上杭瓮福紫金建设工程冲孔灌注桩静载摩阻力测试与分析

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1、第3期福建地质GeologyofFujian253上杭瓮福紫金建设工程冲孔灌注桩静载摩阻力测试与分析赖兆涛(福建省建设工程物探试验检测中心，福州，350011)摘要通过工程试桩竖向抗压静载试验和桩身应力应变测试的实例，分析静载Q—S曲线、桩身轴力曲线和桩侧摩阻力分布曲线，探讨了各试桩侧阻、端阻及桩底沉渣对土阻力的影响，得出了试验结果，提出建议供同类工程桩基设计和施工参考。关键词静载桩侧摩阻力桩端阻力沉渣灌注桩1工程概况上杭瓮福紫金建设工程为大型化工企业的新建项目，位于上杭县蛟洋乡梅坝村。主厂房为框架结构，框架上支承大型设备，框架柱底轴力值较大，采用冲孑L灌注桩基础。建设场地属丘陵地貌单元，根

2、据工程地质勘察资料，场地内岩土层自上而下依次为素填土、耕土、粉质粘土、残积砾质粘性土和风化花岗岩。按设计要求，在主厂房区施打试桩3根，业主委托福建省建设工程物探试验检测中心进行单桩竖向抗压静载试验和桩身应力应变测试。试桩桩径1m，钢筋笼主筋20根，直径16mm的二级钢，桩混凝土强度C40，充盈系数1．07～1．09，桩长39～42m，桩端进入中风化花岗岩0。5m，单桩最大试验荷载12000kN。试验目的是通过静载试验检测试桩的抗压承载力，并获得在逐级加载过程中桩顶的沉降数据。通过在桩身埋设钢筋应力计对桩身的应力应变进行测试分析，以确定桩身分层侧摩阻力分布及桩端阻力的性状，合理确定桩的承载力，

3、为该工程优化桩基设计和施工工艺流程提供依据。2测试原理和测试仪器单桩抗压静载试验采用混凝土块压重平台反力装置，按提供的反力不小于最大试验荷载的1．2倍，配置主、次梁和混凝土块；试验荷载由安装在桩顶的3台6300kN级油压千斤顶逐级加载，压力由连接于油泵上方的压力传感器直接测定；桩顶沉降由对称方向安装的4个位移传感器测读。在反力平台安装之前，采用碎石换填对压重平台的地基进行加固处理，使荷载能均衡分布，提高反力装置的承载能力，确保试验安全。收稿日期：2015-03—15作者简介：赖兆涛(1969一)，男，工程师，土木工程专业。254福建地质GeologyofFujian第34卷3根试桩设计最大加

4、载量均为12000kN，荷载等级分为10级，采用慢速维持荷载法加载。对于端承型的大直径桩，若桩身无明显缺陷，桩底沉渣控制在设计要求以内，其静载试验的Q—S曲线一般表现为缓变形，没有明显的转折点，且桩顶累计沉降量不大。根据静载试验Q-s曲线确定大直径桩的抗压承载力时，对缓变型曲线，可取S等于0．05D(D为桩端直径)对应的荷载为极限承载力，当桩的抗压承载力未达极限时，宜取最大加载值为极限承载力值。对陡降型Q—S曲线，应取发生明显陡降起始点对应的荷载值为极限承载力口]。桩侧摩阻力测试原理[2]。(1)几个假定：同一截面钢筋与混凝土的变形协调；桩身混凝土全长弹性模量相同；位于桩顶以下1．5m处的J

5、1截面所受轴力与静载试验的加载量相同。(2)桩身混凝土弹性模量(E。)的确定。将J1截面作为标定截面(i一1)，量测该截面钢筋应力计在包括预压的各级荷载作用下频率变化值，用此推算各载荷等级下钢筋应变(￡s1，)，由于假定混凝土与钢筋协同受力，不出现裂缝，故混凝土应变ecl．一esl．，由此可以算出各载荷等级下桩身混凝土的弹性模量(E㈨)。利用钢筋应变(￡幽)与桩身混凝土的弹性模量(E川)的2组数据可以拟合出二者之间的关系曲线，根据其余各截面在各载荷等级下钢筋应变平均值(e。)，再通过关系曲线可以得到各截面在各载荷等级下的桩身混凝土弹性模量(E。)。(3)某一量测截面在第i级荷载下的桩身轴力(

6、Pii)计算公式P．．一E。，．·A。。．·e。，，·E。．。·A。·e。(1)式中：P。E。。E。、A。、A。、％I、％，分别为试桩某一截面在第i级荷载下的桩身轴力、混凝土弹性模量、钢筋弹性模量、截面处混凝土面积、钢筋总面积、混凝土应变和钢筋应变。(4)钢筋应力计受力的计算公式P蚵一k·(Fi—F；)一E。·e。。，·A。(2)6蛳一P。．j／(E。·A。．)(3)式中：P。一第i量测截面处在j级荷载下应力计所受轴向力；F．，一第i量测截面处在j级荷载下实测频率值；F。一初始频率值；k一应力计标定系数；A，，一应力计面积。(5)桩侧摩阻力(^)计算公式仁坠半业(4)o”A，⋯式中：厂。一第

7、i截面至i+1截面之间在第j级荷载量下的桩侧摩阻力(按均布计算)；P。为i截面在j级荷载量下的轴力；A，为i截面至i+1截面之间的桩侧面积。桩侧摩阻力测试采用GJ一16型振弦式钢筋应力计，布置于不同性质土层(残积砾质粘性土、全风化花岗岩、砂土状强风化花岗岩、碎块状强风化花岗岩和中风化花岗岩)的界面处，对厚度较大的砂土状强风化层则增加量测截面。SZl、SZ2和SZ3分别布置7个、7个和6个量测截面，每个量测界面