桩基侧向承载力验证试验的应用研究

发表时间：2020-12-17T14:29:11.000Z 来源：《工程管理前沿》2020年25期 作者： 1孙赫 2龚晨曦[导读] 桩基侧向承载力验证试验主要通过打设反力桩提供试验反力，千斤顶水平加压 1孙赫 2龚晨曦

中国电建集团山东电力建设有限公司 山东济南 250000

摘要：桩基侧向承载力验证试验主要通过打设反力桩提供试验反力，千斤顶水平加压，基准梁与千分表测量位移，从而取得单桩承载力试验结果。本试验受力明确，安全性高，试验周期短，取得了可观的质量、安全效益和技术效益，可以为其他有类似需求的工程提供很好参考。

关键词：桩基，侧向承载力，验证试验 1. 前 言

桩基是一种古老的基础型式。桩基技术经历了几千年的发展过程。无论是桩基材料和桩类型，或者是桩工机械和施工方法都有了巨大的发展，已经形成了现代化基础工程体系。桩基检测技术是随着桩基础在建筑工程中的使用越来越广泛而发展起来的。检测桩基承载力的静载试验、桩基完整性的低应变法、声波透射法、钻孔取芯法已非常成熟。但关于桩基侧向承载能力的试验研究鲜有文献记载，试验方法也不及其他检测方法系统，成熟。但随着工程技术水平的进步，一些特殊工程已经对单桩侧向承载力提出了要求。

沙特某船厂项目造船坞上设有巨型龙门吊，最大起重能力1600t,高度超过140m，巨型龙门吊轨道采用灌注桩基础，灌注桩除承受竖向荷载外，特殊情况下还承受一定的侧向荷载，设计人员提出了进行桩基侧向承载力试验的需求，因此项目部研发并应用了一套单桩承载力的验证试验工法。 2．工法特点

2.1 本工法是一套系统的、精炼的试验方法，能够很好的进行单桩侧向承载能力的验证，在目前这种试验比较罕见的背景下，具有典型意义，代表了一种新的试验项目和方法。

2.2 试验工装少，试验系统受力状态清晰、明确，安全性高。

2.3 加载速度块，试验规模小，采用千斤顶分级加载的方式，施工组织难度小。 3．使用范围

适用于陆上灌注桩、预制桩等各种桩基的侧向水平荷载验证试验。 4．工艺原理

单桩侧向承载力验证试验工法是在试验桩一侧打设一根反力桩，提供反力支撑，在反力桩与试验之间安装工字钢支撑及千斤顶，通过千斤顶对试验桩施加侧向水平荷载。在试验桩一侧及反力桩一侧各放置一根基准梁，基准梁与桩之间放置千分表，通过千斤顶的压力读数及千分表的位移读数，经过多级加载与卸载取得单桩侧向承载力及变形情况，形成试验结论。 5．施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程

单桩侧向承载力试验工艺流程为：

5.2 操作要点

5.2.1 技术准备

1）试验荷载及加载过程设计

桩基设计工程师依据对桩基的侧向承载力要求及相关规范制定试验荷载及加载卸载要求，出具试桩技术规格书。 2）反力桩设计

根据对试验桩设定的试验荷载大小、加载过程、地勘情况等进行反力桩设计，包含反力桩与试验桩的平面位置关系，反力桩的桩径、桩长等。本工程采用的反力桩设计与试验桩设计完全一致。桩径均为1米，桩长36m。

3）根据桩型、打入深度、地质条件等选定打桩机械设备，本工程采用旋挖钻进行打桩。 4）加载及测量系统设计

确定千斤顶选型，根据反力桩与试验桩的间距、设计好传递千斤顶荷载的钢支撑，钢支撑与桩体的接触面需设计成圆弧行，保证良好的贴合，设计好桩两侧放置基准钢梁的位置，选定钢梁材料。 5.2.2施工准备

1）旋挖钻进场，准备泥浆循环及储存系统，制备泥浆，制作钢筋笼，做好所有灌注桩施工准备。 2）加工试验所需钢支撑/钢构件。准备基准梁（工字钢）

3）有资质的第三方试验单位进场，检查所有试验仪器的有效期，并校准仪器。 4）准备好试验千斤顶、油泵、发电机、压力表、千分表、吊车等。 5）准备好试验区隔离及警示材料。5.2.3灌注桩施工

按灌注桩施工方案，进行钻孔、钢筋笼下方、混凝土灌注，完成试验桩及反力桩施工。两根桩身应高于地面1米，地面以上须保留一部分钢护筒，作为地面以上混凝土模板，另外也可保证加载过程中桩身整体受力，避免局部破坏。5.2.4桩体等强

灌注桩施工完成后，按照规范要求等待28天或桩身达到设计强度后，方能开始试验。5.2.5加载系统及千斤顶安装

1）首先在试验桩与反力桩内侧安装千斤顶垫敦，测量好垫敦标高，保证加载位置正确，安装好千斤顶，然后在千斤顶的两端安装传递荷载的钢支撑。为保证钢支撑固定，可将其与钢护筒进行焊接。

2）在试验桩与反力桩外侧各放置一根工字钢，工字钢应尽量大一些，作为位移测量基准面，工字钢与桩之间安装好千分表，本工程采用6个千分表。5.2.6 加载试验

1）试验前检查

试验对操作人员进行试验过程交底培训，逐项检查设备的安装情况，保证设备正常运转，校准仪器读数。停止试验区域周边一切生产活动避免产生震动干扰。安全监督人员就位。 2) 进行试验

试验开始，液压千斤顶施加荷载，试验桩在荷载作用下产生变形，记录在各级荷载和持续时间的作用下试验桩和反力桩的变形情况。以本工程一根试验桩LTP-01为例。桩基设计工作荷载为650KN,试验最大荷载为200%（1300KN）加载及卸载过程如下:

5.2.8试验结束拆除

试验结束后，移除千斤顶，使用氧气乙炔切割将焊接到钢护筒的支撑切割下来，移走所有设备整理现场。 5.2.9试验报告

一根试桩及一根反力桩打设需要一天时间，试验系统安装需要两天，试验时间需要约二十四小时。试验结束后约七至十天可完成试验报告试验完成后十天内，将向设计院提供包括所有必需记录和图表在内的事实报告，以及必要的解释，包括分析中使用的所有假设、校准、修正、算法和推导。测试的解释和报告的编制由有资格的专业试验工程师进行，以评估土壤参数，如土壤重塑，孔隙水压力负表皮摩擦应力松弛等。 6.质量控制

6.1 工程质量控制标准

6.1.1按照合同的质量要求、现行桩基工程技术相关技术规范与验收标准，编制检查验收项目清单，按清单从打桩开始逐项检查验收。 6.1.2 第三方实验室及试验工程师应满足资质/资格要求，并获得业主任何批准。 6.1.3达到28天强度后，对桩基进行完整性检测。

6.1.4桩的平面位置、桩径、垂直度、桩底及桩顶高程等应控制在误差允许范围内。本工程要求平面位置误差小于75mm，垂直度偏差2%以内，桩径不小于设计的98%。 6.2 质量保证措施

6.2.1 开工前，灌注桩施工方案及灌注桩侧向力试验应当获得批准。

6.2.2 膨润土泥浆在钻孔过程中及清孔后应分别进行质量检查及粘度、重度、含砂率应符合要求。 6.2.3钢筋笼加工、钢工装/构件加工应提前进行验收检查。

6.2.4 千斤顶、压力表、测量仪器应在试验前完成标定校验且在有效期内。 6.2.5 试验过程中，详细测量记录数据，对于各种读数应由两人分别读数确认。 7.安全措施

7.1进入施工现场要穿好反光马甲、安全鞋、戴好安全帽、防护手套、护目镜，动火作业时应使用焊接面罩、焊接手套和围裙，并办理热作业许可。

7.2 所有起重作业，应由持证起重工现场指挥。

7.3 旋挖钻及吊车进场并由安全部门进行检查，检查合格方可作业。 7.4旋挖钻及吊车工作时工作半径内严禁站人。

7.5打桩及试验期间专职安全员应在现场旁站进行安全监督。 7.6打桩及试验工作应由现场工长统一调度、统一指挥。

7.7桩体等强期间应对桩体进行围护并设置警示标志，防止放生碰撞。 8 环保措施

8.1 所有用油设备应进行漏油风险排查，废油要有回收装置，防止漏油污染现场。

8.2生产、生活垃圾应排放到指定地点，防止污染环境，施工现场设备材料堆放整齐，杜绝脏乱现象，做好环境保护。 8.3 含膨润土的钻渣应排放到业主指定的地方，并做好覆盖防止污染环境 9．结语

本工法为单桩侧向力试验提供了安全可靠、受力明确、加载、卸载简便的荷载来源。提高了试验安全性，通过试验结论，设计单位可进一步优化设计，使正式桩的设计更加安全、经济，为工程项目带来了可观的安全效益、经济效益、工期效益。本工法技术的成功应用，为企业积累了宝贵的桩基设计及施工经验，提高了企业的技术与科技水平，为类似的桩基试验提供了可靠的决策依据和技术指导。