压重平台堆载偏心对静载试验的影响

方文雄

摘 要：目前，由于桩基基础在我国建设工程设计中得到广泛使用，而桩基的承载力和完整性也成为设计师们关注的重点对象。文章通过对压重平台桩基静载荷进行试验研究，结合某市级地基的基础设计规范和当地某新建项目楼基桩静载荷进行研究，经过对静载的实际分析和计算，总结出配重合力点与千斤顶合力点彼此之间偏心距和配重的利用率，并为我国的基桩静载测试技术提供科学有力的数据证明。

关键词：压重平台；堆载偏心；静载试验

通过分析静载试验的计算结果，可以有效选择桩端持力层、地基承载力、抗拔、水平向承载力等。当在进行静载试验时，堆重需要人工来完成，而压重平台由于面积巨大，故不能有效保证配重重心合力点与千斤顶合力点能够百分百重合。因此，它们之间的少量偏心距离定会对静载试验产生相应的影响，这也是此次试验中需要准确计算的主要部分。

1 静载试验压重平台偏心

1.1 偏心对加载量产生的影响

在静载试验的实际操作中，因为压重平台的重心与千斤顶的合力点无法完全重合，因此极有可能出现一定的偏心距。而由于偏心距的存在，上覆配重在静载试验中会发生相应的倾斜作用，最后将导致重量无法得到完整的利用，其配重的利用率和产生的偏心距彼此之间存在着紧密的联系。

首先，计算出压重平台的偏心距和荷载合力点，然后取Y轴方向的剖面。其中，Y方向偏心距可直接影响千斤顶所承受的最高加载量；而P为堆载的重力合力，经过计算可以得出压重平台重力合力点与千斤顶合力点的完全重合。而千斤顶的合力作用点与配重合力作用点连线的压重平台边缘距离为。最终配重的有效利用率为当中计算出的最小者。其次，得出配重的有效利用率n和偏心距e，经过计算值可以看出配重的有效利用率n和偏心距e之间为呈线性的关系存在。根据《建筑地基基础设计规范》和《建筑基桩检测技术规范》的相关规定，反力装置所提供的反力不能小于比预估最大荷载的1.2倍，故：P必须≥1.2N，然后通过利用率和反力得知，若反力装置提供的反力和最大荷载数的1.2倍相同，并且当加载到最大加载量的时候，可以计算出堆重的有效率用率，即0.8333，而此时所对应的最大偏心距通过计算可以得出，为0.083 4∫。最后，通过最大偏心距的结果得知，该实验的堆重需要满足的条件为：N≤P≤1.2N。

1.2 试验工程概况

在该次实际静载试验中，试桩桩型采用的是长螺旋钻孔灌注桩；桩截面尺寸为600毫米；混凝土设计强度等级为30；试桩桩长度为30米；桩端持力层为6层；单桩竖向抗压的极限承载力实验值是5500KN。

1.3 静载试验所需设备及使用方法

1.3.1 静载试验所需设备

静载试验中所需的常用设备为：反力装置、沉降测量装置及荷载装置。其中，反力装置使用的是混凝土（80厘米*80厘米*160厘米）的标准装块方法。荷载装置使用双油路千斤顶，它的大小可以通过压力传感器来进行测读。而桩沉降量使用位移传感器来进行测量，位移传感器对称安装桩侧两个正交直径的两个方向上面，故安置位移传感器的沉降测定平面在桩顶下面200毫米左右处。

1.3.2 试验荷载方法

根据相关标准规范要求，在加载过程中，荷载大概可以分为十个等级。逐级等量加载法，第一级荷载是加载级数的两倍，总分为九个等级进行加载；卸载过程的每级卸载量是分级加载数级差的两倍，总共分为五级卸载，即逐级等量进行卸载。该加载方法采用的是慢速维持荷载方法。

1.3.3 沉降测读实际

在静载试验加载中，每一级的加载后，按照第5分钟、15分钟、30分钟、45分钟、60分钟来测读桩顶的沉降量，然后每过30分钟进行 一次测读，当桩顶沉降达到相对稳固的标准状态时，再施加下面一级的荷载。在实验的卸载时，每级的卸载需维持一小时，测读时间分为第5分钟时、15分钟、30分钟以及60分钟时进行桩顶的沉降量测读，当卸载到零时，应当继续测读残余的沉降量为3小时，而测读时间主要为5分钟、15分钟、30分钟和60分钟，在这之后则每隔半小时进行一次数值的测读。

1.3.4 试验堆重的偏心距

在该次静载试验中，堆块的平面尺寸是：∫为8米，h为8米，其中，平台的尺寸是8.5米*8.5米。在确定试验偏心距的时候，可以先按最偏的位置来进行计算，以保障最有效的结果。首先，计算出压重平台的偏心距为0.707米，当e=0.707时，P应大于或等于3 765.6KN。然后计算得出堆重的有效率用率为82.3%。按照此次计算的结果可以看出，当P大于或等于3 765.6KN的时，能够满足试验的要求，而P=1.215N，所以该平台当按照最不利的布置情况下按照相关规定要求进行堆载试验时，则需要提高覆堆载重量到最大加载量的1.215倍即可。

此次静载试验通过找出项目的配重合力作用点以及千斤顶合理作用点计算出其压重平台和配重的有效利用率及偏心距。然后通过安装位移传感器、桩截面尺寸、试桩长度、单桩竖向抗压承载力等相关数据进行试验结果分析。

2 结语

经过对某地大型工程项目进行的静载试验计算得出的结果可以分析出，当基桩在现场足尺试验中，压重平台的合力作用点与千斤顶的合力作用点，其偏心距和试验最大加载量属于呈线性关系，而随着偏心距的不断加大，最大加载量则会逐渐降小，所以堆重的利用率也会随之降低。

而根据试验的相关规范标准要求，反力装置所提供的反力不能小于预算最大荷载的1.2倍，需要满足e小于或等于0.0834，而此时堆重的有效利用率为n大于或等于83.33%。通过静载试验可以得知，当偏心距越小时，堆载的利用率会越高。而当e小于或者等于0.05时，则堆重的有效利用率会超过90%，此时若继续按照规范来要求堆重，结果则会偏于保守。在静载试验中，如果堆块按照最偏最不利的情况进行布置，由于其偏心距较大，堆载的有效利用率则会降低，而此时按照规范要求在确定的堆块总量则需要进行适当的增加。

参考文献

[1] 左承龙，和秋田.浅谈单桩竖向抗压承载力检测方法的适用性[J].河北工程技术高等专科学校学报，2015，02.

[2] 张文广.桩基工程静载检测技术应用分析[J].山西建筑，2015，28.

[3] 谢代纯.PHC管桩承载力检测动静实验对比研究[J].福建建材， 2015，10.