材或装满水的容器，总重量（包括试验梁和箱或平台的重量）至少比最大预期试验载荷大10%。

7.1.3刻度盘和电子位移指示器应符合ASME B89.1.10。M度盘指示器（用于线性测量），一般应具有100毫米（4英寸）的行程，但应具有至少50毫米（2英寸）的最小行程。

7.2.2位移指标-在基准梁上至少安装两个位移指标，以使桩杆平行于桩、斜桩或群桩的纵轴，在距试桩中心或桩帽等距的轴对称点处作用于桩顶。在试桩或桩帽的两侧各放置一根平行的参考梁，使其朝向远离锚桩或槽的尽可能远的地方放置支撑。另一种方法是，将这两个指示器安装在距试桩中心或桩帽等距的轴对称点上，使桩杆与桩或桩群的纵轴平行，以支承在参考梁上。

4 仪器设备（表1）

4.1 试验内容（表2）

4.2 试验设备安装

试验设备由反力结构，荷载系统，观测系统组成。其中，反力结构由主梁、次梁、锚桩和连接结构组成。通过法兰、拉条与连接钢筋焊接锚桩，将整个反力系统连接在一起（次梁、主梁方向根据现场情况进行调整，保证受力均匀），根据ASTM-D1143（6.3.1条规定）由于场地受限试验桩与锚桩距离不满足5倍桩径，但满足间距大于2.5m的要求。