桩基静载试验的几种反力装置与应用

桩基静载试验的几种反力装置与应用 张卫东，张岚 （武汉岩海工程技术有限公司，武汉，430071） 摘要：简要介绍了桩基静载试验中常用的几种反力装置，并讨论了这几种反力装置的优缺点及应用情况。 关键词：桩基；静载试验；反力装置 1 引 言 基桩工程质量的好坏主要取决于2个因素，即承载能力与桩身质量，而承载力是二者中的主要因素。单桩承载力的准确测试对于各类建筑物基础设计乃至上部结构的设计都起着举足轻重的作用。长期以来，国内外确定单桩承载力的方法很多，总的可分为两大类：第一类是对工程现场试桩进行静载荷试验和动力检测；第二类是通过其它手段，分别得出桩端阻力和桩身的侧阻力后计算求得。基桩检测的主要目的之一是确定单桩承载力，而单桩竖向静载荷试验是公认的检测单桩竖向承载力最直观、最可靠的方法。 单桩竖向静载试验就是以一固定时间段的沉降量作为稳定标准，通过施加不同大小的荷载，测读桩身的沉降量，从而得出荷载与沉降量的关系曲线 ，通过试验数据的判读来确定桩的承载力大小。 2 几种常用反力装置 静载试验中，作用于桩上的荷载一般由反力装置提供。反力装置的易用程度直接影响着试验的过程和结果，常用的有堆载反力梁装置和锚桩反力梁装置。 堆载反力梁装置就是在桩顶使用钢梁设置一承重平台，上堆重物，依靠放在桩头上的千斤顶将平台逐步顶起，从而将力施加到桩身。反力装置的主梁可以选用型钢，也可用自行加工的箱梁，平台形状可以根据需要设置为方型或矩形，堆载用的重物可以选用砂袋、混凝土预制块、钢锭、甚至就地取土装袋，也有用水箱的。 锚桩反力梁装置在具体的应用中又可根据反力锚的不同分为两种：将反力架与锚桩连接在一起提供反力的,俗称锚桩反力梁装置；将几只螺旋钻钻入地下使用地锚提供反力，俗称锚杆反力梁装置。 锚桩反力梁装置就是将被测桩周围对称的几根锚桩用锚筋与反力架连接起来，依靠桩顶的千斤顶将反力架顶起，由被连接的锚桩提供反力，提供反力的大小由锚桩数量，反力架强度和被连接锚桩的抗拔力决定。锚桩反力梁装置一般不会受现场条件和加载吨位数的限制，当条件允许，采用工程桩作锚桩是最经济的，但在试验过程中需要观测锚桩的上拔量，以免拔断，造成工程损失。 小吨位基桩和复合地基试验，小巧易用的地锚就显示出了工程上的便捷性。地锚根据螺旋钻受力方向的不同可分为斜拉式（也即伞式）和竖直式，斜拉式中的螺旋钻受土的竖向阻力和水平阻力，竖直式中的螺旋钻只受土的竖向阻力。地锚提供反力的大小由螺旋钻叶片大小和地层土质有关。虽然有不少单位使用地锚进行复合地基试验，但由于试验过程中，地锚会对复合地基土产生扰动，这一点需要引起足够重视。 另外还有一些反力装置比如锚桩与堆重平台联合装置，以及利用现有建筑物或特殊地形提供反力的。 图 2 锚桩反力梁装置 钢梁 锚筋 千斤顶 地基 试桩 锚桩 图1 堆载反力梁装置 重物 承重平台 千斤顶 试桩 地 基 支撑墩 3 两种反力装置的应用实例 广州市某医院21000kN工程桩静载试验采用堆载反力梁装置，上部堆重物使用混凝土预制块（每块500kN），整个安装过程历时2天。为防止反力梁装置安装过程中由于承重平台支墩下面的土体受力过大而提前破坏，安装前特地在支墩下面的土体上浇筑了一块长18m，宽4m，厚20