高速铁路桥梁钻孔灌注桩静载试验试桩分析--中国期刊网

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高速铁路桥梁钻孔灌注桩静载试验试桩分析

发表时间：2021/4/20 来源：《城市建设》2021年3月作者：刘文

[导读] 现如今，在社会经济快速发展的背景下，高速铁路项目建设数量在不断增加。桥梁是高铁建设的重要内容，为了能够更好地提升高速铁路建设效率与品质，重视对高铁桥梁钻孔灌注桩静载试验试桩研究与分析显得尤为重要。本文主要对高铁桥梁钻孔灌注桩静载试验试桩展开有效的分析与讨论，旨在推动钻工灌注桩更好地施工，提升高速铁路建设的品质与水平。

江西九江中铁四局集团第五工程有限公司刘文 332000

摘要：现如今，在社会经济快速发展的背景下，高速铁路项目建设数量在不断增加。桥梁是高铁建设的重要内容，为了能够更好地提升高速铁路建设效率与品质，重视对高铁桥梁钻孔灌注桩静载试验试桩研究与分析显得尤为重要。本文主要对高铁桥梁钻孔灌注桩静载试验试桩展开有效的分析与讨论，旨在推动钻工灌注桩更好地施工，提升高速铁路建设的品质与水平。
关键词：高速铁路；桥梁；钻孔；静载试验；研究
        在研究高速铁路钻孔灌注桩静载试验试桩时，本文主要以魏家湾跨同三高速公路搭桥为例，对其高速铁路桥梁钻孔灌注桩静载试验试桩展开分析与总结，并对其单桩的摩擦阻力与承载力进行检测与验证，分析其可行性，并对其设计参数的可靠性进行全面校验，为后续的钻孔灌注桩的有效施工提供指导与帮助。
        一、分析魏家湾跨同三高速公路的工程概况
        魏家湾跨同三高速公路是双线桥，桥线间距在4-4.5米之间，桥墩台是成孔装基，钻孔桩的直径有三类，分别是φ1.0米、φ1.25米和φ1.5米。同时魏家湾跨同三高速公路地势比较平坦、处于平原耕地区域。该桥基础最上层是粉细砂。
        该桥的设计参数是：混凝土的塌落度为180-220毫米；试桩桩身与锚桩砼是C30砼，试桩桩头使用的是C35砼；试桩一组是3根，桩长是34米，桩径是1米，桩头长度也是1米；试桩设计应用的是摩擦桩，单桩轴向力是4160.23kN，设计容许轴向力是4228.33kN。锚桩是8根，其中工作面以下桩长是34米，桩体径是1米，桩头长是0.5米，钢筋外露长是1.2米，锚桩设计选用的也是摩擦桩。
        二、高速铁路桥梁钻孔灌注桩静载试验试桩分析
        1、试验原理
        在高速铁路桥梁钻孔灌注桩静载试验试桩分析时，应用的是一种原位单桩竖向抗压试验，其试验原理是将竖向荷载均匀的传到试验的成孔桩上，然后桩和土之间会产生相对的位移，桩产生一个向上的摩擦力。当给桩顶增加荷载时，桩会继续向下移动，桩上部的侧压力也会向下发展。当桩顶荷载达到最大承载力时，桩周侧的压力也会达到最大，这会使得桩端的涂层发生缩减和变形，形成反力。如果给桩顶继续增加荷载，桩顶的沉陷参数要在标准系数之上，此时会获得桩顶荷载极限承载力[1]。
        2、埋设混凝土应变计
        埋设混凝土应变计时，由于试验桩是混凝土成孔灌注的桩，其在抗压静载试验过程中与桩身受力同时进行测试。按照基桩受力测验，能够得到桩侧各个覆盖层的分层抗压摩压力及桩端支撑力的基本原理，并以设计岩层位置变动情况作为参照，试桩内力测试运用埋入式混凝土应变计。与此同时，在安装混凝土应变计时，安装同一断面的传感器时，要对称埋设，不同深度的断面的传感器可以在上下两段的钢筋笼对接安装时，确保其在同一纵断面上即可。在桩基成孔后吊装钢筋笼前将钢筋笼和应变计电缆绑扎在一起，且传感器的引出线要露出桩身，一直到地表以上才可以，而外露在地表电缆可以运用PVC管进行保护，然后开始进行桩基混凝土的浇筑施工。同时在加固处理桩头时，将传感器引出线放置在桩头平面以下水平引出。伸出桩头的电缆要进行全面捆扎，然后对其进行保护，最大化的避免或者消除混凝土包裹电缆线而损坏线路的问题发生。此外，在桩基混凝土浇筑完成以后，要对应变计的位置和桩的轴线位置进行确认，确保其一致性，使力与桩的轴线相统一。在浇筑完成的28天以内，应用良好的措施来保护与维护引出的电缆性的完好性[2]。
        3、处理桩头
        在试验过程中，为了能够对试验桩头进行更好地保护，防止因桩头损坏而导致试验中止问题的发生，必须要妥善处理桩头。与此同时，在进行桩头处理时，桩顶要比基坑底部要高，使得压力板和桩能够时刻保持接触，也可以在桩顶铺设1-2厘米的中粗砂。试桩桩顶高程为利于沉陷观测仪表加装，试桩底部高出地面50厘米为宜。锚桩顶部要比工作面高出0.5米，锚桩主筋比桩顶高出120厘米为宜。

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        4、安装设备
        在高速铁路桥梁钻孔灌注桩静载试验试桩分析时，会应用一些设备，并对这些设备进行安装，如反力装置、液压泵读取装置，荷载观测装置以及位移观测装置等等。
        在安装反力装置时，其主要是由锚桩、反力梁、次梁、拉杆等构成，可将锚桩横梁反力装置当做静载试验加载力的装置，且要求该装置最大加载力要大于试验力的1.3倍，并要求在设备安装过程中对锚桩抗拔力进行验算，然后对锚桩上拔的量进行测量。而在安装荷载测量设备时，荷载的观测主要是通过应用搁置在千斤顶上的荷重传感来进行直观的测定，传感的误差要保证在1%以内，且压力表要对其压力值进行显示，精度要在0.4级以上，且所有设备的压力都要在规定或者标准压力的80%以上，所选择与使用的千斤顶、荷重传感、传感器等都应该在规定的有效时间内进行使用。与此同时，在安装沉降测量设备时，要对沉陷观测仪器设备应用位移传感，量程在0-50毫米之间，并对其规范与标准等进行满足。同时将观测点固定在200毫米桩顶左右的位置，并在此处布置4个不同方位且对称的位移传感器，梁的物理性能、规格、参数都要对此次试验的要求进行全面地满足。此外，加强对固定及支撑位移传感的夹具以及基期梁的遮盖与保护，减少因为外界变化而带来的不良影响。
        5、静载检测技术应用
        在应用静载检测技术时，要先监察系统，在做好试验准备工作以后，在正式试验开始之前要进行检查，如对管路是否漏油、阀门接头等进行检查与复查，如果一切正常，即可就位归零，等到百分表显示的读数稳定以后即可开始正式读取。在试验过程中，要对一些注意事项进行全面把握，如在运输仪器过程中要确保仪器的完整性与完好性，防止仪器因运输而发生碰撞、损坏等问题发生；反力架的加装及焊接必须牢固、可靠，对于与不符合试验标准与要求的反力装置不可应用于试验中，更不要对实验数据进行读取；高压液压泵等等仪器在堆放时，要秉承着就近、方便、安全的原则；测验现场所用变压器必须合乎临时架设变压器电缆的要求，严禁乱扯变压器、电缆，防止漏电、触电等安全事故发生[3]。
        在进行试验加卸载时，一般选择应用慢速维持荷载法，先分等级加载，每级加载为最大加载力的十分之一。在每级加载之后，分别在5分钟、15分钟、半个小时、45分钟以及1个小时的间隔来对沉降进行测试和记录。试桩沉陷相对稳定规范，1小时以内的沉降要保证在0.1毫米。每级观测时，等桩顶沉降趋于稳定以后，再进行下一级的加载。同时在进行卸载试验时，卸载也要按照分级来开展，卸载时按照相关规范要求展开卸载，并对沉降情况进行全面且详细的记录。
在终止加载时，当加载到某一级荷载时，沉降量要比上一级沉降量高出5倍。
        此外，所有实验数据都要进行详细且精确的记录。在开展实验前要对施工资料、设计资料以及水文条件与地质情况资料进行全面搜集与整理，然后对桩静载试验明细表进行提交，作为试验数据分析的基础。
        6、试验数据的判定与分析
        本次试验的最大荷载是设计单桩径向力的二倍，结合原始数据资料与内容，对其进行分类与整理，并绘制竖向荷载-沉陷（Q-s）、沉陷-时间对数（s-lgt）、沉陷-荷载对数（s-lgQ）及挠度变动（lgs-lgQ）曲线图。在确定单桩竖向抗压极限承载力和承载力特征值时，按照沉陷不随荷载变动的特征来进行判定，针对陡降型Q-s直线来获取出现显著陡降的初始点对应的荷载系数。同时根据S-lgt直线来分析与判定沉陷不随时间变动的特性。当经过24小时候还没有达到稳定状态时，可取前一级荷载系数。
        三、结束语
        综上所述，在对高速铁路桥梁试桩静载实验时，应用桩基静载实验，能够对桩基的实际承载能力、桩基的参数进行有效确认，并对设计桩基的直径与长度提供了更为精准的数据基础，增强桩基设计的可靠性与科学性，对于提升高速公路建设效率与效益非常有利。
参考文献：
[1]叶晓雁.建筑工程桩基静载试验检测存在的技术问题分析[J].中国房地产业.2017,(22).125.
[2]化文建.钻孔灌注桩桩基检测的质量控制与方法分析[J].建筑工程技术与设计,2020,(18):2149.
[3]傅志宏.建筑工程基桩单桩竖向抗压静载试验研究[J].砖瓦世界,2018,(15):47-48.