多层级锚索反力静载检测装置在超大荷载桩基试验检测中的应用

阿联酋阿布扎比中央公园项目占地面积约5?100㎡，总建筑面积66?470㎡，地下2层，地上裙楼4层，标准层34层，建筑高度157.39?m。该工程为钻孔灌注桩基础，工程桩总数304根。桩直径900?mm和1200mm，桩长28~38m，设计桩顶标高为–7.800m，单桩竖向极限抗压承载力标准值Q≥ 32000kN。该工程紧邻学校和住宅区，场地环境受限，打桩有效施工周期不足3个月（含桩静载试验）。根据当地规范要求，桩基静载试验检测数量为12根。

1??桩基试验方法选择

1.1??桩基静载试验难点

1.1.1??施工场地受限

本工程基坑深7.8m，周边紧邻学校和公寓楼，基坑面积仅5100㎡，工程桩总数达304根，因桩分布密集，因可用于单桩静载试验的场地较小，大型吊装运输车辆进出通道受限，成为制约桩基试验的一大难题。 

1.1.2??工期紧

本工程基础施工工期为6个月，打桩噪声较大，由于周边紧邻学校和住宅，扰民情况严重，实际打桩有效时间不足3个月。故基础桩施工与成桩试验需交替进行，以满足合同工期要求，致使桩基静载试验周期短。 

1.1.3??桩基荷载试验超大

本工程单桩竖向抗压承载力特征值Ra≥ 14?000kN，最大试验荷载不小于28000kN，与国内超高层建筑的荷载同量级，属超大荷载（天津117项目最大荷载为38000kN，中国尊项目桩基最大荷载为42000kN）。

1.2??试验方法对比

基于本项目的实际情况，若使用堆载法，因荷载过大，试验场地占用大、周期长，堆载面积、高度太大，安全风险大，周期长，不适用该项目。

结合本项目实际情况宜采用锚桩反力法或锚索反力法。

锚索法和锚桩法等，一般常用的反力装置为十字形、一字型反力梁，由于超大荷载对主梁受力要求极高，一般超大荷载的反力装置单根重量达20t以上，如天津117项目的反力装置主梁单根重量达55t（4根55t主梁），需用130t以上的起重机配合，且主要施工区域地面需硬化，对上述条件实现也较困难，故拟选用锚索法，但如何解决超大荷载桩基静载试验反力装置的灵活性和便捷性是一大难题。

2??多层级锚索反力静载检测装置

多层级锚索反力静载检测装置是通过一种装配式的组合型锥盘锚索反力装置来构建反力体系，实现单元化、模块化的多层级反力体系，该装置可根据荷载增加的需要，将锚索锥盘从1层升级至多层来提供更大反力。

反力装置直径为2.8?m，高1.5?m，有十组固定点，可通过10组锚索及专用固定装置固定，每级锥盘可提供7000~10000kN的荷载反力，2~3级锥盘可提供10000~40000kN的荷载反力，具有受力均匀、平衡性好等特点。

3??锚索反力装置的布置及试验过程

根据工程桩位置确定锚索位置，最接近的锚栓与试桩的间距应不小于桩径的3倍或2m，锚索位置为环形对称分布，一般为10组。锚索为钢绞线，根据荷载进行受力计算确定数量、长度和直径等参数。

试验过程如下。

（1）在测试桩上搭建一个平台，安放千斤顶，组装锥盘和穿束。固定锥盘时应特别注意锥盘的水平和中心位置，确保桩头加载点在统一垂直轴线上。

（2）通过锁定板定位每根钢绞线，穿过锥盘冠 孔，在锚头位置插入专用楔形件，每根锚索均按顺序安装，以保证锥盘上钢绞线均匀分布。

（3）锥盘固定后，即可开始加载，先将液压千斤顶加载到初始荷载并保持规定时间，再加载到下一数值并保持所需时间间隔，直至试验完成（图1）。

图1??锚索反力装置操作照片

本项目直径1200mm桩的设计荷载为14100kN，最大试验荷载为150%，即21150kN；分级加载，首 次从0→100%→0，每25%为一级，每级持续0.5h；然后，荷载由0→100%→150%→0，100%时保持6h，加载至150%时保持6h。

4??结束语

阿联酋中央公园项目桩基静载试验使用多层级锚索反力装置，施工周期短，装置灵活，解决了场地受限的问题，该反力试验装置可靠，通过设计巧妙的锥盘锚索体系，与传统的钢梁式、框架式试验装置相比多层级锚索反力装置更加灵巧，传力更加均匀，无需使用大型吊装机械，锥盘为独立整体式装置。标高控制、千斤顶安放、轴心受力及主梁均匀受力控制简单，便于操作，应用效果良好可在国内外同类型项目中推广使用。