蘇丹西納大橋基樁靜載自平衡試驗研究
2017-09-18 
   1 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+2×98m+57m預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁-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 ①試樁采用環(huán)形荷載箱。加載值的率定曲線經(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。②高壓油泵。③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。④電腦及數(shù)據(jù)自動采集儀一套。

   2.3 試樁施工要求 ①成孔的樁底沉渣厚度、孔徑、鉆孔垂直度需滿足規(guī)范要求。②在地面上綁扎、焊接鋼筋籠。③荷載箱應(yīng)垂直放在平地上,保證荷載箱水平度小于5%。④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)高;荷載箱下部混凝土的坍落度應(yīng)不小于20cm。⑤荷載箱埋完后,保護油管和聲測管封頭。⑥澆注混凝土?xí)r,應(yīng)事先準(zhǔn)備一些混凝土試塊。⑦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。⑧布置平衡梁。⑨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:

  ?、俪蓸吨猎囼為g隙時間:在樁身壓漿后不少于15d。②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。③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。④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。⑤終止加載條件:當(dāng)荷載—位移(Q—s)曲線和位移—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。⑥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)幕貜椓?,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。⑦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=■+Qu下

   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—位移曲線轉(zhuǎn)換方法是:根據(jù)向上、向下位移同步的標(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=Q-+KQ+,S=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=1,2,…n,繼而可以畫出等效的樁頂荷載—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[J].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.杭州跨海大橋樁基承載力的自平衡試驗[J].公路交通科技,2004(1):59-61.

   [6]朱洪凱,馮泮.樁基承載力自平衡試驗法在濟寧運河橋中的應(yīng)用[J].城市道橋與防洪,2010(2):38-40.

   [7]樁承載力自平衡測試技術(shù)規(guī)程(DB32/T291-99)(江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn))[S].1999.
Copyright © 2007-2022 cnbridge.cn All Rights Reserved
服務(wù)熱線:010-64708566 法律顧問:北京君致律師所 陳棟強
ICP經(jīng)營許可證100299號 京ICP備10020099號  京公網(wǎng)安備 11010802020311號