静载试验在水利工程基桩检测中的应用研究

商晓平

(黑龙江省龙翔水利工程质量检测有限公司，黑龙江 哈尔滨 150028)

钻孔灌注桩具有应用广泛、单桩承载力高、工程造价低、施工方便等优点，近年来在各种工程领域应用广泛。单桩竖向抗压极限承载力是桩基设计的基本参数，取得合理准确的单桩极限承载力值是确保建筑物安全、经济的重要因素[1-4]。钻孔灌注桩承载力测定常用的方法是通过使用千斤顶对桩基开展静载试验。常用检测方法可分为堆载法、锚桩法和自平衡法[5]。本文以松花江乡提水灌区工程为实例，开展基桩的静载试验，为松花江地区基桩的应用提供技术参考。

1 工程概况

巴彦县松花江乡提水灌区工程是黑龙江省的重大水利工程项目，位于松花江北岸，松嫩平原腹地。项目投资2.4亿元，工程主干渠11 km、支渠23 km，年可取水量7693万m3。水利提灌工程通过二级泵站将松花江水提升45 m高，自流灌溉稻田，建成后有效改善了灌区沿线生态环境，为调整农业种植结构、落实国家粮食安全提供了有力保障。

2 试验设计

本次试验选取松花江乡提水灌区工程泵站K0+110、渡槽K0+200、渡槽K2+000三处基桩开展现场静载试验，试验依据为《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106—2014)。基桩均为钻孔灌注桩，桩径1000 mm，混凝土强度K2+000-C25、K0+000-C25、K0+110-C30，总数量为15根。设计桩长分别为K2+000-20 m，K0+200-24 m，K0+110-20 m，设计要求单桩抗压承载力特征值K0+000和K2+200为2100 kN、K0+110为3300 kN，单桩水平承载力特征值K0+000、K2+200、K0+110均为150 kN。拟通过静载试验，测定单桩竖向抗压极限承载力、单桩水平极限承载力，根据试验结果来判定基桩的承载力是否符合要求。锚桩桩长20～24 m，锚桩桩径1000 mm，锚桩配筋12Φ22。

试验仪器采用武汉岩海的RS-JYC静测仪、630T千斤顶、50T千斤顶及BZ63超高压油泵站。

3 试验结果与分析

3.1 单桩竖向抗压静载试验

采用快速维持荷载法，试验加载装置为液压千斤顶及与之配套的高压油泵站。根据现场条件，确定采用锚桩横梁反力装置。

根据规范及设计要求，被检桩K2+000、K0+200最大加载值 6600 kN，分9级荷载加荷，首级加载值1320 kN，每级加载增加值660 kN，直至预计最大加载值。试验采用静力载荷测试仪自动加载控制无线传输记录，在已达到设计要求的最大加载值且桩顶沉降达到相对稳定标准时终止加载。由表1、表2可知，K2+000、K2+200桩最大沉降量分别为32.4 mm、18.74 mm。D被检桩的Q-s曲线呈缓变型，s-lgt曲线间距无突变，总沉降量均小于40 mm。根据规范JGJ 106—2014中单桩竖向抗压静载试验有关规定可确定被检桩的单桩竖向抗压承载力满足设计要求[6]，如图1～图4所示。

图1 K2+000桩Q-s曲线

图2 K2+000桩s-lgt曲线

图3 K0+200桩Q-s曲线

图4 K0+200桩s-lgt曲线

表1 K2+000分级荷载作用下的历时沉降

表2 K0+200分级荷载作用下的历时沉降

3.2 单桩水平抗压静载试验

采用单向多循环加载法进行试验，试验加载装置与单桩竖向抗压静载试验相同。试验结果如表3、图5、图6所示。

图5 K0+110桩Q-s曲线

图6 K0+110桩Q-s曲线

表3 K0+110分级荷载作用下的历时沉降

根据规范及设计要求，被检桩K2+000、K2+200最大加载值4200 kN，分9级加载，首级最大荷载840 kN，每级增加荷载值420 kN，直至预计最大加载值，试验的终止条件是，达到设计要求的最大加载量要求的最大加载值且桩顶沉降相对稳定。由表3可知，K0+110桩最大沉降量为9.18 mm。被检桩的Q-s曲线呈缓变型，s-lgt曲线间距无突变，总沉降量<40 mm。根据规范JGJ 106—2014中单桩水平抗压静载试验有关规定可确定被检桩的单桩水平抗压承载力满足设计要求。

4 结 论

(1)竖向抗压静载试验共检测泵站K0+110、渡槽K0+200、渡槽K2+000三组试桩，其中渡槽K0+200、渡槽K2+000单桩竖向抗压承载力测量值6600 kN，确定其单桩竖向抗压承载力特征值3300 kN；泵站K0+110单桩竖向抗压承载力测量值4200 kN，确定其单桩竖向抗压承载力特征值2100 kN。单桩竖向抗压承载力特征值符合设计要求。

(2)水平抗压静载试验共检测泵站K0+110、渡槽K0+200、渡槽K2+000三组试桩，单桩水平承载力检测值300 kN。当水平位移达到6 mm时，K0+I10桩对应荷载为240 kN，则该桩水平承载力特征值为180 kN。K0+200桩对应荷载为210 kN，则该承载力特征值为158 kN。K2+000桩对应荷载为240 kN，则该桩水平承载特征值为180 kN。单桩水平抗压承载力特征值符合设计要求。