基桩静载荷试验钢梁和配重块制作的探讨

摘要：当前，随着建筑业的日益发展，大吨位基桩的检测非常必要，作者根据工作实践，对具备检测单桩承载力设计值在5000KN以上的能力而制作钢梁和配重块的工作进行了研究探讨，并对影响因素进行了剖析，有一定的参考价值。

关键词：基桩静载荷试验 钢梁 配重块

中图分类号： U445 文献标识码： A

引言：随着我国改革开放的不断深入，建筑业高速蓬勃的发展，全国各地大中小城市的建设日新月异，建设用地日趋稀缺，楼层越盖越高，天然地基承载力与变形不能满足要求；地基软弱，而采用地基加固措施技术上不可行或经济上不合理；地基软硬不均或荷载分布不均；天然地基不能满足差异沉降限制等情况使得桩基础被广泛使用。为确保工程质量安全，基桩的静载荷试验就显得更加重要。笔者所处的襄阳宜城地处汉江中下游，距武汉320Km，城区大部分处于汉江一、二级阶地，相当一部分工程采用桩基础形式，随着楼层的增加，大吨位基桩的检测迫在眉睫，结合单位要具备检测单桩承载力设计值在5000KN以上的能力而制作钢梁和配重块的工作进行如下探讨：

1.关于静载荷试验

静载荷试验是指按桩的使用功能，分别在桩顶逐级施加轴向压力、轴向上拔力或在桩基承台底面标高一致处施加水平力，观测桩的相应检测点随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移，根据荷载与位移的关系（即Q~S曲线）判定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力或单桩水平承载力的试验方法。它是目前检验桩基（含复合地基、天然地基）承载力的各种方法中应用最广的一种，且被公认为试验结果最准确、最可靠，被列入各国桩基工程规范或规定中。该试验手段利用各种方法人工加荷，模拟地基或基础的实际工作状态，测试其加载后承载性能及变形特征。其显著的优点是受力条件比较接近实际，简单易用，试验结果直观而易于为人们理解和接受；但是试验规模及费用相对较大。静载荷试验类型：根据试验对象可分为地基土浅层平板载荷试验、深层平板载荷试验、复合地基载荷试验、岩基载荷试验、桩（墩）基载荷试验、锚杆（桩）试验；根据加载方式可分为：竖向抗压试验、竖向抗拔试验、水平载荷试验。试验使用设备：千斤顶 荷重传感器 位移传感器 百分表

2.钢梁的选择

一般情况下，大都选用工字型钢梁作为承载静荷载的承重构件。根据荷载总值的大小、不同材质荷载体积的大小，选择不同型号的工字钢。工字钢主梁的下部中央是受集中荷载作用，而其上部无论是主梁还是次梁均是承受的均布荷载。荷载越大，跨度越大，选择的工字钢截面越高，通常我们会选用高200mm、250mm、300mm、360mm、400mm、450mm等几种。然而，长度和承载能力并不成比例增加，超过—个临界，一般是8m，越长反而越不适宜用于静载。用于静载试验的工字钢一般的长度是8到12米，和高度要匹配。以8米为例，不采用加强筋的工字钢，从理论和经验来看，20的可以承载10吨左右的荷载；36的可以达到30吨，40、45的，差不多可以达到40到50吨；如果采用中间加强筋处理，承载能力可能提高50％到100％，采用双面钢板加强中间有加强筋的可以提高差不多200％。当然，加强得越厚，提高越多。静载试验中根据吨位对工字钢进行选用，是应该预先进行设计的。除了应该考虑吨位的因素外，还要考虑手头有的千斤顶和主梁之间承压板的尺寸。对于大吨位检测我公司拟采用双面钢板加强中间有加强筋高近85cm长9米的工字钢主梁一根，双面钢板力口强中间有力口强筋高近45cm长8米的工字钢副梁二十根，我个人认为是可行的，能满足检测极限承载力为1200T基桩的要求。

3. 配重块的选择

为了保证基桩检测的安全、迅速并考虑到检测的实用和效益综合比较后我们拟采用混凝土块做为配重。本人认为检测大吨位基桩采用混凝土块做为配重是最安全、最快速、最实用的方法。混凝土块宜采用商品混凝土制作，这样能保证同体积混凝土块在重量上的均匀性。混凝土块的标号做到C30就能满足堆载对混凝土强度的要求，在规范中C30的重度、密度和其它标号的混凝土没有什么区别，但是混凝土随骨料的不同有很大的变化，一般的钢筋混凝土在2．4—2．5吨每立方米，素混凝土在2．2—2．4吨／每立方米。综上1200吨配重就要近500立方米混凝土，考虑到堆载时当支撑的使用量和堆载偏差的富余量，总体需近600立方米混凝土。混凝土试件对规格也是有要求的，别的检测单位有做8米长的，但是既不好起吊，也容易发生断裂。做6米长不好配现有的副梁，堆载不均匀，没有安全性。综合考虑分析，我认为做成4米x 0．4米x 0．5米长条状混凝土试件占总配重的三分之一，做成2米x 0．8米X1．0米长方形混凝土试件占总配重的三分之二，两种搭配使用4m的可以拉住2米2块每层交叉摆放这样更安全，水泥块放在钢梁上的两个受力点的距离在水泥块长度的一半左右就可以受力面积会大些。这样做的混凝土试件大小吨位的检测基本都能满足使用了。混凝土试件的钢筋配筋也很重要，必须满足吊装时自重产生的弯矩和最小配筋率要求。特别需要注意的是，吊环需做四个，正面距端三分之一处安装两个，侧立面正中安装两个，均需凹进混凝土试件表面，以免影响起吊的安全和堆载的稳定。

4.影响因素

静载荷试验是公认的检测天然地基、复合地基或桩基础竖向承载力最直观，最可靠的试验方法，静载荷试验时，应采取以下措施，使试验结果准确合理。

4.1试验坑大小及试验设备的影响。载荷试验支座距试验点要有一定的距离，距离过近则影响试验结果。承压板的尺寸要按照规范要刚度要求，保证试验时不变形，试验用千斤顶设备要与预估的单桩极限承载力一致，通常可采取极限荷载为千斤顶最大出力的0．6～0．8倍。沉降观测的基准梁必须具有足够的刚度，并设置于独立的基准桩上，基准桩与试桩、锚桩的中心净距应大于4倍桩径，且不小于2．0 m。当采用堆载反力平台时，按DL／T 5024-2005《电力工程地基处理技术规程》选取。采用无基准梁垂直沉降远程量测装置观测沉降量，可以提高沉降量的量测精度。当放置位移传感器(或百分表)的基准梁支腿距试验点或锚桩较近时，加载后基准梁随试验点下沉，使位移记录值偏低，极限荷载可能偏大。基准梁支腿距锚桩较近，当锚桩受到上拔力时，基准梁随同锚桩产生向上位移，记录的位移值偏大，极限荷载可能偏小。

4.2试验前要充分考虑预压与荷载分级、加荷速度、间歇时间与读数时间间隔、加载方法、尺寸效应和试验基底标高等内因影响。首先要对单桩、天然地基或复合地基的承载力进行估算。为保证估算的准确，在对地质条件进行分析的基础上，要结合该地区的试验资料和地区规范。估算极限荷载后，进行合理的分级。对于天然地基和复合地基要进行预压，预压力值为试验标高的上覆土的有效应力值。在试验的过程中，要采用仪器自动加载和补载，加载速度要均匀，补载下限不大于加载值的5％ ；各级荷载之间的间歇和读数时间间隔按规范要求即可。承压板的尺寸满足规范要求，是否可用大承压板，要根据现场实际情况而定，要充分考虑经济可行性和合理性。对于原体试验的加载方法应采用慢速维持荷载法，对于检测性质的试验，可采用快速法，但要有快速与慢速可靠的对比关系资料。试验基底标高要与工程基础基底标高一致，对于桩基础，当现场条件不具备时，要有可靠的方法测定基底以上桩的侧摩阻力。

4.3气候条件、试验环境、试验设备、现场试验布置等外因影响。试验时要采取相应的措施克服环境因素影响，试验用承压板刚度要经过验算，千斤顶要与试验的最大加载值一致，基准桩距试桩、锚桩及复合地基的中心距要合理，观测基准梁有足够的刚度，现场布设后，用手很难使其晃动。试坑的尺寸除满足浅层平板载荷试验或深层平板载荷试验规范的要求外，在试验坑顶要避免放置重物，防止产生附加荷载。

结语：

综上，通过对具备检测单桩承载力设计值在5000KN以上的能力而制作钢梁和配重块的工作进行研究探讨，对影响因素进行分析，具有一定的借鉴意义。

参考文献：

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